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(一)着眼工程素质和实践能力培养,建设实践教学体系
建立三个层次的子系统实践教学体系,并将实践教学体系落实到新修订的教学计划和实践教学大纲中第一子系统以认识实习为主体,涵盖工程制图、土木工程概论、测量实习等。使学生了解、认识、描述土木工程产品的功能要求、内部结构,激发学生学习土木工程的热情。第二子系统包括力学、工程材料、土力学及结构实验及课程设计等。使学生掌握材料性能、结构建模及结构分析设计方法。第三子系统包括结构检测、生产实习、毕业实习和毕业设计。使学生掌握与实践土木工程的分析、设计、施工检测和控制方法。三个子系统的层次结构是“综合—分解—再综合”的关系;具有“实验、实习和设计”三要素,符合人的认识规律;以能力培养、特别是创新意识与创新能力的培养为主线。在教学计划和实践教学大纲中,从以下三个方面纳入实践教学体系。
1.与土木实验平台相对应,设立《实验系列课程》,打好全面开放式实验的基础。
2.设《集中实践教学环节指导表》,将课内各集中实践环节与课外社会实践、科研实践、学科竞赛、创新实践、学年作品和文化素质教育实践等结合起来,形成为一个完整的体系;将研究型、创新型实践课和课外科技竞赛活动列入教学计划,如力学模型测试、应用软件培训、结构模型竞赛实验课等。
3.增设创新实践学分,即对学生参加的各类竞赛、科技创作和论文写作等活动,进行考核后计入学分,且可免修其他课程。
(二)将工程素质和实践能力培养寓于教育教学全过程
本科培养是一个系统工程,工程素质和实践能力的培养、创新活动的开展,必须寓于教育教学全过程。
1.对实践性较强的课程,以创新能力培养为主线,进行课程改革。对土木工程专业中实践性较强的课程如《土木工程概论》、《土木工程施工》、《土木工程材料》以及结构类实验课等进行课程改革,以培养学生的创新能力为主线。《土木工程概论》可计划采用现代化教学手段,进行形象生动、引人入胜的教学,组织有丰富经验的老师、专家授课,使新生刚入学就重视素质和能力的提高,发挥以智引人、以志树人的作用。土木工程施工教学有一定的特色,将课程分为两个层次进行:第一层次是以子项工程中的工种工程施工为对象的基本施工知识;第二层次是以整个项目工程施工为对象的现代土木工程施工,在后者中引入现代化的最新方法,采用多媒体授课,授课过程中,使学生站在项目经理的高度,统管全局,运用最新技术,去解决复杂的工程问题。土木工程材料和结构类课程内容广泛,实验课时较多,长期以来采用传统方法进行实验,学生主动参与少,可计划制作各类实验课件,让学生利用课件,主动参与,进行模拟实验后,再正式进行实验室试验,这项改革可激发学生的学习积极性,有助于开发创造性思维,潜移默化地掌握创新方法。
2.发挥教师的主导作用,四年级的导师制与毕业设计相结合。为贯彻因材施教的育人原则,更好地实行理论教学、实践教学和科学研究三元结合的教学模式,给学生的个性发展提供良好的条件,全面提高学生的工程素质和实际工作的能力,必须充分发挥教师的主导作用。因此,拟将毕业设计改在一年内机动安排,规定对四年级的导师制必须与毕业设计相结合。导师关心学生的全面成长,在负责指导学生毕业设计的同时,要提供学生参与工程实践和科学研究的条件,与科学研究、创新活动结合起来。
3.探索寓于教学过程、形式多样、可持续开展创新实践活动的新路子。在教学过程中,开拓一些形式多样的创新实践活动。组织学参加挑战杯结构设计竞赛:以激发学生崇尚科学、追求真知、勤奋学习、锐意创新、迎接挑战的主动精神,竞赛活动鼓励跨专业、跨年级、跨学科的合作,以体现团队精神。组织学生科技活动:设置学生科技活动基金,推动课外科技活动的开展,课外科技活动与教学过程相结合。结合教学环节,撰写小论文:从一年级到四年级,结合课堂教学、实验、实习及毕业设计等教学环节,安排撰写小论文,促进学生参与创新活动、培养学生的创新精神。
4.为实行开放性实验创造硬件条件。对专业基础课及专业课实验进行调整、投入,围绕学生实践能力的培养开展工作。在保证开出原计划规定的混凝土结构、土力学、建筑材料等各类课程的实验基础上,拟增开一些实验项目如“预应力张拉工艺”、“结构非破损试验”、“道路工程现场检测”等。
(三)通过“产、学、研”结合,依靠社会力量办学,有效提高实习和毕业设计的质量
搞好专业的认识实习、生产实习、毕业实习和毕业设计的关键是理论联系实际。拟将广大教师的“产、学、研”结合点形成为较大的、互惠互利的合作网络,组成可跟踪最新技术、灵活的校外实践基地。这是依靠社会力量办学的新观念。观念的更新,可使我们克服困难,有效地提高实习和毕业设计的质量。在认识实习的两周时间里,充分发挥校外实践基地的作用,利用实践基地的有利条件,使学生了解国内外的现状、高新技术及发展趋势,使认识实习具有内容广、技术新的特点。依靠“产、学、研”合作网络,生产实习可实行“开放式”,为强调能力的培养并进一步提高生产实习的质量,修订适用于土木工程专业的生产实纲并用于实践。落实毕业设计指导教师的“产、学、研”基地,保证有相对稳定的、内容涉及到土木工程各个领域的合作单位;每年拟聘任10名左右校外毕业设计指导教师,为学生结合实际工程进行毕业设计创造有利的条件。在毕业设计中实现五个结合,即四年级导师制与毕业设计相结合;设计题与实际工程相结合;校内外指导教师相结合;产、学、研相结合;设计题目与用人单位要求相结合。
二、结语
关键词:土木工程材料;实验教学;方法创新;内容改革
中图分类号:G64242 文献标志码:A 文章编号:10052909(2017)02011504
土木工程材料是土木工程类专业学生必修的专业基础课,教学目的在于配合其他专业课程,为专业设计和施工提供设计参数,也为后续课程的学习提供必要的基础知识。因为其实践性强的特点,实验教学就成为重要的教学形式。特别是在这门课程开设时,学生还没开始学习材料力学,对材料的力学机理认识不足。单纯依靠课堂讲解,难以理解事物的本质和内在联系。通过实验教学,一是可以让学生直接观察实验现象,从感性上了解材料的技术性能。再者,实验操作锻炼了学生的动手能力,为日后从事实际工程和科研工作奠定了良好的技能基础[1-3]。
然而,由于我国社会发展的特点,我国高等教育一直是“重理论,轻实践”,不重视实验教学。普通高校更是存在实验教学理论缺乏,教学队伍薄弱,实验设备落后等现状[4]。针对这种情况,文章以聊城大学土木工程专业为例,对普通高校土木工程材料的实验教学进行了深入探索。
一、土木工程材料实验教学现状
随着现代土木工程建设的飞速发展,应用型的高校人才受到就业市场的欢迎。既有扎实的专业理论知识,又有良好的动手实践能力,是土木工程专业人才培养的方向。在国家提出高效率教学、减轻学生负担号召的背景下,各高校不断压缩基础专业课程总量,减少实验学时,使实验教学功能受到极大限制[5-8]。因此,在现有条件下如何进行实验教学,使其发挥独特和不可替代的
教育功能,就成为本课程教学改革的一个重要课题。目前,土木工程材料实验教学存在的问题主要有以下几个方面。
(1)实验教学沦为理论课的附庸品[9]。大学的实验教学组织形式可分为三类,即课程中附属的实验教学、单独开设课程的实验教学和学生自选的实验教学。传统的实验教学多为第一类教学,知识的传授主要来源于课堂教学,实验教学处于从属地位。根据调查,多数高校土木工程材料理论课为40学时,实验包含在理论课当中,为10~12学时。实验课程考核比例一般为课堂成绩的20~30%。这种教学组织形式,不能制定宏观而又具体明确的实验教学培养计划,导致实验教学成为理论教学的附庸或辅助手段。
(2)实验教学方法单一,内容陈旧。传统实验步骤一般是教师制定实验内容学生预习实验演示现场操作填写报告,这种教学方法比较保守和僵化。实验前教师准备好实验设备和材料,排除了可能出现的问题和障碍,每一个实验步骤都详细讲解和示范,这种教学方式束缚了学生的想象和思维,羁绊了学生探索的脚步。况且由于学生基数大,实验教学多为分组进行,分组人数多,漠视了学生的主体性,使学生在实验课程中的主体地位无法实现,学生做实验的积极性严重受挫。
在教学内容上,实验限于教材的内容,并且多为验证性实验,综合和创新性实验较少。操作较简单,学习完全处于被动状态,机械记忆数据,缺少思考。实验缺乏全局性,各实验课程之间前后脱节,简单重复实验现象严重,更谈不上探索创新。
(3)实验考核评价不够合理。传统的考核机制里,学生的实验成绩往往只凭借一份实验报告来评价。因为分组进行,实验数据雷同较多,无法判断到底谁在吃“大锅饭”。而且单凭实验报告,也无法了解学生对实验的掌握情况,更无法了解学生对实验的学以致用情况。
二、 土木工程材料实验教学反思
有效教学可以定义为:教师在科学教育价值观的指导下,采用科学的教学方法和手段,达到预期效果。教学的有效性包含教学效率、教学效果和教学效益三方面的内容,其关键在于教学效益,即学生是否能够在学习过程中提高、完善和发展。实验教学的目的不仅仅是培养学生实践技能,或去验证、创新理论知识,而是要培养学生未来工作或科研的思维习惯。
那么我们该如何去实现这个目标呢?很显然,目前的土木工程材料实验教学很难达到这个要求。从教师层面讲,职业素养、技能水平等影响了教学质量;从学生方面讲,学习态度、理解能力等影响了学习质量。此外一些外界的环境因素,对教学有效性也产生了影响。因此,如何有效进行实验教学成为一个亟需解决的问题,需要对目前的教学进行改革。
三、土木工程材料实验教学改革
聊城大学作为一所普通二本高校,师资力量相对有限,设备水平比较落后。在这种情况下,建筑工程学院对土木工程材料实验教学进行了一系列改革和创新,并取得了较好的效果。
(一) 单独开设课程
将土木工程材料实验单独开设课程,建立自己的独立地位。按照人才培养目标,以实验能力为主线,优化教学方法和内容,发挥实验教学功能的科学性课程体系。这有助于实验教学水平的提高,也对教师和学生提出了更高的要求。单独设课,课程将直接纳入学校的考核系统,教师需投入更大的时间和精力来提升教学质量,学生因为学分的存在,也会产生学习的动力。同时,教师在制定实验内容和计划时也更加灵活,可以根据学生的特点和兴趣开展实验教学。
聊城大学建工学院的做法是,将土木工程材料独立O置课程,共16个学时,1个学分。独立后的实验课程安排在理论课程结束之后,比较连贯,通过实际操作,学生不仅能将理论知识和实验相互联系,同时也能加深印象、强化概念。而且独立设置后的课程不仅仅限于课本要求的实验内容,增加了较多选作的综合和提高型实验内容。这为感兴趣和学有余力的学生提供了实验平台和发挥空间,有助于其科研意识和创新能力的培养。
(二) 教学方法创新、内容改革
在传统教学方法中,学生是以教师、指导书为“程序”,在详细的步骤下机械进行操作。这种教学方法直接抹杀了学生的创造力,也消磨了学生的热情,教学有效性非常低。针对这种情况,我们对传统的教学方法进行了创新。
(1)实验的准备工作不再是单纯的演示,而是利用数值仿真技术对实验过程进行模拟。让学生接触力学,并产生通过实验进行验证的想法。如利用ANSYS软件对钢筋混凝土板受弯破坏进行数值模拟,利用ANSYS的动画捕捉功能,将其破坏过程制作成动画在课堂上播放,观察材料的破坏情况和变形情况。使学生思考这种破坏模式的产生机理,从而使学生从本质上认识其破坏机理,并对力学学习产生兴趣。
(2)转变教师角色,减少示范,不再逐一讲解。只讲明实验的关键点和注意事项,以帮助者和协作者的身份来启发和引导学生。
(3)由于课时有限,单凭上课时间难以满足实验要求。因此开放实验室,保证了学生的实验时间,此外材料与设备的开放,也利于学生对实验室的掌握,熟知其功能。兴趣小组成员利用课余时间,发挥主观能动性,独立开发、设计实验,完成了多篇实验报告和论文。
实验教学内容过于固定,以常规、验证性实验为主,缺乏综合和设计性实验,既无法调动学生的积极性,也限制了学生的创新能力。基于此,结合土木工程专业的特点,将实验内容进行了调整和改革。
实验教学项目调整。将实验内容分为必做和选修两部分,其中必做部分包括4个实验,选修部分包括6个实验。实验时,在必做内容的基础上,让学生自主再选择几项选修实验,满足了不同学生的需求。
实验教学内容改革。同一实验内容,设计多个实验方案。比如钢筋实验,教学大纲是低碳钢的拉伸实验。我们在实验时,选择工程常用的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ钢筋和冷加工的钢筋。通过观察其拉力-变形曲线,来对比不同钢筋的屈服强度、抗拉强度和伸长率值。又比如水泥胶砂强度实验,通过选用不同的水泥,来对比各种水泥之间性能的差异。这样,我们就将简单的验证实验进行了延伸,加深了学生对实验的印象,取得良好的教学效果。
(三) 实验考核评价
实验考核是衡量学生学习有效性的方法,也是最终的成绩依据,因此考评方法应当全面、准确和客观,对实验课的每个阶段都要进行严格的考核。然而,仅仅依靠出勤、实验表现和实验报告来评价的方式不尽合理。学生确实把实验做好了,但会不会应用,在过去的评价系统中无法体现。由于学生缺少实践锻炼,对实际问题思考过少,理论脱离实际,即使身边的简单现象也无法做出科学解释。虽然做过实验,但面对实践中的小问题也束手无策,成为实验教学的悲哀。
因此,在实验考核评价中,我们加入了应用这一条。具体操作方法是让学生从周围的环境中发现问题,并找到通过实验的解决之道。通过应用小论文的方式提交,设计一个实验方案来解决这个问题,由教师做出评价。虽然这些方案比较简单,而且有很多不严谨的存在,但是作为本科生已是学以致用的良好途径。
比如有的学生发现同样是混凝土路面,下雨时不同部位其渗水情况不同。思考原因――在路基质量相同的条件下,有可能是混凝土施工过程中不同部位施工水平不均造成的渗透性不同。提出实验方案――制作两组抗渗试件,同样的材料及配合比,一组人工振捣成型且施工水平一般,一组机械振捣成型且施工质量较高,进行抗渗实验,比较结果。
有的学生发现在国家全面禁止使用焙烧黏土砖的同时,很多工地仍在使用,并称之为“黄河淤泥黏土砖”。思考原因――黄河淤泥黏土砖原材料取自黄河淤泥,与一般的黏土砖不同,淤泥中可能存在较多的有机质,其力学性能值得怀疑。提出实验方案――随机抽取两组焙烧黏土砖,一组是黄河淤泥黏土砖,一组是一般黏土砖,进行抗压和抗折实验,进行对比。
最终的考核评价:
实验成绩=出勤(10%)+实验表现(30%)+实验报告(30%)+应用小论文(30%)。
四、 结语
土木工程材料实验课是土木工程专业学生直观认识建筑材料、了解其技术性能的重要途径,对于培养创新应用型土木工程专业人才意义非凡。但目前在普通高校的教学中,由于教学理念偏颇,师资力量薄弱和实验资源限制等问题,导致实验教学陈旧落后,脱离实践,失去了应有的教育意义。
文章以聊城大学建筑工程学院的土木工程材料实验教学为背景,以实验教学的有效性为基础,从课程设置、教学方法与内容、考核评价三个方面,探索了普通二本院校土木工程材料实验教学的改革与创新。试图在当前条件有限的情况下,最大功效地发挥实验教学的效益,并提高教师和学生的素质,实现真正意义上的教学相长。
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Abstract: Experimental teaching has a unique and irreplaceable educational function, but the effect of college teaching experiment is worrying. Through the analysis of civil engineering materials experimental teaching status, the present experimental teaching system was reflected. Taking the civil engineering specialty of Liaocheng University as an example, from independent course, innovation of experimental teaching method and content reform, experimental evaluation mechanism explores the experimental teaching of civil engineering materials in college.
一、教学观念的转变
传统的土木工程材料课堂教学注重教材理论知识的学习及其运用,这在—定程度上弱化了对学生实践能力和创新能力的培养,也不符合应用型人才培养的要求。为此,在教学观念上进行了一些转变。首先,将课程教学的重心转变为强化知识运用和实践能力、创新能力的培养,即在课堂教学中让学生了解各种材料相关的生产和技术性能机理,强调各种材料的用途及应用范围,有意识地引导学生多思考,培养他们的创新意识。在实践教学中让学生多动手、多尝试,提高他们的实践能力。其次,注重培养学生的T程观念,pj即通过课堂教学使学生把所学知识与工程实际联系起来,同时引导学生注意所学知识与其他学科的联系,从而树立正确的工程观念和创新意识。再次,教学内容考虑学生的未来职业生涯,把教学内容和T程实际进行结合,让学生明确自己的专业能干什么、怎么干,从而激发学生的学习兴趣并对未来的职业有所规划。
二、课堂教学改革
近年来,土木工程材料领域发展迅速,各种新型的材料不断出现并应用于实际工程。相关材料的标准规范也不断更新。而教材内容相对滞后已成为很多课程面对的问题。为了弥补教材内容的不足和滞后,教师在平时注意教学资料的积累,通过翻阅各种专业期刊,了解各种土木工程材料的最新进展,在每学期初把课程涉及到的标准规范进行检索和更新,使教学内容—直保持最新。根据应用型人才培养要求,明确课程教学思路,优化土木工程材料课程教学内容体系,教学内容围绕钢材、胶凝材料、混凝土与砂浆、砌筑材料、沥青、高分子材料、功能材料、木材、装饰材料等九大类材料展开,以材料的组成、生产、技术性质、应用为基本教学内容,在此基础上通过联系实际工程强化对土木工程材料的应用范围讲解,注重向学生传递创新理念。鼓励学生创新(如图1)。课堂教学中,利用多媒体教学方式.把各种材料及其在实际工程中的应用、材料施工的工艺和流程等以图片、视频、动画的形式展示给学生,在丰富教学内容的同时,强化学生对各种材料的认识,培养他们的工程观念。通过介绍各种材料的发展历程和新型材料的产生,培养学生的创新意识,鼓励他们创新。土木工程材料课程中,由于材料缺陷、疲劳破坏、施工条件、使用环境等造成的材料失效、工程事故等有很多案例,将这些工程实例引入课堂教学,既可以加强材料与工程实践的联系,还可以锻炼学生分析问题和解决问题的能力,对于提高他们的综合素质也是有益的。课堂教学中,弱化理论教学并不等于不学习理论。根据授课内容,给学生必要的指导,引导他们自主学习理论,H将课堂学习与课下学习结合起来,使学生能够全面掌握所学知识。课堂教学中注重习题课教学,通过习题课巩固所学知识,引入工程案例分析等拓宽学生视野,弥补教学内容的不足。三、构建合理的实践教学体系实践教学是土木工程材料教学的重要组成部分,特别是各种土木工程材料技术性质的试验在课程教学中占有较大的比重,但以往的教学往往忽视了试验教学的重要性,不利于学生动手能力的提高。
为了更好的培养学生的实践能力和创新能力,构建了课程试验、课外实践、计算机应用和自主创新“四位一体”的实践教学体系(如图2)。
图2。四位一体”实践教学体系
首先,强化试验教学。土木工程材料课程教学中试验教学的学时相对较少,学生无法利用上课时间完成一些必做试验。为了锻炼学生的动手操作能力,让每个学生都有动手机会,让学生利用课余时间完成相关试验。试验过程中在强调学生动手的同时,鼓励他们多思考,并设置一些创新试验激发学生的创新意识,比如通过采用不同形状的试件测试混凝土的抗压强度。让学生分析它们的区别和联系。对于一些综合性试验,通过分组让学生从不同的基础数据出发,以获得不同的试验数据并进行对比,比如混凝土配合比设计试验中,各小组采用不同的配合比所获得的混凝土强度是不同的,据此可以分析配合比和强度的关系,而且试验过程中还可以培养学生的相互协作的团队精神。实验室根据学生的需要不定期进行开放,让学生熟悉试验设备,完成一些课外试验。
其次,充分利用课外实践。课堂教学时间是有限的。为了加深学生对所学知识的认识。鼓励学生对自己感兴趣的问题进行课外调研,根据自己的所见所闻,写成调研报告或研究论文,作为课下作业的一部分。同时,利用认识实习等课外实习机会,带领学生参观建材市场、施工工地,熟悉所学的各种建筑材料以及它们在工程中的应用,以更好的巩固所学知识。
再次,加强计算机在课程教学中的应用。当前,计算机已经成为获取知识的重要工具。结合学生感兴趣的问题,指导学生利用计算机检索图书馆中的各种电子数据资源以获取有用的数据。鼓励学生利用所学的计算机知识.解决土木工程材料课程学习中的问题,比如利用计算机编程解决最佳配合比设计问题。利用计算机模拟材料受压破坏问题等。
最后,鼓励学生自主创新。政府和学校非常重视大学生的创新能力培养,分别设置了大学生创新基金项目。鼓励学生充分利用好这些平台,积极自主创新,根据自己的新颖想法申请创新基金项目或申请各种专利。
四、考核方式改革
全面考核学生对所学知识的掌握.同时适应应用型人才培养的要求是土木工程材料课程考核方式改革的基本出发点。以前的考核方式只注重对课程理论知识的掌握,缺少对学生实践能力和创新能力的考核。为此,将考核内容分为两部分:课程理论知识,占70%;综合能力,占30%。课程理论知识考核不局限于课程的书本知识。通过在试卷中加人·些T程案例分析、前沿问题分析等考核学生分析、解决问题能力。综合能力考核包含对学生的试验操作能力、试验报告完成情况、课余调研情况(以小论文或调研报告形式进行考核)等的考核。
五、注重提高教师的综合素质
土木T程材料课程的教学改革中,教师发挥着重要作用。教师需要不断更新自己所掌握的知识,这要求教师要经常阅读国内外文献,积极申请和参与研究课题.这不仅有利于课程教学内容的更新,对于教师科研水平的提高也是有利的。课程教学中,教师要注重改善教学方式和方法。提高教学水平,以激发学生学习的兴趣。
教师应身体力行,亲自动手做实验和参与工程实践,这样才能更好地指导学生。教师应具有较高的计算机应用水平,计算机是解决工程中问题的重要工具。教师需要熟练掌握这个工具,这有利于个人解决科研问题和对学生科学合理的指导。教师应不断总结课堂教学经验,注重课堂上和课下与学生进行交流,要在不断交流中发现问题,促进教学相长。
六、结束语
在应用型人才培养要求的指导下'对土木工程材料课程的教学观念、课堂教学、实践教学、考核方式等进行改革是必要的,这对于提高学生的实践能力和创新能力是有利的,对于教师综合素质的提高也有积极的推动作用。教学改革的效果需要通过教学实践来检验.在教学实践中,推动教学改革,总结经验教训,全面提高学生和教师的综合素质是下一步要践行的工作。
我们必须在教材的基础上,理顺我们要交接的内容,并依据大纲的要求,对教学内容进行优化,对教材内容进行合理的深化和适当的扩展。《土木工程材料》内容多而繁杂,但授课学时数有限,必须根据专业和课程特点使教学重点与专业相结合同时有所侧重。引导学生对土木工程材料的正确理解,为工程应用打下良好的基础。授课过程中,教学重点放在材料的组成、结构与性能的关系上,通过对其关系的分析,导出材料的性质和应用,通过对材料性能、应用特点的认识,了解材料改性的途径,知道材料的适宜使用环境、施工技术等,从而能够针对不同的工程及环境条件,合理选用材料。
二、加强课程之间的联系,增强其系统性、条理性
由于教材内容的特点,即内容偏重于叙述,内容多、繁杂,没有逻辑性,章节之间联系不大,初学者往往找不到重点。因此,在备课时教师一定要明确所讲内容的重点、难点和教学目的。认真研究教材,增强授课内容的系统性、条理性,帮助学生理清思路,引导学生分析各种材料在组成、结构、性能和应用上的共性和特性,加强课程各部分内容之间的联系,着重引导学生顺着材料的组成和结构决定其性能,而原材料种类和生产施工、工艺又决定了组成、结构,这条主线去学习,培养同学们分析、解决实际问题的能力,提高综合分析能力和专业素质。
三、改善教学方法,充分调动学生的学习积极性
传统的教学思想比较注重教师的决定作用,忽视学生在学习活动中的主动性、积极性。因而学生普遍学习兴趣不高,效率低下。因此教师在课堂讲授过程中,应尽量采用多种不同的教学模式、教学方式和手段,要求学生课前复习,课后预习,教师在讲课时要适当穿插提问、设疑等促使学生积极主动的思考,同时多多采用工程案例,以具体的工程案例为引例,引发学生进行讨论,发表意见,从而加深学生对材料性能的理解和应用,激发学生的学习兴趣。
四、改善教学手段,增强教学的直观性、趣味性
该课程属于实践比较强的课程,但实验学时有限,大部分测试方法、测试手段需课内讲解,所需时间长、表达不直观,学生难以透彻理解。因此,老师要从有关各种期刊等获取有关的信息,及时掌握最新标准,同时利用互联网获取相关信息和政策,各种材料的最新发展动态,作为教材内容的补充,克服教材的局限性。同时利用现代化的教学手段等直观教学方式,在课堂上通过动画演示和播放实验录像让学生充分了解实验过程和操作方法,达到除满足本科教学的目的,这样既激发了学生的兴趣,增强了教学效果,又加深了学生的记忆,使所学的知识更加的坚实、牢固。
五、利用实验课加深学生的理解,增强学生的动手能力
关键词:创新能力;人才培养;开放式实验教学;混凝土结构
中图分类号:TU37;G642 文献标志码:A 文章编号:1005-2909(2013)01-0135-03
自20世纪90年代以来,土木建筑行业一直是中国国民经济中的重要支柱产业,据不完全统计,当前中国设置有土木建筑类专业的高等院校已达400多所。土木工程是一门实践性很强的学科,要求在校期间重视对学生的创新能力、动手能力和解决实际问题能力的培养。因此,当前以能力为导向培养土木工程专业创新型人才是中国由经济科技大国走向经济科技强国,实现跨越式发展的迫切需要[1]。
一、混凝土结构实验教学的背景和现状
自1998年7月《普通高等学校本科专业目录》颁布以来,将原来的建筑工程、公路与城市道路工程、桥梁工程、铁道工程、隧道工程、港口工程等8个专业合并为土木工程专业,即“大土木”。调整后的土木工程专业具有学科方向多、专业口径宽和综合性强等特点。混凝土结构是目前国内外应用最多、应用范围最广的结构型式。混凝土结构系列课程,包括混凝土结构基本原理、混凝土结构及砌体结构设计、高层建筑结构设计及特种结构等课程,都是各大高校土木工程专业的主干课程。然而,目前对“大土木”宽口径、厚基础要求的混凝土结构课程,涉及到建筑工程、公路工程、铁路工程等行业的《混凝土结构设计规范》《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》和《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》等3本规范。3本规范的内容和要求差别较大,甚至设计理念和方法也有较大的差异。如何在有限的学时内引导学生深刻理解混凝土结构的基本原理,抓住混凝土结构的精髓,又不使学生对各个行业规范的计算方法产生混淆,是教师面临的一道难题。
混凝土结构是建立在试验基础上的理论性、工程性、综合性很强的课程。课程中的许多理论、模型及公式均来源于实验。实验教学是混凝土结构教学的重要组成部分,是抽象思维与形象思维、传授知识与培养能力、训练技能相结合的过程。因而,在混凝土结构课程的教学过程中,根据教学进度开展必要的实
验教学环节,不仅能提高学生的学习兴趣、加深学生混凝土结构基本理论知识的理解,而且能促进学生的创新能力、动手能力和解决实际问题能力的培养和锻炼。
据笔者的调查,目前国内各大高校的混凝土结构课程实验教学的开展情况如下:由于受到学时和实验资源的限制,大多数高校的混凝土结构课程没有设置实验教学环节,而采用多媒体或实验录像展示代替;少数高校混凝土结构课程开展了教学实验,但大多采用验证型参观实验的方式,即由实验教师或实验员预先设计制作好混凝土试件(如配筋率不同的钢筋混凝土梁、钢筋混凝土偏心受压柱等),在实验课中进行现场加载试验,带领学生观看构件加载的破坏过程和破坏现象;同济大学、浙江大学等高校自主研发了多功能的混凝土结构教学实验平台[2-3],清华大学等高校也先后开展了开放式混凝土结构课程自主研究实验教学[4]的探索。境外的各大高校均非常重视创新能力、动手能力和解决实际问题能力的培养,实验教学是混凝土结构课程中一个非常重要的环节。以香港理工大学及香港城市大学为例,混凝土结构课程要求学生自主设计完成混凝土构件的实验,最终提交书面的实验报告作为课程最终成绩评定的重要依据,自主实验的权重达到30%。
二、混凝土结构开放式实验教学探索
(一)开放式实验教学的目的和意义
由于传统的验证型实验只是混凝土结构教学的辅助手段,并没有使学生的思维方式、实践能力和研究能力得到转变和提高,很难建立“实际操作—实验现象—分析理论—设计计算”这一过程的完整认识,不利于学生创新能力和工程实践能力的培养。
开放式实验教学,就是在满足基本实验教学的前提下,将实验室定期或不定期地对学生开放。依托开放式实验室提供的实验设备、耗材等试验条件,学生在教师的指导下,根据所学知识选择一个题目,独立设计实验方案,并完成实验过程。开放式实验具有设计性、创造性和综合性的特点,这是其区别于传统的验证型实验最显著的特性。开放式实验形式单次实验持续时间短,规模适度,经统筹安排,可使其不与正常教学时间冲突,可操作性好。
开放式实验中学生始终处于主体地位,自主把握实验方法和进程,教师在实验过程中只需给予必要的指导和启发。它不仅能调动学生的学习主动性,加深学生对课本理论知识的理解,而且能充分调动学生的主观能动性,促使学生勤于思考、勇于创新,不断思索实验方法,提高学生发现问题、分析问题和解决问题的工程实践能力及实验操作技能。开放式实验教学鼓励学生之间探讨实验方案等相关内容,促使学生在学习上相互交流,培养他们沟通交流的能力和团队协作精神。此外,开放式实验能提高实验设备和场地的利用率,也能促使实验室统筹规划能力和管理水平的提高,推动了实验室自身的建设。
(二)混凝土结构开放式实验教学的实施
1.开放式实验的选题
混凝土结构开放式实验的选题可来源于以下3个方面:教师结合教学需求申报的教学型开放式实验项目;教师结合科研项目申报的科研型开放式实验项目;学生结合科技创新活动申报的创新型开放式实验项目。
2.开放式实验的实施步骤与措施
混凝土结构开放式实验的具体实施步骤如下。
(1)开放式实验项目的申报。组织教师结合混凝土结构课程教学及开展科研工作的需要,申报教学型、科研型开放式实验项目;学生也可结合开展科技活动的需要积极申报创新型开放式实验项目。
(2)开放式实验项目的审批立项。实验室、学院及学校教务部门对申报的开放式实验的目的、意义、可行性及所需的实验仪器设备、场地、实验周期等进行逐项审查,审核通过后予以立项并公布。
(3)学生报名审核。学生根据课程学习的需要、自身兴趣爱好和时间安排,有针对性地选择项目进行报名。经项目主持人及实验室审核后确定项目参与人员。
(4)开放式实验项目的开展。指导教师组织学生自主开展开放式实验项目,教师主要在文献检索、实验方案优选、实验仪器操作规范及撰写实验总结或科技小论文等环节给予必要的引导,实验从设计到实施整个过程都由项目小组成员通力协作自主完成。
(5)开放式实验项目的总结和验收。项目负责人对项目的实施和完成情况进行总结,填写项目验收报告,总结经验教训,提出合理的建议。对参与教学型实验项目的学生,由实验指导教师根据完成实验情况评定成绩;对参与科研型及创新型开放式实验项目的学生,由项目主持教师或指导教师给予创新学分。由学院及学校教务部门组织对各个开放式实验项目的验收。
为了保证开放式实验工作的顺利开展,通常需要采取一定的措施。
(1)优先考虑教学型开放式实验项目。申报的开放式实验项目较多时,应优先考虑教学型开放式实验项目,确保实验教学任务的顺利完成。
(2)确保开放式实验的经费支持。学校应专门拨给一定的经费用于支持教学型开放式实验项目;科研型及创新型开放式实验项目的实验经费则由相应的科研项目及学生创新基金项目提供必要的经费保证。
(3)开放时间的统筹安排和实验资源的优化配置。通过实验指导教师、学生以及实验室管理人员的协调,采用固定时间和预约时间相结合、预约方式为主的方式,统筹安排优化配置实验资源以满足各方需求。
(三)开放式实验教学的成效
2011年起中南大学出台了《中南大学实验室开放管理办法》,学院结构实验室根据教学计划安排、创新人才培养需要,开始面向天佑班、以升班及卓越工程师班等实验班本科生开放试点,并逐步实现向全院本科生全面开放。学校试点工作再次表明,开放式实验教学在培养学生创新能力和工程实践能力方面成效显著,主要体现在以下几个方面。
第一,开放式实验教学能调动学生的主观能动性,促使学生勤于思考。大多数学生能结合课堂所学知识,积极思考,自主地查阅文献资料,按照试验大纲的要求完成混凝土梁正截面受弯及斜截面受剪试件的计算分析及设计等工作,加深对书本知识的理解。
第二,开放式实验教学能培养学生的创新精神,提高学生的创新能力。少数基础较好的学生选择完成教师科研项目的铁路桥梁疲劳实验等任务,学生综合运用发散思维等创新思维方式积极探索,勇于在试验方案和数据分析处理方面求新求异,创新能力有所提升。
第三,开放式实验教学能锻炼学生发现问题、分析问题和解决问题的工程实践能力。部分学生根据兴趣及结构模型比赛等学科竞赛的需要完成自选项目实验任务,试验过程中学生能细致地观察,深入思考,在导师的指导下自主地发现问题、分析问题和解决问题,动手能力和工程实践水平显著提高。
三、结语
土木工程是一门实践性很强的学科,学生的创新能力、动手能力和解决实际问题能力的培养是教学实践中的重要环节。开放式实验具有设计性、创造性和综合性的特点,开展开放式混凝土结构实验教学,能调动学生的学习主动性,提升学生对混凝土结构基本理论知识的理解,促使学生勤于思考、勇于创新,提高学生发现问题、分析问题和解决问题的工程实践能力及实验操作技能。开放式实验教学的实施过程中,需要做好实验的项目申报、立项、审核、实验开展及总结验收等各项工作。实验室需要提高自身的规划能力和管理水平,实现开放时间及实验资源的统筹安排和优化配置,确保开放式实验教学的顺利实施。实践表明,开放式实验教学能取得显著的教学成效,值得在全国土木工程专业推广。
参考文献:
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[2]顾祥林,林峰,黄永嘉,等. “混凝土结构基本原理”本科教学实验平台建设[J].实验室研究与探索, 2009, 28(2): 37-40.
[3]余世策,蒋建群,刘承斌,等. 钢筋混凝土综合实验装置的开发与应用[J].实验室研究与探索, 2008, 27(4): 36-38.
[4]冯鹏, 叶列平,王宗纲. 混凝土结构课程的自主研究实验教学[C]//建筑结构——第十届全国混凝土结构教学研讨会论文集. 2008:289-291.
Open experimental teaching of concrete structure
LIU Xiao-chun, WEI Jun, YU Zhi-wu
(School of Civil Engineering, Central South University, Changsha 410075, P.R. China)
关键词:双语教学;结构力学;策略
一、《结构力学》的教学现状及双语教学的可行性
(一)《结构力学》的教学现状
1 学生普遍感到该课程抽象、枯燥。2 内容深、多而课时少。教学大纲对本科一般规定的学时是100-110学时。实行5天工作制后学校在安排上已减少至70学时。此外,教材内需要板书的图和公式多,需要讲解的例题多,所以占去很多课堂时间。3 教学内容与实际脱节。教材内容都是已经抽象化后的力学模型,实际专业中的哪些部分可以抽象为这样的模型,学生往往无法联想。4 绝大多数为汉语授课。
(二)双语教学的可行性
1 时间恰当。《结构力学》课程排在教学计划第五学期,这时学生已修完《理论力学》、《材料力学》、《基础英语》。该课程双语教学不但能被学生接受,而且能够初步培养其英语专业应用能力。2 中外教学要求和内容基本一致。《结构力学》研究的是结构物的力学原理,而它普遍适用于各国。相反,《结构力学》后续的专业课由于各国规范不尽相同,难以直接引用国外原版教材。3 充分利用多媒体课件,能够节省大量画图、板书时间,最大限度扩展授课的信息量、减小教师的劳动强度。
二、推行《结构力学》双语教学存在的主要问题
(一)师资水平难以迟到双语教学的要求
双语教学要求任课教师不仅要精通专业知识,还要有良好的英语基础和口语表达能力,而目前的师资往往达不到这些要求。
(二)学生英语水平不足
双语教学实施的前提是学生具有良好的英语基础,而事实上达到要求的学生寥寥无几。
(三)适用教材紧缺
教材的适合与否将直接决定双语教学的成败。不同层次的学生需要各自能够接受而又愿意接受的教材。然而,一方面,学生的层次难以确定;另一方面,教材的理论深度、广度难以与该课学时及学生培养目标相符。
三、双语教学的三种模式
(一)完全沉浸型教学模式
完全沉浸型,就是学校采用全英教材,完全使用一种非母语的第二语言进行教学,组织学生用英语进行课堂讨论。学生的作业和考试均采用英文,以便为学生营造一个良好的英文应用和专业学习环境。
(二)单词引导型教学模式
所谓单词引导型,就是教师在讲课过程中着重讲述专业名词的英文表示,而在对其进行解释时,则以汉语讲解为主。
(三)过渡型教学模式
就是在最初的教学过程中以母语教学为主,重要的概念、定义用英语阐述,而主要原理和工程实例则用汉语来解释,教学手段以讲授为主。随着英语教学的逐步深入,应选择部分内容用英语讲解,采用启发式与互动性相结合的教学方法,引导学生进行英语思维。
第一种模式从长远来看,是一种理想的教育模式,但它是建立在师生英语水平均较高的基础上,目前来说并不适用,盲目使用只会带来专业不“专”、英语不“精”的后果;第二种方案虽然实施起来很方便,学生也易接受,但不利于学生英语水平的提高,不能满足人才培养国际化的要求;根据实际情况,宜采用第三种教学模式,即不断拓展学生的英语空间,同对将结构物的力学原理反复、逐步地融入其中。
四、《结构力学》双语教学策略
(一)师资策略
鉴于高校土木工程专业教学的特点,《结构力学》双语师资主要应由该学科教师培训英语的方式加以解决,辅以聘请外籍教师的方式。现阶段,对双语教师的培训课分为以下几个方面:1.定期对双语教师进行英语语音、语调的“正音”训练;2.强化课堂语言、课堂组织能力训练;3.强化专业英语应用能力积累;4.分析双语教学影响因素及其规律。
(二)学生策略
根据多数学生的平均英语水平,确定英语授课比例。随着学生平均水平的提高,逐步扩大该比例。循序渐进,因材施教。
(三)教材策略
尽量选用国外优秀原版教材,另外,可摘选一些结构力学方面国内外具有代表性的文章作为辅助教材。双语教学是一个渐进的过程,需要专业知识和外语知识的积累,所用教材应既有专业系统知识的讲解,又要语言上简洁易懂。选择双语教学教材时,要认真分析和对比国内同类教材,以避免教材选用出现偏差,影响教学效果。既注重本课程所需基础,又要对比分析教材内容、逻辑结构;既要考虑跟踪学科前沿,又要分析其叙述方法和特点。
(四)大纲的制定
由于使用两种语言授课,且学生接受能力有限,双语教学过程中为了让学生理解透彻所授内容,难免出现课程进度缓慢的情形。任课教师可以通过试讲,摸索出恰当的授课计划,做到详略得当、重点突出。
(五)课堂教学
课堂教学多样化,多种教学形式并用。在进行双语教学时,课堂教学不能仅仅满足于讲授法,要通过多种渠道,采用不同的教学形式,如案例法、讨论法、交叉教学,充分调动学生的学习积极陛,提高双语教学效果。
首先,教师讲解知识尽量使用外语进行,努力做到概念解释准确、逻辑思维严密、重点知识讲解详细、难点知识讲解清楚,同时可以适度地采用中文进行解说,避免由于语言滞后造成学生的思维障碍。教师还需循序渐进地增加学生的专业词汇,在课堂上有针对性地把原版教材中的基础理论、关键概念和词汇提取出来进行讲解。板书也使用外语,内容包括课堂笔记、专门术语、关键句子及各类条款的具体举例。把外语深深扎根于专业知识当中,让学生更清晰、透彻地理解理论。
其次,多安排一些课堂讨论和案例分析的教学时数,就某个专题或案例组织学生用英文进行小组讨论和互动式的提问。可由教师先提出问题,学生自己寻找答案、解答问题,教师全程督导,引导学生积极参与到课堂教学活动中。通过讨论教学,不断训练学生运用专业知识解决实际问题的能力和使用外语进行思辨、交流的能力,培养学生形成良好的探索性、互动性的学习习惯。
此外,还需加大学生课外阅读量,推荐一些本专业相关的网站,指导学生定期浏览并选择一些专业英文材料阅读。还可要求学生必须收集一定数量的专业资料,加以整理,撰写小论文。
(六)考核方式
河北科技师范学院城市建设学院工程管理专业2004年设立以来,经过十多年的努力,已经逐渐形成一支拥有学历、职称和年龄结构较合理的教师队伍。本专业要按照“引进+培养+共享”的人才队伍建设思路,建立学校、企业共享共同的专业教师使用机制,以优化结构为重点,突出教师职业能力培养,强化“双师双能型”教师队伍建设力度,根据教师岗位要求及学科发展趋势,及时完善教师知识结构,补充知识的不足,在课程安排上充分考虑教师的自我提高问题,为教师在职学习和提高提供方便。对于新走上工作岗位的青年教师,要经过听课、助课等环节后才能担任讲课任务,第一次上讲台前必须进行试讲,对教学内容和教学方法进行严格把关,并对教学重点、难点集体备课,以帮助青年教师顺利通过教学关,尽早担负起教学工作,搞好不同层次教师的传、帮、带工作和梯队建设,充分发挥教师团队优势。
2优化专业课程体系,加大教学管理工作改革
根据国家《高等学校工程管理本科指导性专业规范》人才培养规格,针对应用型工程管理人才培养的具体要求,探索和完善工、学结合,校企合作的人才培养模式,加强课程建设,力求课程搭配合理、课时比例协调,突出主干课程,突出专业特色,保持管理知识结构的优势,从某种意义上说,这个优势也是特色,是土木工程专业所没有的,特别是工程项目管理方向和工程造价管理方向,更应该保持这个优势。这有利于学生未来的发展和提高,也有利于实现教育部新专业目录规定的培养目标。加强精品课程建设力度,使本专业主干课程达合格以上标准,争取1-2门达优秀标准。健全和完善教学大纲、课程发展规划等教学基本文件,根据应用型人才主体培养要求,完善各主要教学环节的质量标准和控制,认真实行教学评估与检查,建立动态评估与过程考核机制,进行毕业学生质量跟踪调查、专业招生与学生就业调查等措施。在教学管理方面,做好对学生的学习效果和教师的教学效果、教学能力的全过程监控,发挥教学质量管理手段对于教师工作和学生学习的督导功能。
3创新实践教学模式,强化实践教学环节
实践性教学环节包括:认识实习、课程设计、顶岗(生产)实习、毕业实习和毕业论文等几方面。加强实践教学环节,突出应用型人才培养特色,注重加强与企业教学实践实习基地合作,提升校企合作,开展实践教学的紧密度和结合度,实施关键岗位核心能力培养模块化教学,依托建筑施工企业,实行建筑工地顶岗实习,提高学生的实践能力。在教学中突出培养学生创新、创业意识,从低年级开始设置创新教育和培养,在高年级开设创业培训,使工程管理的学生在创新中不断成长,在创业中不断提高。
4改革教学方式方法,实施教育资源共享
关键词:卓越工程师 桥梁工程 课堂教学 改革研究
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2016)08(a)-0091-02
“卓越工程师”培养计划是教育部2009年推出的一项高等工程教育改革措施,旨在为工程领域培养面向工程界、面向未来、面向世界的优秀工程技术人才。西南石油大学土木工程与建筑学院作为应用型本科院校被教育部列入了第二批“卓越工程师教育培养计划”名单。对于道路与桥梁工程专业人才培养而言,“桥梁工程”课堂教学的重要性毋庸置疑。
1 “桥梁工程”课程教学现状
“桥梁工程”是土木工程专业道路与桥梁方向一门必修专业课,在专业课程体系中占有极其重要的作用和地位。通过该课程的学习,要求学生熟练掌握梁式桥的结构构造和设计计算、了解拱桥、斜拉桥和悬索桥的主要特点和构造等。该课程涉及“六多两强”,“六多”指先修课程多、规范条文多、课程内容多、基本概念多、构造要求多和设计计算多,“两强”是指实践性强和综合性强,学生在缺乏实际工程经验的情况下,难以掌握。目前采用的教学形式主要是“教师讲、学生听”的“填鸭式”教学模式,在课堂教学中学生的主体作用被轻视,导致学生缺乏自主学习的积极性。由此暴露出了“桥梁工程”课堂教学的一系列问题,例如:⑴教材内容缺乏新意,创新性不足;⑵课程内容多,学时少;⑶教学手段单调,灵活性不够;⑷教学内容乏味,实践教学环节薄弱;⑸畏难心理导致学生缺乏主动思考能力;⑹课程考核方式单一,反映不出学生的综合素质。
2 “桥梁工程”课程教学改革思路及措施
针对“桥梁工程”课堂教学存在的弊端,结合国家卓越工程师培养计划的推进和落实,对该课程的教学模式、教学思路、教学方法进行如下改革探索。
2.1 根据课程内容,编制适合本科教学的教材
纵观我国大量桥梁工程的出版物对各种桥型的上部结构和墩台基础都进行了介绍,但大多存在只重点介绍简支梁桥和拱桥的构造与计算,而对于连续梁桥和桥梁墩台基础的构造与计算只是泛泛而谈,特别是现阶段常见的钢桥基本没有介绍。我校学生只学习桥梁工程这一门桥梁专业课,适应这类学生的桥梁工程教材内容应深入浅出,重在原理的介绍,理论和实践应能兼顾,并将最新的桥梁发展现状引入到教材内容中。
2.2 调整课程体系结构,增加“桥梁工程”课程学时
我校道路与桥梁方向学生的培养原则是重路轻桥,因此桥梁工程只有56个学时。通过调整课程体系结构,桥梁工程课程学时增加了56个学时,将这些学时中的24个学时添加到桥梁工程上,桥梁工程的学时变为80学时。另外32个学时增加一门桥梁墩台基础。这一改革设想目前已从2013级学生开始试行。
2.3 采用启发式、讨论式、体验式教学方法
改变以往教学模式,将启发式、讨论式、体验式教学方法引入到课堂教学中来。笔者通过对2011级、2012级学生试点启发式、讨论式、体验式教学方法,效果明显。启发式、讨论式以简支梁桥构造设计学习为例,在介绍了简支梁桥的受力特点后,可以启发式学生去归纳总结悬臂梁桥及连续梁桥的受力特点,并分组讨论由受力特点决定的各种桥梁截面异同。而体验式教学则是将课堂交给学生,由学生来完成小部分教学任务。以简支梁桥截面设计学习为例,学生在学习这部分内容之前两个星期,将任务布置下去,由学生以3人为一组来完成简支梁桥的截面特点学习。每个小组都要准备多媒体课件,且每个学生都需准备一种截面的讲解。上课时由学生代替教师带领全体同学来完成截面特点的学习,不足的地方教师在加以补充。大部分学生为了避免上去讲解时不懂的尴尬,在课下会花大量的时间准备多媒体课件、收集与截面特点相关的图片及工程实例。通过几次尝试后发现有部分同学准备充分、讲解时图文并茂、内容熟悉,可以和教师的讲解效果相媲美。同时绝大多数学生逐渐有了提前预习的习惯,学习的主动性也有所提高。
2.4 将动画和视频引入到课程教学中,并强化实践教学环节
对于实践要求较高的环节,可将现场教学、动画和视频引入到桥梁工程的课程教学中。例如对于桥梁的基本组成及重点构造,可以组织学生到学校附近的人行天桥上现场参观,这对体现教学思路,引起学习兴趣是非常有效的。
另外,要积极鼓励学生参与到校开放性实验中,并鼓励学生参加每年举行的结构设计大赛,让学生自己动手制作桥梁模型,在实际操作中发挥丰富的想象力和创新能力。
2.5 加大课程网站建设,充分利用网络化教学
我校的桥梁工程网络课堂已经在天空网络教室建立,一些基本资料,如多媒体课件、练习题及模拟试题等都挂在了课程网页上,学生可以随时阅读和下载复习。但学生知道的少,应加大网络教育宣传,让学生能够充分利用网络来学习。同时,应补充各类桥梁的图片、施工动画及视频资料。还可以开辟课程答疑、讨论专区,利用网络平台学生可以完成习题的练习和答疑,并对重点问题和难点问题进行讨论,通过网上留言、学生提问、学生自答、教师解答等方式提高学生的学习兴趣。让桥梁工程的学习变成随时随地可以进行的平常事情,从而克服学生的恐惧心理。
2.6 成绩评定方法
改变传统单一的考核模式,注重对学生学习过程和能力的考核。改革后的桥梁工程课程成绩评定拟考虑对学生基础知识、基础能力和工程应用及创新能力的考核。学生基础知识和基础能力由平时表现(包括出勤和平时作业)、讲课表现和期末考试成绩组成。工程应用及创新能力考核主要包括课程论文、读书报告及科技活动等。课程论文主要指在教学过程中布置的一些探讨性较强的小论文。
根据新构建的桥梁工程成绩评定系统,平时表现、讲课表现、课程论文、读书报告和科技活动情况等均纳入到平时成绩的考核中。考核方案如表1所示。
3 结语
桥梁工程课程的教学改革,优化了教学体系和内容,倡导启发式、讨论式、体验式的教学模式,形成了“以学生为主体、教师为主导”的格局。教学手段多样化、现代化,通过网络化教学,将桥梁工程的教学从课上转到课下,提高了课堂教学的效果和质量。部分改革措施已经试行,教学效果表明,采用此类改革方案明显活跃了课堂气氛,锻炼了学生的表达能力,将现场教学、动画及视频引入课堂教学之中,激发了学生学习兴趣,增强了学生学习的积极性、主动性和创造性。成绩评定方法的改革,使学生从死记硬背中解脱出来,同时也避免了学生考试抄袭的现象发生,端正了学习态度。在整个教学过程中,教师也应该不断提高自身的理论水平,总结教学经验,强化素质教育,力争和学生一起提高教学效果。
参考文献
[1] 陈东.基于卓越工程师计划的钢结构课程教学改革研究[J].重庆科技学院学报:社会科学版,2011(6):174-175.
关键词:工程测量 GPS测量 衔接性 教学研究
随着现代科学技术的快速发展和高等职业教育改革的深化,“工程测量”原有教材的内容和体系已经不能适应教改后的教学计划和调整后的专业结构。我们从教学要求出发,在多年的教学实践和科研活动基础之上,注重理论性和实用性相结合、系统性和最新发展相结合的教学方式,对GPS定位相关的基础知识和数据处理过程介绍得比较详细,在教学中比较适用,使学生对GPS卫星导航定位系统有一个完整的概念。
GPS定位技术从问世之初取代常规大地测量和工程控制测量发展到目前,已渗入工程测量、地籍测量、交通管理、导航、地理信息系统、海洋、气象和地球空间研究等许多领域。GPS定位技术的日益广泛应用,使它成为土木工程类专业学生的必修内容。
通过多年的教学实践和教学改革,我在教材建设、教学内容改革、多媒体教学、教学考核方式和教学实习的改革
等方面做了一些初步的探索和研究,得出了一些有益的结论。
一“工程测量”课程与GPS测量的衔接性教学内容的改革
(一)在现用的高等职业学校“工程测量”教材中,有关GPS测量原理与应用介绍简单,没有相关工程实例,教材理论性和实用性相结合、系统性和最新发展相结合的教学内容与最新发展相结合不紧密。因此,我校在教学和教材建设中紧紧抓住“教学对象主要是应用GPS进行精密定位”这一特点,在教学内容的组织上改变已有教材中将GPS卫星定轨理论与方法、GPS卫星信号的组成与传播等天文、电子或通讯方面的理论作为重要内容,而只是将这些内容作为GPS定位理论主线上的必要过渡知识点进行简要介绍。
(二)结合路桥专业的特点,重点安排了以下知识点:GPS系统的构成及其发展现状、GPS定位系统的坐标系、GPS卫星的测距码信号与伪距测量原理、GPS卫星的载波信号与相位测量原理、GPS静态定位原理、整周未知数的确定方法与周跳分析、GPS动态定位原理、GPS定位测量中的坐标转换、GPS控制网的设计及外业工作、GPS基线向量解算与网平差、GPS定位技术的应用等。通过这些知识的学习,不但使学生对GPS卫星导航定位系统有一个完整的概念,而且可以使学生较好地理解和掌握GPS定位的关键理论和重要知识,从而达到使用GPS定位技术从事测绘或相关专业工作的目的。
二改革教学方法和手段
(一)授课时提纲挈领,对于教材中部分通俗易懂的内容可以安排学生自学,把节省出来的课时用来加强重点、难点章节的讲授及补充新的教学内容或课外知识,以解决教学时数少而内容多的矛盾,教师要对教学内容进行筛选和组合,并且要大量阅读相关的科技论文和资料,以便了解授课内容的最新发展情况。
(二)多媒体教学与文字教学相结合。多媒体教学具有直观、生动、形象等特点,可以将部分在课堂上用文字叙述不便的内容用幻灯片或动画进行教学,既提高了效率,又加强了学生对授课内容的理解与记忆。图像、声音、文字及三维动画效果的使用,可以更好地向学生们演示GPS系统工作原理、测距码和载波相位的测量原理、RTK技术和广域差分技术的实现过程以及GPS定位坐标系统之间的转换等一系列内容,还可以直观地演示和观看用GPS后处理软件进行数据的预处理、基线向量解算和GPS网平差的全部过程。
三教学考核方式的改革
在教学考核方面,除了正常的期终考试考核之外,对学生的实践教学考核进行了改革,用仪器操作考核(占40%)、成果质量考核(占20%)、实习小结考核(占20%)、小论文(占20%)等多种形式,综合评定学生的实习成绩,而学生的实验实践教学考核的成绩可以占到总成绩的60%左右。实践教学考核方式的改革有力地促进了学生们参与实习实验的积极性和主动性,提高了学生对GPS信号接收机的熟练程度和实际动手能力,这方面的改革对教学质量的提高也是大有裨益的。
四重点加强和改进实验实践教学环节
(一)加大GPS课程的课间实习力度,保证实验课时,重视实验课的质量。将GPS课程的课间实习课与理论教学课时调整为1:1,保证实验课的教学时间。通过实验课的学习,可以将理论与实际联系起来,及时巩固课堂教学的内容,加深对基础理论的认识,同时可以为以后的集中实习打好基础。为此,教师对每一堂实验课都应提出具体的要求,实验课结束之后要让学生撰写实验报告,以加深对实验课内容的理解。
(二)依托实训基地,让学生直接参与基地生产,提高实际操作能力。将GPS内容综合实习,合理安排实习时间,增加应用实例分析,譬如:我校测量实习基地建筑物密集,测区权属关系复杂,权属界址点数量多.采用常规测量手段施测十分困难,采用RTK测量技术作为本测区宗地权属界址点坐标的实测技术手段,在地籍测量的应用还是很少的。在充分调研论证并通过试验检测认证的基础上全面实施,取得了比较好的效果。
通过实例综合,有效地增强了学生对GPS静态相对定位、RTK GPS测量、GPS测量数据的后处理等实际问题理解和应用。这样,学生基本上将与GPS实际应用相关的实习内容全部掌握,都能够在实际中运用自如,有效地提高了学生对社会的适应能力。
(三)教学与科研、生产相结合,提高实践教学水平。学院充分利用自身的科研技术优势,将科研、生产工作的内容、手段和目的融合进实验教学,并鼓励学生参与一定的科研和生产工作,使学生能够接触学科发展的前沿,开阔学生的眼界和思路,增强学生的创新意识,促进实验教学水平的提高,提高了学生的创新能力。
(四)积极组织学生参加科技竞赛活动,在课后积极组织学生参加以知识和实践技能方面的设计或竞赛活动,使学生在竞赛活动中受到较全面的能力培养和实践锻炼。
我们通过教学内容和方法、多媒体教学、教学考核方式和教学实习等方面的改革,在教学中取得了较好的效果,得到了学生们的欢迎和肯定。
参考文献: