案例教學(xué)法在橋梁抗震課程中的應(yīng)用

張玥+周敉+任翔

摘要：橋梁抗震是本科生較難學(xué)習(xí)的一門專業(yè)課，基于此，本文提出工程案例輔助課堂教學(xué)模式。依據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗，總結(jié)了案例教學(xué)法在橋梁抗震教學(xué)中的意義；結(jié)合本課程特點，根據(jù)不同課程內(nèi)容選定和設(shè)計案例；組織實施案例教學(xué)，讓學(xué)生以參與者的身份分析、解決工程問題。結(jié)果表明，工程案例輔助課堂教學(xué)提高了學(xué)生的運用專業(yè)知識解決實際問題的能力，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，改善了教學(xué)氣氛，取得了良好的教學(xué)。

Abstract： Seismic Design of Bridges is a difficult course for undergraduates to learn. So， this paper proposes an engineering case assisted classroom teaching model. Based on years of teaching experience， this paper summarizes the significance of case teaching method in Seismic Design of Bridges teaching； combined with the characteristics of the course， selects and designs the case according to the different course content； organizes and the implement the case teaching， so that the student is in the status of the participant to analyze and solve the problems. The results show that the engineering case assisted classroom teaching can improve the students' ability to use professional knowledge to solve practical problems， improve the enthusiasm of students， improve the teaching atmosphere， and achieve good teaching.

關(guān)鍵詞：案例教學(xué)法；橋梁抗震課程；應(yīng)用

Key words： case teaching method；seismic design of bridges course；application

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）07-0213-02

0 引言

“橋梁抗震”是橋梁與隧道工程專業(yè)必修課，在專業(yè)設(shè)置中占有重要位置。這門課程主要包括橋梁抗震設(shè)計所用的基本方法、基本理論等內(nèi)容，主要是為學(xué)生進(jìn)行橋梁抗震設(shè)計、分析等工作而服務(wù)，是為培養(yǎng)應(yīng)用型設(shè)計人員而開設(shè)的。本課程課時較少，前導(dǎo)課程中結(jié)構(gòu)動力學(xué)講授比較淺顯，導(dǎo)致學(xué)生基本上很難單純依靠課本上的理論知識來了解抗震設(shè)計的細(xì)節(jié)和完成相關(guān)計算。這些方面都體現(xiàn)出“橋梁抗震”在實踐層面的問題，這就要求教師在教學(xué)過程應(yīng)該注重實踐環(huán)節(jié)、注重學(xué)生能力與素質(zhì)的培養(yǎng)。并根據(jù)本課程的特點，找到一種符合課程要求的教學(xué)模式。而多年來深受學(xué)生喜愛的案例教學(xué)法可以滿足上述的要求，其教材選取的都是新穎的、具有代表性和典型性的案例，通過教師的引導(dǎo)激發(fā)學(xué)生的獨立思考，分析和研究提供的案例，同時做出判斷和決策的一種理論聯(lián)系實際的教學(xué)方法。基于此，在“橋梁抗震”教學(xué)中，案例教學(xué)法具有很強的應(yīng)用價值。

1 案例教學(xué)在橋梁抗震課程教學(xué)中的意義

1.1 利于創(chuàng)新性人才的培養(yǎng) 橋梁與隧道工程專業(yè)是土木工程眾多領(lǐng)域中的一個分支，現(xiàn)階段土木工程行業(yè)要求畢業(yè)生不僅具有扎實的基礎(chǔ)與專業(yè)知識、較強的技術(shù)應(yīng)用能力，還需要他們具有一定的創(chuàng)新能力。傳統(tǒng)的教學(xué)方法是以老師為主導(dǎo)，教師講授，學(xué)生聽，這在一定程度上扼殺了學(xué)生的創(chuàng)造能力和協(xié)作能力，而案例教學(xué)法的突出特點是通過案例向?qū)W生提供現(xiàn)實世界有代表性的真實事件及其發(fā)展過程，以學(xué)生為主體、以充分的討論來訓(xùn)練學(xué)生的批判性思維和創(chuàng)新性思維。在該教學(xué)過程中，教師充當(dāng)引導(dǎo)者的任務(wù)，學(xué)生是教學(xué)的主體，教學(xué)過程是教師和學(xué)生相互啟發(fā)思考的過程。也就是說，案例教學(xué)更強調(diào)學(xué)生之間以及師生的互動，從而在一定程度上最大的調(diào)動學(xué)生的動腦、動手能力，有利于創(chuàng)新性人才的培養(yǎng)

1.2 利于理論和實踐緊密結(jié)合 橋梁抗震課程分為兩大部分，一部分是基本理論和概念，另一部分則是圍繞實際工程進(jìn)行抗震設(shè)計和分析，前部分是后部分的基礎(chǔ)，而后部分是前部分的應(yīng)用，如果沿襲傳統(tǒng)的教學(xué)方式，就會出現(xiàn)學(xué)生在課堂上“被灌輸”了大量的理論知識，但遇到實際橋梁結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計和分析時仍感到很茫然的情形。案例教學(xué)法很好地解決了這一難題。例如在反應(yīng)譜法抗震原理教學(xué)中，我們引入某小跨徑連續(xù)梁橋的抗震設(shè)計為案例，從實橋的模型建立、參數(shù)確定、邊界條件施加，地震荷載輸入等方方面面入手，在教學(xué)中讓學(xué)生運用所學(xué)到的設(shè)計原理來完成實橋的計算，將抗震設(shè)計中遇到的問題全部解決。通過在教學(xué)中采用案例教學(xué)法，學(xué)生們能夠?qū)⒆陨淼睦碚摵蛯嵺`結(jié)合起來，獲得自信心和成就感，從而更積極和主動的學(xué)習(xí)相關(guān)知識。

1.3 利于促進(jìn)學(xué)生主動學(xué)習(xí) 在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，學(xué)生只是在被動的接收教師在課堂上講授的知識，獲取相關(guān)知識點時采取的方式也是機械的背誦和記憶，一旦遇到實際問題，往往無法將理論知識轉(zhuǎn)化為實踐能力，缺乏隨機應(yīng)變的能力，案例教學(xué)法的采用能夠有效解決上述問題，教學(xué)效果良好。比如在講授抗震概念設(shè)計時，通過引入某橋梁抗震設(shè)計方案的選擇來調(diào)動學(xué)生的積極性。案例教學(xué)法要求每位學(xué)生都積極參與到討論中去，而學(xué)生要想在討論中發(fā)表意見和看法，必須提前就教師指定的案例材料進(jìn)行閱讀和分析研究，只有這樣才能形成形成的觀點，給出確實可行的抗震選型。因此，案例教學(xué)極大的促進(jìn)了學(xué)生的主動學(xué)習(xí)能力。

1.4 利于團(tuán)隊協(xié)作精神的培養(yǎng) 案例教學(xué)中，打破了傳統(tǒng)“灌輸式”的教學(xué)模式，大大的促進(jìn)了學(xué)生與老師以及學(xué)生與學(xué)生之間的交流。比如一項設(shè)計案例的完成，需要學(xué)生和老師之間討論和交流設(shè)計方案，分工完成具體計算、施工圖繪制，設(shè)計說明書編寫等工作，這就加強了學(xué)生之間、學(xué)生和老師之間的協(xié)調(diào)與合作，利于培養(yǎng)學(xué)生的合作意識。這樣的教學(xué)過程不但加深了學(xué)生對課本知識的認(rèn)識，也有助于學(xué)生情商的培養(yǎng)，從而達(dá)到高校為社會培養(yǎng)合作型人才的目的。

2 案例教學(xué)法中案例的選擇

在橋梁抗震案例教學(xué)過程中，案例的選取至關(guān)重要，教師應(yīng)根據(jù)橋梁與隧道工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)、教學(xué)目的，選擇既能整合相關(guān)專業(yè)知識，又能增加學(xué)生的感性認(rèn)識、提高其分析問題、解決問題的相關(guān)案例。本課程案例分為兩大類，一是實際橋梁結(jié)構(gòu)震害；二是實際橋梁抗震設(shè)計案例。分不同的階段引入課堂教學(xué)?？傊鶕?jù)授課進(jìn)度和內(nèi)容設(shè)計出符合教學(xué)要求的案例教材，并根據(jù)專業(yè)發(fā)展及時更新。通過多年的教學(xué)實踐，筆者認(rèn)為一個好的橋梁抗震教學(xué)案例設(shè)計應(yīng)該具備以下特征。

2.1 教學(xué)目的突出 教學(xué)案例的選取應(yīng)圍繞主要的教學(xué)目的開展，比如橋梁震害教學(xué)的目的就是要讓學(xué)生對橋梁的震害現(xiàn)象有一個感官認(rèn)識，從而能總結(jié)出橋梁各構(gòu)件震害的特點和產(chǎn)生原因，基于此目的就要選取典型的橋梁震害案例作為授課支撐材料。

2.2 理論和實踐相結(jié)合 橋梁抗震課程中的案例是為了讓學(xué)生更形象的掌握相關(guān)的抗震設(shè)計理論，所以案例的選取既要生動，又要能融入相關(guān)的理論知識，比如時程分析法的抗震計算原理講解就可以選取某實際梁橋結(jié)構(gòu)作為工程背景，借助有限元軟件讓學(xué)生完成相關(guān)計算，從而實現(xiàn)理論和實踐的結(jié)合。

2.3 典型性、實用性和啟發(fā)性相結(jié)合 針對某一章的教學(xué)難點和重點，通過選取適當(dāng)?shù)陌咐?，使學(xué)生掌握解決某一類工程問題的方法，并指導(dǎo)以后學(xué)生參與實際工程項目，這是案例教學(xué)的意義。所以案例的選擇要具有典型性、實用性和啟發(fā)性。

3 案例教學(xué)的實施過程

案例教學(xué)的實施是充分發(fā)揮案例的作用、完成知識傳授和能力培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)。這一環(huán)節(jié)的主要任務(wù)就是把工程案例科學(xué)有效地引入到課程中去，使學(xué)生和教師能真正互動。圍繞這一目標(biāo)筆者總結(jié)了案例教學(xué)的實施程序。

3.1 制定周密的案例教學(xué)計劃 授課前，教師應(yīng)根據(jù)本課程的授課目標(biāo)，制定周密的案例教學(xué)計劃，全盤考慮課程的設(shè)置，在不同的章節(jié)穿插針對性的案例。在教學(xué)計劃中寫清案例的內(nèi)容、課時、講授方式等。一方面保證教學(xué)任務(wù)順利完成，另一方面可以達(dá)到調(diào)動學(xué)生積極性，提高學(xué)生參與度的目的，從而提高教學(xué)質(zhì)量。

3.2 建立教學(xué)案例庫 案例選擇恰當(dāng)與否直接關(guān)系到案例教學(xué)效果的好壞。橋梁抗震課程從內(nèi)容上看，其教學(xué)案例應(yīng)注重理論性、典型性、實用性、針對性等標(biāo)準(zhǔn)外，教師在選擇時還應(yīng)考慮橋梁抗震技術(shù)的發(fā)展，不斷對案例庫進(jìn)行充實和更新，以滿足不同教學(xué)的需求。

3.3 案例教學(xué)具體實施 橋梁抗震課程的案例教學(xué)具體過程如下：①案例介紹：為了提高學(xué)生的參與度，先要讓學(xué)生對所學(xué)章節(jié)的案例有一個籠統(tǒng)的認(rèn)識，比如案例的工程背景和概況，本案例教學(xué)的目的，針對這一案例學(xué)生要解決的問題。②案例討論：根據(jù)教學(xué)班級學(xué)生人數(shù)，分組討論和分析案例。適當(dāng)提示學(xué)生需要從哪些方面著手分析、用到的知識點有哪些。③案例問題解決：應(yīng)用所學(xué)的理論知識，圍繞工程案例應(yīng)用理論計算、有限元軟件等方法解決實際工程問題。④歸納總結(jié)：通過解決實際橋梁結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計或分析等案例，要求學(xué)生歸納在分析或計算中遇到的具體問題，并討論如何解決這些問題，從而使學(xué)生真正掌握所需知識點，調(diào)動學(xué)生的主動性，大大提高了教學(xué)效果。

3.4 案例教學(xué)評價 案例教學(xué)的目的就在于運用案例，啟發(fā)學(xué)生自主思考，激發(fā)學(xué)生探索創(chuàng)新，為學(xué)生營造工程現(xiàn)場氛圍，幫助學(xué)生形成獨立解決工程問題的意識。經(jīng)過“橋梁抗震”課程案例教學(xué)法的嘗試與探索，在以下幾個方面取得了一些成效。

①上課出勤率是教學(xué)評價的一個非常重要的指標(biāo)，一方面反映了學(xué)生學(xué)習(xí)本課程的興趣和積極性，另一方面也反映了課堂教學(xué)的吸引力。通過對學(xué)生不定期的抽查點名，橋梁抗震出勤率比去年提高10%。②上課回答問題積極性考查。針對工程案例的問題，學(xué)生回答積極性明顯提高，問問題的同學(xué)也越來越多。③期末考試成績。和去年同一個知識點的考核相比，合格率得到了大幅度的提升，比如對反應(yīng)譜概念的理解，不再是純粹的復(fù)述課本的基本概念，而是有了學(xué)生自己的理解。

4 結(jié)論和建議

案例教學(xué)法在橋梁抗震的教學(xué)中，將理論和實踐緊密結(jié)合，促進(jìn)了學(xué)生主動學(xué)習(xí)、培養(yǎng)了師生之間交流、同時還培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新精神，通過實踐檢驗取得了較好的教學(xué)效果。但案例的設(shè)計和實施需要教師在教學(xué)中不斷地探索和實踐。在案例教學(xué)中要注意以下幾點問題：

①案例的選取。一方面要達(dá)到全面訓(xùn)練學(xué)生掌握的所學(xué)內(nèi)容的目的，另一方面要真實地反映工程實踐內(nèi)容，讓學(xué)生置身其中，充當(dāng)“設(shè)計人員“的角色，進(jìn)行“實踐”操作，增積累“實踐”經(jīng)驗。②充分調(diào)動學(xué)生的積極性。案例教學(xué)的目的是變“單向灌輸”式教育模式為主動參與式，通過合適的案例積極調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生充分發(fā)揮自己的創(chuàng)造性和主觀能動性。達(dá)到實踐創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的目的。③注重和其它教學(xué)方法的結(jié)合。案例教學(xué)法是橋梁抗震課程授課的一種手段，在應(yīng)用這種方法的時候要以講授基本概念和專業(yè)理論為基礎(chǔ)，二者相輔相成才能在最大程度上發(fā)揮出案例教學(xué)法的優(yōu)勢，從而取得良好的教學(xué)效果。

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