《橋梁工程》教學(xué)模式與教學(xué)方法研究

喻 梅 周水興 重慶交通大學(xué)土木建筑學(xué)院 400074

《橋梁工程》教學(xué)模式與教學(xué)方法研究

喻 梅 周水興 重慶交通大學(xué)土木建筑學(xué)院 400074

結(jié)合《橋梁工程》課程的特點(diǎn)，通過分析課程定位與學(xué)時(shí)安排，教學(xué)手段的選擇、學(xué)生思維能力培養(yǎng)等問題，探討了《橋梁工程》課程的合理教學(xué)模式，并對(duì)教學(xué)中的一些關(guān)鍵環(huán)節(jié)做了研究。

一、課程定位與特點(diǎn)

《橋梁工程》是土木工程專業(yè)道路工程方向一門重要的專業(yè)課程，通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)掌握常用梁式橋、拱式橋的結(jié)構(gòu)體系、構(gòu)造原理、設(shè)計(jì)計(jì)算理論以及主要施工方法，并了解現(xiàn)代大型斜拉橋、懸索橋的構(gòu)造、設(shè)計(jì)和施工要點(diǎn)。

《橋梁工程》課程的特點(diǎn)在于：（1）以“材料力學(xué)”、“結(jié)構(gòu)力學(xué)”、“結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理”、“橋涵水文”、“工程地質(zhì)”、“基礎(chǔ)工程”等先修課程為基礎(chǔ)，涉及知識(shí)面廣，是對(duì)基礎(chǔ)課程的綜合和深化；（2）以實(shí)際橋梁工程項(xiàng)目為背景，集理論與實(shí)踐為一體；（3）學(xué)生缺乏工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

二、教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時(shí)的合理安排

合理安排教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時(shí)是取得理想教學(xué)效果的基本前提?；诒菊n程的上述特點(diǎn)，結(jié)合筆者多年的教學(xué)實(shí)踐情況來分析，本課程安排88個(gè)學(xué)時(shí)較為合適，其中，課堂教學(xué)78學(xué)時(shí)，課程設(shè)計(jì)6學(xué)時(shí)，課外實(shí)踐4學(xué)時(shí)，具體如表1所示。

表1課程學(xué)時(shí)安排表

從表1可以看出，本課程是從課堂教學(xué)、課程設(shè)計(jì)、課外實(shí)踐三個(gè)方面的教學(xué)來實(shí)現(xiàn)學(xué)生對(duì)本課程的掌握。在課堂教學(xué)中，由于梁式橋和拱式橋的構(gòu)造、設(shè)計(jì)計(jì)算理論及施工方法是本課程的重點(diǎn)，因此在教學(xué)安排中其學(xué)時(shí)量占課堂教學(xué)課時(shí)量的85%，以達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生牢固掌握本課程重點(diǎn)內(nèi)容的目的。安排6學(xué)時(shí)的課程設(shè)計(jì)，是為了培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用本課程理論知識(shí)的能力。設(shè)計(jì)4學(xué)時(shí)的課外實(shí)踐環(huán)節(jié)，是考慮學(xué)生通常沒有工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，如果單純通過書本和圖片來學(xué)習(xí)橋梁設(shè)計(jì)與施工，很難達(dá)到理想的效果，而通過課外實(shí)踐環(huán)節(jié)，到橋梁施工現(xiàn)場(chǎng)切身觀摩和體會(huì)橋梁設(shè)計(jì)與施工的方法，學(xué)生則很容易對(duì)這部分教學(xué)內(nèi)容達(dá)到融會(huì)貫通的效果。

三、現(xiàn)代教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)手段的綜合運(yùn)用

如何合理的利用和發(fā)揮現(xiàn)代教學(xué)手段，是提高教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，筆者認(rèn)為在教學(xué)中應(yīng)因地制宜，結(jié)合課程特點(diǎn)，將現(xiàn)代教學(xué)手段與傳統(tǒng)教學(xué)手段相結(jié)合，才能達(dá)到理想的教學(xué)效果。

無論采用何種教學(xué)方式，教學(xué)手段只是為教學(xué)內(nèi)容服務(wù)的。不能使教學(xué)僅停留于花哨的形式而忽略了內(nèi)容的深度和廣度。相反，使學(xué)生深刻領(lǐng)會(huì)教學(xué)內(nèi)容才是教學(xué)的真正目的。

就橋梁工程這門課的教學(xué)而言，筆者認(rèn)為，多媒體輔助教學(xué)、案例教學(xué)法，實(shí)踐教學(xué)法這三種教學(xué)手段與傳統(tǒng)教學(xué)方法想結(jié)合，是教學(xué)橋梁工程的最好教學(xué)模式。

1.案例教學(xué)法講授橋梁的構(gòu)造與設(shè)計(jì)

橋梁的構(gòu)造與設(shè)計(jì)主要講述各種結(jié)構(gòu)體系的橋梁的設(shè)計(jì)方法、構(gòu)造原理及尺寸擬定原則。通過這部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握橋梁設(shè)計(jì)的原理與方法。講授這部分內(nèi)容的難點(diǎn)在于學(xué)生沒有橋梁設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的構(gòu)造細(xì)節(jié)容易感到抽象和陌生。筆者認(rèn)為，這部分內(nèi)容宜采用案例教學(xué)法進(jìn)行教學(xué)。

所謂案例教學(xué)法, 就是教師根據(jù)課程教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容的需要通過設(shè)置具體的教學(xué)案例, 引導(dǎo)學(xué)生參與分析、討論等活動(dòng), 讓學(xué)生在具體的問題情境中積極思索, 以培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的一種教學(xué)方法。它強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為主體, 以培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力, 實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力為基本價(jià)值取向。

比如在講授橋梁規(guī)劃設(shè)計(jì)原則與程序這一部分課程內(nèi)容時(shí)，可將橋梁規(guī)劃設(shè)計(jì)的基本流程圖用電子圖片簡(jiǎn)潔地示出，并結(jié)合某一實(shí)橋的規(guī)劃設(shè)計(jì)為例，闡明橋梁規(guī)劃設(shè)計(jì)的全過程。為使橋梁規(guī)劃設(shè)計(jì)需遵循“安全、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、美觀并兼顧環(huán)?！边@條原則由抽象變?yōu)榫唧w，可制作一些在體現(xiàn)上述設(shè)計(jì)原則較為成功的實(shí)橋的PPT，再將這些實(shí)橋與設(shè)計(jì)理論作對(duì)比分析，可幫助學(xué)生領(lǐng)會(huì)橋梁規(guī)劃設(shè)計(jì)原則的真正內(nèi)涵，并培養(yǎng)學(xué)生對(duì)橋梁的綜合鑒賞與判斷能力。例如，在談到美觀這一要求時(shí)，筆者曾以趙州橋、金門大橋、悉尼港大橋等在美觀上設(shè)計(jì)得較為成功的橋梁實(shí)圖為例，分析了橋梁結(jié)構(gòu)在體型上的均衡與協(xié)調(diào)及與環(huán)境的和諧性等要求。同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生表達(dá)他們自己的觀點(diǎn)，通過這種方式，課堂的氛圍變得活躍、學(xué)生們爭(zhēng)相發(fā)揮自己的觀點(diǎn)?？梢韵胂?，若采用傳統(tǒng)的黑板教學(xué)，學(xué)生將無法直接接觸這樣大量的信息 ，講授也將會(huì)變得抽象。

需要注意的是，在選擇工程案例時(shí)，要選擇與課堂教學(xué)內(nèi)容相對(duì)應(yīng)的橋型做為案例，并對(duì)其設(shè)計(jì)理念和細(xì)節(jié)做出評(píng)述，同時(shí)注意引入的案例要能代表該橋型目前的最新設(shè)計(jì)水平及發(fā)展方向。

2.黑板與多媒體相結(jié)合教學(xué)橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)算理論

橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)算理論主要講授梁式橋梁和拱式橋梁的結(jié)構(gòu)計(jì)算方法。重點(diǎn)包括橋面板、橫向分布系數(shù)、梁橋拱橋內(nèi)力計(jì)算與驗(yàn)算等內(nèi)容。

《橋梁工程》是一門建立在力學(xué)基礎(chǔ)上的專業(yè)課程，力學(xué)公式的推導(dǎo)和運(yùn)用是本課程的重要內(nèi)容之一。講授橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)算這一部分內(nèi)容時(shí)，由于涉及大量的數(shù)學(xué)、力學(xué)公式的推導(dǎo)，故完全采用多媒體教學(xué)是不適宜的。此時(shí)，可采用傳統(tǒng)的黑板教學(xué)與多媒體教學(xué)相結(jié)合的方法。當(dāng)介紹橋梁計(jì)算的基本理論時(shí)，如果能把整個(gè)解決問題的思路和框架在PPT上播出，同時(shí)在黑板上詳細(xì)分析基本力學(xué)原理及公式，并對(duì)疑難步驟和公式給出重點(diǎn)解釋，能使學(xué)生更直觀的理解其推導(dǎo)過程和參數(shù)的物理含義。如果再適當(dāng)?shù)陌才艑W(xué)生在黑板上做一些演算，并展開討論，學(xué)生便能深刻的理解教學(xué)內(nèi)容，把知識(shí)點(diǎn)融會(huì)貫通。

在講清楚橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)算的基本原理的基礎(chǔ)上，可用多媒體方式向?qū)W生介紹橋梁結(jié)構(gòu)分析的計(jì)算機(jī)輔助計(jì)算方法。由于橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)算工作量較大，實(shí)踐中通常采用電算。橋梁電算的重點(diǎn)是實(shí)際結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化及其上述內(nèi)容的在程序中的應(yīng)用等。目前橋梁結(jié)構(gòu)分析的軟件較多，如GQJS、BSAS、橋梁博士等。可選擇一種結(jié)構(gòu)分析軟件向?qū)W生演示橋梁結(jié)構(gòu)分析的具體過程。這樣可使學(xué)生既掌握橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)算的基本理論，又對(duì)實(shí)踐中橋梁結(jié)構(gòu)分析的方法和現(xiàn)代計(jì)算手段較為熟悉。

例如，在講解橋梁的恒載內(nèi)力計(jì)算時(shí)，首先可從理論上闡明橋梁恒載內(nèi)力與施工方法的關(guān)系。然后可用電算的方法比較同一橋梁采用不同的施工方法時(shí)的恒載內(nèi)力差異，這樣可使所講理論更具說服力，學(xué)生也更易接受。

3.多媒體與課外實(shí)踐相結(jié)合教學(xué)橋梁施工

實(shí)踐證明，多媒體與課外實(shí)踐相結(jié)合，是教學(xué)橋梁施工最為有效的途徑。

講授橋梁施工的難點(diǎn)在于學(xué)生沒有工程經(jīng)驗(yàn)，且各種施工方法涉及的施工機(jī)具也較復(fù)雜，容易使講解變得空洞而枯燥。采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法時(shí)，若僅口述施工過程，學(xué)生將感到過于抽象，若在黑板上繪出施工過程示意圖或制作掛圖，則會(huì)因圖多空間小而難以實(shí)現(xiàn)。此時(shí)，如果在課堂上用多媒體演示課前用三維動(dòng)畫軟件制作的施工過程示意圖，并結(jié)合實(shí)橋講解，則能使內(nèi)容變得直觀、生動(dòng)，學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的體會(huì)也會(huì)因此而深刻。

事實(shí)上，如果同時(shí)將教師在工程實(shí)踐中拍下的施工中的橋梁及機(jī)具的照片或錄像制作成幻燈片（PPT），在課堂上播出，把橋梁施工的過程真實(shí)的再現(xiàn)于課堂，并向?qū)W生介紹橋梁施工的新方法，新工藝，則能取得更佳的教學(xué)效果。

在多媒體課堂教學(xué)的基礎(chǔ)上，再結(jié)合適當(dāng)?shù)恼n外實(shí)踐，通過到橋梁工地觀摩學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)橋梁施工理論及方法的各個(gè)環(huán)節(jié)將會(huì)有更為深刻而透徹的把握。

四、教學(xué)中重視師生間的信息溝通及學(xué)生的能力培養(yǎng)

1.重視師生間的信息溝通與交流

教師是教學(xué)中的主導(dǎo)者，課堂上師生間的溝通與交流對(duì)教學(xué)效果起著關(guān)鍵作用。在多媒體教學(xué)中，不能僅僅邊念講稿邊播多媒體課件，如果教師只充當(dāng)多媒體播放員，教師就沒有在教學(xué)中發(fā)揮其主導(dǎo)作用，那樣會(huì)使教學(xué)陷入平鋪直敘、呆板、缺乏師生互動(dòng)的局面。教師應(yīng)當(dāng)恰當(dāng)把握教學(xué)節(jié)奏，有意突出重點(diǎn)和難點(diǎn)，并觀察學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的反應(yīng)，設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)奶釂柡陀懻?，可使課堂氛圍變得活躍，師生間的信息得到溝通與交流，學(xué)生的思維得到激發(fā)和啟示，學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的理解才會(huì)更深刻。

2.重視對(duì)學(xué)生的能力培養(yǎng)

教學(xué)的目的是培養(yǎng)人才。本專業(yè)的學(xué)生畢業(yè)后通常將從事道路橋梁的設(shè)計(jì)、施工或管理工作。因此，在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生在本學(xué)科的工作能力是本課程的重要目的之一。筆者認(rèn)為通過做課程設(shè)計(jì)或小論文來提高學(xué)生對(duì)橋梁理論知識(shí)的綜合運(yùn)用能力是比較適宜的。

課程設(shè)計(jì)可以是設(shè)計(jì)一座橋梁施工場(chǎng)地布置圖、施工進(jìn)度圖、橋梁方案總體布置圖、橋梁模型設(shè)計(jì)或其它適宜的內(nèi)容。小論文可以是對(duì)橋梁設(shè)計(jì)，施工或者美學(xué)方面的一些認(rèn)識(shí)的文章。具體可結(jié)合所教學(xué)生情況從中選擇一種內(nèi)容進(jìn)行。

在這一過程中，學(xué)生需要查閱大量的本專業(yè)文獻(xiàn)資料，再運(yùn)用到課程設(shè)計(jì)或小論文中，通過這個(gè)環(huán)節(jié)，學(xué)生查閱資料、綜合運(yùn)用專業(yè)知識(shí)的的能力將得到大幅度提高，使學(xué)生獨(dú)立工作能力得到良好的培養(yǎng)。

五、教學(xué)課件的與時(shí)俱進(jìn)

制作教學(xué)課件時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）保證教學(xué)內(nèi)容的深度和廣度，突出難點(diǎn)和重點(diǎn)，避免課件過于煩瑣冗長(zhǎng)。如果長(zhǎng)時(shí)間地播放滿是文字?jǐn)⑹龅腜PT，會(huì)使學(xué)生陷入知識(shí)散亂，無法把握難點(diǎn)和重點(diǎn)的局面。（2）PPT要文字清楚，色彩適宜。如果為圖新奇而將圖片設(shè)置上花哨的背景或設(shè)置為閃爍的動(dòng)畫，表面上看來很新鮮，但有可能使學(xué)生看不清圖片內(nèi)容或視覺疲乏，反而不能清楚表達(dá)教學(xué)內(nèi)容。

多媒體教學(xué)并非就為教師提供了一個(gè)一勞永逸的教學(xué)方法。橋梁工程是一門工程實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，雖然教材在一定時(shí)期內(nèi)是不變的，但設(shè)計(jì)施工規(guī)范是在不斷更新中的，新材料新工藝新工程層出不窮。因此，教學(xué)課件制作完成后，在教學(xué)過程中還應(yīng)使教學(xué)課件與時(shí)俱進(jìn)，不斷更新。一方面可根據(jù)教學(xué)中遇到的問題對(duì)教學(xué)課件進(jìn)行調(diào)整和完善，另一方面對(duì)出現(xiàn)的新材料新工藝新工程及學(xué)科新進(jìn)展等要及時(shí)在課件中體現(xiàn)。通過對(duì)課件的不斷更新和完善，既可及時(shí)解決教學(xué)中遇到的問題又可保證教學(xué)內(nèi)容的深度和廣度。

總之，橋梁工程課程是一門集理論與實(shí)踐為一體的專業(yè)課程。只要課前認(rèn)真分析教學(xué)內(nèi)容，因地制宜，采用合理的教學(xué)手段。通過多媒體課件的直觀、生動(dòng)、信息量大的優(yōu)勢(shì)，以案例教學(xué)法開闊學(xué)生的視野，以實(shí)踐教學(xué)法讓學(xué)生獲得專業(yè)知識(shí)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，并與傳統(tǒng)教學(xué)方法想結(jié)合，再充分發(fā)揮教師在教學(xué)中的主導(dǎo)作用及師生間的交流與互動(dòng)，教學(xué)效果與效率將會(huì)大大提高，最終實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)高素質(zhì)專業(yè)人才的教學(xué)目標(biāo)。

[1]周水興，向中富.橋梁工程[M].重慶大學(xué)出版社.2003年

[2]范立礎(chǔ)，主編.橋梁工程[M],上冊(cè).人民交通出版社.2001年

[3]顧安邦，主編.橋梁工程[M]，下冊(cè).人民交通出版社.2000年

[4]于水，斐正薇.從素質(zhì)教育看中國(guó)高等教育的發(fā)展[J].南京社會(huì)科學(xué).2003 (4).83-87。

[5]劉加妹,周志堅(jiān).多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的探討[J].大學(xué)數(shù)學(xué).2005（6），32-35

[6]黃曉波,陸文,沙玲,等.大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)策略探索[J].上海工程技術(shù)大學(xué)教育研究.2008,(03)

喻 梅：女，1968年出生，講師，工學(xué)碩士，從事橋梁工程的教學(xué)與科研工作。周水興: 男，1967年出生，教授，工學(xué)博士，從事橋梁工程的教學(xué)與科研工作。

Teaching Pattern and Method for Bridge Engineering Course

YU Mei, ZHOU Shui-xing College of Civil Engineering & Architecture, Chongqing Jiaotong University, Chongqing 400074, China

Based on the characteristics of bridge engineering course, making the course arrangements and the class hour distribution , problems such as teaching means and the student thinking ability teaching are analyzed, the rational teaching pattern for bridge engineering course and some important points in the teaching of the course are discussed.

10.3969/j.issn.1001-8972.2010.20.143

橋梁工程;教學(xué)模式;多媒體;案例教學(xué)法;橋梁施工;結(jié)構(gòu)分析

bridge engineering; teaching pattern; multimedia; case method; bridge construction; structural analysis