基于MOOC和项目学习的墩台与基础工程课程教学改革

陈晓梅，郭健禹

(长春工程学院，长春 130012)

近年来，为了提高教学质量，培养学生的专业素质与工程实践能力，许多学者就基础工程课程教学进行了大量的改革。本文采用基于传统课堂教学与MOOC的混合式教学模式，激发学生学习的浓厚兴趣，并在教学过程中，把典型的实际工程项目引入到课堂教学环节中，由项目作为教学材料，结合教学主题，通过讨论、问答等师生互动的教学过程，让学生了解与教学主题相关的基本原理、基本概念和计算方法，培养学生解决实际问题的能力。

一、墩台与基础工程课程教学中存在的问题

(一)教材选择问题

墩台与基础工程课程主要研究内容是桥梁的下部结构，涵盖了桥墩、桥台和地基基础的设计计算及施工方法。目前，符合要求的教材数量少，多数都是偏重理论、偏重计算，无参考例题，无课后复习题，内容涵盖范围广，针对性不强。教材编写更新不及时，未介绍墩台基础最新的施工工艺、结构型式、计算理论，跟不上新发展。总体上是缺乏科学性和原创性结合、理论性与实践性结合的教材，培养学生的创新意识和能力不足。而长春工程学院是侧重于培养应用型人才的普通本科学校，教材缺乏适用性。

(二)课堂教学中存在的问题

1.课程内容多而学时少

提高人才培养质量是高等教育的核心任务，针对高校教育改革提出了“拓宽专业口径”的思想，课程实行多门类少学时，势必导致教学内容的增加，而学时却导致压缩。墩台与基础工程课程设置48学时，需要讲授桥墩、桥台、天然地基浅基础、桩基础、沉井基础、地下连续墙基础以及地基处理等内容。任课教师要完成这么多教学任务，就要在短时间内向学生灌输知识，而学生学习的积极性和主动性会受到影响，教学效果难以保证。

2.教学方法单一

课堂教学采用的是板书和多媒体联合应用。多媒体通过图片、视频的展示，使学生在有限的课堂时间内学到更多的知识。但也是课本内容的机械搬运、强行灌注，教师能够按时完成教学任务，但无法调动学生学习的积极性，学习主动性差，师生互动交流少，会导致学习兴趣降低，养成了不用独立思考，不会提问题，更不会分析和解决实际工程的坏习惯，从而使整体教学效果差。

3.任课教师实践能力薄弱

担任墩台与基础工程课程任课教师不仅要求具有较高的理论知识，还需要有丰富的实践教学经验。而多数教师都是研究生毕业后直接参加工作，实践机会少。近年来，新型桥梁墩台和基础结构不断涌现，施工水平日益提高，施工方法不断进步，然而教师对这些新知识没有与时俱进，无法提供给学生。

二、教学改革具体措施和有效途径

(一)教材编写改革

教材中对桥梁基础的类型、基础的设计和施工讲述较为全面，桩基础部分需要增加施工案例分析，对于桩基础在施工中出现的各种问题要多举例与实际工程相结合。还需要增加工程中常用的桥墩、桥台设计计算和施工方法，比如桩柱式桥墩、轻型桥台等，为学生今后工作打下坚实的基础。

增加实用例题和课后复习题。一方面可以让学生加深对公式和规范的理解，一方面用于学生课后复习和扩充知识面。比如刚性扩大基础、弹性单排、多排桩、沉井基础的设计计算例题，这个例题内容完整，直至配筋计算。

(二)基于项目学习增加工程案例

介绍桥梁下部结构的常用设计计算软件，让学生利用软件进行结构设计，将软件计算结果与手动计算进行对比，增加学生对结构设计的自信心。项目学习拟使用MIDAS CIVIL，这是桥梁领域通用结构分析及设计系统，它具有直观的操作界面，并且采用了尖端的计算机显示技术。MIDAS CIVIL集成了静力分析、动力分析、几何非线性分析、屈曲分析、移动荷载分析、PSC桥分析、悬索桥分析、水化热分析等分析设计功能。系统具有专业性强，与实际工程设计结合紧密、符合国人习惯、实用灵活等特点。课程建设的重要内容之一便是该设计系统的学习。另外让学生对施工图纸有初步的认识，会识别桥墩桥台和基础的钢筋配置情况，为指导施工、绘制施工图纸做准备。

桥梁墩台与基础工程设计文件组成内容众多，选取适合于学生项目学习的实际工程设计内容有利于实现学生实践能力的培养。结合课程学习内容，初步选定4项设计任务：双柱式桥墩设计、重力式桥台设计、桩基础设计、沉井基础设计，并从中选取重要的工程图表作为要求学生提交的成果。该项建设内容还需结合多届学生的学习效果反馈情况进行不断完善与调整。

(三)教学方法多样化

1.引入立体模型

多媒体课件中加入了大量的实体结构图形，使学生更直观地了解结构构造。但桥台的三维立体构造相对复杂，学生很难想象出它的立体图形及内部构造，学校组织制作了桥台的立体模型，这样就能够让学生很容易了解桥台的结构形式，便于分析桥台的受力，便于绘制三视图，便于识别施工图纸。

2.MOOC教学模式构建

MOOC是一种新的基于网络课程的教学模式，从根本上改变了传统教学模式，采用以视频多媒体为主要教学手段，围绕某个知识点而开展的详细的教与学活动的全过程。

MOOC教学模式构建要经过如下环节：(1)任课教师在课前根据教学内容在教学安排中的重难点，对教学内容进行设计与安排，利用手写板和多媒体等录制方式，使视频包含更多的知识要点，保证教学内容的生动全面；(2)学生借助网络平台的学习软件进行自主学习，可以将自己在学习过程中的问题制作小视频上传到MOOC教学系统中，供教师和学生参考讨论；(3)课堂上，教师根据学生集中反馈的问题开展课堂讨论，进一步激发学生的理解和思考，之后将集中反馈的知识重点讲解，满足学生学习兴趣；(4)课后师生进行网络交流和互动答疑，帮助学生掌握所学习的知识要点，保证适应新的社会需求。

(四)提高教师自身水平

1.广泛争取督导及学生意见

任课教师课前即使认真备课，教学过程中也会存在不足，教师自身很难发现问题。一般采用调查问卷的形式，学生可以匿名填写，并提出许多中肯的建议。学校督导组教师采取随机听课的方式，他们教学经验丰富，从他们的评课中取长补短，相互借鉴，对于提高教研能力有很大的好处。

2.建立校企合作，深入施工现场

为给教师和学生提供实践机会，学校与企业加强联系，建立合作关系。学校给企业提供智力支持，企业给学校提供实践平台，发挥各自优势。利用寒暑假，教师应多深入施工现场，了解当前桥梁下部结构最新的施工方法，施工机具设备的使用情况，施工项目的管理，使教学内容更加贴近工程实践，提升自身的实践能力。

3.参加学术交流

及时关注国际和国内的学术交流会议，到重点学校参观调研，与同行专业教师进行教学改革交流，了解桥梁墩台与基础工程最新的动态，以便及时更新教学内容，提高自己的教学水平。

三、结语

以社会需求为导向，以实际工程为背景，以工程技术为主线，墩台与基础工程采用面对面的课堂教学和网络学习有机结合的MOOC混合式教学，为教师提高教学效果提供了强大的支持。基于项目学习，重点是针对学生选取合适的实际工程项目，经过训练，强化学生对设计软件的使用能力，使其掌握工程设计的方法和步骤，基本满足一名桥梁设计人员的业务要求，为今后从事相关设计工作奠定良好的基础。