“橋梁工程”課堂教學方法的研究與實踐

高麗 王勇 梁路

摘 ? ?要：“橋梁工程”是土木工程專業道路與橋梁工程方向的核心專業課程，理論性和實踐性較強。結合課程特點，課前精心組織教學內容，課中采用問題法、案例法、對比法、討論法、項目法、線上線下混合式教學等多種教學方法，課后高效、合理、靈活布置作業。實踐表明，通過把握課前、課中、課后三個重要環節，將教師的“教”和學生的“學”貫穿在課程教學的全過程，激發學生的學習興趣和主動性，提高課堂教學質量及學生的學習效果。

關鍵詞：“橋梁工程”;課堂教學;教學方法;教學質量

中圖分類號：G642 ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ?文章編號：1002-4107（2021）06-0071-03

教學是教師和學生共同完成的活動。教師的“教”和學生的“學”相輔相成，互相促進，缺一不可，方能實現教學相長。課堂教學又是課程多個教學環節中最關鍵的一環。課堂教學的好壞直接影響學生的學習效果及教學目標的實現。“橋梁工程”是土木工程專業道路與橋梁工程方向的重要的核心專業課程，與工程實踐密切相關，其教學效果決定著土木工程專業培養目標的實現及畢業要求的達成，影響著人才培養的綜合質量[1]。

目前，石河子大學土木工程專業（道路與橋梁工程方向）開設“橋梁工程”課程，64學時，第6學期開課，課程結束后開設 1.5 周課程設計的實踐環節。“橋梁工程”主要講授不同類型橋跨結構的組成與構造、設計與計算、施工與計算。設計計算很重要，但構造要求也不容忽視[2]。不清楚結構的構造就無法簡化計算模型;不了解施工過程，也不可能計算準確。這對于沒有工程實踐經驗的學生而言，學習起來是困難的;對沒有設計與施工經驗的教師而言，講解清楚更具有挑戰。學生需要先系統地學習“材料力學”“結構力學”“混凝土結構設計原理”等先修課程，一般在三年級開課。學習的思路和重點：不同橋型的構造→受力特性→結構分析計算方法→結構驗算方法→繪制設計圖。所以，“橋梁工程”對學生的“學”和教師的“教”都提出了較高的要求。怎樣教得有效，教得更好、更有趣，教師結合多年的教學經歷，以石河子大學“橋梁工程”課程為例，總結出一些教學思考和體會。

一、課前備課：精心組織教學內容，做好教學設計

教學是一種有目的、有計劃的活動。因此，在教學之前，教師必須進行必要的準備，在頭腦中或書面上形成一個計劃或設計，即備課，而絕非“背課”。對比學習、參考多種經典教材，吃透教學內容，從宏觀上把握主次及重難點，而不能上一課，準備一課。課程按橋梁結構三大基本體系——梁、拱、吊，進行分類教學，從小、中等跨徑橋梁向大跨徑橋梁，遵循由淺到深、循序漸進的教學組織方式，并將橋梁的構造、設計計算、施工方法貫穿于整個授課體系中，突出重點，加強知識的針對性和實用性。

教學設計是把教學內容精心組織之后，解決“講什

么、怎么講”的問題。不能是知識內容的簡單羅列，應明確重、難點問題并列出解決對策和方案等，教師才能在課堂上做到胸有成竹、游刃有余[3]。例如，在講解《連續體系梁橋的構造》一節內容時，圍繞與連續體系梁橋的構造相關的四個核心問題，組織教學設計，開展課堂教學，見圖1。

另外，課前須充分掌握學生學情。教師通過“橋梁工程”的授課經歷發現，大部分學生對“橋梁工程”這門課比較感興趣，也知道其在專業學習中的重要性，但不少學生片面認為個人力學基礎不好，學習上有畏難情緒，缺乏動力甚至自暴自棄。因此，教師備課時須調動各種教學資源和手段，將復雜的問題簡單化、抽象的問題具體化，讓基礎薄弱的學生聽懂，讓基礎好的學生有提升空間。另外，提前一周將預習提綱通過課程QQ群或“雨課堂”發送給學生，讓學生帶著問題和任務去學，提高學習效率。

二、課中講課：采用多樣化的教學方式，活躍課堂氣氛，提高授課質量和效果

教師要努力使不想學的學生想學，使想學的學生會學、學好、持續地學，既要講方法又要有藝術。對于“橋梁工程”這門理論和專業性都很強的課程，如何把枯燥、煩冗的內容用輕松、愉悅、幽默的方式讓學生理解和接受，確實是一門教學藝術。以下教學方法僅供參考。

（一）問題法提興趣

興趣是最好的老師。每節課前以一個或若干個問題作為新課導入。問題應切合教學內容，密切聯系工程實際，難度宜小不宜大。例如，在講解《概述》時，對于橋梁結構三大基本體系——梁、拱、吊，提出“三種結構體系適應的跨徑范圍是多少？”“其受力特點和構造要求有什么區別？”通過設置問題，學生的興趣被調動起來，主動思考和回答問題，收到良好的教學效果[4]。

（二）案例法找規律

案例教學法是指以案例為教材，在教師的指導下，運用多種方式啟發學生獨立思考，從而達到教學目的的一種教學方法。與傳統的教學法相比，案例教學能使學生成為教學活動的主體，形成學生自主學習、合作學習、研究性學習和探索性學習的開放式的學習氛圍。例如，在連續梁橋和連續剛構橋的教學中，教師在完成基本知識的講授后，可安排開展案例教學，以挪威的Raftsundet 和 Stolmasundet橋、重慶石板坡長江大橋復線橋等具有典型意義的橋梁為例，使學生對這一類型橋梁的設計、施工及養護有更為深刻的認識，引導學生進行獨立、批判性的思考，提高分析問題和解決問題的能力。

（三）對比法找差異

對比教學法是把彼此之間具有某種聯系的教學內容放在一起加以對比，以分析其異同，幫助學生認識其本質差異。教學中恰當采用對比教學法，一方面可以幫助學生分析同類問題的共性，便于學生抓住教學內容的實質，另一方面通過比較可以發現同類問題中單一問題的特殊性，有助于學生對相似教學內容的區分，應用這些理論知識解決實際工程問題。例如，在講解《荷載橫向分布系數》時，可采用杠桿原理法、偏心壓力法、鉸接板梁法、剛接梁法、比擬正交異性板法等計算荷載橫向分布系數，根據橋梁不同的橫向連接構造及剛度，不同方法的計算假定、適用范圍，采用不同的方法計算。在計算橋梁恒載內力時，簡支梁橋與連續體系梁橋完全不同，通過分析對比，使學生明白，簡支梁橋是靜定結構，在預制、施工、運營時受力圖示基本一致，故只算成橋狀態即可;而連續體系梁橋恒載內力計算必須考慮施工過程及體系轉換問題，其在施工和運營階段的受力計算圖式不同，只算成橋狀態與實際情況相差太大，故必須考慮施工過程，最終恒載內力是各個施工階段的恒載內力之和。

（四）討論法尋本質

討論教學法是根據教學的需要，學生在教師的指導下為解決某個問題而進行探討、辨明是非真偽以獲取知識的方法。討論法是一種研究性教學方法。例如，對于上承式多孔連續拱橋，采用不等跨徑時，拱腳處會產生不平衡推力，如何減小不平衡推力，改善橋墩、基礎的受力情況，節省材料和造價。教師引導和組織學生思考和討論“水平推力和哪些因素有關”。討論法有利于培養學生的發散思維，拓寬其知識面，使之學會通過多種途徑解決問題。

（五）項目法重實踐

項目教學法是指通過一個完整工程項目而實施的教學活動，使學生關注并完成指定實際工程項目，掌握并靈活應用所學過的專業知識和技能。項目任務舉例：在學習完混凝土簡支梁橋計算之后，教師根據每個學生的特點，把學生分成小組，每組5～6人，完成“裝配式預應力混凝土簡支梁橋設計”，項目設計資料來源于實際工程，每組的跨徑、設計荷載、主梁截面尺寸不同，讓學生完成主梁、橫隔梁、橋面板的內力計算，完成設計計算書一份，繪制一套橋梁施工圖。項目完成后，學生掌握了預應力混凝土簡支梁橋設計的全過程。最后，教師組織學生自評和互評，吸取經驗，取長補短，學生對不合理之處進行完善和修改，提出最佳設計方案。

（六）利用“雨課堂”開展混合式教學

“雨課堂”操作簡便，可實現隨堂練習、測驗實時發布、學生實時提交及教師點評等，不僅提升了教師的信息化素養，也能激發學生的學習興趣，提高參與度和教學效果，讓教學互動永不下線。具體應用如下：開啟“雨課堂”授課后，學生通過掃碼進課堂，教師可及時看到學生簽到及出勤情況，然后開啟彈幕，學生反饋預習情況;授課過程中，教師在每講完一個大問題后推送隨堂練習或測驗;下課前預留1～2分鐘通過彈幕分享本節課收獲;教師課后及時總結梳理，反思教學設計和方法（如圖2）。

另外，學生學習過程中，往往對于所學理論知識在實際工程中的應用比較感興趣，教學過程中始終以“教學內容服務于工程實踐”為目標，抓住學生的學習興趣，將新疆區域特色，施工工藝，工程事故案例，國家注冊工程師職業資格考試，標準、規范的更新，行業最新發展動態等內容融入“橋梁工程”課程教學中，提高學生的學習興趣和求知欲，提高學習效率。

三、課后鞏固和提高：高效、合理、靈活布置課后作業

1.手算作業。根據不同的教學內容布置小型的手算作業題，目的是讓學生熟悉傳統的理論計算方法，規范計算步驟和流程，加強對理論知識點的理解。

2.電算作業。利用計算軟件、自編程序等完成中、小跨徑橋梁的設計計算。例如，學習完《荷載橫向分布系數計算》之后，要求學生編制通用程序，計算一鉸接空心板橋各片梁的跨中截面荷載橫向分布影響線。

3.電子作業。即通過查資料、查文獻，提交文獻綜述和報告類作業。例如，《總論》之后布置電子作業，在“橋梁工程”課程網絡教學平臺上傳提交作業，要求總結跨徑在世界上排名前5位的混凝土梁橋、拱橋、懸索橋、斜拉橋的橋型、跨徑、結構體系、主要特點。

4.施工圖研讀作業。圖紙是工程師的語言，所有的設計意圖都必須通過圖紙準確表達。在講解《橋梁結構構

造》的過程中，教材中的大量插圖是從交通部公路橋梁標準圖中選擇的標準跨徑橋梁，但僅選取了部分圖紙，很難全面反映全橋的構造。因此，教師搜集若干套不同橋型的橋梁整套施工圖，包括紙質版和電子版，指導學生認真識讀，提高學生的工程實踐能力。通過此法，加強課程與工程實際的聯系，培養學生分析問題、解決問題的能力。

此外，課后利用“騰訊會議”“騰訊課堂”開展線上答疑，既節省了時間，提高了效率，同時也更容易及時發現學生的問題，使學生與教師間的溝通更便捷、高效。

想要學生學好“橋梁工程”這門理論和實踐性都很強的課程，教師的“教”和學生的“學”都很重要。教師必須結合課程特點，明確每節課的重點、難點內容及對策，把握課前、課中、課后三個環節的教學目標和預期效果，在每節課的教學設計上多下功夫，采用多樣化、靈活的教學方法，激發學生的學習興趣，調動其主觀能動性。通過以上舉措，讓學生在課前、課中、課后都動起來、忙起來。在教師和學生共同努力下，近三年“橋梁工程”課程教學質量評價大幅度提高，但課程建設的腳步不能停。國內各工科院校土木工程專業認證的號角已經吹響，如何將石河子大學“橋梁工程”課程建設達到專業認證的要求，還需要不斷探索、實踐和總結。

參考文獻：

[1]上官萍.橋梁工程課程體系教學改革探討[J].高等建筑教育，2007（A1）：20-22.

[2]鐘小平，肖鵬.橋梁工程系列結構類課程教學內容一體化研究[J].高等建筑教育，2008（1）：47-50.

[3]張俊平，禹奇才，童華煒，等.教師素質提升與創新性應用型人才培養——以土木工程專業為例[J].中國大學教學，2011（12）：54-59.

[4]高麗，王勇，何明勝.多樣化教學在“水工鋼筋混凝土結構”課程中的應用[J].黑龍江教育（高教研究與評估），2017（11）：30-31.

編輯∕李夢迪

作者簡介：高麗（1981—），女，河南夏邑人，石河子大學水利建筑工程學院土木工程系副教授，研究方向：橋梁工程基本理論與工程應用。

基金項目：2019年石河子大學教育教學改革研究項目“基于工程教育專業認證理念的道路與橋梁工程課程群建設”（JGY-2019-16）;2019年石河子大學教育教學改革研究項目“基于三維可視化設計的土木工程專業（道路與橋梁工程方向）多模塊協同畢業設計研究與實踐”（JGY-2019-15）