橋梁施工動畫輔助教學實踐

摘要：橋梁施工動畫作為課堂教學的輔助手段，使得原本抽象、枯燥的技術概念，施工流程，等等變得生動、有趣，從而激發了學生的學習熱情，提高了課堂教學的授課效果。結合最近兩年的教學實踐，分析了施工動畫腳本、動畫制作、課堂教學實踐等問題。

關鍵詞：橋梁施工動畫；輔助教學；動畫腳本；2D動畫

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）06-0151-02

一、概述

橋梁工程施工是將結構設計藍圖建成實際結構的過程，施工方法的不同對結構受力及結構設計都會產生重要影響，因此了解和掌握橋梁施工方法、施工過程，是學好橋梁工程課程的基礎。但是橋梁施工知識體系主要圍繞著實際工程中具體的施工方法、流程、設備使用等方面展開，具有知識點繁雜、實踐性強、相互關聯較弱等特點。傳統的課堂教學方法往往采用“灌輸式”的概念講解和施工過程的描述，對于沒有經過專業實習的學生而言往往覺得形象模糊、概念空洞，不但授課效果較差，也影響了學生對知識體系的梳理和掌握。

多媒體輔助教學采用計算機信息技術平臺，通過影像、文本、聲音等展示教學內容，把學生帶入特定的場景中，并把典型工程問題展現給學生，引導學生發現問題、分析問題和解決問題。制作精良的施工動畫可以使原本抽象、枯燥的技術概念和施工流程等變得生動、有趣，從而激發學生的學習熱情，提高課堂教學授課效果，現已成為了重要的教學輔助手段。本文針對《橋梁施工及組織管理》的課程特點，討論了施工動畫腳本、動畫制作、課堂教學實踐等方面的問題。

二、施工動畫腳本及動畫制作

作為課堂教學的輔助手段，要求所采用的施工動畫必須與課堂教學內容緊密結合，并能夠在較短的時間內突出展示出知識點的相關內容。用于課堂教學的施工動畫制作過程包括動畫腳本編輯和動畫制作。

動畫腳本是動畫所要表現內容的“劇本”，也是動畫設計的重要環節。橋梁施工動畫腳本設計是以知識單元為基礎，用文字、簡圖等描述動畫的場景、內容，并能體現出動畫作者設計思路及意圖。以拱橋塔架斜拉索法施工方法的動畫腳本為例，該知識單元主要介紹該施工方法的基本流程、所使用的設備、關鍵工藝及典型案例。在動畫腳本中擬定出關鍵場景的內容和展示方法，詳見表1。

在修改完善動畫腳本后，即可進行動畫制作。施工動畫可以為3D動畫或者2D動畫。3D動畫需要建立相對復雜的三維建模及三維動畫渲染，一般可以使用的軟件包括3DMAX及MAYA。3D施工動畫的優勢在于可以真實的再現實際施工場景，逼真地展示施工結構、設備、周邊工程環境等，具備較強的表現力和視覺沖擊力，使觀眾有身臨其境之感。但由于模型復雜，導致動畫制作周期長、制作費用高，一般應用于大型項目展示。2D動畫由于采用平面模型、視覺效果配置要求不高、制作難度小，更適合用于課堂輔助教學的施工動畫制作。一般可采用的軟件包括FLASH、Toonz等。

2D動畫由于沒有復雜紋理及渲染效果，視覺上更加簡潔清晰，也更容易突出所要表達的主題。圖1為拱橋斜吊桁架式懸澆施工動畫的過程展示。此動畫的主要目標是：（1）展示具體施工流程；（2）反應出斜吊扣索的布置及與之相平衡的后錨索；（3）主拱圈懸臂澆筑吊纜構造形式及行走過程。此動畫為簡筆畫風格，通過最簡單的線條、配色，展現整個施工場景和關鍵施工設施布置，使學生對主要知識點一目了然。

三、施工動畫課堂教學實踐及反思

課堂教學中所使用的動畫可以采用“講前展示”或“講后展示”。所謂“講前展示”，就是根據課堂教學經驗，對于同學理解和掌握難度較大的知識點，先進行動畫展示，使學生對所學知識點形成明確認知，在此基礎上對關鍵問題進行重點講解，并對相關問題進行展開。此種教學方法適合于概念性知識點，例如施工流程、施工設備等。

“講后展示”是指先對知識點進行講解，而后再進行動畫展示。由于所涉及的問題形成過程或機理復雜，傳統課堂教學方法難以達到理想效果，學生往往對所學內容認識模糊。而通過關鍵問題的動畫展示，對所存在的問題給出清晰明確的解答。例如在沉管灌注樁施工常見問題教學中，學生由于沒有工程實踐經驗，往往對縮頸樁和吊腳樁的形成原因理解不清。而施工動畫中展示了沉管灌注樁的施工流程，并對導管上提時樁尖無法順利脫離的問題進行了細部展示，進而幫助學生理解并掌握該知識點。

由于施工動畫在橋梁施工課程的成功應用，激發了學生的學習興趣，取得了較好的課堂教學效果，多屆學生的教學反饋情況良好。在實際教學過程中需要注意的問題包括：（1）施工動畫是主要為課堂教學服務的，只是一種幫助學生加深對知識點理解的輔助手段，因此要嚴格控制課堂上動畫放映的時間及數量，而不應“喧賓奪主”。（2）相對于效果震撼的3D動畫，2D動畫因為制作簡單、概念清晰，更適合課堂教學使用。（3）為了增強動畫教學的互動性，可以考慮在動畫制作過程中增加問題—結果選項，使學生在觀看動畫的同時，也能參與其中。（4）由于橋梁施工技術與施工設備發展較快，施工動畫制作中應及時更新。

四、結語

相對于傳統課堂教學手段，橋梁施工動畫在激發學生的學習興趣、展示復雜結構及流程方面具備獨特優勢。通過施工動畫在課堂上的合理運用，有效提高了教學效果。除了課堂教學過程中使用施工動畫外，還應建立橋梁動畫資源庫，全面整合相關課程知識模塊，形成網絡平臺，方便學生自由使用。

參考文獻：

[1]黃海東，巫祖烈.橋梁施工及組織管理課程教學方法探討[J].高等建筑教育，2010，19（3）：67-70.