模型创作促进《桥梁工程》教学改革的

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摘 要：《桥梁工程》课程教学中目前存在教学理念落后、理论与实践脱节的现象,导致教学效果难以提升,学生缺乏创新.在课程教学过程中,通过引入模型创作的教学方法,由学生自主完成桥梁模型的创意、设计和制作的各阶段任务.以此探讨模型创作在加强知识的融会贯通、培养综合素质和创新精神方面的促进作用.

关 键 词：模型创作教学改革综合素质创新

《桥梁工程》是土木工程专业的主干课程,要求学生通过课程学习,系统掌握各类桥梁的设计和构造原理、计算理论和方法以及施工要点.由于课程涉及内容广、专业性强,很多学生在学习过程中不能很好地融会贯通,难以把握知识要点,学习难免枯燥乏味.这种状况严重影响学生综合素质的培养.因此,为适应社会对桥梁工程专业人才的培养要求,笔者在教学实践中引入模型创作的教学方法,对课程教学改革和人才培养具有十分重要的现实意义.

一、《桥梁工程》教学现状剖析

《桥梁工程》在土木工程专业人才的培养过程中所具有的显著地位决定了其教学的重要性.剖析当前教学现状,主要存在两方面的问题.

1.教学理念落后,学生学无所用

古语“授之以鱼,只供一饭之需,教人以渔,则终身受用无穷”,将之移植到教学中,就是培养能力（授渔）比单纯传授知识（授鱼）重要.桥梁课程信息量大,虽然目前高校都改进了教学模式,如推广采用多媒体教学,使用丰富的图片、施工现场视频、施工过程动画模拟等,将晦涩难懂的教学内容直观生动地展映在学生面前,极大地激发了学习兴趣,但这种“授鱼”的教学理念未做变化.教师重教轻应用,学生亦重学轻应用、视野狭窄,头脑中只有桥梁总体规划、设计要点、构造原理、计算理论和方法以及施工要点等的零散知识,未完全形成“桥梁”的整体概念,难以综合运用理论知识解决实际问题.所以,学生总有一种学无所用的无力感和“纸上得来终觉浅”的无奈感.

2.理论与实践脱节,学生缺乏创新

《桥梁工程》是一门实践性很强的课程,因此理论与实践的有机结合显得尤为重要.然而长期以来,相关实践环节由于受到教学大纲、办学经费、学时安排、施工单位经营方式等原因的限制,本应发挥课堂教学辅助作用的课程设计、毕业设计和三大实习等,与课堂教学未形成强有力的结合.特别是三大实习,时间短且集中安排,学生只能“旁站”了解部分工程和某个工序,无法全面历经整个工程的设计和施工过程.课程设计和毕业设计大多是真题假作、假题假作,学生不够重视,多有应付交差思想,部分提交成果经不起实际工程的检验.实践教学和课程教学的脱节,致使学生只能纸上谈兵、闭门造车,缺乏创新的动机和意识.

针对上述《桥梁工程》教学现状的剖析,很多高校在教学实践中不断探索解决办法[1-4]推进课程改革.正是基于转变教学理念、创新教学模式的思路,我校在教学实践中成功推行了模型创作教学法.

二、模型创作教学的实施

1.模型创作的宗旨

模型创作是以学生为主体的桥梁方案创意、结构设计、模型制作的一系列教学过程,“创作”是“创新”和“制作”的结合.在教学过程中开展模型创作的宗旨是突破课程教学受时间和空间限制的客观因素,通过具有特色的模型制作,促进学生对理论知识的综合理解和应用能力,提升教学效果.模型创作集创新性、实践性、趣味性于一体,具有良好的可操作性,学生参与度极高.

2.模型创作的要求

桥梁创作类似于小范围的桥梁结构创新大赛,开课伊始,教师下达模型创作的教学任务.要求所有学生以5到7人为一组的形式,在4个月的教学过程中,逐步完成桥梁方案规划、结构选型、力学分析、制作模型等的任务.成果以实体模型和创意文案的形式提交,其中桥梁跨径不限、结构形式不限、使用材料不限、所处环境不限.最后以答辩的形式进行成绩评定,创意新颖、选型独特、受力合理的创作模型将胜出.

3.模型创作的阶段任务

为促进模型创作顺利完成,具体实施中进行阶段细分并制定阶段目标：（1）创意论证阶段：设定桥梁环境,形成创意方案.即以理论知识为基础,以工程实例为依托,通过查阅大量资料,进行创意讨论,最后确定模型方案.（2）方案设计阶段：细化创意方案,完成方案设计.即平面设计线形,纵向划分跨径、确定高程、选定墩台,横向确定截面布置.（3）模型制作阶段：将设计思想转化为三维实体.即确定模型尺寸,选定材料和制作工具,制作部件、部件整合,形成安全、稳定的桥梁模型.（4）文案编写阶段：即创作模型总结,内容包括创意方案形成过程、选型依据、平纵横设计内容、模型制作过程,突出特点,以及个人贡献等.（5）成绩评定阶段：邀请专业教师作为评委,采用现场答辩的形式综合评定团队成绩.

三、模型创作的重要意义

1.自主学习,促进知识的融会贯通

模型创作将《桥梁工程》的教学从有限的课堂拓展到无限的课外,为学生构建了一个学以致用的平台.模型创意和制作涉及到桥梁的方案规划、结构选型、力学分析、材料选取以及制作工艺等多方面的知识,因此要成功创作出一个有特色的桥梁模型,必须综合运用三大力学、结构设计原理,以及桥涵水文、桥梁施工等多门课程的知识,来解决模型创作过程中不断出现的各种问题.“绝知此事要躬行”,在模型创作过程中,学生通过“建桥”的实践,会主动发现自身的不足并尽快寻找改进方法,而教师正是指导学生寻找解决办法的有力助手.此时,教师的角色就实现了从“授鱼”到“授渔”的转变.学生眼界开阔了,创意会变得新颖,理论夯实了,结构会趋于合理,动手能力提升了,模型定能如期“竣工”,用心编写文案了,成果亮点更能凝练突出.可见,模型创作教学法将学生真正变为教学的主体,学生既掌握了解决工程问题的方法,也促进了知识的融会贯通.

2.勇于创新,培养学生的综合素质创新精神是创新的灵魂和动力,其最大特点是要有自己的创意.创意论证阶段是激发创新精神的最佳阶段,此时团队内各种萌芽状态的想法不断涌出,通过深入讨论变成作品的可实施性方案.在近四个月的模型创作期间,整个团队为了完成预期目标,问题越来越多,想法越来越多,争执越来越多,最后作品的轮廓就越来越明晰.坚持到最后的学生所体现出的追求创新的强烈意识、对新知执着的探究兴趣、追求新发现的以及百折不挠的毅力和意志,正是创新人才培养所追求的创新精神[5].同样,经过长时间的交流、协作,这种创新精神也会潜移默化地影响其他学生,促进团队综合素质的整体提升,而个人能力也在团队协作过程中,得到了很好的锻炼和培养.同时,模型创作促使优秀人才脱颖而出,为学校参加省级、国家级学科竞赛遴选了创新拔尖人才.

3.公正客观,构建创新型的评价系统

对教学质量的评价最客观、最权威的是社会,是市场,人才的发展是优胜劣汰、适者生存,要培养出适应社会和市场的创新型桥梁工程专业人才,必修构建创新型学生评价系统[6].这个系统应该有利于学生综合素质和创新能力的培养,因而是一个多因素、开放型的考核系统.《桥梁工程》课程教学中构建的学生评价系统包括理论考试、模型创作、课程作业、读书报告等部分,分别所占比重为50%、25%、15%、10%.理论考试和课程作业是评价系统的基础,读书报告对基础的拓宽,模型创作是基础上的提升和创新.其中模型创作细分为模型创意、结构设计、动手制作、文案编写、个人贡献,所占比重均为5%.这种多样化的考核方式有利于教学模式从封闭型向开放型的转化,有利于教学目标从知识型教育向创新型教育的转化,最终将学生从死记硬背课本、应付考试的困境中解放出来,学生有更多的时间和精力去自主选择知识结构,拓宽视野,挖掘潜力,不断创新.

四、结语

根据素质教育的根本宗旨,在《桥梁工程》课程教学改革中引入模型创作的教学方法,改进教学模式、构建评价系统,在培养学生的创新能力、实践能力和创新精神方面进行了有益的探索.为使模型创作持续发挥作用,在今后的教学实践中还需做好以下三项工作：（1）教师要转变教育观念,实现新的角色定位,变教书人为引导者.（2）为了更准确地分析创作模型的可行性,教师应及时引导学生学习桥梁专业设计软件.（3）建立和完善培养学生实践能力和创新能力的长效机制,确保模型创作在课程教学中能够规范化、常态化.