讨论式教学法桥梁工程论文

2022-04-27

摘要:随着教育改革创新的不断深入,为推动现代教育技术与教育教学的深度融合,提高高等工程教育的教学质量,根据桥梁工程课程教学所面临的新形势,引入基于OBE理念的PBL教学方法并应用于教学中。桥梁工程作为土木工程专业开设的一门基础理论课程,具有知识面广、实践性强、难度大的特点。今天小编为大家精心挑选了关于《讨论式教学法桥梁工程论文(精选3篇)》相关资料,欢迎阅读!

讨论式教学法桥梁工程论文 篇1:

案例教学法在桥梁工程课程中的应用

【摘要】文章通过分析和实践,阐述了在桥梁工程课程教学中引入案例教学法的必要性和可行性,分析了运用案例教学法开展桥梁工程课程教学的优势,以培养学生的知识整合能力,弥补表达能力为目标,提出了将案例教学法引入桥梁工程教学中的实施措施。

【关键词】桥梁工程;案例教学法;知识整合能力;表达能力

【基金项目】重庆交通大学教育教学改革研究课题“桥梁工程课程教学内容设计与案例式教学实践”(1203002)。

一、引言

案例教学法最先是由美国哈佛商学院于1920年代提出的一种基于真实情境案例实施的独特的教学方法,旨在促进学生积极主动思考和讨论,培养学生独立思考、查阅资料、整合资源的能力,培养团队合作和沟通表达的综合能力。

直到1986年美国卡内基小组提出《准备就绪的国家:二十一世纪的教师》报告书[1],案例教学法才得到美国教育界师资培训的重视。我国则是从1990年代才开始探索研究该教学方法。

二、案例教学法在桥梁工程教学中的优点

桥梁工程是一项集勘察、设计、施工、监理等众多职能于一般的,采用分工合作方式进行的复杂系统性工程。桥梁因结构体系的差异,导致组成结构的构件及其计算、设计和施工方法各不相同。从业者所要掌握的基础知识涵盖数学、力学、材料、计算机、管理学等众多门类。桥梁工程课程教学需要涉猎广泛面面俱到,又要具有相应的侧重点,还要将此前的各門专业基础知识整合提炼运用到一起。而学生最缺乏的恰恰是实践经验,传统的教学方式不能清晰完整地传授包含诸多细节的课程内容,学生往往局限于被动掌握课程中抽象模糊的概念和条框式的知识点[2]。

案例式教学恰好能够在桥梁工程的教学中充分发挥其优势,使学生在真实案例的情景下亲身参与桥梁工程实践中的每一个环节,直观实际地了解各方面细节;并在讨论交流中产生思维的碰撞,自主思考解决问题,培养全面扎实掌握并运用所学知识的能力。

案例教学法将学生带入职业环境中,使他们能了解自己工作的性质、意义及责任,为今后走上工作岗位奠定良好的理论和实践基础。

在桥梁工程教学中运用案例教学法有以下优点。

1.随着科技的发展,桥梁工程中与其他学科交叉融合运用的情况越来越广泛,设计、施工、管理的方法更是在不断更新。例如桥梁作为永久建筑,除必须满足结构要求和功能要求外,人们还期望其成为一道美丽的景观,桥梁美学设计、建筑美学和桥梁美学的相互关系要恰当地在桥梁上展现;大型的施工机械更新换代,施工机具设备和施工工艺的革新对桥梁类型和体系的发展,对提高桥梁跨越能力和丰富结构构造形式起着重要的作用,桥梁形式的发展亦总是伴随着桥梁施工工艺的发展;BIM技术的引入[3],BIM技术为工程项目信息化和全生命期数据的共享与传递提供工具与平台,将为桥梁工程建设带来革命性变革;基于概率统计的检测监控技术[4],包括超声波等方法相继出现,新的监测技术已取得长足发展,用于检测桥梁的结构完整性;桥梁设计应考虑环境保护和可持续发展,包括生态、水、空气、噪声等几方面。应从桥位选择、桥跨布置、墩身外形、基础方案、施工方法、施工组织设计等多方面考虑环境要求,采取必要的工程控制措施,并建立环境监测保护体系,将不利影响减至最小等。除了经典的理论知识,教材上的部分知识具有一定的滞后性,为了使学生所学知识与今后实际工作内容有更好的衔接,就需要授课教师通过引入工程实例,拓展符合目前发展技术趋势的相关内容,使学生能够在毕业后的较短时间内胜任自己的岗位。

2.桥梁工程专业课程的任课老师多是具有多年丰富工程经验的教授,他们掌握了当今甚至未来的行业技术发展趋势的一手资料,正在从事前沿的科研和实际的工程项目,既有组织实施项目的经验又有足够详细真实的工程案例资料,这恰好为案例教学法提供了实施的条件。教师将积极调研、查阅国内外相关教学研究课题及参考文献,针对桥梁工程课程教学内容,紧密结合当前桥梁工程采用的新材料、新技术、新体系及新施工技术进行案例编写、案例设计和案例制作。

3.由于部分学生的惰性,抄袭一直是教学中存在的现象,统一题目的作业练习及课程设计内容,会出现“一人钻研,全班得利”的情况,使得部分学生没有得到充分的练习,导致知识的掌握不牢靠。案例教学法可以按照实际工程案例,通过分组分工的形式,使学生的课后训练任务差异化,避免抄袭现象的产生,更有助于激发学生的主观能动性,深入挖掘自身的潜能。

三、案例教学法的实施

1.讲授经典理论知识

万丈高楼平地起,案例教学法的实施是一个循序渐进的过程,学生要想独立完成案例教学的课业任务必须要有扎实的理论基础。例如需掌握不同结构体系类别的桥梁各自应采用的设计、施工方法,明确各类桥梁的组成构件及其作用,主要构件的设计计算方法、规范要求等基础知识。

2.分析案例资料

在学习相关基础知识后,将真实案例资料呈现在学生面前,使学生初步认识了解该案例的具体情况、技术指标及关键环节,让学生对项目的实施过程有整体的概念和清晰的认识。而后将学生分为若干小组,有差别地布置各组的项目实施方案课程作业;小组中分工完成总体布置、结构设计、施工组织设计等不同的任务。学生在课后根据各自负责的任务查阅相关资料、类似工程案例,完成作业。在这个过程中,学生充分发挥其主观能动性,对一个案例项目的实施过程有更透彻的理解,能更牢固地掌握所学知识。

3.组内讨论与合作

组内讨论是一个整合信息的过程,小组内根据各自的分工,相互协调讨论案例的设计实施方案。小组成员除专攻自己主要负责的分项任务外,为了实现与组内成员沟通顺畅、任务交接无障碍,也自发主动地学习其他环节涉及的知识,从而达到所有学生对桥梁工程案例中的知识全面系统掌握的效果。

例如,负责结构设计的同学与负责总体布置设计的同学相互交流,确立最优桥型、跨径布置、构件尺寸等,要清晰地了解到,要想成功地进行桥梁设计,设计者不仅要优化桥梁结构的安全性、服务性和经济性,还要考虑美观性。为了纯粹的经济和技术目的而设计桥梁,然后试图通过微小的造型或装饰来改善外观是错误的;在没有任何结构逻辑的情况下纯粹靠幻想选择外观形状,然后试图修改设计以平衡承载和效果,同样也是错误的。负责结构设计的同学和负责总体布置的同学应将良好的空间造型和视觉处理能力与对桥梁的结构体系、力的传递和材料性能的深刻理解有机地结合起来;负责施工组织设计的同学也应该参与讨论,综合考虑工程背景、桥涵水文、施工便利性与经济性,对桥梁结构体系、墩台形式、主梁截面等关键技术指标提出建设性意见。这样既锻炼培养了学生的表达沟通、协调合作能力,又建立了各章节相对独立的内容之间的联系,达到互相学习、共同进步的效果。

4.组间交流与点评

最后,各小组将完成的案例设计方案在课上以讲解PPT的方式进行交流,模拟项目招投标的过程,任课教师则扮演业主的角色,对各方案的优缺点进行点评打分并提出修改意见,决出优胜小组。这种带有竞争性质的交流有利于提高学生的积极性,使其主动对所做项目力求精益求精。

在桥梁工程传统的教学中,往往更注重思考分析的能力,多数学生表现较内敛深沉,交流表达能力时常被忽略,出现“肚里有货倒不出”的窘境。案例式教学中交流展示的環节恰好弥补了这项能力的不足,使学生不仅能通过其他小组的方案集思广益获得启发,而且能锻炼学生的演讲表达能力。

四、结语

桥梁工程是一门对理论和实践综合要求极强的系统性专业课程[5-6],经讨论分析,引入案例教学法是非常有必要的。案例式教学是一种致力于提高学生综合素质、面向未来的教学模式,值得研究和实践。并且事实证明,桥梁工程课程具备引入案例教学的条件。案例教学法能让学生将理论知识与实践项目结合,更清晰具体地掌握专业知识,了解行业的最新发展动态;推动学生积极主动思考,在学习过程中锻炼了学生查阅资料、整合信息、协同合作、语言表达的能力。案例教学法起到了衔接书本知识和工作实践的作用,让学生在毕业后能更快地适应工作节奏、投入职业生涯,更好地为我国基础建设事业培养优秀人才。

【参考文献】

York C C O N,NY.A Nation Prepared: Teachers for the 21st Century[R].The Report of the Task Force on Teaching as a Profession,1986:168.

谢志江,孙红岩,蒋和生,等.案例教学法在工科教学中的应用[J].高等工程教育研究, 2003(5):75-77.

胡振中,路新瀛,张建平.基于建筑信息模型的桥梁工程全寿命期管理应用框架[J].公路交通科技,2010(s1):20-24.

魏武,王俊杰,蔡钊雄.基于小波和Radon变换的桥梁裂缝检测[J].计算机工程与设计,2013,34(9):3151-3157.

范立础.桥梁工程(上册)[M].北京:人民交通出版社,2017.

顾安邦.桥梁工程(下册)[M].北京:人民交通出版社,2011.

作者:邹毅松 徐冰 陆萍

讨论式教学法桥梁工程论文 篇2:

基于OBE理念的桥梁工程专业教学设计PBL方法创新与尝试

摘要:随着教育改革创新的不断深入,为推动现代教育技术与教育教学的深度融合,提高高等工程教育的教学质量,根据桥梁工程课程教学所面临的新形势,引入基于OBE理念的PBL教学方法并应用于教学中。桥梁工程作为土木工程专业开设的一门基础

理论课程,具有知识面广、实践性强、难度大的特点。结合教学经历和学生反馈,对桥梁工程教学内容、教学法的目标分解、教學法实施与应用进行改革,从“以问题为主线、教师为主导、学生为主体”三方面出发,搭建创新型课堂,以桥梁事故和连续梁桥施工方法为例进行说明。通过实践应用,不仅激发了学生主动求知的欲望,培养了学生的创新思维和团队协作能力,还提升了学生认知问题、分析问题和解决问题的能力,提高了成果产出。

关键词:OBE理念;PBL教学法;桥梁工程;创新性;必要性;实践应用

2016年,中国成为国际本科工程学位互认协议《华盛顿协议》的正式成员。随着国际工程教育专业认证的持续开展,高校对教学方法和教学方式改革的重视程度不断加强[1-2]。2018年,习近平总书记在全国教育大会上发表了重要讲话,强调高等教育要服务于国家战略需要和国家发展趋势,并指出坚持深化教育改革创新是新时代教育发展的必由之路[3-6]。结合土木工程专业桥梁工程方向的专业课程教学设计,西南交通大学桥梁工程课程教学团队积极在启发式、探究式、讨论式、参与式等新型教学方式上进行改革,以全面提高学生的学习兴趣和学习能力。

一、基于OBE理念的桥梁工程课程教学内容

(一) 教学理念和管理模式改革

成果向导教育(Outcomes-based Education,简称“OBE”)是一种基于学习成果的教育方法,它由William G. Spady于1981年创建,其中心思想认为,教学目标是学生通过教育过程最后所取得的学习成果[1]。这一方法很快得到业界的高度认可和重视,目前已成为欧美、日本和加拿大等国的主流教育理念,美国工程与技术教育认证协会(ABET)将OBE理念贯穿于工程教育认证全过程。结合OBE理念,教学内容设计要明确学生要学习什么、为什么要学习这些内容、如何帮助学生学习这些内容、如何有效指导学生取得这些成果。在此理念下,桥梁专业课设计由课程总体需求转变为基于学生对知识的需求与未来发展要求,桥梁工程专业课教学目标定位为“使学生能较为系统地掌握桥梁工程基础知识,了解桥梁工程现状和发展趋势,具备桥梁设计和施工的基本技能;引导学生接受桥梁工程知识熏陶,了解学科发展前沿,开拓专业视野,培养工程师所应具备的专业素养和职业道德”。为达到这一目标,在传统课程设计基础上,以学生的自主学习为牵引,改变教学设计环节和方法,满足学生学习需求变化,使学生成为国家建设需要的桥梁工程师。同时,开发了虚实结合的桥梁工程学习模块,通过实验室实物教学与BIM技术虚拟仿真相结合的多元教学手段,改变传统教学管理模式。

(二)OBE理念的教学内容

引入OBE理念的桥梁工程教学应具有基础性、系统性、时效性、前瞻性、工程性和反馈性等特点,教学内容应以工程问题为导向,不断丰富参数化、数字化、虚拟化和智慧化等新型桥梁工程教学手段。因此,为达到上述目标,采用“虚实结合”的表现形式,提高桥梁工程教学效果。结合学校相关教学改革项目的实施,提炼OBE理念的桥梁工程教学内容。根据桥梁工程的课程特点,基于以学生为中心的成果导向理念和问题驱动进行教学内容设计(如图1),包括桥梁基础知识、桥梁建造技术和桥梁管养技术三大模块,每个模块由问题和任务组成,进一步让学生明确各模块需要掌握的基础力学知识和后续专业课程需要的知识储备,以及毕业后应达到的实际运用能力。

二、 基于OBE 理念的PBL 教学法的目标分解

PBL是问题导向学习(Problem-Based Learning,简称“PBL”)的简称。问题驱动教学法是基于问题的教学方法。它是以“问题为中心、学生为主体、教师为引导”的教育方式[7-8]。这恰与桥梁工程中运用基础力学知识解决实际工程问题的教学目标相一致。因此,教学的规划和实施应当首先明确教师和学生的角色分工。教师需在实践教学中提出问题,引导学生进行课程规划,并最终评估学习成果。学生在此过程中扮演主体角色,基于各种专业领域的问题规划探索学习内容,并以个人或小组合作的形式围绕问题探索解决方法,学习隐藏于问题背后的知识 [9-10]。问题驱动教学法的教学过程主要由五个环节组成:提出问题、建立假设、 搜集资料、论证假设及教师总结[11]。以OBE 理念为指导,引入PBL方法到桥梁工程课程的教学与实施中,旨在培养学生解决问题的能力,提高产出成果和成效。

(一)结合OBE理念的PBL教学法的基本要求

在现代工程教学中,工程理论和工程实践出现了明显的发展不平衡状态:在讲解工程理论的过程中,由于缺乏工程实践经验,从而导致理论与实际应用产生偏差,为解决这一不平衡问题,麻省理工学院、瑞典皇家工学院等高校和教育机构在OBE理念的指导下提出了一体化的课程培养体系[10]。一组集个人和团队能力、过程和系统构建能力于一体,相互支持和联系的专业课程集合是一体化课程构建的关键要素。一体化课程构建一般应遵循连贯性、基础性和层次性三个原则,

其目的是提高课程教学效率和教学水平。在桥梁工程专业中,桥梁工程课程作为其他桥梁专业课程的先导性课程和基础课程的后置课程,以其为中心设置桥梁工程一体化的课程体系有天然优势和合理性。一方面,桥梁工程充分体现了数学、力学和材料学等基础学科研究的结晶,是这些前置课程的实际体现;另一方面,桥梁工程又是桥梁工程专业其他后置课程的引导性课程,如钢桥、混凝土桥、组合结构桥梁等后续课程均需要桥梁工程作为基础。在OBE理念指导下,引入问题驱动方法,结合一体化课程培养体系需要,加深学习者对所学理论和工程实践的理解。桥梁工程课程体系可以从理论教学、课内实践、案例分析、课外实践四个环节进行构建,但同时也提出了新的教学要求,即成果—目标—任务—问题—反馈循环模式。

(二)PBL一体化课程教学目标分解

为了使学生能迅速地进入桥梁工程的课程学习,更好地掌握桥梁工程所限定的知识点,避免在学习过程中因诸多困难而使学习积极性受挫,基于OBE理念的PBL教学方法要求授课教师应针对桥梁工程教学中的每个知识点所对应的目标任务、面临的问题及知识储备进行系统归纳和总结,同时做好相关案例和创新项目准备。以拱桥基本类型为例,表1为桥梁工程课程内容的目标分解和问题导向设置情况。

三、 基于OBE 理念的PBL 教学法的实施和应用

在教学实践过程中,结合OBE理念的成果产出和PBL方法的问题导向,将学生置于实际问题情境中,引导学生独立分析和解决问题,在成果产出的同时提升学生的自主学习能力和协作学习能力。所谓自主学习,即以学生为学习主体,充分发挥自身的主观能动性,在独自探索和学习的过程中积极主动寻求问题的解决方法,并获取学习成果,

据此信息可对客观事物形成更准确的认知,并有效解决实践问题。而协作学习则是在自主学习的基础上,进一步以团队协作探讨的形式,深化学生对知识的理解与认知。在协作学习的过程中,学生可以从多个维度看待问题,拓宽思路,优化解决方案,从而对知识点产生新的理解。为此,笔者从课堂构建和实施效果两个方面介绍问题驱动教学法在桥梁工程课程教学中的应用。

(一)基于OBE理念的PBL教学内容课堂构建

1.以问题为主线

提出问题、创设问题情景是问题驱动教学的出发点和关键点。如何创建问题,创建什么样的问题,决定着教学效果与教学质量。让刚接触桥梁工程的学生自主提出问题十分困难,学生对课程知识没有清晰认知,需要教师创设问题情境。通过创设合适的问题情境,使学生对将要接触的知识形成更加直观和形象的认知,从而激起学生的学习热情,唤醒原有知识体系,鼓励他们用以往所学去解决当前的问题,同时加深对新知识的理解记忆。例如:在讲解桥梁荷载和作用时,按照课本上的知识点要求,往往会流于形式,教学略显枯燥,但是典型桥梁事故案例却能极大地激发学生学习的兴趣。因此,在课程教学中结合无锡某高架桥倾覆事故案例,以问题驱动的方式,引导学生结合书本知识分析事故原因,在学习过程中再次明确知识要点,理解重点和难点,以达到良好的教学效果。

2.以教师为主导

问题驱动教学法,以激发学生的学习兴趣为出发点,提高学生在教学过程中的参与度,活跃其思维,从而提高学习的主动性。但是,在这种教学模式下,学生在有限的教学时间内知识容量偏少,所获取的知识具有一定的随机性和零散性,因此,这种教学方法对教师的要求较高,教师必须具备较强的课堂掌控能力和引导能力。在桥梁工程的教学中,教师重点培养学生自主学习与协作学习相结合的能力,具体实施时将课程教学设计为课堂理论教学和课堂实践教学两个部分。教师应基于夯实学生理论基础知识的目的制定教学计划,在此过程中应注意三个事项:(1)根据学生的实际学习能力选取难易适中的教材,并通过梳理理论知识,使其轻松理解基础知识,掌握桥梁工程的分析方法;(2)在课程教学中要注重将力学理论和工程实践紧密结合,联系生活中的实际工程问题,激发学生主动学习的兴趣;(3)在实践教学过程中不可脱离理论知识的指导,既有效规避纸上谈兵,又能最大化地提升学生的实践能力。此教学方式既能避免学生对理论知识学习产生枯燥心理,又能在解决实际工程问题的过程中使其获得满足感和成就感。

此外,基于OBE理念的问题驱动教学考核评价体系是教学的重要环节。由于融入OBE理念的高等工程专业教学具有一定的弹性,它能根据现实条件及时调整专业发展思路,在教学过程中以教学目标为导向设立相应的考核内容。极具代表性的ASK模式对于高校工程类专业教学效果的评估起到了促进作用。教学成果可以用“ASK”模型概括,包括学生通过教学过程所应具备的素质( Attitude )、技能(Skill)和知识(Knowledge)三个方面[12]。对于桥梁工程专业而言,还可增加对搜集整理资料、分析解决问题、协调沟通、工程实践等能力的考查,同时,评价的主体也可进一步扩大,引入学生互评机制,使考核评估更加多元化。

3.以学生为主体

在问题驱动教学法中,教师的角色以“导师”为主,学生通过图书馆和网络资源途径查阅相关书籍和文献,充分发挥主观能动性,开展自主学习,探究实际工程问题的解决方案。与此同时,学生还可以形成2~3人的团体,各自发挥聪明才智,提供解决问题的思路,在合理分工的基础上更有效地完成学习任务。在整个过程中,教师根据实际进展提供参考意见,指导学生围绕一个主题定期开展讨论并总结。为避免出现抄袭等学术不端行为,结合学生的兴趣方向,提供多个选题供学生选择。基于OBE理念的问题驱动方法,将桥梁工程理论知识与实际工程问题结合,进而让学生对桥梁工程中的理论有更深入的认识,为今后工作实践打下基础。例如:学生刚接触连续梁桥施工方法这部分内容时,只觉得枯燥无味,学起来似懂非懂,有的学生上课埋头做题,有的学生认为会做题就是掌握了知识,但真正到了毕业设计建模时,又纷纷拿出课本仔细阅读、询问上课讲过、反复强调过的内容。采用问题驱动法教学讲解该部分内容,先放映相关施工影像资料,让学生对连续桥梁施工形成直观和形象认识,再提出问题引导学生主动思考。如:通过影像了解到了几种施工方法?采用这些施工方法的工程地质条件如何?这些方法的优缺点?给出一些新的施工条件,让学生选取合适的方法并作出合理解释。通过设置问题,将学生真正带入课程所设立的情形中,以学生为主体,让学生积极主动的“顺应”和“同化”新知识。

(二) 基于OBE理念的PBL教学的实施效果

基于OBE理念的PBL问题驱动教学法提高了学生学习的主动性,将这一教学法应用到桥梁工程教学中,通过理论与实践教学相结合,使学生对工程实际情况更为了解,将桥梁工程的功能、设计和施工植入学生的头脑中,使其能够对桥梁工程的各种类型、方法和技术有全面的了解,从而提高学生的实战能力。基于OBE理念的问题驱动法于学生而言,是一种通过理论与实践的结合有效提高学习效率的方法。它以實际问题为切入点,以实践需求带动学生学习理论知识,培养学生自主学习和协同学习的能力,不仅开阔了学生的视野,还激发了学生的学习兴趣。学生通过解决问题获得成就感,激发其对知识的渴求,进而产生良性循环。以往的教学经验表明,学生更注重工程技术课程的系统性,偏向微观的“只见树木,不见森林”式教学容易使学生产生迷惑,而伴随学习成就感带来的良性循环则能有效减少这种迷惑。为了评价问题驱动教学法的效果,针对课程教学班级的全部120名学生开展了评价调查,评价方式和评价内容如表2所示。评价结果如表3所示,从中发现学生的知识面、解决问题的能力等均有明显提高。

四、体会与思考

针对传统桥梁工程课程教学中存在的问题,以OBE的成果产出为指导、以PBL的问题驱动为牵引,提出基于OBE的PBL教学方法,这是一种新的教学思路,是一种基于建设性教学理论的教学模式。在这种理论指导下,尚未解决的专业问题为学生的自主学习提供驱动力,教师则以导师的身份引导学生主动探索并找出问题解决方案。在此过程中,学生通过自主学习和协作学习,自主寻求方案并总结。文章基于实践应用,以桥梁工程师的视角,引导学生对桥梁工程实际存在的问题进行探讨,以问题驱动引导学生对每一种桥梁结构特征、受力特点、施工方法进行解析,通过解决实际问题,将工程背后蕴含的理论知识生动形象地展示出来。在具体实施时,需注重将抽象的理论知识转换为实际工程问题,使课程设计具体化,避免浮于表层理论而忽略橋梁概念设计的实践,从而使学生更高效而积极地完成学习。问题驱动式教学模式将教学内容具体化,不仅激发了学习兴趣,还培养了学生分析问题、解决问题的思维能力,增强了学习的指向性。在教师的指导下学生通过自主搜集资料、小组讨论等形式探索问题解决方案,充分体现了以问题为主线、教师为主导、学生为主体的教学理念。在整个过程中,学生的自主学习能力被激发,在与团队交流探讨的过程

中产生更多创新性思路。教师发挥其组织和促进作用,引导学生通过有目的地搜集整理学习资料构建和完善知识体系。问题驱动教学法的关键在于问题设计,问题的指向性一旦明确,学生将更有效率地完成学习任务。问题驱动教学法的实施要求教师要以课程内容为基础,针对学生实际的学习和认知能力提出问题,以解决问题为目的引导学生自主参与学习和思考。教师设计的问题既要包括课程的主要知识点,又要循序渐进;同时教师还要鼓励学生大胆尝试,提出问题,解决问题,激发学生的发散性思维。由此可见,面向工程类课程开展问题驱动教学法的研究具有重要的意义。

参考文献:

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赵春霞, 周静, 顾少轩, 等.基于OBE理念的新能源材料与器件专业实验教学探索与实践[J].高教学刊, 2019(18): 83-85.

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[4]张鑫超, 韩冰, 郝建芳.本硕博一体化培养框架下研究生课程设置研究——以北京交通大学土木建筑工程学院为例[J].教育教学论坛, 2019(34): 165-166.

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[9]马成林, 李洋, 肖生苓.问题驱动法与案例教学法在企业物流与设施规划教学中的应用[J].物流工程与管理, 2015, 37(3): 242-245.

[10]杭文, 何杰, 毛海军.“问题驱动”教学法在跨学科课程“运输经济学”教学中的应用[J].中国大学教学, 2012(9): 72-74.

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[12]]吴秋凤, 李洪侠, 沈杨.基于OBE视角的高等工程类专业教学改革研究[J].教育探索, 2016(5): 97-100.

Innovation and practice of PBL method in the teaching of bridge

engineering course base on OBE concept

ZHAN Yulin, LU Siji, DENG Kailai, XU Tengfei, LI Fuhai, ZHAO Renda

(School of Civil Engineering, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031, P. R. China)

With the deepening of educational reform and innovation, in order to promote the deep integration of modern educational technology and teaching, and improve the teaching quality of higher engineering education, according to the new situation of bridge engineering teaching, the application of PBL teaching method based on OBE concept in bridge engineering is introduced. As a basic theoretical course for civil engineering, bridge engineering has the characteristics such as wide knowledge, strong practicality and great difficulty, etc. Based on the teaching experience and students’ feedback, the reform and practice of teaching content of bridge engineering, decomposition of pedagogy, and implementation and application of teaching method are carried out. An innovative classroom is built from the three aspects of “taking problems as the main line, teachers as the leading role and students as the main body”, which takes the knowledge of bridge accidents and continuous beam bridge construction method as an example to illustrate. Through practical application, it not only inspires students’ desire to seek knowledge actively, cultivates students’ innovative thinking and team cooperation ability, but also improves students’ ability to recognize, analyze and solve problems, resulting in more outputs.

Key words:

OBE concept; problem-based learning method; bridge engineering; innovation; necessity; practical application

(责任编辑 梁远华)

作者:占玉林 卢思吉 邓开来 徐腾飞 李福海 赵人达

讨论式教学法桥梁工程论文 篇3:

问题式教学法在“桥梁工程”教学中的应用研究

摘要:桥梁工程课程兼具理论性和实践性,传统教学往往重视知识传授而忽略能力发展。通过将问题式教学法引入到桥梁工程课程教学中,可以培养学生解决实际问题的能力,教会学生如何学习。实践表明,在桥梁工程教学中采用问题式教学方法可以提高学生的动手能力、主动学习能力和协调合作能力。

关键词:桥梁工程;教学实践;问题式学习

作者简介:刘均利(1978-),男,山东泰安人,桂林理工大学土木与建筑工程学院,讲师。(广西 桂林 541004)

桥梁工程指桥梁勘测、设计、施工、养护和检定等的工作过程以及研究这一过程的科学和工程技术,它是土木工程的一个分支。“桥梁工程”课程是土木工程课程中一门重要的专业主干课,是交通土建专业的核心课程,包含材料力学、结构力学、结构设计原理等专业基础课的内容,也是各门专业基础课在桥梁工程中的具体应用,是一门理论与实践并重的专业技术课。其教学目标是使学生系统掌握常用桥梁的构造原理,设计计算及施工方法,了解现代大跨桥梁的构造原理、设计计算方法及施工要点,达到能进行基本常用桥梁的方案比选,尺寸拟定,设计计算以及施工方案拟定。[1]

随着交通事业的发展和技术的进步,新材料、新结构体系和新的施工方法大量应用使得桥梁的规模和复杂性越来越高,同时,桥梁设计、施工等规范也日益复杂,这对桥梁工程师提出了更高的要求。当前的教学体系和教学内容已不能满足桥梁工程师的职业要求。一方面由于新技术、新工艺的飞速发展使得教学内容的更新赶不上工程实际;另一方面桥梁工程师在职业生涯中更需要学习能力、沟通技巧、团队合作以及社会方面的知识,而大学教学中重视知识传授,忽视能力培养,不能满足学生的终身职业发展需要。[2,3]

传统的教学模式是课堂中教师占主导地位,把大量的知识传授给学生,学生处于理解和接受知识的被动角色。大部分学生感到课程枯燥,缺乏学习兴趣,不能主动积极地学习,学习效果不理想,独立分析、解决实际问题的能力较差。学校教育的价值并不单单在于给学生传授知识和技能,更重要的是教会学生学习,培养和发展学生的迁移能力,为学生的终身职业发展服务。[4,5]

问题式教学法能较好地解决以上弊端。基于问题的学习模式(Problem-Based learning,简称PBL)最早是在20世纪50年代中期从美国医学教育中发展而来,后来被其他领域所采用,如商业教育、建筑教育、法律教育,工程教育等。[4]本文对PBL应用于桥梁工程课程教学的应用进行介绍,对效果进行了分析。

一、问题式教学法与传统学习方法的区别

问题式教学法从教师的角度来讲,是一种教学方式,而在学生的角度看,是一种学习方式。问题式教学法是一种现代启发式教学法,以提出、分析、解决问题为线索,并把它始终贯穿于整个教学过程。其核心是激活学生的问题意识,将其变为一个主动学习者,通过解决问题,建立灵活的知识基础,培养其发现、评价和运用学习资源的能力,检索、利用文献的能力,提出分析解决复杂问题的能力,批判性思维能力,在团队中合作学习和沟通的能力。

问题式教学法与传统学习方法的区别在于:传统的桥梁工程教学以课堂理论教学、实验和实践教学为主,通过教师的讲授来传授知识。在这个过程中,学生只是被动接受者,以获取知识为目的,教师是权威,主导学生的学习内容、学习进度和学习效果的评价。问题式教学法是根据教学内容和教学大纲设定一系列问题,通过学生主动检索文献,获取学习资源,以应用知识为目的,通过解决问题来获取知识、培养解决问题的能力。学生是主动学习者,教师只是引导者。[6]

二、问题式教学法在桥梁工程教学中的应用

在桥梁工程课程教学中精选某些章节,尝试引入问题式教学方法,作为课堂教学的补充,弥补课堂教学的不足,具体做法如下所述。

1.问题设计

问题设计是教学的中心问题,教学过程是围绕着问题进行的,因此,问题的设计是否合理十分重要。

(1)问题应切合教学内容,密切联系工程实践。有意义的问题能激发学生学习的动机和热情,逐步引导学生积极思考和探索。应巧妙地将大纲规定的知识点隐藏到问题中,问题应与工程实践密切相关,能激发学生的兴趣和成就感。问题设置要贴近学生思维能力的“最近发展区”,合理把握问题难易结构。

(2)问题应详细,难度宜小不宜大。在课程学习阶段,学生对专业知识了解较浅,并且学习任务重、压力大,所以问题难度应适中,可在短时间内解决,避免解决时间过长而影响其他课程的学习或打击学生学习积极性。对于较为复杂的问题,应放到教学实践阶段或者教师进行分解后再提供给学生。

(3)问题要真实。实践表明,越真实的问题越能激发学生的学习兴趣。尽可能把学科知识和工程实践结合起来,把课程的教学目标和教学内容融入问题中。

(4)问题实例。

实例1:在学习桥梁概论时,教师指定桂林市内的6座桥,虞山桥(预应力混凝土简支梁桥),解放桥(钢筋混凝土连续梁桥),新桥(钢筋混凝土连续梁桥),花桥(石拱桥),红桥(悬索桥)和南洲桥(斜拉桥),要求学生通过实地调查、网上查阅资料写一篇小报告,要包括桥梁的建造年代、上下部结构形式、基础形式、跨度、材料等信息。通过调查、写报告小组一起讨论,极大地调动了学生学习的积极性。

实例2:在学习车辆横向分布系数时,给学生提供几座实际的空心板桥、T梁桥的设计图纸,让学生去计算车辆荷载横向分布系数。先让学生学习理论知识,然后提供实际桥梁设计图纸和参考例题让学生按照例题步骤逐步计算。手算完成后,再引导学生用专业软件计算,并进行手算和电算结果对比,一般同类型桥梁计算2个实例,就可掌握计算方法和步骤。

2.划分小组

对于复杂的问题,需要学生分工合作,通常划分为几个小组,每3~5个人编为一组。小组内各成员明确分工,明确责任,以保证所有的学生都有自主创新的机会,能积极投入到解决问题过程中。

3.分组指导与小组讨论

学生学习知识的来源主要有三方面:教材及参考书,实地调查和实际图纸,专业文献和互联网。学生的专业基础及文献检索能力参差不齐,为保证教学进度,教师在下发问题、分好组后,应提供必要的参考资料,介绍专业网站,指导学生检索专业文献。在学生解决问题时,教师要巡视学生的学习过程,了解学生的学习情况和进度,并及时参与学生讨论引导学生思考。对学生学习过程中遇到的力学结构知识给予讲解,师生产生互动,活跃气氛。

分组讨论时应将学生引导到课程学习上来,老师通过对疑点、难点的解析,指导学生解决实际问题。同时,老师应做好记录,记清楚每个学生的工作和成绩,作为下一步考核的依据。[7,8]

4.考核评价

解决完问题后要求学生上交书面作业,小论文或设计,由于不同学生分工不同,主观能动性不同,贡献也不同。仅凭平时的跟踪观察很难判断每个学生的贡献,据此评分也不能令学生信服,更重要的还在于,当前信息社会,网络发达,教师安排的问题,学生容易在互联网上搜索到现成答案,不假思索,不经提炼,直接提交给老师。所以,仅凭作业难以发现学生的实际贡献,如果对抄袭同学打出高分,会挫伤其它同学的积极性。因此,问题式教学方法的考核评价应采取平时表现、作业加现场答辩的形式进行打分,对抄袭的学生应予以警戒。

三、结语

在桥梁工程课程教学中,采用问题式教学法作为传统教学方法补充,弥补了课堂教学的不足,取得了良好的效果,通过具体观察和对毕业后学生的回访调查,具体效果如下。

(1)学生动手能力提高,具体表现在工作后遇到新工作时“上手“更快。

(2)学生养成了主动学习和检索文献的习惯,知识综合利用能力有了很大提高。

(3)学生在小组合作解决问题时,沟通能力和处理人际关系的能力得到了锻炼,这是传统课堂教学所不能触及的,而这正是学生今后职业发展中不可或缺的。

(4)增强了师生之间的交流,教师在师生交流中加深了对学生的了解,有利于做到因材施教。

问题式教学法也给教师带来了一定的挑战。传统教学方式教师只要把大纲规定的知识传授给学生就算完成任务,而问题式教学法教师是策划者和设计者,要根据毕业设计教学目标和学生基础水平,结合实际工程精心设计教学问题,控制整个学习过程,随时指导学生解决实际问题,理论与实践结合,这促使教师不断提高自己学术素养,关注本学科国内外研究动向和最新进展,了解并参与本学科工程实践。

参考文献:

[1]范立础.桥梁工程[M].北京:人民交通出版社,2001.

[2]Kerry A.Quinn,Leonard D.Albano.Problem-Based Learning in Structural Engineering Education[J].Journal of Professional issues in Engineering Education and Practice,2008,134(4):329-334.

[3]陈宝春,上官萍.福建省桥梁工程精品课程教学内容改革与教材编写[J].高等建筑教育,2009,18(2):52-56.

[4]陈爱萍,黄甫全.问题式学习的内涵、特征与策略[J].教育科学研究,2008,(1):38-42.

[5]Autar K.Kaw and Ali Yalcin.Problem-Centered Approach in a Numerical Methods Course[J].JournaL of Professional Issues in Engineering Education and Practice,2008,34(3):359-364.

[6]安蓉,王梅.高等教育课堂教学中问题式学习的应用[J].江苏高教,2007,(2):79-82.

[7]莫时旭,郑艳.问题式教学法在土木工程专业毕业设计教学中的运用[J].中国电力教育,2009,(7):150-151.

[8]曾磊,许成祥,刘昌明.基于问题的学习方法在土木工程教学中的应用[J].高等建筑教育,2009,18(6):98-101.

(责任编辑:刘俊卿)

作者:刘均利

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