费曼学习法在高铁桥梁施工课程实训教学中的应用

郝付军，杨江朋，张 碧

(陕西铁路工程职业技术学院，陕西 渭南 714099)

2019年2月，国务院发布的《国家职业教育改革实施方案》(下文简称《方案》)提出，职业教育与普通教育是两种不同教育类型，具有同等重要地位。众所周知，高等职业教育的目标是为社会主义建设培养高素质技术技能人才，以职业技术和职业技能为主要教学内容，重视实践技能的培养，这也是高职和普通高等教育的主要区别。《方案》同时提出到2022年，职业院校实践性教学课时原则上占总课时一半以上，顶岗实习时间一般为6个月。并提出了具体的措施，借鉴“双元制”等模式，总结现代学徒制和企业新型学徒制试点经验，校企共同研究制定人才培养方案，及时将新技术、新工艺、新规范纳入教学标准和教学内容，强化学生实习实训。教育部、财政部联合印发的《关于实施中国特色高水平高职学校和专业建设计划的意见》(教职成〔2019〕5号)指出，组建高水平、结构化教师教学创新团队，探索教师分工协作的模块化教学模式，深化教材与教法改革，推动课堂革命。为了提升实践课程教学质量，国内高职院校分别从双师型师资队伍、实训基地、课程改革、资源建设等方面进行了一系列的探索与实践，取得了丰硕的成果。王彩霞等针对职业院校教师实践性知识进行了研究，并对其共性和差异进行了分析，提出了职业院校教师实践性知识的训练方法，有助于提升实践教学效果[1]。黄德桥等对高职院校校内生产性实训基地进行了分析，提出了基于产教融合的校内生产性实训基地建设策略，在确保人才培养目标，实现高职人才培养与行业产业发展的对接方面提供了有益借鉴[2]。李柱凯依托校内专业实训室建设项目，开展了针对高职院校建筑类专业实训室内涵建设的研究与实践，提出了“产学结合、校企合作”共建实训基地，提升内涵的建议，提高了人才培养质量[3]。黄庆儿等针对高职实训课程开展了研究，提出了基于职业核心能力的实训课程优化策略，在实训课程项目优化方面进行了有益探索[4]。但在教学实施过程中，如何开展实训项目教学，确保学生能够学会、学懂，并能够应用于工作实践，成为当前高职实践课程教学中面临的关键问题之一。费曼学习法以其较高的学习成效，近年来在各类学习者中广泛运用，为高职教育教学改革提供了新的理念。本研究基于费曼学习法相关理论，结合翻转课堂教学方式，以某高职院校高速铁路桥梁施工课程为例，在课程实训教学内容中进行了探索与实践，取得了较好的效果。

一、费曼学习法概述

在教育教学中，经常会发现一个问题：学生已经掌握了相关知识和具体操作流程，但是难以或者无法迁移至其他场景进行运用，不能解决工作和生活中遇到的现实问题。这个教与学的难题可以用费曼学习法来解决。

费曼学习法又称为费曼技巧，是以著名物理学家、诺贝尔物理学奖获得者费曼的名字命名的，普遍认为该方法起源于费曼主编的《别闹了，费曼先生》。其核心理念是以教促学，即把自己正在学的东西教给其他人，并且千方百计地让其他人学会。费曼学习法首先要求学生在学习的过程中积极学习、主动学习、创新性学习，然后将学习成果讲授给其他学生，通过“讲授”来验证和巩固自身的学习成果，并在此过程中实现知识或技能的应用，达到更高层次的学习目标。费曼学习法的特征、优势及应用步骤如图1所示。

图1 费曼学习法框架

采用费曼学习法时，四个步骤的基本内容和要求是：

一是选择一个你将要学习的概念和技能。

二是模拟将此概念和技能讲授给同组同学。

三是发现此模拟讲授过程中的难点，继续学习，进一步充分理解。

四是进一步审查，并用简化的语言表述，讲授给同组同学。

循环第二至第四步，直至同组同学全面掌握为止。

费曼学习法可以帮助学习者活用所学知识，强化分析问题与解决问题的能力，提升和巩固专业技能。费曼学习法与当前高职教学改革中“以学生为中心，以结果为导向”的互动式教学理念相匹配，并能够促进学生学习效果的持续提升。基于费曼学习法设计高职专业课程实训教学策略，能够充分激发学生学习的积极性，有助于学生在较短的时间内熟练掌握相关知识与专业技能，达到教学目标要求。此外，费曼学习法还能充分关注学习者的个体差异，学生之间能够用简洁、通俗的语言进行讨论，有针对性地进行讲解，确保学习效果，同时有助于调动全体学生的学习积极性。

二、实训项目教学面临的问题

近年来，国内高职教育迅猛发展，相继投资建设了一批高水平的校内外实训基地及实训室，创设了相应的实训项目，大大提升了实训教学水平。但在课程实训项目教学实施的过程中，仍然存在一些问题，导致学生职业技能培养与专业人才培养目标之间存在一定的差距。主要表现在如下四个方面：

(一)思想不重视，学习目标不明确

在课程实训项目教学过程中，存在部分学生思想不重视，学习目标不清晰等情况。他们认为实训课就是动手操作课或实验课，将实训和试验项目从前到后做一遍，然后根据试验报告册填写就完成了实训项目。如在高铁桥梁施工课程的重要实训项目之一 ——桥墩模板安装实训过程中，部分学生仅仅是将桥墩模板按照示例进行组拼，完成后即认为自己完成了实践任务，而未考虑安装误差，模板的强度、刚度和稳定性等标准要求。如此使课程实训的目标无法达到，也难以保证专业技能的培养。

(二)不掌握实训原理，对过程不求甚解

教学过程中设计的实训项目都基于一定的原理和理论，部分学生在实训项目的学习过程中，不重视理论学习，不掌握基本原理，而仅仅按照实训(实验)项目程序，将其做完，而对实验结果不作具体分析，甚至出现结果计算错误，或不懂其结果如何应用的情况。如在高速铁路桥梁施工课程钻孔灌注桩用混凝土拌合物坍落度测定项目中，部分学生对坍落度的原理、作用及允许范围均不熟悉，也不知晓钻孔灌注桩施工时要求的混凝土拌合物坍落度范围为180～220 mm，仅按照实验程序进行实验，导致学生对该实训项目仅仅有个印象，但对操作规则、实验标准、应用范围等不掌握，没有达到课程实训要求。

(三)主动性差，游离于小组之外

当前高职院校学生整体学习能力、自控能力比本科院校弱。在授课过程中部分学生不参与教学活动，在实践项目教学中则表现为主动学习性差，不参与小组活动。如高铁桥梁施工课程的教师在实训基地开展课程实践时，发现部分学生偷偷玩手机、聊天等，完全游离于小组之外，完全没有掌握相应的实践技能。

(四)教师实践技能欠缺，实践教学蒙混过关

部分院校“双师型”教师数量不足、质量不高，仍然存在部分教师重视理论课程教学而轻视实践课程教学的问题，甚至出现个别教师利用PPT讲授实训、用视频代替现场实践操作的情况，致使实践技能培养无法落实。

三、费曼教学法应用

根据高铁桥梁施工课程内容，结合工作岗位要求，依据高铁桥梁施工相关规范，设计高铁桥梁施工实训框架体系，如图2所示。依此为基础优化设计了40个有针对性的实训项目，培养学生的高铁桥梁施工能力。

图2 高速铁路桥梁施工课程实训项目框架体系

依托现代信息化教学手段，以翻转课堂教学模式为载体[5-6]，利用费曼学习法开展教学实践，达到培养专业技能、提升综合素质的目标。下面以基本作业——钢筋-钢筋下料实训项目为例，介绍应用过程。

(一)确定目标

教师提前把相关学习资源上传至云课堂并发布，内容包括钢筋下料授课课件、图纸、钢筋下料计算方法原理、铁路混凝土施工技术规程等。

学生分组并根据教师发布的内容提前学习，了解钢筋构造、下料方法与原理，计算下料长度。

教师要提前分析并判断学生下料计算过程中可能会犯的错误，如：未考虑钢筋弯钩增加长度，未考虑钢筋弯曲调整值，弯钩增加长度未乘2等情况。

(二)模拟教学

小组内选择一名同学，将钢筋下料计算方法讲给组内同学听。该同学提前准备，模拟讲授，并针对讲授中不明白的问题，进一步学习，特别难懂的地方，通过与同学讨论、向教师请教、在线学习相关知识来理解掌握。如钢筋下料项目实训过程中，某负责讲授的同学始终无法理解弯钩增加长度这个概念及其公式，如图3所示。

图3 弯钩增加长度示意图

带弯钩的直钢筋下料长度=钢筋直段长度(L)+弯钩增加长度

一个弯钩增加长度=弯钩平直段长度+(dm+d)πα/360-( dm/2+d)

其中，α为弯钩完全角度，一般为180°或90°，dm为钢筋弯钩直径，d为钢筋直径。

(三)发现问题

针对第二步模拟教学中发现的问题，进一步开展学习。组内“头脑风暴”后仍然无法达成共识，该同学主动向任课教师介绍了他们的理解及不同点，并向已经参加工作的校友求助，理解了带弯钩的直钢筋下料计算公式原理，表述如下：钢筋下料长度是按钢筋弯曲后的中心线长度计算，而设计标注尺寸(直线长度)是钢筋的外包尺寸，所以钢筋下料计算时要根据外包尺寸值并加上相应的弯钩增加长度值。以此为契机，负责讲授的同学又理解了弯起钢筋下料长度、箍筋下料长度公式，并提前在工种实训基地学习了钢筋切断、加工设备，提前完成了钢筋下料和加工项目实训。

(四)总结并讲授

为了能够确保每一名同学都能够听懂并且进行操作，该同学对钢筋下料长度进行了进一步的总结和简化：钢筋在弯曲过程中轴线不变，钢筋下料长度计算的实质是计算钢筋轴线长度。

然后他将带弯钩的直钢筋下料长度计算中弯钩增加长度计算总结为主要包括三部分：

一是弯钩平直段长度，根据规范或图纸标准，直接列入。

二是弯钩长度，当前高速铁路桥梁施工中钢筋弯钩多为180°或90°，其长度根据圆弧长度计算公式求得。需要注意的是此时计算直径应该是弯钩内径+钢筋直径。

三是弯起点至钢筋外端部分重复计算了，应扣除，其长度为弯曲半径加上钢筋直径。

同时，该同学还提出了一个新的注意要点：钢筋一般为对称的，所以钢筋长度下料计算时应注意弯钩增加长度是否需乘2。

在完成此工作后，该同学利用老师给的下料单，进行了讲解，并以下料单中的钢筋为例，进行了钢筋下料计算，最后在工种实训基地指导同学完成了钢筋的下料与加工实训项目。

课后，经过现场加工和在线测试，这组同学均熟练掌握了该实训项目，学习效果好。

四、成效与不足

依托现有的教学条件和实训场地，在课程实训项目教学中引入费曼学习法，经过一年来的实践与探索，主要成效表现在如下三方面：

第一，在翻转课堂模式中引入费曼学习法，进一步巩固了“以学生为中心，以结果为导向”的教学理念，充分发挥了学生在教学过程中的主体作用。

第二，由于费曼学习法强调学习目标的达成，学生在学习的过程中，能够集中学习任务、明确学习目标，以各种有利的方式学习，提高了学习效率。

第三，在学习的过程中，学生的学习兴趣和主动性明显增强，以教促学的理念提升了学生的实践操作能力、分析问题与解决问题的能力。此外，学生的团队协作能力和个人表达能力也不断提高。

虽然课程实训项目教学改革取得了一定的成绩，但由于高铁桥梁施工要求高，很难完全在学校实现，施工场地现场教学则面临距离远、妨碍生产、不宜直接操作、学生安全难以保证等问题，如何进一步提升学生实践技能和操作水平还需要研究与探索。