基于工作過程的“力學與橋梁結構”課程整合與教學實踐研究

張春艷+梁偉

摘要：介紹將高職路橋專業“工程力學”、“結構設計原理”與“橋梁工程（構造部分）”三門課程整合為一門“力學與橋梁結構”新課程的研究方法及教學實踐，提出了專業基礎課與專業課程的整合改革思路，詳細分析了在課程整合改革中如何進行宏觀、中觀、微觀的課程設計，以使專業基礎課程與專業課程教學內容的銜接得到加強，激發學生學習興趣和積極性，促進專業建設。

關鍵詞：工作過程；工程力學；力學與橋梁結構；課程整合；設計

中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 文章編號：1672-5727（2014）02-0073-03

“工程力學”、“結構設計原理”、“橋梁工程”是公路橋梁工程技術專業的三門必修專業基礎課。這些課程的教學，對學生理解和掌握橋梁構造原理和設計方法，分析和解決橋梁施工中一般結構問題等，具有非常重要的意義。但這三門課程在專業教學中一直效果較差，學生學習目的不夠明確、測試通過率低、普遍反映難學甚至厭學。究其原因主要是課程內容理論性強、實踐性弱、概念抽象，課程間相對獨立、相互聯系不足、與其他專業課銜接不密切，理論與實踐相脫節等。另外，這三門課程在專業教學計劃中需要用200左右學時才能按教學大綱完成教學，在一定程度上影響了專業主干課程的學時，延長了學生在校理論學習的時間，縮短了學生參加畢業頂崗實習時間。因此，以“必需、夠用”為原則，以專業技能為導向，科學地整合課程內容，構建“力學與橋梁結構”新課程具有十分重要的意義。

課程整合教改總體思路

在充分調研的基礎上，將“工程力學”、“結構設計原理”、“橋梁工程”三門課程整合為“力學與橋梁結構”課程，即以典型橋梁結構分析應用為導向，基于工作過程按“必需、夠用”原則反推“工程力學”、“結構設計原理”的課程內容構成及教學次序，重組課程內容。注重結合工程應用加強理論系統分析，使課程內容與能力目標高度一致，以提高教學效果。

課程的整合，實質上也是課程設計，該課程的設計分三個層次進行。第一是宏觀的課程設計，主要解決該課程的理念問題，也就是確定課程的價值、根本目標、主要任務、基本結構、內容等范圍及原則。第二是中觀的課程設計，將宏觀設計具體化為課程的教學大綱或學習標準，以指導授課的資料、講義及教材等物質載體表現出來。第三是微觀的課程設計，即進入課程實施領域，根據教師自身條件和應用的課程資源實施時的教學設計。

課程整合研究與教學實施

（一）宏觀的課程設計

根據高職院校路橋專業技能型人才培養的總體目標，按照“必需、夠用”原則進行整合，擯棄傳統的“三段式”課程模式，將“工程力學”、“結構設計原理”、“橋梁工程”（構造部分）的課程內容與構造識圖、橋梁施工專業技能訓練融合在一起，使基礎理論知識與專業技能完全對接。結合橋梁工程的發展現狀，要求學生主要學習和掌握當前應用廣泛的橋梁類型，如梁式橋、鋼架橋和拱式橋下部結構和上部結構構造原理和施工技術，課程的基本結構和內容以學生能理解掌握以上橋梁結構構造原理和施工中力學問題分析為宗旨。按照職業活動的工作過程，我們將“力學與橋梁結構”課程所期望達到的結果、技能、知識等逐項列舉出來，如表1所示。

據此確定了課程的基本構架為：（1）分析常用橋梁結構組成和各組成部分構造特點，提出橋梁的結構構造如何確定的問題。（2）引入靜力學、材料力學和結構力學基本概念和理論，分析橋梁上下部結構為適應受力特性的結構和構造要求。（3）進一步學習結構設計原理方法，深入和強化對橋梁上下部結構構造特點的剖析。（4）結合技能要求進行拓展，分析解決橋梁施工過程中常見的與力學、結構相關的問題。

（二）中觀的課程設計

宏觀課程設計是理念，要實現必須要具體化，即進行中觀的課程設計，首先是編寫教學大綱，然后是編寫講義、開發校本教材。

編寫教學大綱 教學大綱是編寫教材和進行教學活動的主要依據，也是檢查學生學習成果和評估教師教學質量的重要準則。編寫的教學大綱由“力學與橋梁結構”課程的教學目標與基本要求、理論與實踐課程教學內容、課時分配、主要環節質量標準、其他說明等五個部分組成。三門課程整合后的“力學與橋梁結構”教學內容與學時計劃如表2所示。該教學大綱較之整合前三門課程的教學大綱，按職業要求增加了大量的專業技能訓練，減少了理論課時，課程結構大不相同，更利于開展工作過程為導向的教學活動。

開發校本教材 根據教學大綱，分析重組三門課程教材內容，開發適應本課程和學生特點的《力學與橋梁結構》校本教材。為做到應用性、普及性和技能的運用，教學生會動手、會操作且有一定的分析問題能力，開發教材主要按教學大綱的要求進行，對原三門課程教材內容進行增加、刪除，將教材結構按課程模塊內容重新編排，形成梁橋的構造、梁與柱的力學分析與計算、橋梁結構構件分析與計算原理、橋梁下部結構、橋梁施工中的力學問題等四個模塊內容。針對高職學生文化基礎相對薄弱，行為較散漫，思維理念略趨個性化的實際情況，開發教材時要考慮如何引起學生對教材的關注，以及怎樣使所編的教材讓學生產生興趣，從而克服學習的盲目性，增強做作業的自覺性。為此，教材要做到“字簡圖精”。在敘述方面，文字要簡約、精煉，力避空洞理論；在圖例方面，圖譜要精良，以一當十，以點帶面，具有典型性，做到形象資料多、生動案例多。在滿足技能性方面，根據職業活動要求，在教材中我們精心選擇普及性的橋梁類型作為教學案例，自己編寫橋梁力學分析例題。考慮到幾乎所有的理論問題均來源于工程，教材注重體現工程問題與力學問題的聯系。

（三）微觀的課程設計

課程的實施需要教學資源的支撐，教學資源主要包括硬件資源和軟件資源。硬件資源即教學大綱、教材、多媒體設備、實訓設施等，軟件資源即師資力量。硬件資源和師資是提升課程功能的關鍵。除了較完備的硬件資源，課程實施質量和效果更多地取決于教師如何精心地進行教學設計，如何科學、合理地選擇和有效地運用多種教學方法。

課程教學資源 “力學與橋梁結構”課程編寫了教學大綱，開發了校本教材，在進行課程整合過程中收集了大量力學試驗的視頻，制作了T形梁和空心板梁實體構件，借鑒了橋梁工程精品課程教學資源庫中的圖片和視頻，研究了各種類型的橋梁施工圖設計圖紙，借助于多媒體教學設備，以讓大量的硬件資源得到最充分的運用。由于新課程的特殊性，對教師的要求是必須具有一定工程實踐經驗、理論基礎扎實、對本專業各學科與新課程能靈活把握。教學安排時，采取老、中、青三類教師同時教授這門新課程，在相互交流和研討中，不斷完善課程整合理論，同時培養高素質的年輕教師。

課程教學設計 盡管我們在教學大綱中編寫了備課、講授、作業、輔導及考核等主要教學環節的質量標準，然而在課程實施過程中，為了提高教學效率和教學質量，更大幅度地提高學生各方面的能力，還需要進行科學、細致的教學設計。“力學與橋梁結構”課程的教學設計從“為什么學”入手，確定學生的學習需要和教學目的就是達到掌握橋梁結構圖識讀，很好地理解橋梁施工技術的目的；進一步確定“學什么”，通過具體的讀圖、算量、分析、答題的學習和訓練達到教學目的，從而滿足學生的學習需要；再引導學生面對需要掌握的教學內容，應采用什么策略，即“如何學”。教學設計最關鍵的部分是備課與教案。備課必須掌握本課程教學大綱內容，嚴格按照教學大綱要求進行本課程教學內容的組織，編寫授課計劃，編寫教案，內容具體到所屬教學模塊的內容、知識點的解析、教學過程設計（包括學習情景分析、教學環境分析、設計教學思想理念、課后反思等）。制作的電子教案，內容要包括標題、教學目的與要求、重點與難點、教學方法與手段、講授的內容與步驟、作業布置、課后記或教學小結。備課還需要在課前了解學生的原有學習基礎情況和現在的學習態度，以便因材施教。在教學實施過程中，會有許多不確定因素出現，如果備課時準備充分，教案編寫詳盡，平時注重知識積累，就能很好地駕馭課程教學，達到預期的教學目的。

教學方法選擇 “力學與橋梁結構”課程的教學實施，要求教師帶動學生為實現教學目的和教學任務要求，依據教學目標、教學內容特點、學生實際特點、自身素質和教學環境條件來選擇不同的教學方法。第一模塊“梁橋的構造”要教會學生掌握梁橋的識圖方法，訓練和培養學生對橋梁施工圖的識讀能力，可運用講授法、現場教學法、演示法、討論法、練習法等多種教學方法。在教師講解制圖規則、識圖要領、圖形表示方法基礎上，學生通過參觀實體結構、多媒體演示結構與構件、分組討論，分析橋梁施工圖所表達的內容，練習并學會結構構件的工程量計算。第二模塊“梁的力學分析與計算方法”和第三模塊“梁的結構分析和計算原理”，更適用講授法、演示法和練習法，為增加學生興趣也可適當采取任務驅動教學法。第四模塊是施工中的力學問題研究，可組合運用講授法、演示法和問題探究式教學方法，以多媒體演示橋梁施工過程的錄像、視頻，啟發學生尋找施工過程的力學問題，再輔助學生找到解決施工中力學問題的方法。

課程整合與教學效果評價

“力學與橋梁結構”課程整合研究經過宏觀、中觀和微觀的課程設計，確定了課程價值目標，制定出了教學大綱，開發了講義、教材，先在道路橋梁工程技術專業2008級、2009級進行試點教學實施，從2010級開始正式列入專業教學計劃。教學實踐證明，該課程改革取得了良好效果。

從課程整合目標來看，基礎課程與專業課程教學內容的銜接得到加強。整合后的新課程有效地銜接橋梁工程專業課，如識圖算量技能的訓練直接與橋涵施工技術專業課對接，使基礎課真正為專業課和專業技能服務，學生學習目的也更明確。

從教學效果來看，學生的學習興趣和積極性明顯提高。在改革教學內容的同時，一方面，改革成績考核評定辦法，采用階段性測試、學習態度與學習能力考核、作業考核等綜合評定課程學習成績；另一方面，由于課程實施時學生的綜合素質得到訓練與展示。

從專業建設角度看，該課程改革起到了良好的促進作用。課程整合后減少了課程數和學時數，讓專業主干課程學時有調整的空間，可以增加實踐課程或畢業頂崗實習的時間，有助于高職路橋專業“2+1”教學模式改革的實施。

該課程改革在取得良好效果的同時，也有一些問題值得反思：（1）新課程基于實用性，難免出現“用到什么學什么，不用就不學或少學”的功利化問題，不利于培養知識全面的人才。（2）新課程需要全能型教師和靈活應用的學生，而實際上師資條件和學生素質都受限，課程設計難以達到效益最大化。（3）課程強調以“做”為核心，必然要在一定程度上削減理論知識，這可能會影響學生的可持續發展。這些問題需要在日后的課程改革與教學實施中不斷去研究解決。

參考文獻：

[1]徐繼存.課程與教學論[M].北京：高等教育出版社，2010.

[2]張東風.項目課程開發與實施應關注的問題[J].中國教育與社會科學，2009（9）.

[3]楊泉良.高職院校專業課程設置及教學中的調整[J].職教論壇，2005（24）.

[4]徐國慶.職業教育項目課程開發指南[M].上海：華東師范大學出版社，2009.

[5]李雄杰，徐生.項目課程實施中的若干問題及對策[J].浙江工商職業技術學院學報，2009（4）.

（責任編輯：謝良才）

課程教學資源 “力學與橋梁結構”課程編寫了教學大綱，開發了校本教材，在進行課程整合過程中收集了大量力學試驗的視頻，制作了T形梁和空心板梁實體構件，借鑒了橋梁工程精品課程教學資源庫中的圖片和視頻，研究了各種類型的橋梁施工圖設計圖紙，借助于多媒體教學設備，以讓大量的硬件資源得到最充分的運用。由于新課程的特殊性，對教師的要求是必須具有一定工程實踐經驗、理論基礎扎實、對本專業各學科與新課程能靈活把握。教學安排時，采取老、中、青三類教師同時教授這門新課程，在相互交流和研討中，不斷完善課程整合理論，同時培養高素質的年輕教師。

課程教學設計 盡管我們在教學大綱中編寫了備課、講授、作業、輔導及考核等主要教學環節的質量標準，然而在課程實施過程中，為了提高教學效率和教學質量，更大幅度地提高學生各方面的能力，還需要進行科學、細致的教學設計。“力學與橋梁結構”課程的教學設計從“為什么學”入手，確定學生的學習需要和教學目的就是達到掌握橋梁結構圖識讀，很好地理解橋梁施工技術的目的；進一步確定“學什么”，通過具體的讀圖、算量、分析、答題的學習和訓練達到教學目的，從而滿足學生的學習需要；再引導學生面對需要掌握的教學內容，應采用什么策略，即“如何學”。教學設計最關鍵的部分是備課與教案。備課必須掌握本課程教學大綱內容，嚴格按照教學大綱要求進行本課程教學內容的組織，編寫授課計劃，編寫教案，內容具體到所屬教學模塊的內容、知識點的解析、教學過程設計（包括學習情景分析、教學環境分析、設計教學思想理念、課后反思等）。制作的電子教案，內容要包括標題、教學目的與要求、重點與難點、教學方法與手段、講授的內容與步驟、作業布置、課后記或教學小結。備課還需要在課前了解學生的原有學習基礎情況和現在的學習態度，以便因材施教。在教學實施過程中，會有許多不確定因素出現，如果備課時準備充分，教案編寫詳盡，平時注重知識積累，就能很好地駕馭課程教學，達到預期的教學目的。

教學方法選擇 “力學與橋梁結構”課程的教學實施，要求教師帶動學生為實現教學目的和教學任務要求，依據教學目標、教學內容特點、學生實際特點、自身素質和教學環境條件來選擇不同的教學方法。第一模塊“梁橋的構造”要教會學生掌握梁橋的識圖方法，訓練和培養學生對橋梁施工圖的識讀能力，可運用講授法、現場教學法、演示法、討論法、練習法等多種教學方法。在教師講解制圖規則、識圖要領、圖形表示方法基礎上，學生通過參觀實體結構、多媒體演示結構與構件、分組討論，分析橋梁施工圖所表達的內容，練習并學會結構構件的工程量計算。第二模塊“梁的力學分析與計算方法”和第三模塊“梁的結構分析和計算原理”，更適用講授法、演示法和練習法，為增加學生興趣也可適當采取任務驅動教學法。第四模塊是施工中的力學問題研究，可組合運用講授法、演示法和問題探究式教學方法，以多媒體演示橋梁施工過程的錄像、視頻，啟發學生尋找施工過程的力學問題，再輔助學生找到解決施工中力學問題的方法。

課程整合與教學效果評價

“力學與橋梁結構”課程整合研究經過宏觀、中觀和微觀的課程設計，確定了課程價值目標，制定出了教學大綱，開發了講義、教材，先在道路橋梁工程技術專業2008級、2009級進行試點教學實施，從2010級開始正式列入專業教學計劃。教學實踐證明，該課程改革取得了良好效果。

從課程整合目標來看，基礎課程與專業課程教學內容的銜接得到加強。整合后的新課程有效地銜接橋梁工程專業課，如識圖算量技能的訓練直接與橋涵施工技術專業課對接，使基礎課真正為專業課和專業技能服務，學生學習目的也更明確。

從教學效果來看，學生的學習興趣和積極性明顯提高。在改革教學內容的同時，一方面，改革成績考核評定辦法，采用階段性測試、學習態度與學習能力考核、作業考核等綜合評定課程學習成績；另一方面，由于課程實施時學生的綜合素質得到訓練與展示。

從專業建設角度看，該課程改革起到了良好的促進作用。課程整合后減少了課程數和學時數，讓專業主干課程學時有調整的空間，可以增加實踐課程或畢業頂崗實習的時間，有助于高職路橋專業“2+1”教學模式改革的實施。

該課程改革在取得良好效果的同時，也有一些問題值得反思：（1）新課程基于實用性，難免出現“用到什么學什么，不用就不學或少學”的功利化問題，不利于培養知識全面的人才。（2）新課程需要全能型教師和靈活應用的學生，而實際上師資條件和學生素質都受限，課程設計難以達到效益最大化。（3）課程強調以“做”為核心，必然要在一定程度上削減理論知識，這可能會影響學生的可持續發展。這些問題需要在日后的課程改革與教學實施中不斷去研究解決。

參考文獻：

[1]徐繼存.課程與教學論[M].北京：高等教育出版社，2010.

[2]張東風.項目課程開發與實施應關注的問題[J].中國教育與社會科學，2009（9）.

[3]楊泉良.高職院校專業課程設置及教學中的調整[J].職教論壇，2005（24）.

[4]徐國慶.職業教育項目課程開發指南[M].上海：華東師范大學出版社，2009.

[5]李雄杰，徐生.項目課程實施中的若干問題及對策[J].浙江工商職業技術學院學報，2009（4）.

（責任編輯：謝良才）

課程教學資源 “力學與橋梁結構”課程編寫了教學大綱，開發了校本教材，在進行課程整合過程中收集了大量力學試驗的視頻，制作了T形梁和空心板梁實體構件，借鑒了橋梁工程精品課程教學資源庫中的圖片和視頻，研究了各種類型的橋梁施工圖設計圖紙，借助于多媒體教學設備，以讓大量的硬件資源得到最充分的運用。由于新課程的特殊性，對教師的要求是必須具有一定工程實踐經驗、理論基礎扎實、對本專業各學科與新課程能靈活把握。教學安排時，采取老、中、青三類教師同時教授這門新課程，在相互交流和研討中，不斷完善課程整合理論，同時培養高素質的年輕教師。

課程教學設計 盡管我們在教學大綱中編寫了備課、講授、作業、輔導及考核等主要教學環節的質量標準，然而在課程實施過程中，為了提高教學效率和教學質量，更大幅度地提高學生各方面的能力，還需要進行科學、細致的教學設計。“力學與橋梁結構”課程的教學設計從“為什么學”入手，確定學生的學習需要和教學目的就是達到掌握橋梁結構圖識讀，很好地理解橋梁施工技術的目的；進一步確定“學什么”，通過具體的讀圖、算量、分析、答題的學習和訓練達到教學目的，從而滿足學生的學習需要；再引導學生面對需要掌握的教學內容，應采用什么策略，即“如何學”。教學設計最關鍵的部分是備課與教案。備課必須掌握本課程教學大綱內容，嚴格按照教學大綱要求進行本課程教學內容的組織，編寫授課計劃，編寫教案，內容具體到所屬教學模塊的內容、知識點的解析、教學過程設計（包括學習情景分析、教學環境分析、設計教學思想理念、課后反思等）。制作的電子教案，內容要包括標題、教學目的與要求、重點與難點、教學方法與手段、講授的內容與步驟、作業布置、課后記或教學小結。備課還需要在課前了解學生的原有學習基礎情況和現在的學習態度，以便因材施教。在教學實施過程中，會有許多不確定因素出現，如果備課時準備充分，教案編寫詳盡，平時注重知識積累，就能很好地駕馭課程教學，達到預期的教學目的。

教學方法選擇 “力學與橋梁結構”課程的教學實施，要求教師帶動學生為實現教學目的和教學任務要求，依據教學目標、教學內容特點、學生實際特點、自身素質和教學環境條件來選擇不同的教學方法。第一模塊“梁橋的構造”要教會學生掌握梁橋的識圖方法，訓練和培養學生對橋梁施工圖的識讀能力，可運用講授法、現場教學法、演示法、討論法、練習法等多種教學方法。在教師講解制圖規則、識圖要領、圖形表示方法基礎上，學生通過參觀實體結構、多媒體演示結構與構件、分組討論，分析橋梁施工圖所表達的內容，練習并學會結構構件的工程量計算。第二模塊“梁的力學分析與計算方法”和第三模塊“梁的結構分析和計算原理”，更適用講授法、演示法和練習法，為增加學生興趣也可適當采取任務驅動教學法。第四模塊是施工中的力學問題研究，可組合運用講授法、演示法和問題探究式教學方法，以多媒體演示橋梁施工過程的錄像、視頻，啟發學生尋找施工過程的力學問題，再輔助學生找到解決施工中力學問題的方法。

課程整合與教學效果評價

“力學與橋梁結構”課程整合研究經過宏觀、中觀和微觀的課程設計，確定了課程價值目標，制定出了教學大綱，開發了講義、教材，先在道路橋梁工程技術專業2008級、2009級進行試點教學實施，從2010級開始正式列入專業教學計劃。教學實踐證明，該課程改革取得了良好效果。

從課程整合目標來看，基礎課程與專業課程教學內容的銜接得到加強。整合后的新課程有效地銜接橋梁工程專業課，如識圖算量技能的訓練直接與橋涵施工技術專業課對接，使基礎課真正為專業課和專業技能服務，學生學習目的也更明確。

從教學效果來看，學生的學習興趣和積極性明顯提高。在改革教學內容的同時，一方面，改革成績考核評定辦法，采用階段性測試、學習態度與學習能力考核、作業考核等綜合評定課程學習成績；另一方面，由于課程實施時學生的綜合素質得到訓練與展示。

從專業建設角度看，該課程改革起到了良好的促進作用。課程整合后減少了課程數和學時數，讓專業主干課程學時有調整的空間，可以增加實踐課程或畢業頂崗實習的時間，有助于高職路橋專業“2+1”教學模式改革的實施。

該課程改革在取得良好效果的同時，也有一些問題值得反思：（1）新課程基于實用性，難免出現“用到什么學什么，不用就不學或少學”的功利化問題，不利于培養知識全面的人才。（2）新課程需要全能型教師和靈活應用的學生，而實際上師資條件和學生素質都受限，課程設計難以達到效益最大化。（3）課程強調以“做”為核心，必然要在一定程度上削減理論知識，這可能會影響學生的可持續發展。這些問題需要在日后的課程改革與教學實施中不斷去研究解決。

參考文獻：

[1]徐繼存.課程與教學論[M].北京：高等教育出版社，2010.

[2]張東風.項目課程開發與實施應關注的問題[J].中國教育與社會科學，2009（9）.

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[4]徐國慶.職業教育項目課程開發指南[M].上海：華東師范大學出版社，2009.

[5]李雄杰，徐生.項目課程實施中的若干問題及對策[J].浙江工商職業技術學院學報，2009（4）.

（責任編輯：謝良才）