橋梁工程課程教學(xué)改革與實(shí)踐

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摘要：“橋梁工程”是一門綜合性和實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，在土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案中占有極其重要的地位。文章通過(guò)對(duì)“橋梁工程”課程教學(xué)現(xiàn)狀的分析，提出基于雨課堂和微信公眾平臺(tái)的“橋梁工程”課程的教學(xué)改革研究方案，以新媒體平臺(tái)為載體，進(jìn)行課程實(shí)踐探索。實(shí)踐表明，該方案將“教”與“學(xué)”充分融入教學(xué)環(huán)節(jié)中，堅(jiān)持以學(xué)生為中心，提高了授課質(zhì)量、學(xué)習(xí)質(zhì)量及師生滿意度。

關(guān)鍵詞：“橋梁工程”；教學(xué)改革；雨課堂；微信公眾平臺(tái)

改革開(kāi)放40多年以來(lái)，我國(guó)公路橋梁的建設(shè)舉世矚目，成為了名副其實(shí)的“橋梁大國(guó)”。截至2020年底，全國(guó)公路橋梁總數(shù)已超過(guò)85萬(wàn)座[1]。“橋梁工程”是一門綜合性和實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，在土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案中具有極其重要的作用。土木工程專業(yè)（道路與橋梁方向）學(xué)生對(duì)該門課程的學(xué)習(xí)效果也將直接體現(xiàn)在其工程素養(yǎng)和專業(yè)素養(yǎng)上。在“橋梁工程”課程現(xiàn)有的教學(xué)改革與實(shí)踐的基礎(chǔ)上，提出基于雨課堂和微信公眾平臺(tái)的“橋梁工程”課程教學(xué)改革研究方案，以期適用于石河子大學(xué)水利建筑工程學(xué)院應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)。

一、“橋梁工程”課程教學(xué)現(xiàn)狀分析

“橋梁工程”是土木工程專業(yè)（道路與橋梁方向）的專業(yè)教育必修課，主要講述四大基本橋型（梁橋、拱橋、斜拉橋及懸索橋）的基本構(gòu)造、設(shè)計(jì)要點(diǎn)、計(jì)算方法及施工方法。通過(guò)“橋梁工程”課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生在四大基本橋型方面初步具備一定的橋梁設(shè)計(jì)能力，為后續(xù)“橋梁工程”的課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、研究生階段深造及今后從事橋梁行業(yè)相關(guān)工作奠定了良好基礎(chǔ)。在近幾年傳統(tǒng)的課堂教學(xué)中，存在著以下問(wèn)題。

（一）“橋梁工程”課時(shí)壓縮，內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)多且難

石河子大學(xué)水利建筑工程學(xué)院的“橋梁工程”課程開(kāi)設(shè)學(xué)期為第六學(xué)期，理論學(xué)時(shí)64學(xué)時(shí)，在僅有的學(xué)時(shí)中需要講透四大橋型的相關(guān)知識(shí)，學(xué)時(shí)數(shù)是完全不夠的，而且每種橋型中的部分知識(shí)點(diǎn)難度較大，學(xué)生不易理解和掌握，如混凝土簡(jiǎn)支梁橋的計(jì)算、連續(xù)體系梁橋中各種次內(nèi)力的計(jì)算，以及拱橋中拱軸方程的建立等。通過(guò)觀察授課教師前期幾輪的“橋梁工程”課堂教學(xué)活動(dòng)，作者發(fā)現(xiàn)上述相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)效果始終未達(dá)到教學(xué)目標(biāo)的要求。

（二）“橋梁工程”全過(guò)程教學(xué)缺乏良性互動(dòng)，學(xué)習(xí)者積極性難以調(diào)動(dòng)

在傳統(tǒng)的“橋梁工程”課堂教學(xué)活動(dòng)中，幾乎所有的時(shí)間都是由教師控制。首先，課堂中教學(xué)互動(dòng)環(huán)節(jié)的內(nèi)容固化，教師與學(xué)生的互動(dòng)內(nèi)容圍繞著課程的相關(guān)固定知識(shí)點(diǎn)展開(kāi)[2]。例如，“橋梁工程”課程中橋梁按受力體系分類的研討性互動(dòng)，僅僅按照各個(gè)橋型分類講解互動(dòng)，而沒(méi)有將各個(gè)橋型之間的演變做一個(gè)過(guò)渡，知識(shí)體系缺乏系統(tǒng)性和內(nèi)在的連貫性。教師與學(xué)生的課堂互動(dòng)往往只局限于問(wèn)答形式，有些問(wèn)題學(xué)生看書本即可回答出來(lái)，缺乏對(duì)學(xué)生思維的啟發(fā)，互動(dòng)方法和互動(dòng)過(guò)程較為單一，學(xué)生在學(xué)習(xí)活動(dòng)中的積極性普遍不高。其次，教師與學(xué)生互動(dòng)僅局限在課堂上，極度缺乏課堂之外的良性互動(dòng)，導(dǎo)致雙方無(wú)法得到教與學(xué)的持續(xù)反饋，不易于教師和學(xué)生對(duì)課程相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和統(tǒng)計(jì)，更不利于“橋梁工程”課程的持續(xù)優(yōu)化改進(jìn)。

（三）“橋梁工程”課程考核模式較單一，過(guò)程考核不明顯

傳統(tǒng)的“橋梁工程”課程成績(jī)考核模式為：總評(píng)成績(jī)=平時(shí)成績(jī)（30%）+期末考試卷面成績(jī)（70%），該考核模式過(guò)于單一，忽視了學(xué)生對(duì)于課程內(nèi)容的實(shí)際掌握程度及學(xué)生對(duì)知識(shí)的深度思考。平時(shí)成績(jī)的組成為課堂考勤和若干次課后習(xí)題作業(yè)，無(wú)法體現(xiàn)出“橋梁工程”課程的過(guò)程性考核，學(xué)生實(shí)際的學(xué)習(xí)效果也無(wú)法從課后習(xí)題作業(yè)中得到全方位的展現(xiàn)，只有在課堂教學(xué)這一環(huán)節(jié)體現(xiàn)出學(xué)生的臨時(shí)記憶能力和背誦能力。總體而言，當(dāng)前考核模式關(guān)注的更多是學(xué)生當(dāng)下的學(xué)習(xí)情況，并未對(duì)教學(xué)及學(xué)生綜合能力培養(yǎng)起到有效的反饋?zhàn)饔谩?

（四）“橋梁工程”課程線上資源少，不利于學(xué)生拓展

學(xué)習(xí)“橋梁工程”課程是一門應(yīng)用性、實(shí)踐性及學(xué)科前沿性很強(qiáng)的課程，除教師的課堂講授之外，還需要通過(guò)介紹大量的橋梁工程案例，結(jié)合實(shí)際工程實(shí)踐，才能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，從而更好地掌握“橋梁工程”課程的相關(guān)知識(shí)重點(diǎn)與難點(diǎn)。從目前來(lái)看，教師未對(duì)“橋梁工程”課程建立線上學(xué)習(xí)資源庫(kù)，學(xué)生在課后幾乎沒(méi)有任何渠道可以進(jìn)行拓展學(xué)習(xí)。長(zhǎng)此以往，忽視課程資源的建立，將不利于學(xué)生工程素養(yǎng)的培養(yǎng)，更不利于學(xué)生行業(yè)視野的培養(yǎng)。

二、“橋梁工程”課程教學(xué)改革與實(shí)踐

“橋梁工程”課程的教學(xué)內(nèi)容和方法多年不變，不符合石河子大學(xué)水利建筑工程學(xué)院應(yīng)用型人才的培養(yǎng)要求。因此，為了適應(yīng)培養(yǎng)目標(biāo)的要求，有必要對(duì)該課程進(jìn)行教學(xué)改革，教學(xué)改革具體實(shí)踐如下。

（一）結(jié)合雨課堂授課提升教學(xué)效果，方便過(guò)程管理

清華大學(xué)和學(xué)堂在線研發(fā)的新型智慧教學(xué)工具雨課堂，已在全國(guó)多所高校推廣使用，師生可以通過(guò)使用智能電腦終端及手機(jī)連接雨課堂，隨時(shí)隨地實(shí)現(xiàn)智慧教學(xué)，大數(shù)據(jù)時(shí)代通過(guò)此種方式最大限度地釋放教與學(xué)的能量，推動(dòng)教學(xué)改革[3]。“橋梁工程”課程教師結(jié)合雨課堂的授課模式，制作了具備雨課堂授課模式的多媒體課件。第一，在新課前一天，教師發(fā)送新課課件和相關(guān)橋梁工程案例圖片以供學(xué)生預(yù)習(xí)；第二，在課堂講授環(huán)節(jié)的課件中添加若干單選題和多選題，方便學(xué)生對(duì)相應(yīng)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行及時(shí)鞏固，同時(shí)，教師可以通過(guò)雨課堂數(shù)據(jù)及時(shí)了解學(xué)生對(duì)相應(yīng)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況，靈活調(diào)整教學(xué)目標(biāo)；第三，在期中及章節(jié)小結(jié)時(shí)，教師可使用雨課堂發(fā)布測(cè)試試卷，進(jìn)行隨堂測(cè)驗(yàn)，根據(jù)反饋數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)掌握學(xué)生知識(shí)的吸收情況；第四，“橋梁工程”課時(shí)量大，知識(shí)點(diǎn)多，可以通過(guò)雨課堂建立課程題庫(kù)，方便學(xué)生進(jìn)行課后測(cè)驗(yàn)，鞏固知識(shí)。在整個(gè)過(guò)程中，教師借用雨課堂平臺(tái)，收集學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，作為平時(shí)成績(jī)和過(guò)程性考核的依據(jù)，可以使得評(píng)分公正而且客觀。

（二）結(jié)合微信公眾平臺(tái)建立

“橋梁工程”課程線上資源，拓展學(xué)生視野“橋梁工程”課程在目前培養(yǎng)方案里安排的課時(shí)相對(duì)較少，學(xué)生若僅僅靠64學(xué)時(shí)的課堂學(xué)習(xí)，無(wú)法完全掌握課本及橋梁行業(yè)的相關(guān)知識(shí)。為了解決這個(gè)問(wèn)題，教師通過(guò)個(gè)人建立的微信公眾平臺(tái)，日常及時(shí)更新“橋梁工程”課程的相關(guān)內(nèi)容和線上資源，諸如推送課程文章和視頻類資源等，目前微信公眾平臺(tái)推送“橋梁工程”微課視頻34個(gè)、“橋梁工程”施工動(dòng)畫視頻15個(gè)、“橋梁工程”實(shí)際案例10個(gè)、橋梁行業(yè)前沿動(dòng)態(tài)100余篇、橋梁大咖故事10余篇、橋梁行業(yè)講座40余個(gè)。通過(guò)持續(xù)更新線上課程資源，學(xué)生擁有了豐富的“橋梁工程”課外在線學(xué)習(xí)資源。在線上資源的建立中，學(xué)生也主動(dòng)將他們搜集到的相關(guān)橋梁行業(yè)視頻及資料共享給任課教師，任課教師傳至微信公眾平臺(tái)，在此過(guò)程中，師生相互交流探討課程相關(guān)知識(shí)，二者之間建立了良性的互動(dòng)；與此同時(shí)，教師和學(xué)生通過(guò)微信公眾平臺(tái)建立起了良好的師生互動(dòng)渠道，學(xué)生通過(guò)此平臺(tái)及時(shí)釋疑，教師得到課堂之外的教學(xué)效果反饋，促進(jìn)了“橋梁工程”課程教學(xué)質(zhì)量的提高。結(jié)合微信公眾平臺(tái)的課程線上資源建設(shè)，提高了學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力，培養(yǎng)了學(xué)生工程實(shí)踐能力[4]，拓寬了學(xué)生的國(guó)內(nèi)國(guó)際視野，而且無(wú)形中也幫助教師提高了相應(yīng)的教學(xué)水平，真正意義上實(shí)現(xiàn)了“教學(xué)相長(zhǎng)”。

（三）“橋梁工程”課程思政教育探索，塑造價(jià)值觀

教師除了進(jìn)行橋梁工程專業(yè)教育之外，還必須進(jìn)行思想政治教育，向?qū)W生傳授正確的思想倫理道德觀念，引導(dǎo)新時(shí)代大學(xué)生樹(shù)立正確的世界觀、人生觀和價(jià)值觀。“橋梁工程”課程中可選擇的思政內(nèi)容很多，主要可以分為兩個(gè)方面，即理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)。一方面，在理論教學(xué)中，“橋梁工程”中有大量的行業(yè)人物和工程案例可作為思政元素，如我國(guó)現(xiàn)代橋梁的奠基人茅以升先生和其所主持設(shè)計(jì)建造的錢塘江大橋，可以給學(xué)生傳遞愛(ài)國(guó)主義、民族精神和工程素養(yǎng)等思政元素。另一方面，在橋梁工程實(shí)踐教學(xué)中（認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)及畢業(yè)設(shè)計(jì)），通過(guò)結(jié)合橋梁行業(yè)的實(shí)際工程案例，培養(yǎng)學(xué)生作為未來(lái)工程師應(yīng)具備的協(xié)同解決工程問(wèn)題能力及基本的的工程素養(yǎng)。但是，工程素養(yǎng)的培養(yǎng)并不是一朝一夕能完成的，也并不是“橋梁工程”這一門課就能培養(yǎng)的，需要在多門課程多個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中融入思政元素，努力做到在對(duì)學(xué)生進(jìn)行專業(yè)教育的過(guò)程中，兼顧培養(yǎng)其未來(lái)工程師的家國(guó)情懷、工匠精神、工程和人文素養(yǎng)等。

（四）“橋梁工程”課程考核方式多元化，注重過(guò)程考核

基于上述課程改革，“橋梁工程”課程總評(píng)成績(jī)?nèi)杂善綍r(shí)成績(jī)和期末試卷成績(jī)構(gòu)成，但提高平時(shí)成績(jī)的占比，注重課程的過(guò)程管理與評(píng)價(jià)，調(diào)整后，平時(shí)成績(jī)占50%，期末試卷成績(jī)占50%。平時(shí)成績(jī)?cè)u(píng)定模式：平時(shí)成績(jī)=平時(shí)考勤（1/5）+課堂表現(xiàn)（1/5）+作業(yè)情況（1/5）+雨課堂學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)（1/5）+微信公眾平臺(tái)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)（1/5）。課程考核方式的轉(zhuǎn)變不僅提升了課堂教學(xué)效果，使“橋梁工程”課程的過(guò)程性考核清晰簡(jiǎn)單，同時(shí)使學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中更加重視工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)，激勵(lì)了學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)行業(yè)前沿知識(shí)，規(guī)范了學(xué)生的學(xué)習(xí)行為，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與有效性，促進(jìn)了學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)[5]。

三、“橋梁工程”課程教學(xué)改革成效

（一）學(xué)生學(xué)習(xí)成績(jī)顯著提高

在對(duì)2017級(jí)和2018級(jí)土木工程專業(yè)（道路與橋梁方向）學(xué)生的授課中，教師采用了基于雨課堂與微信公眾平臺(tái)的教學(xué)改革方案，進(jìn)行了教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化。在期末考核中，教師將試卷題型和題目難度設(shè)置與往年一致，同時(shí)注重過(guò)程考核，比較2017級(jí)與2018級(jí)土木工程專業(yè)（道路與橋梁方向）學(xué)生的“橋梁工程”課程綜合成績(jī)，如表1。通過(guò)對(duì)以上成績(jī)分析，2018級(jí)土木工程專業(yè)（道路與橋梁方向）的學(xué)生在優(yōu)秀段和良好段人數(shù)都多于2017級(jí)；在最高分?jǐn)?shù)上，2018級(jí)的學(xué)生分?jǐn)?shù)也高于2017級(jí)學(xué)生；在最低分?jǐn)?shù)上，2018級(jí)的學(xué)生分?jǐn)?shù)高于2017級(jí)學(xué)生；從平均分來(lái)看，2018級(jí)的學(xué)生綜合平均分?jǐn)?shù)高2017級(jí)學(xué)生4.14分。總體而言，通過(guò)連續(xù)兩輪的“橋梁工程”課程的教學(xué)改革實(shí)踐，學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)得到了顯著提高。

（二）學(xué)生滿意度較高

在對(duì)“橋梁工程”課程的授課中，學(xué)生對(duì)此門課程的近兩年評(píng)教分?jǐn)?shù)分別為96.92分和98.75分，教學(xué)評(píng)價(jià)從教學(xué)態(tài)度、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)效果4個(gè)方面進(jìn)行，教學(xué)評(píng)價(jià)結(jié)果“優(yōu)秀”，說(shuō)明學(xué)生此門課的學(xué)習(xí)效果普遍較好。在對(duì)2018級(jí)學(xué)生授課結(jié)束的學(xué)期末，教師與學(xué)生開(kāi)展座談交流，學(xué)生普遍反應(yīng)教學(xué)效果良好，課堂氣氛活躍，同時(shí)也十分認(rèn)可教師的教學(xué)方法，即線下多媒體課件結(jié)合雨課堂授課，線上微信群交流和微信公眾號(hào)推送行業(yè)熱點(diǎn)動(dòng)態(tài)，把一門課程真正做到線上和線下有機(jī)統(tǒng)一，學(xué)生在此過(guò)程中學(xué)習(xí)主動(dòng)性明顯增加。學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的滿意度不僅體現(xiàn)在課上的45分鐘，更多的是體現(xiàn)在課下的時(shí)間里。

（三）同行評(píng)價(jià)滿意度較好

教師在過(guò)去兩輪“橋梁工程”課程教學(xué)改革實(shí)踐中，獲得了同行聽(tīng)課教師、院級(jí)教學(xué)督導(dǎo)及校級(jí)教學(xué)督導(dǎo)的積極評(píng)價(jià)，在對(duì)2018級(jí)土木工程專業(yè)學(xué)生授課中，“橋梁工程”課程教學(xué)全過(guò)程雨課堂數(shù)據(jù)位列學(xué)院第一。

（四）師生榮譽(yù)度較豐

以“橋梁工程”這一核心課程為依托，主講教師持續(xù)進(jìn)行教學(xué)改革，在近兩年榮獲石河子大學(xué)青年教師講課比賽一等獎(jiǎng)，校級(jí)教改項(xiàng)目立項(xiàng)1項(xiàng)，院級(jí)教改項(xiàng)目2項(xiàng)。同時(shí)，主講教師帶領(lǐng)2018級(jí)土木工程專業(yè)（道路與橋梁方向）的學(xué)生參加各類學(xué)科競(jìng)賽，其中3位學(xué)生榮獲第十三屆、第十四屆全國(guó)大學(xué)生先進(jìn)成圖技術(shù)與產(chǎn)品信息建模創(chuàng)新大賽二等獎(jiǎng)1項(xiàng)、三等獎(jiǎng)4項(xiàng)，多位學(xué)生榮獲省級(jí)和校級(jí)大賽榮譽(yù)。通過(guò)教學(xué)競(jìng)賽與學(xué)科競(jìng)賽的促進(jìn)，使得師生充分做到了“以賽促教、以賽促學(xué)”。“橋梁工程”課程作為土木工程專業(yè)（道路與橋梁方向）重要的核心課程，結(jié)合課程特點(diǎn)，提出基于雨課堂和微信公眾平臺(tái)的“橋梁工程”課程的教學(xué)改革方案，結(jié)合現(xiàn)代化信息手段，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化，注重過(guò)程性考核，建立了豐富的課程線上資源，實(shí)現(xiàn)了教學(xué)過(guò)程全階段以學(xué)生為中心的教學(xué)理念，教學(xué)改革效果良好，提高了授課質(zhì)量、學(xué)習(xí)質(zhì)量及師生滿意度。

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作者：梁路 唐艷娟 高麗 單位：石河子大學(xué)