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桥梁工程课程设计总结
总结是事后对某一阶段的学习、工作或其完成情况加以回顾和分析的一种书面材料,通过它可以正确认识以往学习和工作中的优缺点,我想我们需要写一份总结了吧。总结怎么写才不会流于形式呢?以下是小编收集整理的桥梁工程课程设计总结,欢迎大家分享。
桥梁工程课程设计总结1
一、对桥梁工程课程案例教学的认识
案例教学弥补了传统教学方法的缺陷,并有助于提高学生的综合素质,在国内外得到了广泛应用。从教学方法上看,案例教学改变了单向的知识与技能传授的方式,使学生能够主动参与分析案例中的实际问题,激发思维能力和创新潜能。特别是对工程应用学科,利用案例能使教学更贴合工程实际,以工程问题为导向[1],有利于培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力,符合卓越工程师培养的目标要求。
桥梁工程课程是道路与桥梁工程、桥梁与渡河工程等专业的必修课。该课程涉及建筑材料、材料力学、结构力学、结构设计原理等众多前期课程,同时该课程又集理论和实践为一体,是工程应用性极强的一门课程。对于这样一门课程,实行案例教学具有如下特点:
一是,能综合材料、力学理论、构造知识和施工方法等多方面与工程实践密切相关的内容,使学生将前期课程所学的知识形成网络体系[2],培养学生综合各种所学知识,并用于分析和解决问题的能力,提升学生工程素养。
二是,更贴近工程实际。以往教学仅注重桥梁工程的系统性和理论性,而忽视有关构造细节和施工技术。案例教学中的案例来源于真实工程实践,有助于引导学生深入了解有关桥梁构造设计和施工技术方面的知识,并与理论结合,形成理论和实践的统一认识。
三是,利用案例教学灵活的特点,紧密结合桥梁工程技术的发展,及时追踪桥梁工程建设的最新成果,如新结构形式、新设计理论和施工技术等,拓宽学生知识面和对本学科的视野,循序渐进地培养学生对桥梁工程演进发展的敏锐性。
从教学方法论上看传统的桥梁工程课程教学模式是理论到实践的过程,教学内容较为系统,教学组织较易开展;案例教学则是从实践回归理论的过程,先摆出问题,再针对问题寻找解决方法。在教学过程中如何编制案例才能达到较好的教学效果,在案例的设计和组织上必须有所思考。本文正是基于这一出发点,对桥梁工程课程案例教学的设计和组织进行探讨。
二、桥梁工程课程教学案例分类及特点
按照案例的素材来源,桥梁工程课程教学案例包含设计类案例、施工类案例和事故类案例等,也可以收集日常生活中的某些力学现象进行归类。设计类案例可以帮助学生建立对桥梁设计和构造最直观的认识;桥梁设计与桥梁施工技术紧密相联,施工类案例可以进一步加深学生对桥梁设计理论的认识和理解;事故类案例震撼性强,结合事故原因辨析,可以为学生掌握和应用知识点提供极为有益的帮助。
按照案例教学方法又可分椋貉菔拘桶咐教学、讨论型案例教学和角色扮演型案例教学。演示型案例教学严格意义上不属于上述案例教学的认知范畴,因为它仍然是一种单向的教学模式。但是应该看到它在教学中的优点,案例短小精悍,演示型案例教学主要以教师为主,教学过程容易把握,在教学课时有限的情况下,演示型案例教学在加强理论教学效果上优势明显,其仍然是常常采用的一种教学方法。
讨论型案例教学强调教师和学生的互动,教师介绍案例的背景,并循序渐进地提出问题,引导学生思考,并发表自己的见解。讨论型案例教学可以调动课堂学习气氛和学生学习兴趣,培养学生的表达能力,以及思考问题和解决问题的能力;案例讨论以学生为主,教师仅仅是一个抛砖引玉的主持人。讨论中学生思想产生碰撞,有利于启迪新的想法,拓展创新思维。参与讨论的学生人数不受限制,是案例教学采用较多的一种形式。
角色扮演型案例教学以学生为主体开展教学活动,需要教师事先设定某个工程项目和各方立场观点,并将学生分组安排,教师也可以作为其中一方的扮演者参与其中。角色扮演型案例教学中学生是主体,需要学生主动收集相关材料,可以最大程度地激发学生参与的积极性。课前准备充分是保证角色扮演型案例教学效果的前提条件,选择合适的案例背景并加以设计则是此类案例教学的关键。角色扮演型案例教学要求参与方准备时间较多,作为课程教学开展的次数也受到一定限制。
案例教学的实施可以在课内也可以在课外,课内案例教学受时间限制需要安排紧凑,以演示型案例教学或讨论型案例教学为主。课外案例教学在时间上较为宽松,形式也可以更为多样,如利用学校
所在城市众多桥梁的现场环境,组织学生周末春游、秋游,在宽松的环境下开展角色扮演型案例教学,可以极大地调动学生的参与积极性。
三、桥梁工程课程教学案例设计原则
课程教学案例设计的一般原则,如案例的典型性、启发性,案例与培养目标的一致性,案例的可理解性等[3—4]。具体到道路与桥梁工程专业,桥梁工程课程教学应以培养工程素养和综合能力为导向,培养学生对工程问题的敏感性,并能应用所学知识分析问题和解决问题。桥梁工程课程涉及材料、力学、设计等多门课程的内容,但现有教学强调基础知识的'传授,忽视知识的系统整合,以致学生面对实际问题,感到
不知如何应对,无从下手,总是希望有个固定的模板加以套用,这样将极大地限制学生工程创造能力的发挥。
在桥梁工程课程教学案例的设计上,笔者建议将力学理论作为一条主线。作为高年级专业课,桥梁工程课程教学具备将前修的材料和结构类课程内容进行整合的条件,在教学内容中以力学理论为主线,同时在案例的设计上加以体现。如文献[5]针对梁式桥静力体系划分作了教学案例分析。以力学理论为主线的案例设计,可以整合桥梁工程课程知识点,系统梳理桥梁工程课程与其他前修课程的内在联系,培养学生面对工程问题时能综合所学知识解决实际问题的能力。桥梁工程设计、构造和施工教学内容中包含的力学知识如图1所示,各部分与力学知识的结合表现在三个层面:一是材料层面,如基于材料受力的截面应力分布、各应力形态(弯曲应力、剪应力、压应力、局部受力),以及由应力超限造成的各种破坏形态等;
二是构件层面,如梁、柱、扭、索等构件的受力及变形;
三是结构层面,如梁式桥、拱式桥、索承桥,以及由基本结构组合形成的各种组合结构等。
四、桥梁工程课程案例教学的组织
(一)收集典型题材
案例教学中,选择好的题材是吸引学生注意力的有效手段,同时也是学生衡量案例教学好坏的第一印象。有关研究也表明,学生即使对案例涉及的知识不明确,也能够对案例的好坏作出评价,可以说案例教学效果的好与坏,首先主要取决于案例题材的选择是否适当。题材应来源于真实的工程实际,要提供丰富的信息,最好结合图片、视频或动画演示来讲解。案例来源的客观素材要详尽,但受制于课内教学的时间限制,案例教学的内容又要精炼,要与教学大纲保持一致。把握案例内容的难易程度,处理好案例教学时间分配,才能达到事半功倍的教W效果。
(二)精心编排过程
案例教学过程的设计应具有明确的目的性,一个好的案例设计应该是引导学生拓展思路的一个教学过程,学生的参与度是衡量案例好坏的指标。围绕桥梁工程课程教学目的,桥梁设计比较方案、施工过程的可行方案、施工过程的多种可能性等都可以作为案例编排的内容。案例的编排可以按照由工程背景、工程问题展开,进而组织讨论这一流程进行(如图2)。如某拱桥缆索吊装施工过程,围绕挂扣过程设计案例教学过程如下:首先介绍该工程采用的缆索节段吊装施工方案;其次提出缆索系统和拱结构挂扣系统中存在的实际问题,如扣索张拉、背索锚固等影响线形和施工安全的问题;最后提出如何解决上述问题的具体措施和方案,并结合所学的力学知识开展讨论。
(三)注重案例分析
对案例的分析或点评,是案例教学的重要环节。一般而言,学生还不具备对案例分析进行评判的能力[6],因此教学过程中,案例分析或点评是目前案例教学容易忽视的部分。对案例的分析或点评是梳理学生思维的过程,对巩固学生对知识点的理解,培养他们综合应用知识的能力具有重要作用。对案例的分析应该把握案例的关键内容,除了通常的口头点评外,还可以采用其他多种形式。如索承桥抗风问题,可以以美国塔科马大桥风毁事故为案例,播放该桥垮塌的视频,不仅让学生感受桥梁垮塌的震撼效果,更应引导学生观察桥梁的破坏形态,培养学生的观察能力,进而引导
他们思考造成桥梁垮塌的原因。为了帮助学生理解对大桥扭转剪切破坏原因的分析,可设计“火腿肠”教学模拟演示,要求三名学生徒手剥开火腿肠,演示弯、拉、扭三种情况下剥开火腿肠的难易程度,以此证明扭转剪切破坏的效果,这种结合实际生活的体验使学生对相关知识的理解更为深刻。
五、结语
精心设计和组织案例教学,对培养以卓越工程师为目标的道路与桥梁工程专业学生具有十分重要的作用。本文对桥梁工程课程案例教学进行了归纳和总结,对教学中案例的设计原则进行了探讨,并对案例教学的组织提出了一点初略的看法。实践证明,这些总结和探讨有利于桥梁工程课程教学,也收到了较好的实践效果。
桥梁工程课程设计总结2
1、《结构力学》、《桥梁工程》和《桥梁概念设计》内容之间的联系
《结构力学》是《桥梁工程》的先修基础,两者有着密切的联系。桥梁结构有梁式桥、拱式桥、斜拉桥和悬索桥等,结构力学的学习可以很好地为桥梁工程的学习打下力学基础,学生在没有结构力学基础知识的情况下,很难理解这些结构复杂的受力机理,如梁式桥的受弯,拱式桥的受压等。当我们在分析结构力学特性时,如静定和超静定结构,就需要用到结构力学的知识进行讲解。而在教学过程中,如果能够适当结合一些工程实例,介绍简支梁桥和连续梁桥的区别,学生便可以更容易理解梁式结构的受力特点。通过结构力学的融入,可以使桥梁工程的课程更加注重工程背景而不必再进行基本力学知识的讲解。另外,《桥梁工程》既是重要的专业课程,又是《桥梁概念设计》的先修课程。同济大学主编的概念设计教材在桥梁工程课程内容的基础上,进一步对整个桥梁结构的设计过程方法进行总结阐述。桥梁工程是重要的专业课程,着重讲述施工和设计技术,疏于对于桥梁设计理念的指导,我校编写的概念设计教材作是我国第一本桥梁工程领域有关桥梁概念设计的研究生教材,对培养新一代桥梁工程师的概念设计和创新能力是一种重大的参考,通过课程教学将克服中国桥梁在创新理念、工程质量和美学考虑三方面的不足,从而提供更加公平的竞争氛围,避免我国进入盲目追求跨度第一、规模之最的误区,并不断加强技术建设,使我国桥梁的经济性、耐久性不断提高。
2、结论体会
在桥梁工程学科的教学中,《结构力学》《桥梁工程》和《桥梁概念设计》是三门最重要的主干课程,处理好三门课程之间的.教学关系意义重大。在桥梁的计算上,基本上依靠三大力学,主要是结构力学;桥梁工程则是具体到各种桥型的建设理论,为桥梁设计提供重要知识基础;而概念设计是将所学的桥梁知识化为设计理念,最终形成整体桥梁设计方案。桥梁工程专业整个课程内容繁杂,既有桥梁结构的基本力学知识,也有桥梁设计和建造的关键技术等内容,不同的知识内容与知识结构都需要探讨不同的教学方法与教学手段。《结构力学》《桥梁工程》和《桥梁概念设计》三门课内容各有重点,互有联系,互为衔接,但三门课之间存在一些内容重复的,有的内容重要需要强调可以在不同课程中讲解,而有些内容不需浪费课时重复教学。桥梁工程系应着眼于土木工程专业的未来发展方向,根据《同济大学深入开展高等工程教育改革实施方案》的精神,努力进行调研和专家会议,桥梁工程系在原有教学情况的基础上,对本科生培养计划做了大幅度调整,系里各位教授多次商讨最后定稿新的培养计划。其中,专业基础课由其他学院承担基础教学任务,不在新修订的培养计划范围之列,主要进行专业课和实践环节课程设置改革。通过以上探讨,桥梁工程系将对本科“教学改革与教学质量工程”建设有着更加清晰的认识,希望能够达到全面提升桥梁工程系的教学水平和质量的期望。
桥梁工程课程设计总结3
为适应国家卓越工程师计划对高等教育提出的新要求,桥梁工程课程需要教师及时调整培养策略,通过教学方法与教学模式的改革引导学生对本专业课程进行了解,培养学生成为具有工程素养的创新型人才。因此,本文以上海理工大学土木工程专业桥梁工程的课堂教学为出发点和切入点,以培养卓越工程师为目标导向,对桥梁工程教学改革进行初步研究和探索。
一、我校桥梁工程课程教学现状
桥梁工程课程是上海理工大学土木工程专业开设的一门专业选修课程。上海理工大学土木工程专业偏重房屋结构、岩土工程。该课程体系并不完善,存在课时偏少,实践锻炼效果不佳的现象。且目前该专业课程选用人民交通出版社出版的《桥梁工程》一书。该书系统介绍了钢筋混凝土及预应力混凝土梁式桥、悬臂与连续体系梁桥、混凝土拱桥等常用的中小型桥梁和桥梁下部结构――墩台的构造原理、设计计算方法和施工方法。该教材内容丰富,但是在有限的课时内无法让学生掌握全部知识。土木涉及的专业课程众多,学生尽管学得很杂但专业基A相对薄弱,导致学生对该课有厌学心理。
二、桥梁工程课程教学特点
桥梁工程在课程教学上具有以下特点:第一,相比房屋、道路以及地下结构,桥梁工程课程的概念多,内容杂,用到的力学原理多,实践性强。第二,在桥梁设计、施工过程中涉及很多计算内容,不仅需要结合前期学过的结构力学、弹性力学以及钢筋混凝土结构基本原理等知识,还需要用到高等数学中的微分、变分以及积分原理。第三,桥梁工程的课程学习与设计、施工等实际问题紧密相关。如何采取有效措施将实践应用融入理论教学,与时俱进,促进教与学,是桥梁工程课程教师当前亟待解决的问题。
三、桥梁工程课程教学改革
1。精选教学内容,突出教学重点
精选教学内容,重点突出,抓住主线进行讲解。选择桥梁工程课程中的四大篇章,即桥梁工程总论、钢筋混凝土和预应力混凝土简支梁桥、悬臂与连续体系梁桥以及混凝土拱桥进行教学。在理论计算方面,重点讲解简支梁桥的计算以及连续体系梁桥的结构内力计算,注重从原理上、方法上进行讲解,加深学生对专业基础知识和基本理论的掌握,并尝试编写我校的内部教材,经过2~4届的教学时间后出版。
2。教学内容整合与学时优化分配
在学时有限的情况下,可对桥梁工程中的部分章节内容有所取舍,优化配置。比如,桥梁工程总论中的部分知识,如桥梁工程的地位和作用以及国内外桥梁的发展史等可以挪到“土木工程概论”上进行讲解,激发学生对学习桥梁的兴趣,桥梁中涉及的主要受力构件的设计与计算,可在结构类课程中讲解;荷载横向分布系数的计算需要用到影响线的概念,在结构力学中应将其纳入重要知识点进行讲解。总之,通过实现教学内容一体化,明确相关基础学科的教学重点,有助于提高教学效果。
3。充分发挥多媒体技术的优势
为培养学生对桥梁结构的'空间感,增强感性认识,可采用多媒体技术来辅助桥梁工程教学,实现所见即所得。比如,在介绍预应力混凝土简支T梁时,可采用三维立体图让学生对T梁的横断面连接、纵断面变化以及横隔梁构造有直观认识。而在介绍连续梁桥以及拱桥的施工过程时,则可在文字叙述、图片介绍的基础上,结合工程实例通过视频播放来加深其认识。此外,建立桥梁工程教学资源平台与资料库,通过学生自学、线下交流、课后坐班答疑来实现,改善教学效果。
四、结语
桥梁工程课程不仅理论性强,且与工程实践联系紧密。为培养出一批基础理论扎实、具有工程实践能力的卓越工程师,以适应当前我国桥梁建设的快速发展,结合我系实际情况,在学时有限且学生专业基础相对薄弱的情况下,本文提出唯有突出教学重点,整合教学内容,优化课时安排,发挥信息时代多媒体技术在教学中的应用,才能激发学生的学习兴趣,提高教学质量。
桥梁工程课程设计总结4
众所周知,近年来世界范围内发生了多次大震强震,特别是2008年的汶川地震、2011年的日本地震等,给人民的生命财产造成巨大的损失。桥梁作为生命线工程,在抗震救灾的交通运输中发挥着重要的作用。而《桥梁抗震》课程作为众多高等院校土木工程专业本科生的专业必修课,它的教学效果的好坏将直接影响学生就业后处理工程实践问题的能力和自我专业素养的发展能力,因此是土木工程专业本科生十分重要的一门基础专业课。
笔者作为桥梁抗震课程的主讲教师,在多年的教学实践中体会到该课程的教学内容、教学方法和教学手段等很多方面存在一定的不足,尚需要进一步改革和完善。尤其在当今全球地震频发的自然环境下,该课程的教学研究对提高本科学生分析问题和处理工程实践问题的能力具有重要的意义。
1.《桥梁抗震》课程的本科教学现状
1.1缺乏适合本科生教育的桥梁抗震教材
现有一些与桥梁结构抗震相关的书籍,总体上分为两类:一类称为工程结构抗震,如《建筑与桥梁抗震设计》、《工程结构抗震》等,这类书中较全面的涉及了各种房屋建筑结构的抗震,而对桥梁结构的抗震内容一般只涉及一章简支梁桥或简单的规范条文,知识量较少,内容片面且偏简单,远远不能满足本科生的专业学习需求。另一类书是专门针对各种大跨径桥梁的桥梁抗震书籍,主要为同济大学范立础编写,如《桥梁抗震》、《大跨度桥梁抗震设计》、《桥梁减隔振设计》、《桥梁抗震研究》、《高架桥梁抗震设计》等,这类书大多为研究生学习用书,理论深奥,难以理解,有的内容片面,没有很好地结合本科学生实际的.理论水平和实践基础,使得他们在学习时不知从何入手,使用时不知用在何处。此外,人民交通出版社出版的叶爱君等编著的《桥梁抗震》教材第2版,相比之下在章节划分上所涉及桥梁抗震的内容点比较全面,而且在一定程度上能结合现行规范,但是该教材总页数偏少,书中的很多基本概念描述过于简单,对于初学桥梁抗震的本科生来讲,还需要由教师补充很多资料,扩充很多基本内容。
另外,桥梁抗震课程教学所依据的重要学习资料即为抗震设计规范,但是规范的内容大多是经过提炼的结论性的条文,只能作为辅助参考工具,不能作为本科生学习基本理论基础知识和解决实际工程问题的教学用书。
因此目前的土木工程专业本科生,迫切需要一本难度适宜、易于掌握、内容全面、指导性和实践性较强的桥梁抗震教材。这也是作为本课程的教学老师需要进一步做的工作。
1.2授课学时少,内容难度大
针对目前我国大学教育正经历着从精英教育向大众教育的转型,桥梁抗震课程面临学时少,内容多的问题,学生学习起来感觉很有难度。原因是:一方面该课程的基础理论与基础课(如动力学、高等数学、材料力学、结构力学等)联系紧密,学生淡忘的内容不少。教师需给出本课程与其它课程的结合点及本课程知识的定位点,让学生建立概念,顺利过渡。
本课程内容的特点相对较为抽象,尤其在结构设计和计算部分理论推导占有比例较大,多为枯燥和抽象的公式,使学生难于接受并产生兴趣。但是如果讲课内容过于简单,则学生所学知识缺乏深度,获取的专业信息较少。因此本课程在教学内容与课程体系应进行相应的调整,合理安排难易知识点。
1.3教学理念和教学模式需要改进
桥梁抗震课程的目的是介绍地震作用的基本原理和桥梁结构抗震的方法,使学生掌握结构抗震的基本理论和设计方法。由于涉及知识面广,同时对专业知识掌握程度的要求高,因此教师在授课过程中,学生普遍感觉难度较大。另外,过去对于本课程的讲授过于强调理论而忽视了与实践相结合的案例分析,缺乏实际地震和现场灾害调查资料,这些是我们专业课程教师需要改进和提高的方面。
首先,在课程的教学理念上,应以培养学生获取和应用知识的能力为目标,教学时注重学生对基本知识和基本概念的理解和把握。其次,在本课程教学中应探讨和尝试新的教学方法和教学手段,变被动学习为主动学习。目前,现代化的教学手段尚未得到充分利用,缺乏生动,适用的高质量多媒体课件。在传授知识的同时,应调动学生的主动思维和学习兴趣,通过课堂讨论、撰写小论文、观摩抗震试验、组织结构设计大赛等活动,提高学生学习和研究分析问题的能力。
1.4缺少典型的优秀试题和案例分析
计算机辅助教学近年来在高等教育教学中得到较广泛的应用,并将逐步成为教学环节的一个重要手段。但针对桥梁抗震课程的教学课件及其习题库还不成熟,存在着分散、孤立、低水平重复的弊端。要想对课程内容有一个比较系统而全面的了解,培养学生学习的自觉性和兴趣很重要,因此除了传统的讲课、批作业、面对面答疑之外,可以建立该课程相应的习题库供学生自我训练和测试,不仅可以减轻老师的负担,提高教学效率,还可使学生在短时间内尽量扩大学习的信息量,有助于培养学生的独立学习能力和思维创造能力。由于目前未形成一个系统的习题库,制约了学生课下对本门课程的学习和进一步思考。
2.结论
《桥梁抗震》课程是土木工程本科教学中很重要的年轻的一门专业课,本文通过对本课程教学内容、教学理念、教学模式的现状分析,对该课程的本科教学改革方向进行了研究和探讨,以进一步提升本课程的教学质量,提高本科学生分析问题和处理工程实践问题的能力。
桥梁抗震是一个复杂的系统工程,但由于课程课时有限,还需在教学过程中不断总结前进。
桥梁工程课程设计总结5
“桥梁工程”是土木工程专业道桥方向的一门重要的专业必修课程,在专业课程体系中占有重要的地位和作用,“桥梁工程”课程主要内容包括各种类型桥梁结构的设计计算,构造措施及施工技术等,“桥梁工程”课程教学课时多,教学内容多,信息量大,对教师的教学水平要求高。该课程的教学质量对土木工程专业道桥方向学生的培养质量关系重大,同时,该课程内容也是土木工程专业道桥方向学生后续进行毕业设计的主要内容和参考知识。针对该课程的特点,结合国家卓越工程师培养计划的推进和落实,对该课程的教学思路、教学方法进行教学改革和探索,对于提高教学质量和改善教学效果,培养具有较强工程实践能力和创新能力的综合性工程应用人才,具有重要的现实意义和长远的社会价值。
一、“桥梁工程”课程现状
“桥梁工程”课程是江苏科技大学土木工程专业道桥方向的一门重要的专业必修课程,该课程设置在大三的下学期,72学时,主要授课内容包括梁桥、拱桥、斜拉桥和悬索桥的设计计算、构造及施工等。除了课堂教学环节之外还包括两周时间的课程设计实践环节。在平常的教学中理论教学内容偏多,学生的实践能力得不到应有的锻炼,通过设置课程设计实践环节可以提高学生的实践能力,但是现有的课程设计存在着一些问题,实践锻炼效果不佳,使学生的实践能力和工程素质有所欠缺,与国家对高层次工程人才所要求的卓越工程师培养有所不符。为满足国家对高层次工程人才的需求,国家把培养创新型卓越工程师计划上升为高等工科教育改革的国家战略,并列入国家长期发展改革纲要。
创新型卓越工程师计划要求通过高等工程教育培养一大批创新性强、能够适应国家经济和社会发展需求的各类工程科技人才,着力解决高等工程教育中的实践性和创新性问题,提高科技创新能力,最终为社会培养一大批具有卓越人才特征的高级专门人才和拔尖创新人才。创新型卓越工程师的培养内涵就是着力于创新能力的提高、创新意识的训练,特别是重视强化培养工程意识、工程素质和工程创新精神,以达到提升学生的工程实践能力和创新能力的目的。
对于没有相关从业经验的在校学生,如何通过课堂学习和专业实践培养工程素质和工程创新精神,提高学生的工程实践能力和创新能力,是国家创新型卓越工程师计划对高等教育提出的新要求。教师如何通过教学方法和教学模式的改革去引导学生对本专业课程的了解更为深入,提高学生的工程实践能力和创新能力,是需要进一步深入研究的问题。本文以江苏科技大学土木工程专业道桥方向的课堂教学为出发点和切入点,对基于卓越工程师培养目标的“桥梁工程”教学改革进行了初步的研究和探索。
二、课堂教学改革思路与方法
课堂教学改革的总体目标是:在“桥梁工程”的教学实践中,培养具有专业工程素质和工程创新能力的专业人才,培养和锻炼学生应用所学知识解决专业领域现实问题的能力。为了达到这个总体目标,在教学实践中采取了以下系统的教学方法和教学改革措施。
1.理论教学和实践能力培养相结合的教学改革
在重视理论教学的同时更加突出专业知识的实用性,增加大量实际工程的文字和图片介绍,例如,在绪论中介绍桥梁类型时,结合大量的实际“桥梁工程”图片和文字介绍,加深学生对于实际工程的印象,突出专业知识的实用性。在介绍桥面铺装和伸缩缝类型时,着重介绍每一种桥面铺装和伸缩缝的施工方法和技术特点,让学生对每一种类型的桥面铺装和伸缩缝细部构造有较深入的了解,与工程实际结合起来进行教学,这样既增加了课堂内容的知识含量,也激发了学生的学习热情和学习主动性,变教师填鸭式教学为学生为主体的教学方式,体现了以工程实用性为指导的教学方法的转变。
在课堂教学中穿插介绍实际工程的设计图纸和资料,结合专业教研室的设计图纸和资料,有针对性地给学生在课堂上介绍实际工程相关部分的设计图纸、设计方法和设计要点、构造方法及措施,不再只是对书本知识的介绍。让学生接触到实际桥梁设计内容,设计图纸的绘制注意事项,设计图表的格式等。这是一个生动的专业工程教育的例子,在培养学生实践能力方面起到了很积极的作用。
在教学中期开展相关专题讲座。在教学中期学生已经学习了较丰富的“桥梁工程”课程内容,教师通过专题的形式对某一个相关工程领域的知识和内容进行综述,既具有知识型也具有趣味性,可以丰富学生的专业知识,拓宽学生的专业视野。例如,对缆索支承桥梁体系开设讲座,介绍缆索支承桥梁的发展历史,设计历史过程,现有成就和存在问题等,给学生增加了书本之外的知识,激发了学生的学习热情,增强了学生的专业工程素质,也为学生打开了工程创新能力培养的思路。
精讲专业工程案例,每讲完一种类型桥梁的内容之后,都通过专业的桥梁设计施工案例对内容进行全面总结和复习,通过视频动画介绍设计施工过程,精讲专业案例,全面加强桥梁工程专业教育和专业认识,提高专业应用能力。专业案例是学生了解专业应用的一个比较好的形式,具有较全面的专业设计施工的内容,可以弥补专业实习缺乏的不足,提高学生专业实践能力和工程创新能力。
2.启发式、讨论式教学方法的应用
在介绍每个部分新内容的时候,采用向学生提问的形式,激发学生思考,引出这一节新的内容,例如,在介绍预应力混凝土简支梁桥之前,提问学生:当桥梁跨径大于20m之后,混凝土简支梁桥是否能继续使用,如果继续采用混凝土简支梁桥将带来哪些问题,有没有办法去解决这些问题。激发学生思考这些问题,让学生发言并进行讨论,总结发言和讨论的内容后再引出预应力混凝土简支梁桥的概念,指出跨径增大后的`预应力混凝土简支梁桥解决方案,开始下一节内容的讲授。通过这种启发式讨论式教学方法的应用,将更加有助于学生去总结先前学习的知识,并能将新旧知识进行对比区别,加深对知识系统性的吸收和理解。
例如,在介绍斜拉桥和悬索桥内容时,为了对比不同类型桥梁类型在跨径上的适应性,进行桥梁类型方案的对比选择讨论,假设跨径在400m~600m范围,让学生提出自己设想的桥梁类型并说明采用这种桥梁类型的理由,让学生分组讨论该种桥梁类型存在哪些设计和施工问题,加深学生对不同桥梁类型跨越能力的认识,提升了学生应用所学知识解决实际问题的能力,通过讨论指出问题,帮助学生进一步加深和强化对理论知识的学习,提高应用能力和创新能力。
3.以工程素质和创新能力为导向的考核方式改革
以前,“桥梁工程”的考核方式一般采用理论考试或者小论文形式进行考查,由于本课程内容多,知识点繁杂,理论考试只能考查一些基本知识点和基本计算方法,没有办法对创新能力和工程应用能力进行考核。
小论文的考核形式是在这门课结束之后,让学生选择一个题目,查阅相关资料,进行综述和评论,通常,由于小论文的题目是一个比较窄的知识面,学生看的资料也是集中在一个课题上,写出的小论文虽然有深度,但是广度不足。以上的两种考核方式都无法体现对“桥梁工程”全面知识的把握和创新能力的培养。所以,采用了以工程素质和创新能力为导向的考核方式改革,新的考核方式主要以综合形式出现,考核包括理论考试,小论文及研究报告综述,综合应用考试和建筑模型设计等。理论考试和小论文放在平时的课堂教学中,作为课堂作业去完成,这样在每讲完一个章节部分的内容之后,就可以对这个章节进行理论考试,并以小论文及研究报告综述的形式拓展课堂学习知识,让学生在课下去了解这个章节部分内容的研究和应用情况,并以研究报告综述的形式写出来。
综合应用考试是对每一种桥梁类型提供设计资料,让学生去设计构思桥梁设计的内容,将设计的思路和内容以文字和图纸的形式表达,这是一项对学生综合应用能力进行培养和考核的教学活动,有助于学生工程应用能力的提高和工程创新能力的培养。
建筑模型设计是将学生分成小组的形式,通过对桥梁结构模型的制作,帮助学生强化专业知识,提高实验动手能力。对建筑模型进行打分和点评,不仅有利于学生对于专业知识进一步的消化吸收,也有利于学生对“桥梁工程”实际施工方法的把握和明确,提高了他们的创新能力,学生提交的建筑模型经过修改优化后也可作为相关的建筑模型设计比赛的参赛作品。
4.课程设计改革
课程设计是在课程学习结束后,用两周的时间对某种跨度的桥梁上部结构进行设计,提交设计计算书和手绘的设计图纸。课程设计是一项重要的专业实践活动,可以弥补学生专业实践的不足,通过两周的设计工作锻炼和提高学生对知识的应用能力和实践能力。以往在课程设计中布置的设计任务是以几个学生为一个小组,一个小组布置一个设计题目作为设计任务,这样,在两周设计时间后一个小组所有学生提交的结果都是一样的,无法衡量一个小组内每个学生提交设计的优劣,一个小组中有的学生做,有的学生不做,反映出学生的积极性普遍不高,课程设计的锻炼实践效果不明显,只有部分学生得到了锻炼和培养。
针对这种情况,为了提高课程设计的实践效果,首先精心准备课程设计任务书,做到每个学生一个设计题目,通过变化设计条件,如桥梁上部结构类型的变化,跨径变化,混凝土材料的标号变化等,使每个学生的设计初始条件都不一样,让每个学生都能独立去做自己的课程设计,这样的做法明显端正了学生的学习态度,改善了学习风气,提高了学生的主动性积极性。其次,加强设计过程中的指导,在学生初步拟定截面尺寸、设计计算、整理设计结果和开始绘图这几个时间节点特别加强指导,确保学生能够顺利正确进行桥梁上部结构的设计工作。最后,加强对设计结果的点评工作。以往学生提交的设计计算书和设计图纸经过评阅打分之后就结束了课程设计,但是这样学生并不能了解自己设计结果的优劣和设计中存在哪些问题,没能帮助他们改正设计中的不足和提高设计水平。因此,对设计结果的点评工作不可缺少,并且需要加强这部分的工作:对每个学生提交的结果逐一检查,记录下该学生设计的优点和缺点,整理大部分学生共同存在的问题,先讲共性的问题,再逐个点评学生设计工作的优劣。通过对课程设计实践环节的教学改革,明显提高了每个学生的动手能力、实践能力和创新能力,弥补了学生工程实践教学内容的不足。
三、结语
以卓越工程师培养目标为导向的“桥梁工程”教学改革改变了以往单一的课堂灌输知识的教学方式,通过系统的教育教学改革措施,培养了学生的学习主动性和积极性,学生不仅获得全面的专业知识,而且实践能力和创新能力得到了大幅度的提高,取得了良好的教学效果。课堂教学方法和教学措施是需要不断完善的,教师也需要不断完善自己的教学和科研业务能力,总结教育方法和教学规律,提高教学水平,只有这样不断思考,反复实践,不断进步,才能按照卓越工程师的培养计划培养出更加优秀的卓越工程师人才。
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