“桥梁工程”课程教学改革对策研究与实践

2023-07-24林智敏杨华平吴启红

黑龙江教育·理论与实践 2023年8期

林智敏杨华平吴启红

摘要：“桥梁工程”是一门对理论和实践要求极高的系统性专业课程，但由于多方面因素制约，其教学难度较大。教师通过提高教学水平和能力、引入基于“互联网+翻转课堂”的教学方法、加强理论与实践的结合、优化课程评价模式等措施，弥补了“桥梁工程”课程的教学短板，有效地提高了教学质量。

关键词：“桥梁工程”课程；“互联网+翻转课堂”；实践；课程评价

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1002-4107（2023）08-0062-04

一、引言

“桥梁工程”是高等院校土木工程专业桥梁专业方向的一门重要专业课，主要介绍桥梁工程的基本特点、主要构造特征、设计计算理论要点及桥梁施工的部分专业知识等。学生通过“桥梁工程”课程的学习，应实现深入掌握桥梁工程的专业技能，了解桥梁工程规划、设计、计算基本知识，掌握常用桥梁的构造原理及设计计算方法，具备初步解决工程设计和施工中的桥梁工程问题的能力等教学目标。

“桥梁工程”课程是学习其他相关专业课程，如“钢桥”“混凝土桥”“桥梁施工”等专业课的先期课程，该课程的重要性不言而喻。如何通过教学改革提高学生的学习兴趣，激发学生的学习动力，提高教学质量是摆在广大桥梁工程专业课教师面前的难题。

二、“桥梁工程”课程教学现状分析

“桥梁工程”是土木工程专业桥梁专业方向的基础课程，无论是从教师的角度还是学生的角度来看，这门课程都是一门教学难度极大的课程[1]，主要原因如下。

第一，桥梁结构相较于房屋建筑更为复杂特殊。“桥梁工程”课程融合了力学、材料学、美学、工程管理等多学科的知识，对学生而言，把一系列基础学科知识融会贯

通，并利用所学的基础知识解决实际问题具有一定难度，对综合素质要求也比较高。同时，如果前期专业基础课

程，如“高等数学”“材料力学”“结构力学”和“钢筋混凝土原理”等课程没有学好的话，学生在面对“桥梁工程”课程学习时则会感觉力不从心，产生挫败感。

第二，“桥梁工程”课程中除桥梁的基本理论知识外，还涉及桥梁的设计、施工等方面的内容。对于讲授“桥梁工程”课程的教师而言，其需要具备较高的理论水平和丰富的实际工程经验，应对实际桥梁的设计、施工、结构分析计算等有所涉猎。但从高校的师资结构来看，大部分专业课教师均是从高校到高校，即博士毕业后直接参加教学工作，在工程实践环节上有所缺失，而成为教师后，要想再次取得丰富的实践经验则难度很大。因此，对于教师而言，没有实际经验的支撑，对课程的理解和认识深度必然会比较粗浅，无法取得良好的教学效果。

第三，按照国家高等教育办学理念，成都大学土木工程专业遵循“厚基础、宽口径”的指导思想开展教学，但“桥梁工程”课程开设时长仅为1个学期，共32学时，教学内容既涉及桥梁的基本概念，以及从梁桥到拱桥、斜拉

桥、悬索桥等复杂桥型的构造要求及设计计算，又涉及公路、市政、桥梁设计的施工规范不一致的问题[2]。总的来说，教学内容繁多。因此，解决好课程体系繁杂与教学时间较短的矛盾，在相对较短的时间内将专业知识讲透、教好，在有限的时间内有效地完成课程目标，并为后续其他专业课的教学打下坚实的基础，对教师的教学水平要求较高。

第四，桥梁结构本身的特点决定了“桥梁工程”是一门重视实践的课程。学生在学习“桥梁工程”课程之前仅通过认识实习对桥梁有了粗浅的了解，普遍实践锻炼不足。目前，高校虽然加大了对实践教学的重视程度和学时比例，但对实践活动的重视程度仍不够，教学计划安排的实习实践学习没有得到充分保证。这种现状势必导致教学过程中理论与实践相脱节。“桥梁工程”课程内容涉及很多桥梁的实际结构，如混凝土墩台、钢筋、支座、伸缩装置、索鞍索夹、斜拉索等，又涉及复杂多样的施工方案，如预应力张拉、桥梁焊接等。学生大多对此没有直观的概

念，只靠教师的讲解，然后结合自身的想象力来进行理

解，有一定难度。

第五，桥梁建设在近20年来快速发展，尤其是在中国，各种大跨度桥梁层出不穷，新材料、新工艺得到了广泛应用和发展。但教材的内容常常滞后于桥梁结构的实际发展，缺少新内容的引入，很难做到与时俱进。教师对教学课件的制作和运用也经常是一个版本运用数年，更新速度慢。

三、教学改革对策研究

基于上述现状，高校应从教师培養、教学方式、评价体系等方面进行相应改革，解决“桥梁工程”课程教学难度大、教学质量不高的问题。

（一）提高教师教学水平和能力

教师是教学的关键主体，其对学生能否达到预期的土木工程专业桥梁专业方向的课程培养目标和毕业生培养目标起着决定性作用[3]。针对教师实践经验普遍不足的问题，高校可采取以下措施。

1.引进具有丰富设计和施工经验的双师型教师，作为“桥梁工程”课程建设的负责教师，并以其为核心搭建教学团队。教学团队应新老搭配，以老带新，提高团队教师的教学水平。

2.选派青年教师到相关设计及施工企业挂职锻炼，通过实际工程的锤炼，增加青年教师的实践经验，提高其专业技术水平。

3.加强与开设“桥梁工程”课程的高校的合作交流，如开展教师座谈等；也可邀请相关专业的企业工程师到校开展讲座等相关活动，以达到学习先进经验、取长补短的目的。

4.培养教师终身学习的意识，使其跟随桥梁专业的发展，不断更新桥梁知识结构，做到与时俱进。教师只有具备终身学习的意识才能将最新的知识教授给学生，解决课本与实际脱节、教学滞后于实际的问题。

（二）采用“互联网+翻转课堂”教学方法

“互联网+翻转课堂”教学方法主要是教师借助信息化、碎片化的云资源，给学生提供专业学习资料。学生在课前独立完成相关知识的学习，在课堂上，师生针对提出的疑问进行交流和讨论，一起完成桥梁知识的解惑、释疑等活动[4]。这一教学方法可通过以下方式引入“桥梁工程”课程教学中。

首先，将相关教学内容进行碎片化设计和重构，营造基于课程网站的专业课云资源学习环境。教师将教学内容划分为若干知识点，并针对各知识点，准备相应的学习资料，如教科书的对应章节、相关参考论文、专业知识点视频资料等。同时，在网络教学平台建立相应逻辑树，每个知识点对应一套完整且丰富的学习资料，供学生进行课前学习。例如，《桥梁结构受力计算》章节，学生只有在课前对力学知识进行回顾学习，才能理解和掌握课程内容。

其次，通过专业问题的设置，引导学生主动学习，并找准关键靶点。在网络教学平台上，教师可提出一些引导性问题（这些问题均为课程教学需要着重掌握的部分），

需要学生自主学习后在网络教学平台上进行回答；也可以间断性地设置一些开放性问题，需要学生以小组学习讨论的方式进行课前准备。

最后，学生通过网络教学平台将不懂的知识点汇总并上传，教师在课前收集相关知识点并在课堂上详细解答。课堂上，教师对非重点内容或者学生都掌握得较好的内容进行简略讲授，对于重点内容及学生普遍反映的难点进行针对性教学。为了提高课堂趣味性，教师还可以开展丰富多彩的教学活动，如以学习小组为团队进行课堂辩论、设置轮值“课堂小教师”进行难点答疑等，提高学生的学习兴趣和主动性。

（三）通过多种方式加强课程与实践相结合

为降低课程教学难度，加强课程与实践相结合，教师可以从以下几方面入手。首先，教师可以通过多种渠道收集桥梁工程相关视频，尤其是桥梁结构及桥梁施工方面的内容，上传至网络教学平台，让学生在课前对所学内容有直观认识。其次，教师可创造条件带领学生参观实桥，让课本中的内容与实际桥梁建立联系。最后，教师可在

“桥梁工程”课程的学习中引入虚拟仿真实验室。例如，在讲述“连续梁桥顶推施工”的内容时，通过虚拟仿真实验模拟桥梁从推出到架设完成的整个过程，学生可以清楚地看到桥梁的受力与挠度变化。通过对实际施工过程的模拟，学生建立更加直观的印象，实现课程与实践相结合。

（四）优化课程评价模式

在传统“桥梁工程”课程教学过程中，评价体系均是以学生的期末成绩为主，以学生的考勤情况为辅。这样的评价模式过于单一，不能真实反映学生对课程的实际掌握情况，也无法考查学生的综合能力。

依据成果导向教育理念，教学评价应聚焦在学习成果上，而不是在教学内容及学习时间、学习方式上。因此，教师应采用多元和梯次的评价标准，强调达成学习成果的内涵和个人的学习进步，不强调学生之间的比较。根据每个学生能达到教学要求的程度，赋予从“不熟练”到“优秀”的评定等级，进行针对性评价。教师通过对学生学习过程的明确掌握，为改进教学提供参考。

教师应根据成果导向教育理念，结合“桥梁工程”课程实践性强的特点，改变以考试成绩作为学生课程评价主要指标的模式，通过开展丰富的教学活动，构建多层

次、多维度的评价体系[5]。该评价体系主要包括平时作业、课堂表现、课程设计、日常测试、期末考试等内容。对于以上各项考核评价内容，教师可灵活分配相应的权重，一般而言，期末考试成绩应不超过50%。

多层次、多维度评价体系的建立，不仅能将学生从死记硬背书本以应付考试的困境中解脱出来，给学生更多的自主权，激发其学习的积极性，还有利于促进教师由封闭式教学向开放式教学转化，知识型、智能型教育向创新型教育转化。

四、教学改革实践

从2020年起，成都大学“桥梁工程”作为校级一流课程，入选了学校本科教学质量与教学改革项目，开展了一系列改革实践，具体如下。

（一）教学团队优化提升实践

第一，土木工程专业选用了有数十年设计院工作经验的教师作为“桥梁工程”课程负责人，同时，由于“桥梁工程”课程内容涉及范围较广，因此，又根据各教师所擅长的领域及研究方向，抽调了多位教师组成了教学团队。例如，由研究拱桥方向的教师负责拱桥方面的教案编写，由擅长斜拉桥理论方面的教师负责斜拉桥相关部分的教学内容等。成都大学土木工程专业打造了一支实践经验丰富，理论基础扎实的师资队伍。

第二，“桥梁工程”课程教学团队多次与西南交通大

学、西华大学等高校的桥梁相关专业教师举行教学经验交流活动，取长补短，提高教学水平。“桥梁工程”课程教学团队派遣了部分团队教师到四川西南交大土木工程设计有限公司、四川省公路工程设计院有限公司、四川路桥建设集团股份有限公司等省內知名的设计施工企业兼职，通过实际项目的锤炼收获经验。同时，多次邀请这些单位的技术负责人来校开展专题技术讲座。这种双向交流不仅拓展了教师的知识范围，也解决了从高校到高校的教师理论脱离实践问题。“桥梁工程”课程教学团队不定期举行学术沙龙活动，使教师之间互相交流、学习专业的最新前沿科技知识，解决了教学落后实际的问题。

以上措施的实施，有效地提高了“桥梁工程”课程教学团队教师的教学水平。教师普遍感受到知识有了落脚点。教师通过具体设计及施工项目的结合运用，对以前理解不了或者理解较为肤浅的理论知识有了深刻的理解，对桥梁工程专业知识的认识无论从深度还是广度上都有了质的飞跃，在讲述相关课程内容时，可以做到言之有

物、言之有理。

（二）课堂教学方法改革实践

在“桥梁工程”课程建设中，教师摒弃了传统的“填鸭式”教学模式，引入了“互联网+翻转课堂”教学方法。在该教学方法实施的初始阶段，部分学生的思想仍停留在“学习只是上课时间，下课是属于自己的休息时间”的认知上，因此，学生是有抵触心理的。但通过教师的耐心引导，学生慢慢接受了这种教学方法，在学习上逐渐从被动接受转变为主动学习，从仅仅学习教材内容转变为主动拓展专业知识边际，从仅仅满足理论知识学习转变为积极了解实际工程。

同时，教师在课程设计上采取了一些新颖的方法，改变了学生对专业课枯燥乏味的传统认知。例如，在进行课堂分组竞赛的时候，学生课下认真准备，课上“你追我

赶”，课堂气氛非常热烈。通过这种方式，学生不仅高效地完成了课程的学习，还增强了集体荣誉感。又如，在要求学生充当“小教师”进行答疑及课程重难点讲解的环节

中，很多学生收获了不一样的经历和体验，既体会了教师上课的不易，又通过精心准备使专业知识掌握得更牢固，并且很多学生还通过这种方式克服了上台就胆怯的弱点，增强了表达能力。

“互联网+翻转课堂”教学方法不仅使教师由传统的理论传播者转变为教学云资源的管理者、提供者，以及课堂学习的解答者、讨论交流的引导者[6]，而且使学生由传统的知识接受者转变为教学活动的积极参与者，有效增加了师生之间的互动交流，取得了较好的教学效果。

（三）理论与实践有机结合实践

在课程学习过程中，教师创造了理论与实践相结合的条件，解决了课程学习中结构及构件抽象、难以理解的问题。首先，教师不断更新视频库，收集大量国内外有代表性的桥梁的视频资料，尤其是国内的代表性桥梁应确保视频库中无一遗漏。在视频资料收集完成后，教师按照桥型、跨径、施工方法等进行分类整理，并结合翻转课堂的教学思路，将视频上传至云平台。简单的资料可以让学生自学，比较重要的视频资料则由教师进行课堂讲解，其他的资料由学生根据自身兴趣自由选择观看。其次，在进行桥梁结构的讲解之前，教师带领学生进行实桥参观。例如，在讲述混凝土梁桥之前，教师组织学生到校园周边参观已建成的立交桥。教师详细讲解立交桥各部分的构造，让学生认识梁体、墩台等，并带上简单的测量工具，对结构外形尺寸进行测量，让学生了解梁体高度、墩台厚度等。学生不仅对桥梁结构有了定性认识，还有了定量了

解，为课堂教学做好铺垫。最后，在学习桥梁附属构件部分时，教师积极联系相关厂家，带领学生进行参观学习。例如，在讲述悬索桥知识之前，教师联系了学校附近的机械制造厂，带领学生对索鞍、索夹等钢制件的构造和加工制作过程进行参观，由厂家技术人员进行现场讲解。对于复杂的桥梁构件，单凭教材中的几张图片，学生很难建立起相关概念，而通过现场参观再结合课堂讲解，学生很容易就能掌握相关知识点。

通过理论与实践的有机结合，学生普遍认为“桥梁工程”课程内容不再抽象，所涉及的内容均是实实在在、触手可及的，从心理上削弱了学生对学习桥梁知识的畏难情绪。

（四）课程评价体系优化实践

学生学习效果评价体系以产出成果为目标导向，通过开展丰富的教学活动构建多层次、多维度的评价体系[7]。评价体系均根据课程目标制定，以目标的达成情况评判教学效果。“桥梁工程”课程明确了4个培养目标，具体如下。了解桥梁工程的发展历史及发展方向，熟悉桥梁工程的总体规划设计原则；掌握桥梁的结构组成、受力特征，了解各种桥梁的施工方法；具备运用力学基本知识进行桥梁结构的受力分析的能力；具备综合运用桥梁结构的

基本原理和方法，准确使用相关规范标准，进行简单桥梁结构设计和解决实际工程问题的能力。

评价体系对平时作业、课堂表现、课程设计、日常测试、期末考试等内容进行精心设计，具体如下。平时作业主要是教师根据教学需要，选择每堂课均布置课后作业或选取重点内容布置作业的形式開展。所布置的作业内容均根据学生的毕业要求对应不同的课程目标进行设置，力求全方位覆盖。课堂表现主要是教师根据学生问题回答情况、作为“小教师”的重点内容讲述情况及在学习小组辩论中的表现情况等综合评判。课程设计主要选取“桥梁工程”课程中横向分布计算、桥面板、简支梁等设计内容。学生通过课程设计锻炼，能更好地培养和检验其对桥梁结构的认识深度及结构分析能力，有针对性地查缺补漏，为后续的毕业设计打下坚实基础。日常测试主要以课堂小测验为主，可以在重点问题讲述后马上测试，也可以在课程进行前测试学生的自学情况。期末考试试题除了基本概念、理论、计算外，开放性的题目及与学科发展紧密相关的先进技术等内容均应保证一定的比例，以考查学生的知识运用能力与拓展能力。

课程结束后，课程负责人需以基于课程考核结果的定量评价法对“桥梁工程”课程目标达成情况进行相应评价，并发现课程教学短板，拟定持续改进措施，不断优化评价体系，提高教学质量。通过优化课程评价体系，学生消除了对期末考试“一锤定音”模式的焦虑感，在日常过程中对知识的掌握也更牢固。

五、教学改革实践评价

在教学改革方式实施后，为检验教学质量，教师设计并制作了相应的调查问卷，对学生、其他后续专业课教师、毕业设计指导教师等进行了问卷调查，结果表明学生的学习质量有了明显提升（表1）。

学生满意度问卷主要是对教师的教学水平、教学方法，评价模式，知识掌握效果4个方面进行调查，覆盖该年级桥梁专业方向的所有学生，发放的问卷100%回收。

从表1可以看出，学生对“桥梁工程”课程改革措施的认可度较高，尤其是不再仅以考试成绩判定学习效果的评价体系改革获得了所有学生的认可。从学生的自我感受可以看出，学生对知识的掌握效果也有了较大程度的提升。

教师的调查问卷主要是教师对学生桥梁工程基础理论知识、实践能力、计算水平、设计能力4个方面进行满意度评价（表2）。共发放20份问卷，覆盖所有专业课教师，问卷回收率为100%。

从表2可以看出，教学改革后，教师能直观地感受到学生对专业知识的掌握程度有所提升，利用所学知识解决实际问题的能力有所提高。“桥梁工程”课程的一系列改革措施为学生后续的专业课学习提供了基础保障。

六、结束语

“桥梁工程”是一门不好上，但又必须上好的专业课。“桥梁工程”课程具有综合性强，对学生要求高；实践性强，对教师要求高；教材内容滞后于行业发展等特点。而传统的教学方法存在理论与实践相脱节、课程枯燥、考核方式单一等缺点。因此，要上好这门课对教师来说是一个不小的挑战。成都大学“桥梁工程”课程教学团队依托一流课程建设项目的契机，针对“桥梁工程”课程教学中存在的问题，策划和构思了一系列改进方法和措施，并进行了连续3年的教学改革实践，顺利达成教学目标。从实践效果来看，教学改革显著提高了教师的教学水平，增强了学生的学习兴趣，夯实了学生的专业基础，取得了较好的成效。

参考文献：

[1] 汪时机，李贤，蒋运忠.“桥梁工程”课程教学存在的

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[2] 廖玉凤.“雅典式”教学模式在桥梁工程课程课堂教

学中的应用[J].高等建筑教育，2017，26（4）：75-78.

[3] 傅梅珍，梁玉雄，周双喜，等.工程教育认证背景下

“桥梁工程”课程教学优化改革研究[J].高教学刊，

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[4] 颜正恕，徐济惠.线上线下一体化“互联网+”个性化

教学模式研究[J].中国职业技术教育，2016（5）：

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