混合式教學背景下“橋梁工程”體驗式教學模式研究

［摘 要］ 為了構建完善的橋梁工程專業多元化協同育人體系，培養新工科背景下兼具工程實踐能力、創新能力、國際競爭力等多種能力的復合型橋梁專業人才，針對傳統教學模式中存在的弊端，對“橋梁工程”課程進行教學改革，基于Kolb體驗式學習理論，提出了混合式教學背景下“教師情境導入—學生探索反思—教師反饋概括—學生設計實踐”的體驗式教學模式，并進行了教學實踐。結果表明，該教學模式可以有效激發學生的學習興趣，提高學生的自主學習能力和實踐能力，值得進一步推廣和完善。

［關鍵詞］ 橋梁工程；體驗式教學；混合式教學；教學改革；Kolb模型

［基金項目］ 2021年度中國建設教育協會教育教學科研課題“基于Kolb體驗式學習的橋梁工程專業多元化協同育人體系研究”（2021039）

［作者簡介］ 喬 宏（1989—），女，河北唐山人，博士，北京建筑大學土木與交通工程學院講師，主要從事橋梁工程研究；龍佩恒（1964—），男，北京人，博士，北京建筑大學土木與交通工程學院教授（通信作者），主要從事橋梁工程研究；王毅娟（1963—），女，北京人，碩士，北京建筑大學土木與交通工程學院副教授，主要從事橋梁工程研究。

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 1674-9324（2024）19-0149-04 ［收稿日期］ 2023-03-30

近年來，隨著國際科技競爭的日益激烈以及新興產業的高速發展，面對高等教育強國建設的迫切需要，我國高等教育發展路徑已進入內涵式發展階段。高等工程教育是當前新工科建設扎實推進的根基，在我國高等教育中占有重要的地位。工科課程是工科人才培養的主要載體［1］，為了培養新時代背景下兼具工程實踐能力、創新能力、國際競爭力等多種能力的復合型新工科人才，改革傳統的工科課程教學思路，設計符合新工科人才培養需求的教學模式值得研究。

“橋梁工程”是北京建筑大學土木工程專業（城市道路與橋梁工程方向）的一門專業必修課程，是對“工程力學”“土木工程材料”“結構設計原理”等先修課程的綜合應用，也是學生畢業后從事橋梁建設相關工作的理論基礎。優質的課程建設對建立完善的橋梁工程專業多元化協同育人體系起著至關重要的作用。鑒于此，本文通過分析當代大學生的特點和傳統教學模式的弊端，對“橋梁工程”課程進行教學改革，以學生為本，構建了混合式教學背景下“教師情境導入—學生探索反思—教師反饋概括—學生設計實踐”的體驗式教學模式并進行實踐，以期為后續相關教學改革提供參考。

一、“橋梁工程”課程教學現狀

“橋梁工程”是土木工程專業橋梁工程方向的傳統專業課程［2］，傳統的教學模式通常以幫助學生掌握橋梁總體規劃設計方法、理解橋梁結構設計計算理論等為目標，通過教師課堂講授及扎實的課內外訓練等方式幫助學生初步具備進行常規橋梁設計、計算的能力［3］。然而，隨著物質文化生活水平的提高及各種新興產業的蓬勃發展，當代大學生在學習動力、學習方式及學習期望等方面均發生了巨大的變化，與此同時，社會對相關工科人才的要求也不斷提高，具有復合交叉和實踐創新能力的行業人才越來越多地受到用人單位的青睞。針對當代大學生的上述特點及新時代背景下日新月異的人才培養需求，傳統的“橋梁工程”教學模式逐漸展現出以下弊端。

（一）學生的學習動力不足、學習興趣不高

一方面，當代大學生生于物質條件富足的新時代，缺少生活壓力，加之進入大學之后受到教師和家長的監督相對較少，如果疏于自身管理，就會導致學習目標模糊，學習動力不足。另一方面，當代大學生獲取知識和信息的渠道越來越多，通過簡單的網絡搜索就可以快速獲取相關專業知識，導致形式古板、內容靜態的《橋梁工程》教材在學生面前逐漸失去了吸引力，傳統的“灌輸式”授課模式更是無法激發學生的學習興趣。

（二）難以回應新工科背景下產業發展對人才能力水平的需求

在傳統的“灌輸式”教學模式中，教師主導教學活動，學生被動接受知識，不利于培養學生主動思考、學以致用的能力。面對社會人才需求的改變和人才市場競爭的加劇，這種去情景化的教學模式在將知識嵌入學習情境中時常存在困難，導致學生欠缺對知識結構的深度理解和遷移，無法應對現實中復雜、多變的工作情境，難以回應行業需求。

二、混合式教學背景下“橋梁工程”體驗式教學模式

（一）Kolb體驗式學習理論

體驗式教學是指教師通過案例探討、情景模擬、游戲互動、現場觀摩等教學活動，將學生參與納入教學體系，使學生通過親身體驗獲得知識、掌握技能的一種教學模式［4］。這種教學模式不僅能幫助學生從實踐體驗活動中獲取知識，還能助其理解知識的方法、步驟、作用，并提升運用知識的能力［5］。

依據經典的Kolb體驗式學習理論，體驗式學習過程由四個階段組成，即：具體體驗、反思觀察、抽象概括和主動實踐［6］。近年來，已有不少學者將上述理論應用于實際教學工作中，并取得了一定成效。Konak等［7］以Kolb體驗式學習周期為框架，設計了虛擬計算機實驗室的實踐活動，并通過兩項研究證明了基于該框架設計的實踐活動可以有效提高學生的學習效果。Chen等［8］通過設置對比實驗探討了Kolb體驗式學習理論在中醫臨床護理培訓中的實際應用及效果，并發現應用體驗式教學可以有效提高學生的學習積極性。馮艷君等［9］針對C語言課程，提出了“線下體驗式教學+線上輔助教學”的混合教學模式，取得了一定的教學成效。王春苑等［10］將體驗式教學應用于“建筑物理”課程，并介紹了四川大學“建筑物理”體驗式教學實踐，為教學改革的后續開展提供了參考。

綜上所述，基于Kolb體驗式學習理論的教學實踐是可行的，可以有效激發學生的學習興趣，提高學習效果。隨著“互聯網+”理念的不斷發展及混合教學模式的不斷普及，有必要改革傳統的“橋梁工程”教學模式，開展混合式教學背景下基于Kolb體驗式學習理論的“橋梁工程”課程教學改革與實踐，從而提高學生的綜合素質，適應新工科背景下日新月異的人才培養需求。

（二）混合式教學背景下“橋梁工程”體驗式教學設計與實踐

針對傳統教學模式中存在的問題及本校學生的特點，基于Kolb體驗式學習理論，本文提出混合式教學背景下“橋梁工程”體驗式教學設計。該模式的核心是“教師情境導入—學生探索反思—教師反饋概括—學生設計實踐”，分別對應Kolb體驗式學習理論中“具體體驗—反思觀察—抽象概括—主動實踐”的四個階段。通過上述四個階段的學習，幫助學生完成知識感知、領悟與轉化的螺旋上升過程。具體教學設計如圖1所示。

以專業教學內容“拱橋的受力特點”為例，為了幫助學生更好地理解拱橋“拱腳水平推力”這一受力特點，進行如下教學設計。

1.教師情境導入。以某拱橋連續倒塌事故作為情境導入，通過線上觀看事故視頻及線下具體介紹坍塌事故情況，帶領學生了解事故現場，引導學生思考拱橋發生連續倒塌的內在原因。

2.學生探索反思。在學習通中設置討論，鼓勵學生暢所欲言，發表對上述橋梁倒塌事故的看法；在線下課程中設置小組討論環節，引導學生主動思考，嘗試揭示橋梁發生連續倒塌事故的原因。

3.教師反饋概括。依據學生在學習通平臺上的發言及線下課堂的討論結果，教師進行反饋與總結，從而引出“拱腳水平推力”這一知識點并進行課堂面授，課后通過學習通平臺中的動畫演示幫助學生進一步鞏固所學知識點。

4.學生設計實踐。教師在學習通中設置作業、自測等，幫助學生掌握所學知識點，基于課程開篇的橋梁倒塌事故，布置案例設計任務，通過線下學生匯報、翻轉課堂等幫助學生實現知識體系的深度理解與遷移。

三、效果評價

教學實踐表明，相較于傳統的教學模式，混合式教學背景下“橋梁工程”體驗式教學模式具有一定的優越性，具體體現在以下兩方面。

（一）學生的學習效果有所提升

課程改革過程中，為了檢驗本文所提出的教學模式的學習效果，在“橋梁工程”課程的授課過程中，將本校土木工程（城市道路與橋梁工程方向）專業的學生分為實驗組和對照組，前者側重體驗式教學，后者側重傳統課堂教學。表1給出了兩組學生期末成績的分布情況。從表格統計數據中可以看出，實驗組在優秀率及不及格率等方面均優于對照組，證明了本文所提出的教學模式的優越性。

（二）學生的自主學習能力和實踐能力顯著增強

不同情境的導入及課堂互動的增多使學生逐漸養成了主動思考的習慣，自主學習能力得到了顯著提升。自身能力的提高又進一步激發了學生的學習興趣，使學生有更多的熱情投入各類橋梁設計競賽及科研活動中，實踐能力顯著提高。2022年，我校兩組學生積極參與全國大學生“茅以升公益橋—小橋工程”創新設計大賽，分別取得了一等獎和二等獎的好成績，說明學生從體驗式教學模式中受益匪淺。

結語

針對當代大學生的特點和傳統教學模式的弊端，對“橋梁工程”課程進行教學改革，提出了混合式教學背景下“教師情境導入—學生探索反思—教師反饋概括—學生設計實踐”的體驗式教學模式并進行實踐。實踐結果證明，相較于傳統的課堂教學模式，本文所提出的教學模式可以有效提升學習效果，激發學生的學習興趣，值得進一步推廣和完善。

參考文獻

［1］孫晶，毛偉偉，李沖.基于體驗式學習的工科課程教學實踐研究［J］.煤炭高等教育，2022，40（4）：105-112.

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［3］喬宏，龍佩恒，王毅娟，等.體驗式教學在“橋梁工程”課程中的應用研究：以北京建筑大學為例［J］.教育教學論壇，2021（42）：121-124.

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［8］ CHEN L， JIANG W J， ZHAO R P. Application effect of Kolb’s experimental learning theory in clinical nursing teaching of traditional Chinese medicine［J］. Digital health，2022（8）：1-5.

［9］馮艷君，王紅霞，馬秀麗.基于“線下體驗式教學+線上輔助教學”混合教學模式的C語言課程教學改革實踐［J］.沈陽工程學院學報（社會科學版），2021，17（2）：120-124.

［10］王春苑，歐陽金龍.體驗式教學在建筑物理課程中的應用［J］.實驗室科學，2020，23（2）：147-150+154.

Research on the Experiential Teaching Mode of Bridge Engineering under the Background

of Hybrid Teaching

QIAO Hong， LONG Pei-heng， WANG Yi-juan， ZHANG Peng-chong

（School of Civil and Transportation Engineering， Beijing University of Civil Engineering and Architecture， Beijing 102616， China）

Abstract： In order to build a comprehensive diversified collaborative education system for bridge engineering majors and cultivate composite bridge professionals with multiple abilities such as engineering practice ability， innovation ability， and international competitiveness under the background of emerging engineering education， this paper aims to address the drawbacks of traditional teaching models， and carries out teaching reform for the Bridge Engineering course. Based on Kolb’s experiential learning theory， the experiential teaching model of “teacher situational introduction - student exploration and reflection - teacher feedback and summary - student design and practice” in the context of hybrid teaching is proposed， based on which teaching practice is carried out. The results show that the teaching model proposed in this paper can effectively stimulate students’ interest in learning and improve their autonomous learning ability as well as practical ability， which is worthy of further promotion and improvement.

Key words： Bridge Engineering; experiential teaching; hybrid teaching; education reform; Kolb’ model