土木工程專業(yè)鋼橋課程關(guān)聯(lián)教學(xué)實(shí)踐與效果分析

傅中秋，吉伯海，姚悅，謝發(fā)祥

(河海大學(xué) 土木與交通學(xué)院，江蘇 南京 210098)

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土木工程專業(yè)鋼橋課程關(guān)聯(lián)教學(xué)實(shí)踐與效果分析

傅中秋，吉伯海，姚悅，謝發(fā)祥

(河海大學(xué) 土木與交通學(xué)院，江蘇 南京 210098)

針對工科專業(yè)課程教學(xué)難點(diǎn)，結(jié)合關(guān)聯(lián)記憶模式，提出工科課程關(guān)聯(lián)教學(xué)的方法。以鋼橋教學(xué)為例，提出了情感關(guān)聯(lián)、認(rèn)知關(guān)聯(lián)、行動關(guān)聯(lián)等方式，并對各關(guān)聯(lián)的方法進(jìn)行實(shí)踐和對比。關(guān)聯(lián)教學(xué)豐富了課堂內(nèi)容、活躍了課堂氣氛、拓展了課程內(nèi)容，學(xué)生對知識的理解更加深入，對事物間的邏輯思考也更為深入。課堂效果和學(xué)生評價表明，鋼橋課程的關(guān)聯(lián)教學(xué)效果良好，也符合學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

關(guān)聯(lián)教學(xué)；土木工程專業(yè)；情感；認(rèn)知；行動

近年來，我國建造了一大批世界著名的鋼橋，行業(yè)政策也在積極引導(dǎo)鋼橋的推廣，并出臺了專門針對鋼橋的設(shè)計規(guī)范，未來鋼橋?qū)⒌玫綇V泛的應(yīng)用?；谝陨媳尘?，近幾年各大高校紛紛重視鋼橋相關(guān)人才的培養(yǎng)。本校自5年前在土木工程專業(yè)橋梁方向設(shè)置鋼橋課程以來，也經(jīng)歷了選修課到必修課的設(shè)置過程。筆者也一直作為主要成員參與鋼橋教學(xué)和相關(guān)的課程建設(shè)工作。該課程比較專業(yè)，涉及到了多門基礎(chǔ)課程的知識，且包含內(nèi)容多，很多知識點(diǎn)理解難度大。在具體的教學(xué)中，教師要通過多樣的教學(xué)方式，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和創(chuàng)造性[1]。因此，尋求生動、直觀、創(chuàng)新性的教學(xué)方法和教學(xué)手段，切實(shí)提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果是土木工程專業(yè)任課教師的奮斗目標(biāo)[2]。

從2013年開始，筆者嘗試采用關(guān)聯(lián)教學(xué)方法，即將枯燥的鋼橋?qū)I(yè)知識與生活中的現(xiàn)象、試件進(jìn)行關(guān)聯(lián)，達(dá)到深刻記憶、形象理解的效果。關(guān)聯(lián)教學(xué)的核心問題是如何找出學(xué)生學(xué)習(xí)時的興趣激發(fā)點(diǎn)以及關(guān)聯(lián)途徑如何實(shí)現(xiàn)。關(guān)聯(lián)教學(xué)法在鋼橋課程教學(xué)中的應(yīng)用將學(xué)生的情感、認(rèn)知、行動與專業(yè)課程的關(guān)系建立起來，并貫徹到課程教學(xué)當(dāng)中，取得了很好的成效。

1　關(guān)聯(lián)教學(xué)的意義

關(guān)聯(lián)教學(xué)是指將學(xué)生所學(xué)知識與原有知識結(jié)構(gòu)和生活中的經(jīng)歷相聯(lián)系, 促進(jìn)知識的遷移與構(gòu)建, 加深理解和記憶。關(guān)聯(lián)教學(xué)法基于心理學(xué)的“學(xué)習(xí)遷移”現(xiàn)象, 強(qiáng)調(diào)一種學(xué)習(xí)對另一種學(xué)習(xí)的影響[3]。人們越能發(fā)現(xiàn)事物之間的關(guān)系則越能加以概括推廣，遷移作用也越加普遍。原理的遷移實(shí)質(zhì)在于領(lǐng)會事物之間的內(nèi)在聯(lián)系。因此，原理或基本概念掌握得越透徹，則越能實(shí)現(xiàn)遷移[4]。通過關(guān)聯(lián)的教學(xué)方式，能夠端正學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度，培養(yǎng)學(xué)生探索更多更深奧知識的能力。事物之間的關(guān)聯(lián)核心是不同事物之間內(nèi)在的聯(lián)系或邏輯關(guān)系。通過關(guān)聯(lián)，不僅可以達(dá)到知識學(xué)習(xí)的作用，也可以達(dá)到舉一反三、自我歸納的效果。

在教學(xué)過程中，關(guān)聯(lián)教學(xué)實(shí)現(xiàn)的路徑主要是將情感、認(rèn)知、行動三個方面與課程內(nèi)容相關(guān)聯(lián)。找到情感、認(rèn)知、行動與教學(xué)內(nèi)容的關(guān)聯(lián)點(diǎn)，將深奧、繁多的鋼橋?qū)I(yè)知識以學(xué)生熟知的事物、情感傳遞給學(xué)生，深入淺出，將抽象的知識以簡單的方式使學(xué)生牢記，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升了學(xué)習(xí)氣氛，達(dá)到主動認(rèn)知學(xué)習(xí)的目的。

2　關(guān)聯(lián)方法

2.1情感關(guān)聯(lián)

認(rèn)知與情感是相輔相成的。在學(xué)習(xí)過程中，如果學(xué)生缺乏認(rèn)知，情感就難以推進(jìn)，認(rèn)知能力也會大打折扣。教學(xué)的目標(biāo)是不僅要促進(jìn)認(rèn)知發(fā)展，還要實(shí)現(xiàn)情感發(fā)展。情感是促進(jìn)更高水平認(rèn)知組織能力發(fā)展的關(guān)鍵，忽視情感會造成學(xué)習(xí)效果顯現(xiàn)的遲滯。

在鋼橋課程的“鋼橋結(jié)構(gòu)特點(diǎn)”章節(jié)教學(xué)中，首先對各橋型進(jìn)行了課題講解，并布置了課后作業(yè)：準(zhǔn)備PPT介紹一座自己家鄉(xiāng)的鋼橋。之所以特意強(qiáng)調(diào)“家鄉(xiāng)”，就是為了激發(fā)學(xué)生的情感點(diǎn)，通過家鄉(xiāng)這一情感紐帶來介紹專業(yè)知識。演講的學(xué)生需要課后查閱資料，自然會達(dá)到學(xué)習(xí)的效果，而聽的學(xué)生也會更愿意傾聽自己同學(xué)的聲音。通過演講，達(dá)到了情感關(guān)聯(lián)的知識點(diǎn)學(xué)習(xí)，也鍛煉了學(xué)生自我學(xué)習(xí)和自我表達(dá)的能力。學(xué)生發(fā)現(xiàn)，鋼橋就在他們身邊，也承載了他們對家鄉(xiāng)的情感。一位來自甘肅蘭州的學(xué)生講述了他家鄉(xiāng)的“蘭州中山橋”，也稱“黃河鐵橋”，這座有著上百年歷史的鋼桁架橋經(jīng)歷過“辛亥革命”、解放蘭州的時代變遷。這位學(xué)生講述了關(guān)于這座鋼橋的故事，學(xué)生們被深深吸引，并且對這一橋型及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有了更加深刻的記憶與更深入的了解。同時也為這座上百年的橋梁感到震驚，也激發(fā)了學(xué)生為建設(shè)質(zhì)量更好、橋型更新穎的橋梁就必須認(rèn)真學(xué)好專業(yè)課知識的動力。繼而，通過對該橋幾次維修的介紹，也拓展了該章節(jié)之外的知識點(diǎn)。

2.2認(rèn)知關(guān)聯(lián)

土木工程專業(yè)課程中的知識來源于工程實(shí)踐，又應(yīng)用于工程實(shí)踐，它強(qiáng)調(diào)的是既要具備良好的專業(yè)理論知識，又要具有一定的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)[5]。在鋼橋課程教學(xué)中，學(xué)生普遍反映缺少實(shí)際見識鋼橋的經(jīng)歷，許多概念僅僅是腦中虛無的概念卻因未見識過真正的鋼橋而無法理解其中的一些知識點(diǎn)，對于所學(xué)知識也難以應(yīng)用到實(shí)際中。通過采取認(rèn)知關(guān)聯(lián)，讓學(xué)生從書本中的內(nèi)容聯(lián)系到生活實(shí)際，并應(yīng)用于生活，將教學(xué)內(nèi)容與所聞所見所感聯(lián)系起來。

土木專業(yè)的認(rèn)識實(shí)習(xí)是必修課，橋梁方向的學(xué)生會參觀一些橋梁，通過有意識的引導(dǎo)和講解進(jìn)行知識點(diǎn)的介紹。如，學(xué)生曾經(jīng)登上過南京長江大橋的橋頭堡，在那里對學(xué)生進(jìn)行鋼橋知識的講解，學(xué)生親眼看到了鋼桁架橋的橋型，對鋼橋的理解從虛幻到現(xiàn)實(shí)，并且讓學(xué)生近距離觀察鋼橋的鋼結(jié)構(gòu)問題。南京長江大橋是現(xiàn)今少有的采用“鉚釘”形式進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)連接的橋梁，學(xué)生通過觀察并結(jié)合曾經(jīng)電視上看過的內(nèi)容發(fā)現(xiàn)，采用鉚釘方式進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)連接需要大量的人力物力，所以越來越少采用“鉚釘”連接方式。學(xué)生通過這樣的認(rèn)知關(guān)聯(lián)，不需要死記硬背書本上的知識就可以了解并掌握相關(guān)知識。

認(rèn)知關(guān)聯(lián)由于需要直接對某一事物進(jìn)行認(rèn)知，主要通過兩個方式達(dá)到認(rèn)知關(guān)聯(lián)的效果。教師和學(xué)生應(yīng)該充分利用社會上的基本建設(shè)工程項(xiàng)目增加感性認(rèn)識, 學(xué)好專業(yè)[6]。有時由于受課堂限制，無法直接關(guān)聯(lián)，則可采用間接認(rèn)知關(guān)聯(lián)的方法。如在“鉚接”知識點(diǎn)教學(xué)中，在南京長江大橋現(xiàn)場認(rèn)識實(shí)習(xí)后，課堂上引導(dǎo)學(xué)生回憶進(jìn)行關(guān)聯(lián)。如果無法進(jìn)行現(xiàn)場回憶關(guān)聯(lián)，則可引導(dǎo)學(xué)生從身邊的事物入手，進(jìn)行關(guān)聯(lián)。如通過塑料文件夾的關(guān)閉按鈕進(jìn)行鉚接認(rèn)知，也可從曾經(jīng)流行的時尚“鉚釘鞋”進(jìn)行認(rèn)知。

2.3行動關(guān)聯(lián)

目前我國高校的教育方式仍然重視教師的講授和對學(xué)生記憶能力的考核，輕視對學(xué)生的動手能力和科研能力的培養(yǎng)[7]。行動過程是動手和思考的過程，有時也帶有探索性質(zhì)。故通過行動有助于記憶及對問題的理解更為深刻。通過自我行動增強(qiáng)知識點(diǎn)理解，在很多課堂也有實(shí)踐。但由于專業(yè)課內(nèi)容多，時間不充裕，故常規(guī)課堂練習(xí)較少，行動執(zhí)行受限。

為了增強(qiáng)學(xué)生的記憶和理解，可通過簡單的行動來關(guān)聯(lián)。如在講解“波紋腹板”知識點(diǎn)時，讓學(xué)生自己動手將一張紙折出多個相互平行的楞，即小時候玩的折紙扇，其基本原理是類似的。通過同一張紙的對折再前后對比，來理解波紋腹板剛度增大特點(diǎn)；通過分析紙張前后的不同，來理解把材料移到質(zhì)心以外可增加截面慣性矩的知識。在此基礎(chǔ)上，學(xué)生通過對“波紋腹板”的兩個方向施加力發(fā)現(xiàn)，力垂直于波紋時紙張容易變形，而力沿著波紋時紙張變“硬”了很多。通過不同方向力的施加對比，讓學(xué)生深刻理解“波紋腹板”的受力特點(diǎn)。

教學(xué)中采用一些類似實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方式，能夠讓學(xué)生對概念的理解更加清晰。行動關(guān)聯(lián)的教學(xué)方法可以調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，加深理解和記憶, 這是大學(xué)教育要追求的目標(biāo)。

3　實(shí)施效果評價

在折紙理解“波紋腹板”嘗試上，為了驗(yàn)證行動認(rèn)知的效果，曾分兩年進(jìn)行對比。一年是課堂上進(jìn)行折紙演示，未要求學(xué)生動手。而另一年，要求學(xué)生自己動手。在考核時，特意將該知識點(diǎn)作為考慮內(nèi)容，盡管回答效果均不差，但明顯反映出自己動手的學(xué)生回答更全面和細(xì)致準(zhǔn)確，且措辭大多為自己的語言。而僅僅課堂演示的那屆學(xué)生，回答措辭更接近教課書標(biāo)準(zhǔn)表述。良好的教學(xué)環(huán)境能夠激發(fā)學(xué)習(xí)興趣、啟發(fā)思維、溝通師生情感，也能促進(jìn)學(xué)生自主性的形成[8]。這也證明了行動參與的程度決定了知識點(diǎn)理解的深入程度和記憶的牢靠程度。

鋼橋課程結(jié)束后，將授課班級學(xué)生根據(jù)成績分為4組，讓學(xué)生對關(guān)聯(lián)教學(xué)方法進(jìn)行評價，如實(shí)反饋教學(xué)問題；并在考試內(nèi)容中特別增加采用了關(guān)聯(lián)教學(xué)方法傳授的那些知識點(diǎn)，檢驗(yàn)關(guān)聯(lián)教學(xué)的效果。通過分析答卷發(fā)現(xiàn)，學(xué)生都能夠正確回答問題，證明了關(guān)聯(lián)教學(xué)方法能夠使學(xué)生對知識有著更加深刻的記憶。通過對成績不同層次的學(xué)生進(jìn)行調(diào)查發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對關(guān)聯(lián)教學(xué)方法普遍持支持的態(tài)度，紛紛認(rèn)為：1)將繁瑣的教學(xué)知識深入淺出地進(jìn)行講解，深化了學(xué)生的理解，加深了學(xué)生對知識點(diǎn)的記憶；2)用幻燈片形式讓學(xué)生講述自己家鄉(xiāng)的橋梁，使課堂氛圍更加輕松，能夠毫無壓力地學(xué)到更多知識；3)讓學(xué)生參與到課堂之中，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生成為了教學(xué)的主人；4)將抽象的概念用身邊的例子進(jìn)行講解，激發(fā)了學(xué)生探求更多知識的欲望。

自鋼橋課程實(shí)施關(guān)聯(lián)教學(xué)以來，學(xué)生普遍反映課堂教學(xué)良好。學(xué)生評價是直接反映教學(xué)效果的最有效方式。2013年，鋼橋教學(xué)在校講課競賽中獲獎，學(xué)生評教位于全校前15%；2014年，筆者依托鋼橋教學(xué)經(jīng)學(xué)院學(xué)生投票獲得“我最喜愛的任課教師”第四名。

4　結(jié)語

關(guān)聯(lián)教學(xué)方法將學(xué)生從單調(diào)、枯燥的課本知識中解脫出來，使學(xué)生將所學(xué)知識與所見所聞所感進(jìn)行融合，深入淺出，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。通過情感、認(rèn)知、行動等方式將知識點(diǎn)與生活中熟悉的事物進(jìn)行關(guān)聯(lián)，真正地將所學(xué)融入生活，進(jìn)行應(yīng)用。通過關(guān)聯(lián)，對知識點(diǎn)的理解更加深入，增強(qiáng)記憶；通過關(guān)聯(lián)，探索事物之間的聯(lián)系，舉一反三。有關(guān)聯(lián)教學(xué)的課堂，師生情感緊密，學(xué)生想象豐富、行動積極，課堂氣氛活躍，有助于培養(yǎng)出適合于現(xiàn)代生活的而非停留在書本知識的人才。

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(責(zé)任校對朱正余)

10.13582/j.cnki.1674-5884.2016.10.001

20160523

江蘇省高校品牌專業(yè)建設(shè)工程一期項(xiàng)目(PPZY2015B142)

傅中秋(1983-)，男，江蘇南京人，副教授，博士，主要從事鋼橋維護(hù)及組合結(jié)構(gòu)橋梁研究。

G642.0

A

1674-5884(2016)10-0052-03