“桥涵水文”课程教学思路与教学模式创新分析

喻 鹏，余 烈，胡守旺

（东莞理工学院 生态环境与建筑工程学院，广东 东莞 523808）

引言

“桥涵水文”课程内容主要涉及科学选址、计算水文及标高等方面，在道桥设计过程中发挥着重要作用。由于教材含有大量的经验公式和理论，学生难以凭借自身的能力快速理解并掌握相关知识，因此，要想使教学活动发挥出应有的作用，关键是要转变教师的教学思路，由教师结合学生情况、课程特点对教学模式和教学手段进行创新。由此可见，围绕“桥涵水文”课程的教学思路及教学模式展开讨论很有必要，是提高教学效率、学习质量的关键，有关人员应对此引起重视。

一、“桥涵水文”课程介绍

海洋、河流和湖泊与人们的生产和生活息息相关。作为跨越海域、河流、峡谷的结构，道桥和涵洞的作用主要体现在两方面：一是为车辆通行提供便利，二是保证泄洪工作的高效开展［1］。在道桥和涵洞设计期间，应重点考虑环境对工程的影响，结合桥涵水文情况，对工程结构参数加以确定，因此开设“桥涵水文”课程的重要性有目共睹。

“桥涵水文”课程具有涵盖领域广和知识点繁杂的特点，其涵盖领域包括灾害的防治、工程水文学及概率统计学等，教材内容包括河流径流概念、水文统计方式、桥梁结构参数计算与布设等方面［2］。作为道桥专业的必修课，“桥涵水文”课程与实际工程之间联系紧密，对培养学生的专业素养、开阔学生的眼界、夯实学生的理论基础具有重大意义。“桥涵水文”课程教学所面临的难题如下：首先，仍有部分教师将教学重心放在通识教育上，没有意识到专业技术教育对学生的重要性，导致教学效果不理想；其次，教材内容以经验公式、概念为主，存在信息量大、逻辑性弱的问题，难以激发学生的兴趣；最后，在大工科教改持续推进的当下，该门课程的课时被不断压缩，只有在先进理念的指导下，灵活运用不同方法及手段展开教学，才能使教学效果达到预期。

二、“桥涵水文”的教学现状

“桥涵水文”课程内容以误差分析、数理统计相关理论和经验公式为主，学生难以准确理解并快速掌握课程内容，加之学生的实践经验相对有限，常规教学模式往往无法激发学生学习的兴趣，导致教学效果不理想。分析可知，制约教学活动高效开展的原因主要涉及以下方面。

（一）课程设置层面

将水力学知识融入“桥涵水文”课程，可使学生快速掌握搜集、整理水文资料的方法，通过分析所掌握资料的方式，获得项目设计所需参数。目前，仍有一部分高校未将水力学与“桥涵水文”课程进行整合，该做法与深化教学改革所提出的要求不符，教学效果自然无法达到预期。

（二）课堂教学层面

首先，“桥涵水文”课程存在资源短缺的问题，虽然教材版本较多，但不同版本教材的内容大致相同，无法满足学生的需求。其次，课堂教学使用的工具以多媒体课件为主，存在教学模式单一和内容固定等问题，难以激发学生的兴趣。最后，理论与实践割裂，“桥涵水文”课程包含大量概念和计算，若教师照本宣科，极易导致学生无法将所学习知识与实际相结合，其学习效果必然会受影响。

（三）教师及学生层面

1.师生之间缺少沟通。“桥涵水文”课程的教学任务较为繁重，为完成教学计划，多数教师均会将课堂中心放在公式、概念的讲解上，忽略了答疑的重要性，导致教、学分离，影响教学效果［3］。

2.学生处于被动地位。“桥涵水文”课程具有内容多、课时少的特点，教材包含大量推导内容，教师单方面讲解的教学方式极易降低学生的学习热情。此外，该门课程具有极强的实践性，“填鸭式”教学难以做到理论结合实践，若不尽快更改教学模式，同样会对学生的学习效率产生影响。

三、“桥涵水文”的教学思路及模式

使“桥涵水文”教学取得良好效果的关键是要转变教学思路，在全新理念的指导下，对既有教学模式、方法进行调整，根据学生情况和课程特点对考核机制进行创新，确保学生能够全身心投入学习活动中，准确记忆教师所讲授的知识点，并掌握利用所学知识解决实际问题的方法。下文将围绕“桥涵水文”课程的教学思路及模式展开讨论，供相关人员参考。

（一）引入CDIO模式

1.教学思路。作为道桥专业的基础必修课，“桥涵水文”课程在桥位环境设计中占据着极为重要的位置。由于该门课程需要大量计算，对学生理论基础、计算能力所提出的要求相对较高，传统教学模式取得的教学效果十分有限。在新时代背景下，若教师仍沿用传统的教学模式开展教学活动，将影响学生学习的积极性，导致教学效果无法达到预期，由此可见，创新教学模式势在必行。CDIO模式的C指代构思，D指代设计，I指代实现，O指代运作［4］。现将该模式用于“桥涵水文”教学的步骤总结如下：第一步，待绪论课程告一段落，教师对班级内学生进行分组，保证每组人数相同，要求各小组通过实地考察、上网搜索相关资料等方式对水文工程加以了解。第二步，课堂上，由教师为各小组布置项目，小组成员根据项目情况绘制地形图，结合所搜集的水文资料和历史数据，对桥梁进行初步设计，确定桥型、桥位、具体跨径和标高，在此基础上，汇总水文数据并制作相应图表。如果条件允许，学生还可以利用相关软件进行编程，根据自身掌握的知识，设计桥梁结构及配筋。第三步，教学活动结束后，各小组分别派出一名组员向其他小组介绍本组的项目情况。设计期间遇到的难题和采取的解决策略，展示最终设计方案。事实证明，基于CDIO模式开展“桥涵水文”教学活动，一方面可使学生通过实操的方式，对所学习知识形成深刻的印象；另一方面能够使学生意识到团队合作的重要性，这对其今后的学习及工作具有重大意义。

2.实例解析。（1）构思+设计。第一步，对教师给出河段的断面进行绘制。第二步，根据掌握的资料对统计参数进行确定，利用不同算法计算项目设计流量，保证计算结果准确且具有实际意义。第三步，结合经验公式、冲刷系数确定桥孔实际长度和桥面高程。第四步，综合考虑输沙平衡原理、冲止流速，确定计算基础埋深的公式，并对基础埋深进行计算。（2）实现+运作。分析计算得出的结果，确定符合项目情况的数值，将相关数值标注在桥位断面的指定位置，随后由组员对桥孔布置示意图进行绘制。

（二）改进绪论课程

1.绪论课的作用。实践证明，绪论课程具有以下作用：一是激发学生的兴趣，二是使学生对“桥涵水文”课程形成系统且正确的认知，三是将专业内容与思想政治教育相结合。对“桥涵水文”课程而言，其开设绪论课的目的如下：首先是告知学生学习该门课程的目的，确保学生能够主动对相关知识进行深入探索；其次是介绍该门课程的特点与内容；最后是提出相应的要求，确保学生严肃对待课堂及课后作业。

2.绪论课的内容。绪论课应涉及三个方面，分别是学习“桥涵水文”课程的原因、课程内容及方法，具体内容如下：首先是该门课程的地位和作用，其次是课程特点与内容，最后是学习方法，学习过程中学生需要达到的要求。

3.相关课程改进策略。多数学生对“桥涵水文”课程的印象和了解均源自绪论课，改进绪论课程模式及内容可以充分激发学生的学习兴趣和内在动力，基于此开展教学活动，通常能够取得事半功倍的效果。例如，教师可以提前收集桥梁水毁、河流的图片或视频制作课件，通过在课上播放课件的方式，使学生对桥和水的关系、河流起源及桥涵水文对桥梁建设的意义具有全方位的了解，确保学生能够对该门课程引起重视［5］。随后，再带领学生对桥梁水毁原因进行分析，在此过程中，融入桥梁设计要点及相关内容，使学生对桥梁设计的重点和难点有所了解，为后续教学活动的高效开展奠定基础。

（三）线上线下相结合

1.实施方案。考虑到学生能力水平参差不齐，桥涵水文涉及的公式往往冗长且烦琐，教师可酌情省略推导公式的过程，将教学重心放在介绍参数含义及应用方面，增强课程的实践性，确保学生可以直接将学习的知识用于实际项目。在具体教学过程中，可采取线上线下相结合的方式对相关知识进行讲解，营造更加活跃且和谐的课堂氛围，充分激发学生的学习兴趣，创新策略如下：首先，根据线上教学特点设计相应的课程，由教师将图片、视频等资源上传到指定平台，供学生下载阅读；其次，教学活动开始前，教师通过线上平台发布相应的任务，要求学生按照要求完成预习，在预习期间，平台会如实记录学生的学情，确保教师能够全面了解学生遇到的难题，调整教学侧重点，为教学效果提供保障；再次，教学期间，教师可以通过线上签到、提问和课堂测试掌握学生的学习情况；最后，教学活动结束后，教师通过线上平台发布作业，为学生提供相应的拓展资料，同时对学习情况进行统计。

2.实施要点。教师可以借助雨课堂、超星网络平台对教学内容进行设计。一般来说，线上教学会涉及微课、题库和作业等模块，微课模块是以教材内容、知识点为核心录制的视频，视频时长通常在10分钟以内；题库模块是教师以教材包含的知识点为依据开发的题库；作业模块同样以课程核心为导向，其作用是确保学生能够灵活利用所学知识设计工程方案［6］。线下部分的教学内容可以细分为三部分，分别是课上讲解、答疑及答辩。在“桥涵水文”教学期间，教师应当坚持以问题、任务为导向，通过线上线下相结合的方式展开教学，确保学生能够形成自学习惯，并使其具备独立发现并解决问题的能力。另外，课上由教师带领学生学习重要知识点，课下由学生登录相关系统并自行学习其他知识的做法，还能够解决课时数不足的问题，使学生形成系统且完整的知识体系。

3.实例解析。课堂教学具有目标明确和效率高的优点，考虑到课时相对有限，仅通过课上进行教学极易出现知识点遗漏的情况，影响学习效果，鉴于此，某高校教师决定对教学方式进行调整。对河川径流、桥位勘测等相关知识进行教学时，教师在保留课前预习环节的前提下，酌情引入录播自学、线上阅读等环节，对线下讲授时长进行压缩，具体做法如下：其一，对埋深、洪水流量相关内容进行讲解时，重点介绍参数含义、实际应用，酌情省略推导步骤。其二，要求学生利用相关软件绘制思维导图，厘清逻辑架构并整合知识点，加深学生记忆。其三，将调治构造物和水文水工试验等资料上传到指定平台，由学生自行下载并阅读，利用课后时间完成阅读笔记，帮助学生养成自学的习惯。

（四）优化考核方式

以往“桥涵水文”课程考核方式多为课堂测验，与闭卷考试相比，课堂测验具有形式简单、考核难度小的特点，难以激发学生的能动性。现阶段，多所高校均对成绩评定方式进行了改革，实践经验表明，由教师联合学生对每名学生进行评定，可使评定结果更加客观且公正，对人才培养具有重大意义。由此可见，教师应当对既有考核方式进行调整，摒弃“唯成绩论”的观念，转而根据学习成效对学生进行考核并给出相应的评价。考核内容应集中在实践、考试成绩两方面，二者占比均为50%，其中，实践成绩可以细分为项目参与情况、平时成绩，各小组的组长负责对组员项目参与情况进行评价及打分，此举既能够使各小组的氛围更加和谐，又能够保证评价客观且公正。平时成绩包含的要素较多，教师应提前对学生不同行为的权重进行设置，例如，观看课件的时长、登录线上学习平台的次数等，在绪论课堂上，详细介绍不同行为对应的权重，待教学活动告一段落，只需导出相关记录并计算得分即可。在考试成绩方面，教师要想通过考试成绩了解学生的学习成效，应做到以下几点：一是对考卷结构和内容加以调整，加大主观题占比；二是重点考核专题作业、课堂作业的完成情况，提高作业权重；三是鼓励学生主动参与相关科研活动或是撰写相应的学术论文，根据学生表现给出相应的评价。

（五）重视课后反思

教学活动结束后，教师可以通过发放不记名问卷等方式了解学生对当前采取教学模式的看法，根据学生反馈调整后续教学方案，在保证教学效率的前提下，酌情引入更加新颖且富有吸引力的手段，这样做的目的有两个：一是强化学生的自学能力，二是确保学生能够主动参与各项活动，通过实践的方式，对所学习知识形成深刻印象并掌握使用技巧。对教师而言，课后反思的内容主要涵盖以下几方面：首先，总结教学经验、应变措施及使用方法，形成相应的文字资料。其次，如实记录教学期间遇到的难题及失误，分析问题成因，确定切实可行的解决方案。最后，总结学生表现，做到因材施教，针对不同学生的特点，制订相应的教学计划，实现自身与学生双赢的局面。

结语

综上，通过分析可知，兼具专业性、实践性和工程性的“桥涵水文”课程教学难度较大，基于传统教学模式开展的教学活动通常无法取得应有的效果。本文以制约相关教学活动高效开展的因素为依据，创造性地提出了重应用、轻推导的思路，在此基础上对教学模式进行了创新，通过引入CDIO、改进绪论课程等做法，使教学效果得到改善。未来，有关人员应以人才培养目标为导向，对既有教学模式、策略进行更进一步的升级，确保学生能够成长为符合社会、行业需求的优秀人才。