论文部分内容阅读
摘要：桥梁工程课程兼具理论性和实践性，传统教学往往重视知识传授而忽略能力发展。通过将问题式教学法引入到桥梁工程课程教学中，可以培养学生解决实际问题的能力，教会学生如何学习。实践表明，在桥梁工程教学中采用问题式教学方法可以提高学生的动手能力、主动学习能力和协调合作能力。
关键词：桥梁工程；教学实践；问题式学习
作者简介：刘均利（1978-），男，山东泰安人，桂林理工大学土木与建筑工程学院，讲师。（广西 桂林 541004）
中图分类号：G642.3 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2011）05-0091-01
桥梁工程指桥梁勘测、设计、施工、养护和检定等的工作过程以及研究这一过程的科学和工程技术，它是土木工程的一个分支。“桥梁工程”课程是土木工程课程中一门重要的专业主干课，是交通土建专业的核心课程，包含材料力学、结构力学、结构设计原理等专业基础课的内容，也是各门专业基础课在桥梁工程中的具体应用，是一门理论与实践并重的专业技术课。其教学目标是使学生系统掌握常用桥梁的构造原理，设计计算及施工方法，了解现代大跨桥梁的构造原理、设计计算方法及施工要点，达到能进行基本常用桥梁的方案比选，尺寸拟定，设计计算以及施工方案拟定。[1]
随着交通事业的发展和技术的进步，新材料、新结构体系和新的施工方法大量应用使得桥梁的规模和复杂性越来越高，同时，桥梁设计、施工等规范也日益复杂，这对桥梁工程师提出了更高的要求。当前的教学体系和教学内容已不能满足桥梁工程师的职业要求。一方面由于新技术、新工艺的飞速发展使得教学内容的更新赶不上工程实际；另一方面桥梁工程师在职业生涯中更需要学习能力、沟通技巧、团队合作以及社会方面的知识，而大学教学中重视知识传授，忽视能力培养，不能满足学生的终身职业发展需要。[2，3]
传统的教学模式是课堂中教师占主导地位，把大量的知识传授给学生，学生处于理解和接受知识的被动角色。大部分学生感到课程枯燥，缺乏学习兴趣，不能主动积极地学习，学习效果不理想，独立分析、解决实际问题的能力较差。学校教育的价值并不单单在于给学生传授知识和技能，更重要的是教会学生学习，培养和发展学生的迁移能力，为学生的终身职业发展服务。[4，5]
问题式教学法能较好地解决以上弊端。基于问题的学习模式（Problem-Based learning，简称PBL）最早是在20世纪50年代中期从美国医学教育中发展而来，后来被其他领域所采用，如商业教育、建筑教育、法律教育，工程教育等。[4]本文对PBL应用于桥梁工程课程教学的应用进行介绍，对效果进行了分析。
一、问题式教学法与传统学习方法的区别
问题式教学法从教师的角度来讲，是一种教学方式，而在学生的角度看，是一种学习方式。问题式教学法是一种现代启发式教学法，以提出、分析、解决问题为线索，并把它始终贯穿于整个教学过程。其核心是激活学生的问题意识，将其变为一个主动学习者，通过解决问题，建立灵活的知识基础，培养其发现、评价和运用学习资源的能力，检索、利用文献的能力，提出分析解决复杂问题的能力，批判性思维能力，在团队中合作学习和沟通的能力。
问题式教学法与传统学习方法的区别在于：传统的桥梁工程教学以课堂理论教学、实验和实践教学为主，通过教师的讲授来传授知识。在这个过程中，学生只是被动接受者，以获取知识为目的，教师是权威，主导学生的学习内容、学习进度和学习效果的评价。问题式教学法是根据教学内容和教学大纲设定一系列问题，通过学生主动检索文献，获取学习资源，以应用知识为目的，通过解决问题来获取知识、培养解决问题的能力。学生是主动学习者，教师只是引导者。[6]
二、问题式教学法在桥梁工程教学中的应用
在桥梁工程课程教学中精选某些章节，尝试引入问题式教学方法，作为课堂教学的补充，弥补课堂教学的不足，具体做法如下所述。
1.问题设计
问题设计是教学的中心问题，教学过程是围绕着问题进行的，因此，问题的设计是否合理十分重要。
（1）问题应切合教学内容，密切联系工程实践。有意义的问题能激发学生学习的动机和热情，逐步引导学生积极思考和探索。应巧妙地将大纲规定的知识点隐藏到问题中，问题应与工程实践密切相关，能激发学生的兴趣和成就感。问题设置要贴近学生思维能力的“最近发展区”，合理把握问题难易结构。
（2）问题应详细，难度宜小不宜大。在课程学习阶段，学生对专业知识了解较浅，并且学习任务重、压力大，所以问题难度应适中，可在短时间内解决，避免解决时间过长而影响其他课程的学习或打击学生学习积极性。对于较为复杂的问题，应放到教学实践阶段或者教师进行分解后再提供给学生。
（3）问题要真实。实践表明，越真实的问题越能激发学生的学习兴趣。尽可能把学科知识和工程实践结合起来，把课程的教学目标和教学内容融入问题中。
（4）问题实例。
实例1：在学习桥梁概论时，教师指定桂林市内的6座桥，虞山桥（预应力混凝土简支梁桥），解放桥（钢筋混凝土连续梁桥），新桥（钢筋混凝土连续梁桥），花桥（石拱桥），红桥（悬索桥）和南洲桥（斜拉桥），要求学生通过实地调查、网上查阅资料写一篇小报告，要包括桥梁的建造年代、上下部结构形式、基础形式、跨度、材料等信息。通过调查、写报告小组一起讨论，极大地调动了学生学习的积极性。
实例2：在学习车辆横向分布系数时，给学生提供几座实际的空心板桥、T梁桥的设计图纸，让学生去计算车辆荷载横向分布系数。先让学生学习理论知识，然后提供实际桥梁设计图纸和参考例题让学生按照例题步骤逐步计算。手算完成后，再引导学生用专业软件计算，并进行手算和电算结果对比，一般同类型桥梁计算2个实例，就可掌握计算方法和步骤。
2.划分小组
对于复杂的问题，需要学生分工合作，通常划分为几个小组，每3～5个人编为一组。小组内各成员明确分工，明确责任，以保证所有的学生都有自主创新的机会，能积极投入到解决问题过程中。
3.分组指导与小组讨论
学生学习知识的来源主要有三方面：教材及参考书，实地调查和实际图纸，专业文献和互联网。学生的专业基础及文献检索能力参差不齐，为保证教学进度，教师在下发问题、分好组后，应提供必要的参考资料，介绍专业网站，指导学生检索专业文献。在学生解决问题时，教师要巡视学生的学习过程，了解学生的学习情况和进度，并及时参与学生讨论引导学生思考。对学生学习过程中遇到的力学结构知识给予讲解，师生产生互动，活跃气氛。
分组讨论时应将学生引导到课程学习上来，老师通过对疑点、难点的解析，指导学生解决实际问题。同时，老师应做好记录，记清楚每个学生的工作和成绩，作为下一步考核的依据。[7，8]
4.考核评价
解决完问题后要求学生上交书面作业，小论文或设计，由于不同学生分工不同，主观能动性不同，贡献也不同。仅凭平时的跟踪观察很难判断每个学生的贡献，据此评分也不能令学生信服，更重要的还在于，当前信息社会，网络发达，教师安排的问题，学生容易在互联网上搜索到现成答案，不假思索，不经提炼，直接提交给老师。所以，仅凭作业难以发现学生的实际贡献，如果对抄袭同学打出高分，会挫伤其它同学的积极性。因此，问题式教学方法的考核评价应采取平时表现、作业加现场答辩的形式进行打分，对抄袭的学生应予以警戒。
三、结语
在桥梁工程课程教学中，采用问题式教学法作为传统教学方法补充，弥补了课堂教学的不足，取得了良好的效果，通过具体观察和对毕业后学生的回访调查，具体效果如下。
（1）学生动手能力提高，具体表现在工作后遇到新工作时“上手“更快。
（2）学生养成了主动学习和检索文献的习惯，知识综合利用能力有了很大提高。
（3）学生在小组合作解决问题时，沟通能力和处理人际关系的能力得到了锻炼，这是传统课堂教学所不能触及的，而这正是学生今后职业发展中不可或缺的。
（4）增强了师生之间的交流，教师在师生交流中加深了对学生的了解，有利于做到因材施教。
问题式教学法也给教师带来了一定的挑战。传统教学方式教师只要把大纲规定的知识传授给学生就算完成任务，而问题式教学法教师是策划者和设计者，要根据毕业设计教学目标和学生基础水平，结合实际工程精心设计教学问题，控制整个学习过程，随时指导学生解决实际问题，理论与实践结合，这促使教师不断提高自己学术素养，关注本学科国内外研究动向和最新进展，了解并参与本学科工程实践。
参考文献：
[1]范立础.桥梁工程[M].北京:人民交通出版社,2001.
[2]Kerry A.Quinn,Leonard D.Albano.Problem-Based Learning in Structural Engineering Education[J].Journal of Professional issues in Engineering Education and Practice,2008,134(4):329-334.
[3]陈宝春,上官萍.福建省桥梁工程精品课程教学内容改革与教材编写[J].高等建筑教育,2009,18(2):52-56.
[4]陈爱萍,黄甫全.问题式学习的内涵、特征与策略[J].教育科学研究,2008,(1):38-42.
[5]Autar K.Kaw and Ali Yalcin.Problem-Centered Approach in a Numerical Methods Course[J].JournaL of Professional Issues in Engineering Education and Practice,2008,34(3):359-364.
[6]安蓉,王梅.高等教育课堂教学中问题式学习的应用[J].江苏高教,2007,(2):79-82.
[7]莫时旭,郑艳.问题式教学法在土木工程专业毕业设计教学中的运用[J].中国电力教育,2009,(7):150-151.
[8]曾磊,许成祥,刘昌明.基于问题的学习方法在土木工程教学中的应用[J].高等建筑教育,2009,18(6):98-101.
（责任编辑：刘俊卿）
关键词：桥梁工程；教学实践；问题式学习
作者简介：刘均利（1978-），男，山东泰安人，桂林理工大学土木与建筑工程学院，讲师。（广西 桂林 541004）
中图分类号：G642.3 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2011）05-0091-01
桥梁工程指桥梁勘测、设计、施工、养护和检定等的工作过程以及研究这一过程的科学和工程技术，它是土木工程的一个分支。“桥梁工程”课程是土木工程课程中一门重要的专业主干课，是交通土建专业的核心课程，包含材料力学、结构力学、结构设计原理等专业基础课的内容，也是各门专业基础课在桥梁工程中的具体应用，是一门理论与实践并重的专业技术课。其教学目标是使学生系统掌握常用桥梁的构造原理，设计计算及施工方法，了解现代大跨桥梁的构造原理、设计计算方法及施工要点，达到能进行基本常用桥梁的方案比选，尺寸拟定，设计计算以及施工方案拟定。[1]
随着交通事业的发展和技术的进步，新材料、新结构体系和新的施工方法大量应用使得桥梁的规模和复杂性越来越高，同时，桥梁设计、施工等规范也日益复杂，这对桥梁工程师提出了更高的要求。当前的教学体系和教学内容已不能满足桥梁工程师的职业要求。一方面由于新技术、新工艺的飞速发展使得教学内容的更新赶不上工程实际；另一方面桥梁工程师在职业生涯中更需要学习能力、沟通技巧、团队合作以及社会方面的知识，而大学教学中重视知识传授，忽视能力培养，不能满足学生的终身职业发展需要。[2，3]
传统的教学模式是课堂中教师占主导地位，把大量的知识传授给学生，学生处于理解和接受知识的被动角色。大部分学生感到课程枯燥，缺乏学习兴趣，不能主动积极地学习，学习效果不理想，独立分析、解决实际问题的能力较差。学校教育的价值并不单单在于给学生传授知识和技能，更重要的是教会学生学习，培养和发展学生的迁移能力，为学生的终身职业发展服务。[4，5]
问题式教学法能较好地解决以上弊端。基于问题的学习模式（Problem-Based learning，简称PBL）最早是在20世纪50年代中期从美国医学教育中发展而来，后来被其他领域所采用，如商业教育、建筑教育、法律教育，工程教育等。[4]本文对PBL应用于桥梁工程课程教学的应用进行介绍，对效果进行了分析。
一、问题式教学法与传统学习方法的区别
问题式教学法从教师的角度来讲，是一种教学方式，而在学生的角度看，是一种学习方式。问题式教学法是一种现代启发式教学法，以提出、分析、解决问题为线索，并把它始终贯穿于整个教学过程。其核心是激活学生的问题意识，将其变为一个主动学习者，通过解决问题，建立灵活的知识基础，培养其发现、评价和运用学习资源的能力，检索、利用文献的能力，提出分析解决复杂问题的能力，批判性思维能力，在团队中合作学习和沟通的能力。
问题式教学法与传统学习方法的区别在于：传统的桥梁工程教学以课堂理论教学、实验和实践教学为主，通过教师的讲授来传授知识。在这个过程中，学生只是被动接受者，以获取知识为目的，教师是权威，主导学生的学习内容、学习进度和学习效果的评价。问题式教学法是根据教学内容和教学大纲设定一系列问题，通过学生主动检索文献，获取学习资源，以应用知识为目的，通过解决问题来获取知识、培养解决问题的能力。学生是主动学习者，教师只是引导者。[6]
二、问题式教学法在桥梁工程教学中的应用
在桥梁工程课程教学中精选某些章节，尝试引入问题式教学方法，作为课堂教学的补充，弥补课堂教学的不足，具体做法如下所述。
1.问题设计
问题设计是教学的中心问题，教学过程是围绕着问题进行的，因此，问题的设计是否合理十分重要。
（1）问题应切合教学内容，密切联系工程实践。有意义的问题能激发学生学习的动机和热情，逐步引导学生积极思考和探索。应巧妙地将大纲规定的知识点隐藏到问题中，问题应与工程实践密切相关，能激发学生的兴趣和成就感。问题设置要贴近学生思维能力的“最近发展区”，合理把握问题难易结构。
（2）问题应详细，难度宜小不宜大。在课程学习阶段，学生对专业知识了解较浅，并且学习任务重、压力大，所以问题难度应适中，可在短时间内解决，避免解决时间过长而影响其他课程的学习或打击学生学习积极性。对于较为复杂的问题，应放到教学实践阶段或者教师进行分解后再提供给学生。
（3）问题要真实。实践表明，越真实的问题越能激发学生的学习兴趣。尽可能把学科知识和工程实践结合起来，把课程的教学目标和教学内容融入问题中。
（4）问题实例。
实例1：在学习桥梁概论时，教师指定桂林市内的6座桥，虞山桥（预应力混凝土简支梁桥），解放桥（钢筋混凝土连续梁桥），新桥（钢筋混凝土连续梁桥），花桥（石拱桥），红桥（悬索桥）和南洲桥（斜拉桥），要求学生通过实地调查、网上查阅资料写一篇小报告，要包括桥梁的建造年代、上下部结构形式、基础形式、跨度、材料等信息。通过调查、写报告小组一起讨论，极大地调动了学生学习的积极性。
实例2：在学习车辆横向分布系数时，给学生提供几座实际的空心板桥、T梁桥的设计图纸，让学生去计算车辆荷载横向分布系数。先让学生学习理论知识，然后提供实际桥梁设计图纸和参考例题让学生按照例题步骤逐步计算。手算完成后，再引导学生用专业软件计算，并进行手算和电算结果对比，一般同类型桥梁计算2个实例，就可掌握计算方法和步骤。
2.划分小组
对于复杂的问题，需要学生分工合作，通常划分为几个小组，每3～5个人编为一组。小组内各成员明确分工，明确责任，以保证所有的学生都有自主创新的机会，能积极投入到解决问题过程中。
3.分组指导与小组讨论
学生学习知识的来源主要有三方面：教材及参考书，实地调查和实际图纸，专业文献和互联网。学生的专业基础及文献检索能力参差不齐，为保证教学进度，教师在下发问题、分好组后，应提供必要的参考资料，介绍专业网站，指导学生检索专业文献。在学生解决问题时，教师要巡视学生的学习过程，了解学生的学习情况和进度，并及时参与学生讨论引导学生思考。对学生学习过程中遇到的力学结构知识给予讲解，师生产生互动，活跃气氛。
分组讨论时应将学生引导到课程学习上来，老师通过对疑点、难点的解析，指导学生解决实际问题。同时，老师应做好记录，记清楚每个学生的工作和成绩，作为下一步考核的依据。[7，8]
4.考核评价
解决完问题后要求学生上交书面作业，小论文或设计，由于不同学生分工不同，主观能动性不同，贡献也不同。仅凭平时的跟踪观察很难判断每个学生的贡献，据此评分也不能令学生信服，更重要的还在于，当前信息社会，网络发达，教师安排的问题，学生容易在互联网上搜索到现成答案，不假思索，不经提炼，直接提交给老师。所以，仅凭作业难以发现学生的实际贡献，如果对抄袭同学打出高分，会挫伤其它同学的积极性。因此，问题式教学方法的考核评价应采取平时表现、作业加现场答辩的形式进行打分，对抄袭的学生应予以警戒。
三、结语
在桥梁工程课程教学中，采用问题式教学法作为传统教学方法补充，弥补了课堂教学的不足，取得了良好的效果，通过具体观察和对毕业后学生的回访调查，具体效果如下。
（1）学生动手能力提高，具体表现在工作后遇到新工作时“上手“更快。
（2）学生养成了主动学习和检索文献的习惯，知识综合利用能力有了很大提高。
（3）学生在小组合作解决问题时，沟通能力和处理人际关系的能力得到了锻炼，这是传统课堂教学所不能触及的，而这正是学生今后职业发展中不可或缺的。
（4）增强了师生之间的交流，教师在师生交流中加深了对学生的了解，有利于做到因材施教。
问题式教学法也给教师带来了一定的挑战。传统教学方式教师只要把大纲规定的知识传授给学生就算完成任务，而问题式教学法教师是策划者和设计者，要根据毕业设计教学目标和学生基础水平，结合实际工程精心设计教学问题，控制整个学习过程，随时指导学生解决实际问题，理论与实践结合，这促使教师不断提高自己学术素养，关注本学科国内外研究动向和最新进展，了解并参与本学科工程实践。
参考文献：
[1]范立础.桥梁工程[M].北京:人民交通出版社,2001.
[2]Kerry A.Quinn,Leonard D.Albano.Problem-Based Learning in Structural Engineering Education[J].Journal of Professional issues in Engineering Education and Practice,2008,134(4):329-334.
[3]陈宝春,上官萍.福建省桥梁工程精品课程教学内容改革与教材编写[J].高等建筑教育,2009,18(2):52-56.
[4]陈爱萍,黄甫全.问题式学习的内涵、特征与策略[J].教育科学研究,2008,(1):38-42.
[5]Autar K.Kaw and Ali Yalcin.Problem-Centered Approach in a Numerical Methods Course[J].JournaL of Professional Issues in Engineering Education and Practice,2008,34(3):359-364.
[6]安蓉,王梅.高等教育课堂教学中问题式学习的应用[J].江苏高教,2007,(2):79-82.
[7]莫时旭,郑艳.问题式教学法在土木工程专业毕业设计教学中的运用[J].中国电力教育,2009,(7):150-151.
[8]曾磊,许成祥,刘昌明.基于问题的学习方法在土木工程教学中的应用[J].高等建筑教育,2009,18(6):98-101.
（责任编辑：刘俊卿）