“混凝土桥梁”课程改革在生教育中的实践

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摘 要 ：通过分析“混凝土桥梁”课程在研究生教育及本科教育中的不同地位及作用,阐释了“混凝土桥梁”课程改革在研究生阶段应注意的各个问题,并结合本科教育中该门课程教学改革的主要方法,探讨了研究生教育中该门课程的合理教学模式,提出了新形势下该门课程的教学改革思路,并对教学中一些关键环节做了研究.

关 键 词 ：混凝土桥梁；研究生教育；改革思路；教学模式

作者简介：孙建渊（1966-）,男,山东莱西人,同济大学土木工程学院,副教授；袁益超（1989-）,男,河南信阳人,同济大学土木工程学院硕士研究生.（上海 200092）

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）01-0114-02

“混凝土桥梁”是土木工程专业桥梁与隧道工程专业方向一门重要的专业课程.通过本课程的学习,要求研究生掌握混凝土桥梁的基本设计理论与方法,掌握混凝土桥梁设计与施工的关键技术,为学习后续课程及开展混凝土桥梁科学研究打好基础.虽然该门课程在本科教育中已经有所教授,主讲教师具有丰富的教学经验和较高的理论水平,在给研究生教授这门课程时,仍可沿袭本科教育的诸多手段,如多媒体教学、理论联系实际等.但是,本科教育与研究生教育在培养目标、学生的学习能力及教学内容等方面有诸多不同,简简单单的生搬硬套并不能很好地解决研究生教育的各种问题.因此,要适应新形势下社会对桥梁工程专业人才的要求,对该门课程的教学进行改革探讨具有十分重要的理论价值和现实意义.

一、“混凝土桥梁”课程在本科教育与研究生教育中的区别与联系

尽管各学校的培养目标不尽相同,但是一般而言,本科阶段的培养目标定位在宽口径、厚基础,培养“通才”,在一定程度上强调专业专项性,主要培养社会实用性人才.硕士学位则是一个过渡性学位,是从“通才”通向创新型、专业型人才培养的中间阶段.在培养目标上主要突出表现在：深入系统性地掌握学科知识；了解本学科发展的现状和趋势,具有独立从事科学研究的能力；成为学术型和高层次应用型人才.[1]

与本科教育相比,研究生教育在横向上具有明确的学术型和应用型指向,在纵向上是介于本科和博士之间.在教学内容上,本科生则是涉及广泛、内容偏于系统简单,研究生教育却更为深入细化,[2]二者既有联系,却也有诸多不同.

1.研究生是本科生的继续,教学内容与相应的教学方式应有所不同

一般来说,本科生在接受桥梁工程课程之前,只是对土木工程的专业基础理论有一个大致的了解,而研究生已经都接受过本科的系统教育,对于桥梁的基本理论都有系统的认识,研究生教育是本科教育的继续,所以研究生接受的知识必定更为细化专业,也必须更为深入精炼.

在同济大学本科教育中,“混凝土桥梁”课程主要针对一般混凝土桥梁的结构构造和设计理论,而在研究生教育中,课程主要分为两个部分：一部分为高等混凝土结构理论,主要对混凝土力学性能、耐久、疲劳等问题的介绍；第二部分为混凝土桥梁设计的关键技术,介绍相应混凝土桥梁的基本设计理论与方法,和混凝土桥梁设计与施工的关键技术.

显然,二者的教学内容虽有一些交接点,譬如都会在教学过程中涉及到混凝土桥梁的基本设计理论,但是,本科教育中对于这部分很侧重,从结构构造、各种基本理论都进行了相应详细的讲解,而在研究生教育中,虽然也对于一些基本理论进行讲解,但一般都是一带而过,而把主要精力侧重于一些本科教育中未讲解也较为深入的知识,如混凝土的耐久疲劳、体外预应力、双预应力等部分.这类知识相较于本科教学内容更加深入精细,但也需要学生对于桥梁的基本结构理论有个清晰的轮廓,并对基本的设计理论也有一定的了解.

2.致力培养学生的目标有一定差异,导致教学模式的不同

在同济大学的培养目标中,本科生是致力于培养能在房屋建筑、隧道与地下建筑、公路与城市道路、铁路、桥梁、城市轨道、岩土工程、水利工程以及室内环境控制设备和公共设施系统等领域的设计、施工、管理、研究、教育、投资和开发部门从事技术和管理工作的专门人才,为学生发展成为本领域的高级技术和管理专家奠定基础.

而在研究生阶段,则是通过硕士研究生阶段的学习,掌握本学科的专业知识和基本技能,具有独立从事专业实际工作的能力,成为桥梁工程方面的专门技术人才和管理人才.

从二者的培养目标可以看出,本科生的培养目标是一个通才,研究生则趋向于培养专业人才.因此,在本科教学中,对于学生的要求是必须涉猎广泛,对于各种基本理论知识都有个系统的认识；而在研究生教育中,则必须要求学生对于知识的掌握更为深入、更加专业化.另一方面,研究生的培养目标提出了一个“独立”的概念,这就要求研究生必须有更强的自学能力及创新能力,而能够独立完成一个课题,则必须要求学生对桥梁基本理论有一个系统全面的认识,能够独立查阅文献,能够自己去主动发现问题并很好地解决.

3.学生学习能力的不同

一般来说,本科生都是初出茅庐的稚嫩青年,而研究生一般经过大学四年的磨练,究其学习能力,显然不能一概而论.

一方面,对于基本的理论知识,本科生相对来说记忆力好,掌握速度快,但是容易受到教条主义的影响,死板的记忆一些理论知识,缺乏系统的认知和深入的理解；而研究生有所不同,部分学生都有过实习经验或者是单位正式工作的经验,对于理论的理解相对会深入很多,但相较而言,对于新知识的接受能力及熟悉速度,反倒不如本科生.

另一方面,研究生教育不同于本科教育,学习科目较少,但知识却较为深入,需要学生自己去主动的广泛阅读国内外期刊文献才能融会贯通,因此更为强调学生的自学能力,而本科生虽然也需要自己广泛的阅读相关文献材料,但是较之研究生却相去甚远.

二、研究生教学中主要存在的问题

1.学生能力参差不齐,个别学生基础薄弱 研究生的教学内容是建立在本科教育之上,因此,良好的研究生教育,需要学生有一个较好的专业基础和一定课外认知.而进入研究生阶段学习的学生,不同于刚进入大学的懵懂青年,虽都有一定的专业基础知识,但是研究生往往来自于不同学校,而各个学校的专业基础培养方法又不尽相同,因此给研究生教学带来了不小的麻烦.

考虑到全部学生的利益,在教学中,完全顾及到每一个学生的利益很难实现,当然把以前的知识全部重新讲解也不现实,如何权衡各方利弊,做出最好的选择,的确是个很大的问题.

2.课程处于第一学期,转变期间学生没有做好充分准备

前已述及,进入研究生阶段学习的同学,专业基础有所不同,必须主动的去查漏补缺来提高自己的专业理论水平.但是由于课程处于第一学期,很多同学没有做好足够的准备就开始接受新的知识,这样,学生对于新知识的理解会困难许多,后续课程的开展也很难顺利的进行.

同时,研究生教学内容不同于本科生,涉及面较大,受制于课时限制,无法在课堂上一一教授,这就需要学生自己利用课外时间广泛查阅文献资料,对所学知识进行深入强化理解.不过,学生往往受到本科学习模式的影响,对学习内容仅仅追求表面的理解,也仅仅局限于课本上的内容,显然,这并不是研究生学习的正确导向.

3.研究生教学更加注重应用研究,而学生缺乏大量的实际工程背景及现场认知

相对于其他学科,桥梁工程是一门理论与实践紧密结合的科目.基础理论能否合理地运用到实际工程中,取决于对于基本理论的认知,取决于学生能不能对现场的实际工程有清晰的认识,能否在脑海中有个实际工程清晰轮廓.

在研究生阶段,知识更趋于专业化,教学内容与实际工程联系也越来越密切.但是研究生大都出自于初出茅庐的本科生,只有较少的实践经验和现场认知,对于理论的认知往往流于表面,很难对结构构造、设计理论有深入的了解.并且受制于课时的限制,教师也无法更多地引领学生去施工现场实习参观.

三、混凝土桥梁课程在研究生教学改革中的思考

1.启发式教育,培养主动学习的能力

现代教育倡导“以人为本”的教育理念.传统教学模式往往以教师为主体,而在桥梁工程课程教学中引人并倡导启发式、讨论式教学方法则以学生为主体、教师为主导,是提高教学质量的有效途径.[3]所谓启发式教育,一言以蔽之,是教师在讲解各个知识点时,只需点出关键部分,引导学生讨论及课外查阅相关文献,来培养学生主动学习能力.

例如,在讲解部分斜拉桥的时候,由于部分斜拉桥介于一般斜拉桥及梁桥之间,可以引导学生在以下几个方面做出思考及讨论：既然部分斜拉桥介于两者之间,那么部分斜拉桥构造、适用范围、受力特点该是如何；部分斜拉桥较之于斜拉桥和梁桥有何优势,却又有何劣势；基于部分斜拉桥的特点,对于这种桥梁在中国的发展趋势有何看法等等.

这样的教学方法可以加深学生对知识的理解,使学生能够主动发现问题和思考问题,进而通过多种途径去解决问题,从而对培养学生在专业方面的创新能力具有重要作用.

2.新旧知识对比的讲解

正所谓温故而知新,对于很多内容的讲授,都可以通过让学生回顾以前曾经学过的比较熟悉的知识从中体会一些新知识、新内容.这样,既可以加深学生对以前学过的知识的印象,又可以很简单地让学生了解新知识.

譬如教师在讲解体外预应力时,完全可以将本科学过的知识体内预应力对比讲解,二者的内在基本组成、锚固构造、预应力损失、计算方面有何异同,再着重讲解体外预应力独有的部分,如转向装置、二次效应等内容.

这种新旧知识对比讲解,不仅可以对已学知识进行复习巩固,同时还便于学生和教师找出或发现学生中对已学知识的薄弱点或盲点,并且可以充分挖掘教材中知识间的相互联系,运用新学知识与已学知识间的必然联系,让学生充分的自学,一定能使学生的自学能力得到很好的培养.

3.以学生为中心,合理利用多媒体和传统教学手段

由于该门课程教学课时有限,教学内容却在不断扩展,落后的教学手段已无法适应教学要求,必须推行先进的教学手段来提高教学效率、保证教学质量.[4]采用幻灯片、电视录像片、三维动画模拟等现代化教学手段进行教学,可以很好地将桥梁的构造、施工等内容直观、生动地反映在学生面前,而且还可以节约大量的板书时间来引导学生理解教学内容,提高学时利用率.

然而,世上没有一种新生事物能够完美无缺,用多媒体辅助教学也不会例外.首先,多媒体教学的高密度、大容量、快节奏已成事实,这固然为提高课堂教学效率创造了便利条件,但不是所有的教学内容都有必要做成多媒体课件进行授课,一哄而上,势必带有盲目性.其次,多媒体的运用过程中,往往过分突出教师的“表演”,教师口若悬河、滔滔不绝地唱独角戏,加之精彩解说和绚丽的演示,必然导致学生缺少必要的课堂读书、思考与讨论的时间,缺少主动参与学习过程的机会.因此,传统的教学手段并不能完全弃之不用,而合理的利用多媒体和传统教学手段则是上上之策.

无论采用何种教学方式,教学手段都是为教学内容服务的,都必须以学生为中心,而不能本末倒置,陷入误区.教学要从实际效果出发,认真分析教学内容,灵活运用行之有效的教学方法,而不能一味以多媒体代之,搞教学手段的“一刀切”.

4.结合大量的工程实践讲解具体的理论

“混凝土桥梁”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.脱离了实际工程单纯讲解理论一方面略显枯燥,不容易让学生融会贯通,另一方面也容易让学生产生“理论无用”的思想,引发学生的逆反心理.[5]

受制于课时限制,经常带学生去施工现场直接参与施工是很难实现的,但是采用多媒体手段,将施工现场图片、视频,尤其是关于结构构造方面的内容一一展示出来,可以将以前教师讲不清楚、学生听不明白的教学内容直观、生动地反映在学生面前；另外,必须鼓励学生在课外主动去施工现场或者现实桥梁去观察学习,提倡学生自己主动的去发现施工现场中的问题,并运用相应知识得以解决；最后,学校也有相应的实验基地,鼓励引导学生去参观参与也是一个不错的方式. 实践联系理论的学习方式是一个手脑并用,形象思维、逻辑思维、灵感同时发挥作用,实践、认识、再实践、再认识的反复过程,在这种探索中,学生的综合素质会得到全面提高.

5.与时俱进的新知识、新技术

“混凝土桥梁”是一门工程实践性很强的课程,新材料、新工艺、新工程层出不穷,但是教材一定时期内是不变的,充斥着大量的旧理论、旧知识,很难跟上时代进步的步伐.因此,教学内容也必须与时俱进,不断更新.[6]

由于现如今大都采用多媒体教学为主,教学内容的更新也就几乎等同于教学课件的与时俱进.教学课件的更新,一方面可根据教学中遇到的问题,对教学课件及时进行调整和完善,另一方面对出现的新材料、新工艺、新工程及学科新进展等要及时在课件中体现.课件的不断更新和完善,既可及时解决教学中遇到的问题又可保证教学内容的深度和广度.

6.改革成绩评定方法,突出综合能力的考核

单纯地依据考试成绩来评定课程学习成绩,已然不能全方位地评价学生能力.桥梁工程课程教学中所构建的学生评价系统可以分基础能力和创新能力考核两个部分,基础能力考核主要通过课堂表现、作业和理论考试等方式考察学生的课程知识的掌握程度,而创新能力考核则相对灵活,可以通过小论文撰写

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四、结论

当前我国公路和铁路桥梁建设快速发展,为适应交通事业发展的需求,我们需要培养高素质、有创新能力和实践精神的桥梁工程技术人员.以学生为主体,串联新旧知识,倡导启发式教育,采用多媒体教学与传统教学相结合的方法,同时在讲授理论知识时与施工工程相结合,对于新形势下桥梁工程教学是一个有益的探索.