《橋梁工程》基于課堂知識傳輸模型的教學探索

李笑芳　王麗玫　王延倉　宋玉彬

【摘? ?要】? ?通過分析課堂教學參與者的特點、課堂組織結(jié)構(gòu)、授課過程及影響因素等，構(gòu)建了可用于課堂教學的“課堂知識傳輸模型”?；凇罢n堂知識傳輸模型”提出課堂教學實施要點，并以《橋梁工程》為例進行課堂教學，提高課堂的知識傳輸和轉(zhuǎn)化效率，達到了提升課堂教學質(zhì)量的目標。

【關(guān)鍵詞】? ?課堂知識傳輸模型；課堂教學要點；橋梁工程

Teaching Reform and Exploration of Bridge Engineering Course Based on Classroom Knowledge Transfer Model

Li Xiaofang1， Wang Limei1， Wang Yancang 2*， Song Yubin2

（1.Langfang Normal University， Langfang 065000， China;

2.North China Institute of Aerospace Engineering， Langfang 065000， China）

【Abstract】? ? This article constructs a "classroom knowledge transfer model" that can be used in classroom teaching by analyzing the characteristics of classroom teaching participants， classroom organizational structure， teaching implementation process， and influencing factors. Based on the "classroom knowledge transfer model"， the implementation points of classroom teaching are proposed， and the classroom teaching of the "Bridge Engineering" course is taken as an example to carry out reforms to improve the efficiency of knowledge transfer and transformation in the classroom， achieving the goal of improving the quality of classroom teaching.

【Key words】? ? ?classroom knowledge transmission model; points of classroom teachimg; bridge engineering

〔中圖分類號〕 G642.0? ? ? ? ? ? ? ? ? ?〔文獻標識碼〕? A ? ? ? ? ? ? ?〔文章編號〕 1674 - 3229（2023）02- 0104 - 04

0? ? ?引言

近年來，隨著我國經(jīng)濟驅(qū)動模式由勞動密集型逐步轉(zhuǎn)化為技術(shù)密集型，國內(nèi)經(jīng)濟發(fā)展對高級人才的依賴度日趨上升。因此，有效推進高校教育教學改革，提升高校人才培養(yǎng)質(zhì)量，使高校人才教育質(zhì)量與國家社會經(jīng)濟發(fā)展需求相匹配，具有極為重要的現(xiàn)實價值與理論意義［1］。國內(nèi)教育工作者針對高等教育開展了大量研究工作，并取得一定研究成果。陶宇斐等通過分析1990-2019年教研文獻資料，發(fā)現(xiàn)高校教育改革向?qū)嵺`教育及教育環(huán)境構(gòu)建的方向發(fā)展［2］。馬陸亭探索了新時代高質(zhì)量教育教學的結(jié)構(gòu)體系，為高等教育教學改革指明了方向［3］。衛(wèi)星等在鋼結(jié)構(gòu)橋梁教學中引入BIM與VR技術(shù)，將抽象知識具體化，改善了傳統(tǒng)教學模式，為鋼結(jié)構(gòu)橋梁教學提供了參考［4］。目前，課堂教學是高校人才培養(yǎng)的重要形式，對高校人才培養(yǎng)質(zhì)量具有極為重要的影響。然而，當前普通本科院校的高校教師多基于教學經(jīng)驗開展課堂教學，基礎(chǔ)理論相對較少，存在對課堂教學本質(zhì)的認知不足，不能快速、準確掌握課堂教學要點。

為描述課堂教學過程，將課堂教學參量化、模型化，使教師能快速、準確掌握課堂教學要點，并針對課堂教學中存在的問題快速、精準確認影響因素，進而提升課堂教學質(zhì)量，筆者基于多年高校課堂教學經(jīng)驗，構(gòu)建了可用于描述課堂教學的“課堂知識傳輸模型”，并深入分析模型內(nèi)各變量的作用，以期為高校課堂教學質(zhì)量的提升提供基礎(chǔ)理論。

1? ? ?課堂知識傳輸模型的分析與構(gòu)建

課堂教學實質(zhì)是由教師將知識傳輸至學生的過程，即教師將擁有的專業(yè)知識通過課堂教學的形式傳授給學生。一般情況下，課堂知識傳輸?shù)挠布h(huán)境基本固定，參與課堂知識傳輸過程的個體特征具有相對穩(wěn)定性，影響課堂知識傳輸?shù)闹饕蛩鼐哂锌煞治鲂郧铱删唧w化。因此，課堂知識的傳輸可由課堂教學內(nèi)的變量描述。在課堂教學場景內(nèi)，教師是課堂知識傳輸?shù)妮敵稣?，學生是課堂知識傳輸?shù)慕邮照?，語言是課堂知識傳輸?shù)闹饕d體，三者是影響課堂教學的主要因素，如圖1所示。

1.1? ? 課堂知識傳輸輸出者與接收者的特點

教師和學生是課堂教學的主體，其中教師是知識傳輸?shù)脑矗瑢W生是知識傳輸?shù)臉?，二者均對課堂知識的有效傳輸具有重要影響。然而參與課堂教學的教師與學生個體分別在各自領(lǐng)域內(nèi)的知識儲備、就業(yè)期望、大學定位等因素，嚴重影響課堂知識的有效傳輸。在知識體系方面，教師在專業(yè)知識與非專業(yè)知識均有一定儲備，尤其是在專業(yè)知識方面，而學生在知識體系方面的儲備，尤其是在專業(yè)知識方面，遠低于教師，這既是課堂知識傳輸?shù)那疤?，又是影響課堂知識傳輸?shù)闹匾蛩刂?；在就業(yè)期望方面，教師對學生的就業(yè)期望一般與社會需求相適應，而學生對自身期望則易受自身認知、家庭因素、性格等方面的影響，教師與學生在就業(yè)期望方面存在差異，而就業(yè)期望是影響學生對課堂知識的定位，進而影響學生主動接收、轉(zhuǎn)化課堂知識的內(nèi)在動力，而該因素的影響具有持久性；教師、學生對大學在人生作用的認知也存在差異。因此，受課堂知識傳輸?shù)脑磁c標在知識儲備、就業(yè)期望、大學定位等方面認知差異的影響，易導致二者在課堂知識定位方面存在差異，充分認清二者的差異并有效削弱其對課堂知識傳輸?shù)呢撁嬗绊懯潜Ｕ险n堂知識有效傳輸?shù)那疤帷?/p>

1.2? ?課堂知識傳輸模型的構(gòu)建

基于學生、教師、語言在課堂教學中的角色與特點，本文分析教學方法、知識背景、師生關(guān)系、聲音參量對知識傳輸?shù)闹匾绊?。結(jié)合教育家鮑里奇的相關(guān)理論［5］，構(gòu)建了可用于描述課堂教學知識傳輸機理的“課堂知識傳輸模型”，如式（1）所示。該模型充分考慮了課堂知識輸出、接收、載體三者的作用及影響因素，能有效體現(xiàn)課堂知識傳輸?shù)母鲗嵤┮c。

KR= （TM+BT）*KT*VT*（BS+PS）*（ET+ES）? （1）

式中：KR為單位學時內(nèi)學生掌握的知識量；KT為單位學時內(nèi)教師輸出的知識量；TM為教師采用的教學方法，變化區(qū)間為［0，0.5］；BT為教師的知識背景，包括課程知識在課程體系中的地位、應用場景，所授課程知識的熟練程度，對所授知識的理解深度，對學生儲備知識、心理狀態(tài)等的掌握程度等，變化區(qū)間為［0，0.5］；VT為教師課堂的語言參量，包括音量、語速、音色、表達方式等，變化區(qū)間為［0，1.0］；[BS]為學生儲備知識中與課堂講授內(nèi)容相關(guān)聯(lián)的部分知識，變化區(qū)間為［0，0.5］；PS為學生在就業(yè)期望、大學定位、性格特征等方面的自身特性，變化區(qū)間為［0，0.5］；ET為課堂教學參與的教師對待學生的態(tài)度與感情，變化區(qū)間為［0，0.5］；ES為課堂教學參與的學生對待教師的態(tài)度與感情，變化區(qū)間為［0，0.5］。

2? ? ?課堂教學實施要點

教師、學生同時出現(xiàn)在線上或線下課堂是實現(xiàn)課堂知識傳輸?shù)那疤?。從課堂知識模型可知，教師課堂的語言參量VT是課堂知識師-生傳遞的主要載體，教師的語言表達方式是影響知識有效輸出的主要因子。單位學時內(nèi)教師輸出的知識量KT主要受到教師、學生、載體等因素的影響，其中教師的知識背景BT與采用的教學方法TM對教師的知識有效輸出量KT及其轉(zhuǎn)化產(chǎn)生重要影響，這是由于教師的知識背景對課堂教學的組織形式、授課角度與方法等產(chǎn)生重要影響，而采用的教學方法則對課堂知識的轉(zhuǎn)化產(chǎn)生重要影響，二者是教師自身影響課堂知識的有效傳輸與轉(zhuǎn)化的重要因素。學生的知識儲備BS與PS是影響學生接收、轉(zhuǎn)化課堂知識的重要影響因素，其中BS影響學生的轉(zhuǎn)化、吸收，PS會嚴重影響學生學習的內(nèi)在主動性，進而影響學生轉(zhuǎn)化吸收，二者是影響學生接收、轉(zhuǎn)化、吸收課堂知識的重要因素。教師與學生彼此的認同ET+ES也是影響課堂知識傳輸?shù)闹匾蛩兀绻處熍c學生彼此認同度較高，則知識傳輸較為順暢，反則阻礙課堂知識的傳輸。基于課堂知識傳輸模型內(nèi)各參量的作用，本文提出如下課堂教學實施要點。

（1）教師知識儲備（BT）：教師應當儲備課程知識及其應用場景、課程知識在專業(yè)理論體系中的作用，從而為高效課堂知識傳輸提供基礎(chǔ)。

（2）出勤管理：課堂知識傳輸模型僅適用于參與課堂學習的教師、學生。因此，教師與學生同時參加課堂學習是應用“課堂知識傳輸模型”優(yōu)化課堂學習的前提，故必須保證學生的出勤。建議在實踐中采用提高出勤在課堂成績考核中的占比，且每次上課前統(tǒng)計一次。

（3）課堂語言參量（VT）：語言是課堂知識傳輸?shù)闹饕d體，語言組織、音量、語速等均對學生接收、轉(zhuǎn)化的知識量具有極為重要的影響。音量的大小直接關(guān)系到學生能否接收，是課堂知識完成師生傳遞的關(guān)鍵，因此，音量務必洪亮。語速是影響學生有效接收與轉(zhuǎn)化知識的重要因素。學生對新知識點的理解具有一定難度，需要一定時間，語速過快會影響學生對新知識的轉(zhuǎn)化、吸收，語速過慢則會影響課堂知識傳輸量。因此，語速適中對于課堂知識的有效傳輸具有重要影響。以可容納90人的課堂教學空間為例，音量為70-80分貝，語速90-110字/分為最佳。

（4）新、舊知識的合理配置（BS）：課堂新知識對于學生是陌生的，如忽視學生儲備知識與新知識的聯(lián)系，僅將課堂教學局限在新知識內(nèi)，則易影響學生對新知識的轉(zhuǎn)化、吸收，延遲學生對專業(yè)理論體系的構(gòu)建。通過適度強化新、舊知識的聯(lián)系，可增強學生對新知識的轉(zhuǎn)化、吸收，更有助于將新知識納入學生的知識體系。建議課堂教學新、舊知識占比分別為85%、15%。

（5）課堂討論（TM、PS）：針對某一知識點留2分鐘用于思考，采用隨機抽樣的方式讓學生發(fā)表觀點。針對討論內(nèi)容課堂不設置正確答案，調(diào)動學生主動思考，提出個人觀點，從而充分調(diào)動學生學習的積極性，進而提升學生的內(nèi)在主動性，提高課堂知識傳輸率。建議課堂討論時間為6分鐘左右，在一個完整教學單元（100分鐘）內(nèi)至少進行一次討論。

（6）知識點+應用場景（PS）：在課程知識授課中應堅守“學以致用”理念，將課程知識與應用相結(jié)合，強化學生對課程知識在專業(yè)知識體系中作用的理解，提升學生對知識點應用場景的認知，提高學生學習的主動性，促進課堂知識的傳輸。

（7）良好師生關(guān)系的構(gòu)建（ES、ET）：教師應堅持“以人為本”理念開展課堂教學，在嚴格堅持課堂教學原則的前提下，注重培養(yǎng)學生與教師間的師生友誼，降低學生的厭學情緒，提高學生主動學習的內(nèi)在驅(qū)動力，減少知識傳輸阻率。

3? ? ?《橋梁工程》課程課堂教學過程與成效

3.1? ?《橋梁工程》課程課堂教學過程

《橋梁工程》課程是橋梁結(jié)構(gòu)與力學知識的融合，其中力學理論是橋梁結(jié)構(gòu)的指導思想，橋梁構(gòu)造的設置必須與受力保持一致。主梁內(nèi)力計算是《橋梁工程》課程的核心知識點，是課程的重要內(nèi)容。下面以課堂知識傳輸模型為基礎(chǔ)，以橫向分布系數(shù)教學為例，在一個完整的教學單元中，表述課堂教學開展前的準備工作和教學過程。

（1）課前準備：教師（BT）應深入研究教學大綱，掌握橫向分布系數(shù)在專業(yè)課程中的地位、應用的場景并盡量與橋梁發(fā)展的新材料、新工藝相融合。通過詢問相關(guān)任課教師，了解學生的知識儲備（BS），即關(guān)于材料力學、結(jié)構(gòu)力學和工程材料知識的掌握情況。

（2）考勤：師生同時在課堂內(nèi)是知識傳輸完成的前提條件，因而在正式上課前2分鐘，完成1次學生考勤。

（3）利用討論法（TM）：首先拋出“如何將空間橋梁轉(zhuǎn)換成已知二維結(jié)構(gòu)模型”，針對該問題進行5分鐘的討論，調(diào)動學生對于知識的好奇心（PS），進而調(diào)動學生內(nèi)在主動性，并基于此引出橫向分布系數(shù)在主梁計算中的重要作用，引起學生對橫向分布系數(shù)相關(guān)知識的重視。

（4）基于學生儲備知識和個人特性（BS、PS）進行教學是提升課堂知識傳輸、轉(zhuǎn)化效率的重要因素，因而可課前幫助學生復習結(jié)構(gòu)力學中影響線的知識，結(jié)合學生的個人特點（PS），即不同學生對知識點認知接收能力的差異，利用25分鐘講解橫向分布影響線和橫向分布系數(shù)的概念。課程中聲音（VT）必須清晰、洪亮、抑揚頓挫，并在講完每個知識點后留2-3秒的時間使學生能吸收、轉(zhuǎn)化。

（5）案例教學（TM）：知識點的應用場景能強化學生的內(nèi)在主動性，提升知識吸收、轉(zhuǎn)化的效率。利用35分鐘講解不同橫向連接剛度下，荷載在各主梁上的傳遞與分配，進而引導出5種橫向分布系數(shù)計算理論，注重培養(yǎng)學生對知識點-應用場景的思維慣性。利用剩余30分鐘進行課堂案例教學。強化學生對已講知識內(nèi)容的認知與靈活應用。其中5分鐘用于學生自主思考，5分鐘用于師生互動交流，20分鐘用于案例講解。在課堂結(jié)束前3分鐘再次進行課堂考勤，以避免部分學生早退。

（6）課后師生溝通（ET、ES）：按序號順序每次課后選擇5名學生，鼓勵學生指出授課過程中存在的問題并及時糾正，強化師生認同、建立友好的師生關(guān)系。

3.2? ?課程教學成效

本研究以課堂知識傳輸模型為基礎(chǔ)，結(jié)合2020級土木工程（道橋方向）專業(yè)學生的整體情況，明確影響《橋梁工程》課堂教學的因素并進行完善，提升了課堂教學的質(zhì)量。

（1）依據(jù)課堂知識傳輸模型，將學生儲備知識和影響學生知識接收、轉(zhuǎn)化效率的因素作為課堂教學組織的重要支撐，并著重提升學生參與度，進一步明確學生課堂學習的主體地位，有效提升了學生學習的積極性與主動性。

（2）將知識點-應用場景相結(jié)合，有效解決了知識點的“從哪里來，到哪里去？”的問題，使學生對新知識點有了更全面的認識，強化學生對知識點的掌握，有效提升了《橋梁工程》課程的課堂教學質(zhì)量。

（3）學生期末考試平均成績提升了21.19個百分點，這也表明課程教學質(zhì)量得到了有效提升。

4? ? ?結(jié)語

本文提出的“課堂知識傳輸模型”是有效的，能用于分析課堂教學的影響因素，有助于快速把握課堂教學關(guān)鍵，及時發(fā)現(xiàn)教學問題并進行調(diào)整，能夠提升課堂教學質(zhì)量，具有較強的實用性。

［參考文獻］

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[收稿日期]? ?2022-12-07

[基金項目]? ?河北省教育廳項目（QN2019213、QN2020429、ZC2023089）；廊坊師范學院教改課題（K2021-27）；北華航天工業(yè)學院教研課題（JY202147）

[作者簡介]? ?李笑芳（1988- ），女，碩士，廊坊師范學院建筑工程學院講師，研究方向：土木工程結(jié)構(gòu)及材料。

[通訊作者]? ?王延倉（1986- ），男，碩士，北華航天工業(yè)學院副教授，研究方向：遙感信息的處理與分析。