实践教学法在《桥梁工程》课程教学中的应用

黄海云 陈志星 孙卓 叶锡钧

摘 要：土木工程是一个半理论、半实践的工程专业，但传统教学方式把实践教学当作是理论教学的附属品，造成“以理论教学为中心，实践教学边缘化”的局面。《桥梁工程》是土木工程专业的一门学科主干课程，文章针对这些问题，在《桥梁工程》课程教学中结合实践教学法的主要观点，采用了多种实践形式进行探索，提高了学生的学习自主性和兴趣，提升了学生知识的理解和运用能力。

关键词：实践教学法；桥梁工程；工程教育

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2018）02-0096-03

Abstract： Civil engineering is a theoretical and practical engineering subject. But the traditional teaching methods takes practice teaching as an accessory of theory teaching， which leads to the situation where theory teaching is the center， and practice teaching is at the edge of it. "Bridge Engineering" is a major course of civil engineering. Based on the above questions， a variety of practice teaching forms are applied into the teaching process of "Bridge Engineering" and combined with the main points of the practice teaching method. These new attempts can improve the students' learning autonomy and interest and enhance their understanding and application ability.

Keywords： practice teaching method；bridge engineering；engineering education

一、概述

自改革开放以来，我国高等工程教育不断壮大发展，取得了很大的成绩；另一方面，根据中国工程院调研并发表的题为《人才创造未来创新引领世界》关于工程科技人才调查报告指出，我国工程教育以及人才培养中存在的几个突出问题：1.工程人才培养模式单一，缺乏多样性和适应性；2.工程教育中工程性缺失和实践环节薄弱问题长期未能解决；3.评价体系重论文，轻设计，缺乏实践等。可以看出当前工程教育中实践性和工程性的缺位是其发展道路上需要克服的关键问题[1]。

同时为了适应国家“卓越工程师教育培养计划”[2]的举措，培养创新性应用型人才。因此，有必要通过教学模式与方法的改变或改革去完成目前高等学校工程教育中的问题。

本文基于土木工程专业的人才培养目标，初步探索了实践教学法在《桥梁工程》课程教学中的运用。

二、实践教学法的必要性

（一）实践教学法的概念

实践教学法是在教学过程中，教师通过开展与教堂教学内容相关的一系列活动，将理论知识贯穿于整个教学活动中，让学生在活动中解决问题，同时加深学生对问题知识点的记忆和理解的一种教学方法[3]。

实践教学法的形式有多媒体、情景模拟、自主学习、讨论式、互通式等方式，需结合课程的特点灵活采用。

（二）实践教学在《桥梁工程》教学中的必要性

从学科上分析，土木工程作为一门半理论、半经验的工程学科，实践是它的基本特征也是其理论来源，故教学回归实践能让学生对理论知识有更深刻的理解；从哲学角度上分析，人对客体的认识是从人对客体的活动开始。一切真知与创造都源于实践。

然而，传统教学方式把实践教学当作是理论教学的附属品，造成“以理论教学为中心，实践教学边缘化”的局面。而这种状况恰恰就是当代高等工程教育发展中的突出问题--学生处于一种“静听”的被动状态之中。同时，当代在我国高等工程教育取得显著进步的同时，也存在着明显的问题，工程教育科学化，混淆了科学与工程的差异，工程教育过分模仿科学教育，普遍存在重理轻工，脱离实践的倾向[4]。

《桥梁工程》作为土木工程的一门主干课程，具有非常强的综合性、实践性与理论性[5]。该课程涉及到高等数学、结构力学、材料力学、结构设计原理等几门本科基础课程，而且在实践中又要求学生具有交叉运用各个学科的能力。因此在桥梁工程的学习中需要学生具有良好的理论基础、清晰的逻辑思路和较好的空间想象力以及知识的融会贯通能力。

《桥梁工程》过去传统的教学模式往往是以教师和课本为中心，给学生不断灌输理论知识。在理论知识量大，抽象性高的情况下，不仅导致课程的学习难度大，更甚者会导致学生对课程缺乏热情或者失去学习的动力，使学生的积极性，导致学生在学习《桥梁工程》的时候显得吃力。

因此很有必要在原有的教学基础上作出改变和完善教学方法，以提高学生的积极性与实践能力。

鉴于上述原因，故尝试在课程教学中利用实践教学法提高学生在教学期间的参与率和互动性，提高教学的效率。

三、《桥梁工程》实践教学法形式设计

《桥梁工程》的课程目标主要是让学生熟悉各种类型桥梁，包括其组成、特点以及适用条件；重点掌握常用混凝土桥梁的设计和构造原理，计算理论和分析方法，并熟悉有关桥梁施工方面的知识，初步具备解决桥梁问题的能力。

因此，《桥梁工程》課程实践教学法的设计思想是：以各种桥梁设计和构造原理为基点，通过理论与实践两个维度相互融合--例如学习中抽象概念、工程施工方法等内容利用实践活动作为辅助使学生加强对理论的理解。同时以理论知识去认识桥梁工程的实际情况，指导完成基本典型桥梁的设计计算。通过理论教学部分与实践教学部分，激发学生自主学习的积极性、锻炼学生的综合运用能力和提升学生实践意识，从而达到较好的教学效果。

根据课程的培养目标和设计思想，《桥梁工程》实践教学内容分两个维度进行（如图1所示）详细内容如下：

（一）理论知识的讲授

理论知识是枯燥和抽象的，但它指导着实践与不断为新技术提供方向。因此，《桥梁工程》教学以理论知识讲授作为主线贯穿整个教学过程。通过传统的讲授、板书方法，给学生讲授介绍工程里最重要、最基本的概念和原理，并引入工程实例配合讲解；同时利用先进的多媒体教学设备，以广泛收集和精心挑选的图片或视频给学生最直观地展示课程里各种桥梁布置、构造等设计构思、受力原理模拟、施工方法展示等等。

（二）参观桥梁模型

教材课本中的图片和设计图纸一般都是二维图形，学生们不容易理解和明白其总体的构造外形和功能。桥梁模型则能够提供各类各式的三维桥梁模型，如各类典型桥形的缩比模型、各桥梁构件或部件的缩比模型（桥墩、支座、桥台、悬索桥的主缆、斜拉桥的拉索、预应力筋等等）。通过让学生参观、触摸这些形象、生动的实体模型，有利于增强感官意识，更直观地将结构外形和功能融合在一起理解。

（三）制作课前预习课件

针对教材各章中出现的重点问题，往往希望学生们能够主动回顾以往基础课程的知识、广泛收集相关资料进行预先学习。

为锻炼和激发学生们的主观能动性，选择性挑选个别知识点问题，预先布置特定主题的分组预习作业，要求同组学生共同制作课前预习的PPT课件。正式上课时，请一组员代表该组到讲台上讲解演示预习的成果。学生们通常会收集各种新鲜的图片、视频资料，制作出生动的PPT课件，在一小段时间里认真尝试当老师感觉。老师则在其后对学生所讲内容作总结、归纳和补充，该实践同时也锻炼了学生们的文字和语言表达能力。

（四）课后手抄报交流

课后除了布置教材的练习复习题作为作业外，对于某些有关新技术发展类的综述性内容，为了拓展学生的知识面，激发广泛阅读的好习惯，特别布置了“手抄报”汇报环节。

这一部分要求各学生独自收集资料、分析筛选、整理汇总，最后汇编成手抄报。如在讲授《桥梁工程》总论后，让学生在各类桥梁里选取感兴趣的类型做汇报，内容包括桥梁构造特点、受力分析、设计原则以及施工方法工艺等方面。让学生通过阅读用工程实例去领悟体会理论知识，有助于学生对基本概念有更深刻的印象和理解。

（五）制作桥梁模型

经过对桥梁工程理论知识的理性学习和桥型、结构的感性认识后，要求学生在课余时间利用生活中的常用材料，分组完成桥梁模型的制作。

模型制作过程中，学生们会经过小组讨论确定桥梁类型、分析桥梁特征、合作完成制作模型等步骤，从而加固学生对桥梁构造特征的认识，增强对桥梁结构的理解和把握。另一方面，学生的动手能力和团队合作意识都会得到锻炼。

各组桥梁模型制作完成后，老师组织同学们一起在课堂上逐一讲解模型制作的构思、评论模型的受力原理和性能，在轻松愉快中增强了同学们对桥梁结构及功能的理解。

（六）课程设计

《桥梁工程》本科教学的目标是让学生具有设计基本桥梁、解决基本桥梁实际问题的能力。故此课程设计就是从理论转变到实际运用中最重要一环。

桥梁工程课程设计的选题围绕简支梁桥设计来开展。通过对跨径长度、行车道宽度、人行道宽度、设计荷载等级等若干技术指标的组合，可以拟出每人一题的课程设计的任务。学生们根据设计任务，可以自由选择简支梁的截面形式（如T梁或小箱梁）以及桥宽和桥长的布置形式，经过内力计算、配筋和结构验算最终确定设计成果，提交设计说明书和CAD设计图纸。

在课程设计过程中，学生通过借鉴已有的相关设计图纸、熟悉和运用当前的桥梁设计规范，融汇贯通桥梁工程的设计理论知识，结合结构设计原理、材料力学等知识，才能最终完成课程设计任务。课程设计同时要求学生们切切实实地掌握桥梁计算、CAD画图等基本技能。

完成课程设计环节后，学生会初步完成理论到实践的转变。

（七）老师在实践活动中的角色

提升学生自主性是实践教学模式实施的关键所在，提高学生自主性是要求学生在老师的引导下进行自主学习，而非传统教学模式中老师一字一句授教，老师只是扮演一个引导者和资源帮助者，老师在这过程中给学生提供部分所需的资料和基本路线的指引，学生通过自主性实践活动后会出现一些疑问或错误，老师再根据不同学生的具体情况进行有针对性的指导和答疑，大大提高了教学效率。

四、《桥梁工程》实践教学法的拓展

通过实践教学法在《桥梁工程》的初步尝试，学生在课堂上的积极性以及自主性都得到了提升。而且具备了初步理论用于时间的能力。

另外，教学过程中仍然需要不断反思过程中的不足，改进实践教学的形式和方法，以达到学生对知识“知其然，知其所以然”的效果，和使学生具备在实际中解决所遇到专业问题的能力。

所以除了上述实践教学尝试外，在学校的支持下，在实践活动中可以尝试加入课外专家讲座和实际工程实习两个方面作为拓展。一方面，学校学院可以安排校外的桥梁专家和知名学者进行专题讲座和指导学生进行课程设计或毕业设计，能使学生对桥梁工程有一个更直观的感性认识；另一方面安排工地现场的生产实习，通过观摩或驻地训练能够更深入了解施工过程和工序，掌握常用的施工方法和计算，培养现场技術处理能力里和协调能力。

五、结束语

工程教育是一种综合教育，其核心是结合实际工程，通过知识运用，提高学生分析和解决实际问题的能力。为了更好迎合新时代以及工程教育对土木人才的要求，桥梁工程的教学方式的探索必须围绕“理论与实践两个维度的平衡“这条主线，努力改善当今学科型工程教育不适应工程发展需要的现象[6]。争取按照大学”素质为根、应用为本、能力为上、创新为魂“的人才培养理念，为土木工程行业的桥梁工程建设输送大批专业应用型人才。

参考文献：

[1]中国工程院.人才创造未来创新引领世界——关于工程科技人才的调查报告[R].光明日报，2010（6）：007.

[2]中华人民共和国教育.教育部关于实施着也工程师教育培养计划的若干意见（教高[2011]1号）[Z].

[3]王振威，许佳.实践教学法在本科教学中的应用实践研究[J].物流教学，2016（3）：173-174.

[4]陈国松.我国重点大学本科工程教育实践教学改革研究[D].华中科技大学，2012：8-9.

[5]张俊平，禹奇才，童伟华，等.创建基于大工程观的土木工程专业人才培养模式[J].中国高等教育，2012：27-29.

[6]叶锡钧，孙卓，曹飒飒.基于”卓越计划“高级工程人才培养的《桥梁工程》教学改革[J].高教学刊，2017（5）：41-42.

[7]王强.土木工程专业（道路与桥梁工程方向）实践教学存在的问题与对策[J].高教学刊，2016（05）：93-94.