“橋涵水文”課程教學思路與教學模式創新分析

喻 鵬，余 烈，胡守旺

（東莞理工學院 生態環境與建筑工程學院，廣東 東莞 523808）

引言

“橋涵水文”課程內容主要涉及科學選址、計算水文及標高等方面，在道橋設計過程中發揮著重要作用。由于教材含有大量的經驗公式和理論，學生難以憑借自身的能力快速理解并掌握相關知識，因此，要想使教學活動發揮出應有的作用，關鍵是要轉變教師的教學思路，由教師結合學生情況、課程特點對教學模式和教學手段進行創新。由此可見，圍繞“橋涵水文”課程的教學思路及教學模式展開討論很有必要，是提高教學效率、學習質量的關鍵，有關人員應對此引起重視。

一、“橋涵水文”課程介紹

海洋、河流和湖泊與人們的生產和生活息息相關。作為跨越海域、河流、峽谷的結構，道橋和涵洞的作用主要體現在兩方面：一是為車輛通行提供便利，二是保證泄洪工作的高效開展［1］。在道橋和涵洞設計期間，應重點考慮環境對工程的影響，結合橋涵水文情況，對工程結構參數加以確定，因此開設“橋涵水文”課程的重要性有目共睹。

“橋涵水文”課程具有涵蓋領域廣和知識點繁雜的特點，其涵蓋領域包括災害的防治、工程水文學及概率統計學等，教材內容包括河流徑流概念、水文統計方式、橋梁結構參數計算與布設等方面［2］。作為道橋專業的必修課，“橋涵水文”課程與實際工程之間聯系緊密，對培養學生的專業素養、開闊學生的眼界、夯實學生的理論基礎具有重大意義。“橋涵水文”課程教學所面臨的難題如下：首先，仍有部分教師將教學重心放在通識教育上，沒有意識到專業技術教育對學生的重要性，導致教學效果不理想；其次，教材內容以經驗公式、概念為主，存在信息量大、邏輯性弱的問題，難以激發學生的興趣；最后，在大工科教改持續推進的當下，該門課程的課時被不斷壓縮，只有在先進理念的指導下，靈活運用不同方法及手段展開教學，才能使教學效果達到預期。

二、“橋涵水文”的教學現狀

“橋涵水文”課程內容以誤差分析、數理統計相關理論和經驗公式為主，學生難以準確理解并快速掌握課程內容，加之學生的實踐經驗相對有限，常規教學模式往往無法激發學生學習的興趣，導致教學效果不理想。分析可知，制約教學活動高效開展的原因主要涉及以下方面。

（一）課程設置層面

將水力學知識融入“橋涵水文”課程，可使學生快速掌握搜集、整理水文資料的方法，通過分析所掌握資料的方式，獲得項目設計所需參數。目前，仍有一部分高校未將水力學與“橋涵水文”課程進行整合，該做法與深化教學改革所提出的要求不符，教學效果自然無法達到預期。

（二）課堂教學層面

首先，“橋涵水文”課程存在資源短缺的問題，雖然教材版本較多，但不同版本教材的內容大致相同，無法滿足學生的需求。其次，課堂教學使用的工具以多媒體課件為主，存在教學模式單一和內容固定等問題，難以激發學生的興趣。最后，理論與實踐割裂，“橋涵水文”課程包含大量概念和計算，若教師照本宣科，極易導致學生無法將所學習知識與實際相結合，其學習效果必然會受影響。

（三）教師及學生層面

1.師生之間缺少溝通。“橋涵水文”課程的教學任務較為繁重，為完成教學計劃，多數教師均會將課堂中心放在公式、概念的講解上，忽略了答疑的重要性，導致教、學分離，影響教學效果［3］。

2.學生處于被動地位。“橋涵水文”課程具有內容多、課時少的特點，教材包含大量推導內容，教師單方面講解的教學方式極易降低學生的學習熱情。此外，該門課程具有極強的實踐性，“填鴨式”教學難以做到理論結合實踐，若不盡快更改教學模式，同樣會對學生的學習效率產生影響。

三、“橋涵水文”的教學思路及模式

使“橋涵水文”教學取得良好效果的關鍵是要轉變教學思路，在全新理念的指導下，對既有教學模式、方法進行調整，根據學生情況和課程特點對考核機制進行創新，確保學生能夠全身心投入學習活動中，準確記憶教師所講授的知識點，并掌握利用所學知識解決實際問題的方法。下文將圍繞“橋涵水文”課程的教學思路及模式展開討論，供相關人員參考。

（一）引入CDIO模式

1.教學思路。作為道橋專業的基礎必修課，“橋涵水文”課程在橋位環境設計中占據著極為重要的位置。由于該門課程需要大量計算，對學生理論基礎、計算能力所提出的要求相對較高，傳統教學模式取得的教學效果十分有限。在新時代背景下，若教師仍沿用傳統的教學模式開展教學活動，將影響學生學習的積極性，導致教學效果無法達到預期，由此可見，創新教學模式勢在必行。CDIO模式的C指代構思，D指代設計，I指代實現，O指代運作［4］。現將該模式用于“橋涵水文”教學的步驟總結如下：第一步，待緒論課程告一段落，教師對班級內學生進行分組，保證每組人數相同，要求各小組通過實地考察、上網搜索相關資料等方式對水文工程加以了解。第二步，課堂上，由教師為各小組布置項目，小組成員根據項目情況繪制地形圖，結合所搜集的水文資料和歷史數據，對橋梁進行初步設計，確定橋型、橋位、具體跨徑和標高，在此基礎上，匯總水文數據并制作相應圖表。如果條件允許，學生還可以利用相關軟件進行編程，根據自身掌握的知識，設計橋梁結構及配筋。第三步，教學活動結束后，各小組分別派出一名組員向其他小組介紹本組的項目情況。設計期間遇到的難題和采取的解決策略，展示最終設計方案。事實證明，基于CDIO模式開展“橋涵水文”教學活動，一方面可使學生通過實操的方式，對所學習知識形成深刻的印象；另一方面能夠使學生意識到團隊合作的重要性，這對其今后的學習及工作具有重大意義。

2.實例解析。（1）構思+設計。第一步，對教師給出河段的斷面進行繪制。第二步，根據掌握的資料對統計參數進行確定，利用不同算法計算項目設計流量，保證計算結果準確且具有實際意義。第三步，結合經驗公式、沖刷系數確定橋孔實際長度和橋面高程。第四步，綜合考慮輸沙平衡原理、沖止流速，確定計算基礎埋深的公式，并對基礎埋深進行計算。（2）實現+運作。分析計算得出的結果，確定符合項目情況的數值，將相關數值標注在橋位斷面的指定位置，隨后由組員對橋孔布置示意圖進行繪制。

（二）改進緒論課程

1.緒論課的作用。實踐證明，緒論課程具有以下作用：一是激發學生的興趣，二是使學生對“橋涵水文”課程形成系統且正確的認知，三是將專業內容與思想政治教育相結合。對“橋涵水文”課程而言，其開設緒論課的目的如下：首先是告知學生學習該門課程的目的，確保學生能夠主動對相關知識進行深入探索；其次是介紹該門課程的特點與內容；最后是提出相應的要求，確保學生嚴肅對待課堂及課后作業。

2.緒論課的內容。緒論課應涉及三個方面，分別是學習“橋涵水文”課程的原因、課程內容及方法，具體內容如下：首先是該門課程的地位和作用，其次是課程特點與內容，最后是學習方法，學習過程中學生需要達到的要求。

3.相關課程改進策略。多數學生對“橋涵水文”課程的印象和了解均源自緒論課，改進緒論課程模式及內容可以充分激發學生的學習興趣和內在動力，基于此開展教學活動，通常能夠取得事半功倍的效果。例如，教師可以提前收集橋梁水毀、河流的圖片或視頻制作課件，通過在課上播放課件的方式，使學生對橋和水的關系、河流起源及橋涵水文對橋梁建設的意義具有全方位的了解，確保學生能夠對該門課程引起重視［5］。隨后，再帶領學生對橋梁水毀原因進行分析，在此過程中，融入橋梁設計要點及相關內容，使學生對橋梁設計的重點和難點有所了解，為后續教學活動的高效開展奠定基礎。

（三）線上線下相結合

1.實施方案。考慮到學生能力水平參差不齊，橋涵水文涉及的公式往往冗長且煩瑣，教師可酌情省略推導公式的過程，將教學重心放在介紹參數含義及應用方面，增強課程的實踐性，確保學生可以直接將學習的知識用于實際項目。在具體教學過程中，可采取線上線下相結合的方式對相關知識進行講解，營造更加活躍且和諧的課堂氛圍，充分激發學生的學習興趣，創新策略如下：首先，根據線上教學特點設計相應的課程，由教師將圖片、視頻等資源上傳到指定平臺，供學生下載閱讀；其次，教學活動開始前，教師通過線上平臺發布相應的任務，要求學生按照要求完成預習，在預習期間，平臺會如實記錄學生的學情，確保教師能夠全面了解學生遇到的難題，調整教學側重點，為教學效果提供保障；再次，教學期間，教師可以通過線上簽到、提問和課堂測試掌握學生的學習情況；最后，教學活動結束后，教師通過線上平臺發布作業，為學生提供相應的拓展資料，同時對學習情況進行統計。

2.實施要點。教師可以借助雨課堂、超星網絡平臺對教學內容進行設計。一般來說，線上教學會涉及微課、題庫和作業等模塊，微課模塊是以教材內容、知識點為核心錄制的視頻，視頻時長通常在10分鐘以內；題庫模塊是教師以教材包含的知識點為依據開發的題庫；作業模塊同樣以課程核心為導向，其作用是確保學生能夠靈活利用所學知識設計工程方案［6］。線下部分的教學內容可以細分為三部分，分別是課上講解、答疑及答辯。在“橋涵水文”教學期間，教師應當堅持以問題、任務為導向，通過線上線下相結合的方式展開教學，確保學生能夠形成自學習慣，并使其具備獨立發現并解決問題的能力。另外，課上由教師帶領學生學習重要知識點，課下由學生登錄相關系統并自行學習其他知識的做法，還能夠解決課時數不足的問題，使學生形成系統且完整的知識體系。

3.實例解析。課堂教學具有目標明確和效率高的優點，考慮到課時相對有限，僅通過課上進行教學極易出現知識點遺漏的情況，影響學習效果，鑒于此，某高校教師決定對教學方式進行調整。對河川徑流、橋位勘測等相關知識進行教學時，教師在保留課前預習環節的前提下，酌情引入錄播自學、線上閱讀等環節，對線下講授時長進行壓縮，具體做法如下：其一，對埋深、洪水流量相關內容進行講解時，重點介紹參數含義、實際應用，酌情省略推導步驟。其二，要求學生利用相關軟件繪制思維導圖，厘清邏輯架構并整合知識點，加深學生記憶。其三，將調治構造物和水文水工試驗等資料上傳到指定平臺，由學生自行下載并閱讀，利用課后時間完成閱讀筆記，幫助學生養成自學的習慣。

（四）優化考核方式

以往“橋涵水文”課程考核方式多為課堂測驗，與閉卷考試相比，課堂測驗具有形式簡單、考核難度小的特點，難以激發學生的能動性。現階段，多所高校均對成績評定方式進行了改革，實踐經驗表明，由教師聯合學生對每名學生進行評定，可使評定結果更加客觀且公正，對人才培養具有重大意義。由此可見，教師應當對既有考核方式進行調整，摒棄“唯成績論”的觀念，轉而根據學習成效對學生進行考核并給出相應的評價。考核內容應集中在實踐、考試成績兩方面，二者占比均為50%，其中，實踐成績可以細分為項目參與情況、平時成績，各小組的組長負責對組員項目參與情況進行評價及打分，此舉既能夠使各小組的氛圍更加和諧，又能夠保證評價客觀且公正。平時成績包含的要素較多，教師應提前對學生不同行為的權重進行設置，例如，觀看課件的時長、登錄線上學習平臺的次數等，在緒論課堂上，詳細介紹不同行為對應的權重，待教學活動告一段落，只需導出相關記錄并計算得分即可。在考試成績方面，教師要想通過考試成績了解學生的學習成效，應做到以下幾點：一是對考卷結構和內容加以調整，加大主觀題占比；二是重點考核專題作業、課堂作業的完成情況，提高作業權重；三是鼓勵學生主動參與相關科研活動或是撰寫相應的學術論文，根據學生表現給出相應的評價。

（五）重視課后反思

教學活動結束后，教師可以通過發放不記名問卷等方式了解學生對當前采取教學模式的看法，根據學生反饋調整后續教學方案，在保證教學效率的前提下，酌情引入更加新穎且富有吸引力的手段，這樣做的目的有兩個：一是強化學生的自學能力，二是確保學生能夠主動參與各項活動，通過實踐的方式，對所學習知識形成深刻印象并掌握使用技巧。對教師而言，課后反思的內容主要涵蓋以下幾方面：首先，總結教學經驗、應變措施及使用方法，形成相應的文字資料。其次，如實記錄教學期間遇到的難題及失誤，分析問題成因，確定切實可行的解決方案。最后，總結學生表現，做到因材施教，針對不同學生的特點，制訂相應的教學計劃，實現自身與學生雙贏的局面。

結語

綜上，通過分析可知，兼具專業性、實踐性和工程性的“橋涵水文”課程教學難度較大，基于傳統教學模式開展的教學活動通常無法取得應有的效果。本文以制約相關教學活動高效開展的因素為依據，創造性地提出了重應用、輕推導的思路，在此基礎上對教學模式進行了創新，通過引入CDIO、改進緒論課程等做法，使教學效果得到改善。未來，有關人員應以人才培養目標為導向，對既有教學模式、策略進行更進一步的升級，確保學生能夠成長為符合社會、行業需求的優秀人才。