土木工程專業鋼橋課程關聯教學實踐與效果分析

傅中秋，吉伯海，姚悅，謝發祥

(河海大學 土木與交通學院，江蘇 南京 210098)

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土木工程專業鋼橋課程關聯教學實踐與效果分析

傅中秋，吉伯海，姚悅，謝發祥

(河海大學 土木與交通學院，江蘇 南京 210098)

針對工科專業課程教學難點，結合關聯記憶模式，提出工科課程關聯教學的方法。以鋼橋教學為例，提出了情感關聯、認知關聯、行動關聯等方式，并對各關聯的方法進行實踐和對比。關聯教學豐富了課堂內容、活躍了課堂氣氛、拓展了課程內容，學生對知識的理解更加深入，對事物間的邏輯思考也更為深入。課堂效果和學生評價表明，鋼橋課程的關聯教學效果良好，也符合學生的學習需求，調動了學生的學習積極性。

關聯教學；土木工程專業；情感；認知；行動

近年來，我國建造了一大批世界著名的鋼橋，行業政策也在積極引導鋼橋的推廣，并出臺了專門針對鋼橋的設計規范，未來鋼橋將得到廣泛的應用。基于以上背景，近幾年各大高校紛紛重視鋼橋相關人才的培養。本校自5年前在土木工程專業橋梁方向設置鋼橋課程以來，也經歷了選修課到必修課的設置過程。筆者也一直作為主要成員參與鋼橋教學和相關的課程建設工作。該課程比較專業，涉及到了多門基礎課程的知識，且包含內容多，很多知識點理解難度大。在具體的教學中，教師要通過多樣的教學方式，調動學生學習的主動性和創造性[1]。因此，尋求生動、直觀、創新性的教學方法和教學手段，切實提高教學質量和教學效果是土木工程專業任課教師的奮斗目標[2]。

從2013年開始，筆者嘗試采用關聯教學方法，即將枯燥的鋼橋專業知識與生活中的現象、試件進行關聯，達到深刻記憶、形象理解的效果。關聯教學的核心問題是如何找出學生學習時的興趣激發點以及關聯途徑如何實現。關聯教學法在鋼橋課程教學中的應用將學生的情感、認知、行動與專業課程的關系建立起來，并貫徹到課程教學當中，取得了很好的成效。

1　關聯教學的意義

關聯教學是指將學生所學知識與原有知識結構和生活中的經歷相聯系, 促進知識的遷移與構建, 加深理解和記憶。關聯教學法基于心理學的“學習遷移”現象, 強調一種學習對另一種學習的影響[3]。人們越能發現事物之間的關系則越能加以概括推廣，遷移作用也越加普遍。原理的遷移實質在于領會事物之間的內在聯系。因此，原理或基本概念掌握得越透徹，則越能實現遷移[4]。通過關聯的教學方式，能夠端正學生的學習態度，培養學生探索更多更深奧知識的能力。事物之間的關聯核心是不同事物之間內在的聯系或邏輯關系。通過關聯，不僅可以達到知識學習的作用，也可以達到舉一反三、自我歸納的效果。

在教學過程中，關聯教學實現的路徑主要是將情感、認知、行動三個方面與課程內容相關聯。找到情感、認知、行動與教學內容的關聯點，將深奧、繁多的鋼橋專業知識以學生熟知的事物、情感傳遞給學生，深入淺出，將抽象的知識以簡單的方式使學生牢記，激發了學生的學習興趣，提升了學習氣氛，達到主動認知學習的目的。

2　關聯方法

2.1情感關聯

認知與情感是相輔相成的。在學習過程中，如果學生缺乏認知，情感就難以推進，認知能力也會大打折扣。教學的目標是不僅要促進認知發展，還要實現情感發展。情感是促進更高水平認知組織能力發展的關鍵，忽視情感會造成學習效果顯現的遲滯。

在鋼橋課程的“鋼橋結構特點”章節教學中，首先對各橋型進行了課題講解，并布置了課后作業：準備PPT介紹一座自己家鄉的鋼橋。之所以特意強調“家鄉”，就是為了激發學生的情感點，通過家鄉這一情感紐帶來介紹專業知識。演講的學生需要課后查閱資料，自然會達到學習的效果，而聽的學生也會更愿意傾聽自己同學的聲音。通過演講，達到了情感關聯的知識點學習，也鍛煉了學生自我學習和自我表達的能力。學生發現，鋼橋就在他們身邊，也承載了他們對家鄉的情感。一位來自甘肅蘭州的學生講述了他家鄉的“蘭州中山橋”，也稱“黃河鐵橋”，這座有著上百年歷史的鋼桁架橋經歷過“辛亥革命”、解放蘭州的時代變遷。這位學生講述了關于這座鋼橋的故事，學生們被深深吸引，并且對這一橋型及其結構特點有了更加深刻的記憶與更深入的了解。同時也為這座上百年的橋梁感到震驚，也激發了學生為建設質量更好、橋型更新穎的橋梁就必須認真學好專業課知識的動力。繼而，通過對該橋幾次維修的介紹，也拓展了該章節之外的知識點。

2.2認知關聯

土木工程專業課程中的知識來源于工程實踐，又應用于工程實踐，它強調的是既要具備良好的專業理論知識，又要具有一定的工程實踐經驗[5]。在鋼橋課程教學中，學生普遍反映缺少實際見識鋼橋的經歷，許多概念僅僅是腦中虛無的概念卻因未見識過真正的鋼橋而無法理解其中的一些知識點，對于所學知識也難以應用到實際中。通過采取認知關聯，讓學生從書本中的內容聯系到生活實際，并應用于生活，將教學內容與所聞所見所感聯系起來。

土木專業的認識實習是必修課，橋梁方向的學生會參觀一些橋梁，通過有意識的引導和講解進行知識點的介紹。如，學生曾經登上過南京長江大橋的橋頭堡，在那里對學生進行鋼橋知識的講解，學生親眼看到了鋼桁架橋的橋型，對鋼橋的理解從虛幻到現實，并且讓學生近距離觀察鋼橋的鋼結構問題。南京長江大橋是現今少有的采用“鉚釘”形式進行鋼結構連接的橋梁，學生通過觀察并結合曾經電視上看過的內容發現，采用鉚釘方式進行鋼結構連接需要大量的人力物力，所以越來越少采用“鉚釘”連接方式。學生通過這樣的認知關聯，不需要死記硬背書本上的知識就可以了解并掌握相關知識。

認知關聯由于需要直接對某一事物進行認知，主要通過兩個方式達到認知關聯的效果。教師和學生應該充分利用社會上的基本建設工程項目增加感性認識, 學好專業[6]。有時由于受課堂限制，無法直接關聯，則可采用間接認知關聯的方法。如在“鉚接”知識點教學中，在南京長江大橋現場認識實習后，課堂上引導學生回憶進行關聯。如果無法進行現場回憶關聯，則可引導學生從身邊的事物入手，進行關聯。如通過塑料文件夾的關閉按鈕進行鉚接認知，也可從曾經流行的時尚“鉚釘鞋”進行認知。

2.3行動關聯

目前我國高校的教育方式仍然重視教師的講授和對學生記憶能力的考核，輕視對學生的動手能力和科研能力的培養[7]。行動過程是動手和思考的過程，有時也帶有探索性質。故通過行動有助于記憶及對問題的理解更為深刻。通過自我行動增強知識點理解，在很多課堂也有實踐。但由于專業課內容多，時間不充裕，故常規課堂練習較少，行動執行受限。

為了增強學生的記憶和理解，可通過簡單的行動來關聯。如在講解“波紋腹板”知識點時，讓學生自己動手將一張紙折出多個相互平行的楞，即小時候玩的折紙扇，其基本原理是類似的。通過同一張紙的對折再前后對比，來理解波紋腹板剛度增大特點；通過分析紙張前后的不同，來理解把材料移到質心以外可增加截面慣性矩的知識。在此基礎上，學生通過對“波紋腹板”的兩個方向施加力發現，力垂直于波紋時紙張容易變形，而力沿著波紋時紙張變“硬”了很多。通過不同方向力的施加對比，讓學生深刻理解“波紋腹板”的受力特點。

教學中采用一些類似實驗的教學方式，能夠讓學生對概念的理解更加清晰。行動關聯的教學方法可以調動學生學習的積極性，加深理解和記憶, 這是大學教育要追求的目標。

3　實施效果評價

在折紙理解“波紋腹板”嘗試上，為了驗證行動認知的效果，曾分兩年進行對比。一年是課堂上進行折紙演示，未要求學生動手。而另一年，要求學生自己動手。在考核時，特意將該知識點作為考慮內容，盡管回答效果均不差，但明顯反映出自己動手的學生回答更全面和細致準確，且措辭大多為自己的語言。而僅僅課堂演示的那屆學生，回答措辭更接近教課書標準表述。良好的教學環境能夠激發學習興趣、啟發思維、溝通師生情感，也能促進學生自主性的形成[8]。這也證明了行動參與的程度決定了知識點理解的深入程度和記憶的牢靠程度。

鋼橋課程結束后，將授課班級學生根據成績分為4組，讓學生對關聯教學方法進行評價，如實反饋教學問題；并在考試內容中特別增加采用了關聯教學方法傳授的那些知識點，檢驗關聯教學的效果。通過分析答卷發現，學生都能夠正確回答問題，證明了關聯教學方法能夠使學生對知識有著更加深刻的記憶。通過對成績不同層次的學生進行調查發現，學生對關聯教學方法普遍持支持的態度，紛紛認為：1)將繁瑣的教學知識深入淺出地進行講解，深化了學生的理解，加深了學生對知識點的記憶；2)用幻燈片形式讓學生講述自己家鄉的橋梁，使課堂氛圍更加輕松，能夠毫無壓力地學到更多知識；3)讓學生參與到課堂之中，激發了學生的學習興趣，學生成為了教學的主人；4)將抽象的概念用身邊的例子進行講解，激發了學生探求更多知識的欲望。

自鋼橋課程實施關聯教學以來，學生普遍反映課堂教學良好。學生評價是直接反映教學效果的最有效方式。2013年，鋼橋教學在校講課競賽中獲獎，學生評教位于全校前15%；2014年，筆者依托鋼橋教學經學院學生投票獲得“我最喜愛的任課教師”第四名。

4　結語

關聯教學方法將學生從單調、枯燥的課本知識中解脫出來，使學生將所學知識與所見所聞所感進行融合，深入淺出，激發了學生的學習興趣。通過情感、認知、行動等方式將知識點與生活中熟悉的事物進行關聯，真正地將所學融入生活，進行應用。通過關聯，對知識點的理解更加深入，增強記憶；通過關聯，探索事物之間的聯系，舉一反三。有關聯教學的課堂，師生情感緊密，學生想象豐富、行動積極，課堂氣氛活躍，有助于培養出適合于現代生活的而非停留在書本知識的人才。

[1] 夏偉.土木工程創新型人才的培養研究[J].科教文匯，2010(21):30-32.

[2] 寧寶寬,白泉,黃志強.基于生產實習的土木工程施工理論[J].高等建筑教育，2012(3):118-120.

[3] 宋治濤.關聯教學模式在大學數學中的應用[J].瓊州學院學報，2010(2):80-82.

[4] 竺長安.課程之間的相互聯系及關聯教學法[J].教育與現代化，2001(4):29-32.

[5] 王思長,黃林青.土木工程專業教學質量保障體系構建[J].重慶科技學院學報(社會科學版)，2014(3):148-149.

[6] 黃偉.土木工程專業課程體系構成與學生學習[J].安徽工業大學學報(社會科學版)，2005(3):110-111.

[7] 韓琦,彭軍,裴仰軍,等.大學生科研能力不足的成因以及改進的途徑和方法[J].重慶科技學院學報(社會科學版)，2013(6):187-188.

[8] 居占杰,劉園園.基于大學生創新能力培養的教學模式研究[J].重慶科技學院學報(社會科學版)，2015(10):53-56.

(責任校對朱正余)

10.13582/j.cnki.1674-5884.2016.10.001

20160523

江蘇省高校品牌專業建設工程一期項目(PPZY2015B142)

傅中秋(1983-)，男，江蘇南京人，副教授，博士，主要從事鋼橋維護及組合結構橋梁研究。

G642.0

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1674-5884(2016)10-0052-03