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关键词:工程测量;道路勘测设计;一体化教学
中图分类号:G71 文献标识码:A 文章编号:1009-0118(2012)-03-0-02
《工程测量》课程是道路桥梁工程专业的专业基础课。该课程的的教学内容要求学生既要掌握测量基本理论知识又要熟练掌握各种测量仪器的操作技能,又能运用所掌握的知识在道路桥梁工程建设中进行道路现场施工测量。《道路勘测设计》课程是该专业的主干专业课,主要讲述道路线形设计与道路外业勘测知识。两门课程教学内容均有理论和实践环节两部分构成。在各自的现有教学内容体系中,两门课程均存在有知识点的不连贯现象,同时两门课程在知识结构上又存在一定程度的知识点交叉与重叠。因此,优化整合两门课程的教学内容体系,科学合理安排教学次序,互相补充,删去重复部分,实现两门课程一体化教学模式,对节约教学资源,提高教学质量有重要意义。
一、存在问题分析
《工程测量》课程主要内容包括:测量学的基本知识;工程上常用仪器的构造、使用和校核;测量误差的基本知识;大比例尺地形图测绘;公路路线勘测阶段的任务以及工作方法,包括中线的测设和路线纵、横断面的测量;道路工程施工阶段的测量任务及方法,包括道路施工测量、桥隧施工测量等内容。简单概括为测量基础理论知识讲授与道路施工测量技能培养两部分内容。《道路勘测设计》课程主要内容为:道路设计管理与控制要素,平、纵、横断面设计、选线及总体设计,交叉口设计,交通设施设计,外业勘测等。同样可以分为道路线形基础理论与外业勘测技能的培养两部分内容。可见两门课程,在知识结构形式上均可分为理论教学与实践教学两部分;内容上也都离不开道路线形基本知识,联系也较为紧密。
相关调查显示,目前国内有关高等院校在该专业课程设置中,两门课程的教学安排大部分为以下模式:
《工程测量》设置在大二上学期,理论学时48课时(包含8学时的实验课时),另加2周的测量实习。《道路勘测设计》课程设置在大三上学期,理论学时56课时,另加2周的室内课程设计。
笔者用近两年时间,通过和学生谈话、调查问卷以及用人单位的反馈信息等方式,发现两门课上述教学模式虽被大多数院校所采纳,但的的确确存在有一定弊端。
(一)理论教学方面
对于道路桥梁工程技术专业的学生来说,《工程测量》课程的重点是1、测量仪器的基本操作;2、公路路线勘测;3、施工测量。但是后两个知识点明显要求学生有一定的道路线形知识基础,即:道路平、纵、横断面的基本知识以及相关计算公式。对于处在大二上学期的学生,只是学了一年的公共基础课,没有任何道路线形知识基础,想熟练掌握这部分知识是很吃力的。如果要求授课教师在讲授《工程测量》课程时,把这部分牵扯到的道路线形基本知识加进去,那么本课程的总共48课时是远远不够的。笔者每次讲述到这部分时,总感觉讲起来吃力,学生学起来也吃力。如果《工程测量》课程只讲授测量仪器的基本操作,授课内容明显不够饱满,也不符合该课程的大纲要求。因此,《工程测量》的三大内容(测量仪器的基本操作、公路路线勘测、施工测量)的连贯性存在一定的问题:在测量仪器基本操作与公路路线勘测之间出现了知识结构的断层。
接下来再来看《道路勘测设计》课程。《道路勘测设计》课程内容分类为道路线形基础理论与路线外业勘测技能的培养两方面。首先,道路线形基础理论部分用到了工程测量学里面的有关计算公式,以及转角、控制测量等专业术语。路线外业勘测部分更是要求学生能够数量掌握测量仪器的操作技能,是测量学知识在路桥工程中的延伸。因此《道路勘测设计》课程的学习依托于《工程测量》的知识基础;《工程测量》课程是《道路勘测设计》课程的先修课。此外,《道路勘测设计》课程的路线外业勘测部分和《工程测量》课程中的公路路线勘测部分讲述的都是道路几何线形在现场如何放线的问题。两门课程在这里出现了知识点的交叉和重复。
(二)实践教学环节方面
首先,来看《工程测量》课程2周的测量实习。2周时间的测量实习,真正能干什么呢?鉴于前面分析过的原因,在理论授课时,因学时的数量限制,学生又没有一定的专业知识基础,教师针对道路路线指标有关的计算、测量部分,是无法讲解的。因此,2周的实习只能是在校内让学生练习一下测量仪器的使用,绘制小地区平面图。而道路桥梁工程现场的曲线测设、边坡放样等日常测量工作是无法进行的。这种模式的实习将导致学生虽然学过测量课程,,熟悉了道路施工常用测量仪器的使用,但是毕业后到了路桥施工现场遇到测量工作,仍然是一筹莫展,不能理论联系实际,尽快将学到的知识用到工作中去。《工程测量》课程的测量实习教学效果也就偏离了实用型人才培养的目标。
接下来分析《道路勘测设计》课程的2周室内课程设计。同样是时间限制,学生不可能有搬着仪器,到现场进行地形测量的机会。课程设计只能是在给定的现场地形数据,即地形图的基础上,学生按照规范要求生搬硬套,进行道路线形设计。因为缺少现场考察的过程,设计出来的成果往往未能和当地地形、景观、环境相协调,更容易忽视道路平纵横的相互配合。最终导致学生设计出来的作品,只是几种基本线形机械的累加,没有任何工程实践意义。因此,为期两周的《道路勘测设计》室内课程设计的教学效果同样偏离了实用型人才培养的目标。
综上分析:按照传统的教学模式,两门课程无论是在理论教学上,还是在实践环节上,均出现一定程度的知识点次序混乱,连贯性脱节,不可能完整的完成教学大纲的要求。因此,我们有必要针对上述弊端,对两门课程传统的教学模式进行改革,建立新的教学模式,使学生更容易掌握理论知识,也进一步提高学生的工程实践技能,真正实现实用性人才培养的教学目标。
二、理论教学内容的改革
鉴于上面的分析,两门课程有不同程度上的知识点次序混乱,连续性脱节现象,我们可以打破两门课程的现有格局,将两门课程的知识点糅合在一起,从新排序,形成一个逻辑性强的道路线形勘测与施工测量知识体系。新的授课内容安排次序如下:1、测量仪器的基本操作;2、道路线形设计基础理论;3、公路路线勘测;4、施工测量。其中测量仪器的基本操作、公路路线勘测以及施工测量三部分是原《工程测量》课程中的内容;道路线形设计基础理论和公路路线勘测两部分属于原《道路勘测设计》课程中的知识。新的教学次序连贯性强,由浅入深,由理论到实践,符合人们认识新事物的认识规律,更便于学生学习掌握。
此外,新教学体系从内容上新的理论教学内容涵盖了原两门课程的全部知识点,而且公路路线勘测部分知识只出现一次,避免了原两门课程在此部分知识的重复现象,节省了约20课时。这样,原来两门课程理论教学总104课时,可以缩短为84课时。
三、实践环节的改革
为了避免两门课程实践环节的上述弊端,我们同样可以将二者放在一起进行,互相弥补彼此的不足,达到更好地教学效果。我们可以选择一个地物地貌适合教学、具有一定规模的地质公园作为实习基地。实践环节的4周时间,具体安排如下:第一周,进行地形图测绘。第二周,进行道路选线、现场放出导向线。第三周,进行道路的平面、纵断面、横断面线形设计。期间如果对地形有疑问,可随时到现场重新测量核实。第四周,根据设计成果,现场进行模拟道路施工测量。新的实习内容安排涵盖了原两门课程的实践环节的教学任务,而且与道路施工的现场相吻合。通过实习学生不但完成了对测量仪器的认识与使用,也熟悉了道路施工工序,增强了工程实践经验。这样学生一旦走出校门,进入工地就可以马上完成理论与实践的结合过程,尽快进行现场施工测量。
四、结语
新的教学模式,打破了《工程测量》、《道路勘测设计》两门课程的孤立进行的传统模式,而是将两门课程的知识点,融会贯通,按照人们对事物的认识规律,由浅入深、由理论到实践的从新排序,形成两门课程一体化教学模式。无论是理论教学上,还是实践教学上,不但节约了时间,更有利于学生完成对知识的学习掌握,在教学上可以收到事半功倍的效果。
参考文献:
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[2]道路勘测实习教学效果的综合评价[J].文畅平.重庆:高等建筑教育,2006:86-89.
[3]工程测量教学内容改革初探[J].杨建光.张家口:张家口职业技术学院学报,2008:71-73.
【关键词】桥梁工程 课程建设 实践性教学
课程建设是教学建设的基本内容,是人才培养质量的根本保证。精品课程建设是教育部“高等学校教学质量与教学改革工程”的重要组成部分,同时也是青海大学课程建设的重要内容和主要目标。其目的在于:通过精品课程建设,切实推进教育创新,深化教学改革,促进现代信息技术在教学中的应用,共享优质教学资源,全面提高教育教学质量。 2014年10月,“桥梁工程”被青海大学土木工程学院列为优质建设课程,同年12月,被青海大学教务处立项为“三类”重点建设课程。现就该课程的建设情况阐述如下。
一、教学内容组织方式与目的
针对课程中的基本概念、结构的基本组成部分结合各种桥梁模型进行讲授,使学生掌握桥梁的各部分组成和基本概念,对桥梁有个感性认识。设计计算理论的部分内容根据桥梁结构的设计顺序按上部结构、下部结构及支座来安排,以设计理论的应用和简单的力学推导以及引入桥梁设计规范为主,并通过课程设计,使学生学会应用规范进行简单的桥梁部件的设计计算,这是学生了解桥梁设计过程和施工对象的关键所在。最终教学目的: 使学生精施工,懂设计,会管理。
二、实践性教学的设计思想
本课程实践教学的设计指导思想是通过系统、完善的实践教学,将理论与实践相结合,增强课程教学效果,提升学生分析问题、解决实际工程问题的能力。实践教学体系主要包括认知实习、课程实验、课程设计、生产实习和毕业设计等环节。
1.认知实习
土木工程专业(交通土建方向)学生第二学年第一学期,组织学生到青海省西宁市附近已建成运营的具有代表性的桥梁以及大型桥梁施工现场进行参观实习,帮助学生初步建立桥梁工程的感性认识,促进学生及早确立学习目标。
2.课程实验
根据本课程实践与理论结合紧密的特点,以《建筑材料》、《结构设计原理》等课程实验为基础,构建了以验证性实验为主的课程实验项目。为有效培养学生独立分析问题、解决问题的能力。开设综合性实验和设计性实验,并逐年提高其比例。同时,为了培养学生的创新意识和创新能力,鼓励和引导学生利用课外时间进行创新性实验和科学研究。
3.课外科技活动
建立青海大学土木工程学院桥梁兴趣中心,开展每年一度的桥梁结构承重大赛和桥梁模型设计大赛。鼓励学生积极参与桥梁结构承重大赛和桥梁模型设计大赛,并在赛题设计时注重拓展学生的创新思维和培养学生的创新能力。
4.课程设计
在桥梁工程理论教学基础上,安排了为期一周的混凝土梁桥课程设计。课程设计包括理论计算和结构构造图设计两部分。通过课程设计,加强了学生对所学知识的综合应用,提高了学生分析问题、解决工程问题的能力。
5.生产实习
在学生学习的第四学年第一学期,安排了为期6周时间的毕业实习。学生通过深入工程建设现场,对桥梁建设动态、结构设计、施工技术等方面有更好的了解和掌握。通过校企合作,建立3-5个专业实习基地供学生进行生产实习。
6.毕业设计
毕业设计是专业教学中极为重要的环节。毕业设计始终结合理论设计与生产实际相结合,坚持一人一题,设计涵盖了桥梁方案设计、技术经济比较、内力计算与配筋、施工组织设计等内容,学生通过桥梁工程设计的全过程训练,不但掌握了桥梁设计的基本方法,而且提高了综合应用知识和分析问题的能力,确保了毕业设计质量。
三、实践教学效果
1.增强桥梁认知能力,树立了桥梁工程意识
通过实践性教学环节,提高了学生对桥梁工程的认知能力,充实和深化了课程理论教学的效果,使学生对课堂教学内容有更深刻的理解。
2.锻炼了动手能力,加深了对桥梁结构的理解
通过课程设计,学生掌握了桥梁的设计理论、方法和计算步骤,并用于具体工程设计;实验教学可使学生掌握桥梁结构的试验检测方法;经过实习基地的实习,学生进一步了解桥梁的构造、施工工艺和流程、施工组织设计和管理,提高学生解决实际问题的综合能力。
3.得到了桥梁工程设计全过程训练,具备了从事桥梁设计的基本能力
通过毕业设计环节的综合训练,学生对桥梁设计全过程、构造设计、计算方法和施工组织管理有更加深入的理解;将科研项目引入毕业设计选题,使学生获得科研工作的基本技能训练。学生毕业后能很快适应工作,用人单位普遍反映学生基础扎实,工作能力强、协助能力强。
四、教材的使用与建设
本课程从2000年开始一直采用由姚玲森主编的《桥梁工程》教材。2004年交通部颁布了新的《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62―2004),进而更换姚玲森主编的新版《桥梁工程》,此教材为“十一五”规划教材和21世纪优秀教材。
五、促进学生主动学习的扩充性资料使用情况
由于该课程具有综合性、实践性等特点,为了激励学生的学习兴趣和积极性,调动学生学习的主动性,注重给学生传授获取相关知识的方法,提高学生的自学能力。为此,我们为学生提供了一些相关的扩充性资料:工具书、网络资源课件、相关辅助自学教材和杂志。
六、教学方法和手段
近年来,在教学实践中重视教学内容的更新,重视教学方式的改革,努力实现由单纯传授知识到启发学生的思维、培养学生的创新意识和能力;坚持不断地改进课堂教学,坚持课内外各教学环节的紧密配合;开展课堂讨论、案例分析、演示试验等教学内容,使课堂气氛生动活泼。实现由单纯传授知识到重视培养能力的转变;坚持精讲多练使课堂成为学生智能培养的舞台;探索高效率教学使课堂成为学生智能培养的阵地。重视课堂设计的目的性、科学性、实践性、艺术性和思想性。总结经验,转变教学思想。各环节相配合,推动教学改革。
参考文献:
关键词:桥梁工程课程;学习;重要性;方法
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)32-0129-03
一、桥梁工程课程学习的重要性
1.从桥梁专业学生就业专业情况来分析。2008届、2009届、2010届和2011届某大学桥梁专业毕业生从事本专业就业统计情况。
从表1中统计的数据来看,由于目前交通行业的发展正处于高峰时期,在学校里学习桥梁工程专业的学生毕业以后大部分都从事该专业的工作。因此,掌握好桥梁工程课程知识,有利于毕业生更好地开展工作,更好地服务于交通事业。
2.从就业单位对毕业生要求来分析。通过对用人单位对某大学毕业生的使用情况的反馈和对2008届、2009届和2010届毕业生的跟踪调查来看,我校桥梁工程专业学生在就业过程中存在的主要问题是:一是专业基本知识掌握太少,与实际要求还有较大差距;二是实践与应用能力不强;三是工作适应能力较差,不能吃苦,随意擅自离职。其中的第一和第二点,反映了就业单位对毕业生掌握桥梁工程课程程度的要求较高,桥梁工程课程程学习的好坏直接影响到毕业生的工作能力。
二、目前桥梁工程课程学习的现状
1.桥梁工程课程枯燥无味,学生对该课程学习兴致不高。土木类专业课程的学习特点就是培养学生动手、动脑及分析、应变能力,这些专业课程应着手培养学生的逻辑思维能力,抛开形象思维定式的约束,充分发挥学生的想象力,抓住问题的关键,从而帮助学生更好地认识科学发展的客观规律。在课程的学习中,很多学生反映土木类专业课程之一的桥梁工程课程有着公式繁多、难以理解、逻辑性强、抽象性强等问题,觉得该课程枯燥无味,因此对该课程的学习失去了兴趣。
2.没有掌握好桥梁工程课程的学习方法,课程重修率高。因为桥梁工程课程的这些特点,而有些同学又没有掌握较好的学习桥梁工程课程的方法,导致了学生对该课程学习的厌怠,相当的学生在课堂上显得积极性不高。2010年学年,笔者从某大学《桥梁工程》课程的到课率调查情况来看,在《桥梁工程》课程的前阶段(本阶段主要讲述桥梁工程的概论,介绍桥梁的发展和建设成就,桥梁的组成等),学生到课率为90%以上;而在课程的中后阶段(本阶段主要讲述桥梁工程各种体系桥梁的构造和计算),学生到课率为75%~85%,明显低于课程前阶段的到课情况。总结原因主要是:学生对于桥梁专业有关于桥梁发展的内容听得懂也感兴趣,而对于桥梁构造及计算的内容感到枯燥无味。因为该部分内容理论相对较深,需要应用到前面的基础知识,如在学习“荷载横向分布系数”计算内容的时候,需要同学们运用到《结构力学》中求影响线的知识,如果影响线绘不出“荷载横向分布系数”是计算不出来的。有的同学听得一知半解,又不及时对上课内容进行课后消化,不懂的知识越积越多,索性就对《桥梁工程》课程失去了信心,便萌发了“与其坐在课堂上听‘天书’,不如出去干其他事”的想法,使得到课率产生了下滑。这种情况也导致了相当一部分同学对桥梁工程课程学习不足,课程重修率较高。从2009―2011年桥梁工程专业学生的《桥梁工程》考试(考试内容为包含大部分教学重点的中等难度的闭卷考试试题)成绩分析可知,三年里面年均重修率>15%,考试成绩>80分以上的比率
三、实践与探讨
1.加强基础理论学习,夯实专业基础。专业课涵盖内容广泛,需有一定的基础课作为基础,而桥梁工程以《理论力学》、《材料力学》、《结构力学》、《结构设计原理》等基础课程为基础,因此学好这些基础课程是学好《桥梁工程》的前提。学习要脚踏实地、一步一个脚印,不能操之过急。一些刚进大学的新生,还没开专业课,就急于去学习《桥梁工程》课程,结果看不懂也是正常的。如在学习梁桥构造的时候,主梁的构造及配筋为什么是这样一个原则或这样的规律,这是与《材料力学》和《结构设计原理》的知识相关的,如果没有这些基础知识做铺垫就不能真正掌握梁桥主梁构造及配筋的原理。
2.着力提升《桥梁工程》课堂教学质量。桥梁工程课程的课堂教学是“启发式”教育,讲授桥梁工程有关的理论知识。因此,老师的讲课方法固然重要,学生还应在课堂上记住老师讲课的思路、重点、难点、方法和主要结论,对要点、难点和因果关系要作课堂笔记。教师的言传身教对培养学生的学习积极性起着相当重要的作用,有经验的老师在课堂上会引入一些自己参与的工程实例,通过PPT的形式把工程照片放映出来,增强学生们的感性认识,然后引发学生们去思考和讨论,加深他们对概念的理解和认识。由于专业的特点,目前相当多的桥梁工程教材对于桥梁知识的描述不是很生动,激发不了同学们的学习兴趣,笔者曾经思考能否将桥梁工程课堂教学与桥梁实习结合起来,穿行讲解,有助于提高讲课的效率和学生们的学习兴趣。但由于学校附近符合实习要求的场地不多(太远了又涉及到时间和交通等问题),而且现在学生人数较多,实习难度加大。因此,采用此方法来进行教学有一定的难度,如何解决这些困难从而找到一条合适的教学途径值得我们进一步探讨。
3.充分利用桥梁实习,加强理论联系实际的能力。工地实习是理论联系实际的宝贵时机,观察施工现场、学习施工组织、了解施工程序、观摩施工过程,向工人和工程技术人员请教可以学到课堂上学不到的知识和技能。高校的教学大纲里要求桥梁工程专业的学生要进行为期一个月(4周)的生产实习和两周的毕业实习,目的也是让同学们通过现场工程技术人员讲解、现场参观并参加生产工艺活动,掌握桥梁工程课程所学知识;增强理论联系实际的观念和培养解决实际问题的能力;了解桥梁的设计和施工,即各种桥梁的设计特点、构造形式、施工方法、施工组织、监理过程等方面的实用知识。有不少的同学通过在实习中对桥梁的感性认识,与课本知识很好地结合起来,大大加深了对专业知识的理解。记得实习中有一位2009届的学生在预制梁厂里仔细观看了主梁的配筋和浇注过程后,真正理解了《桥梁工程》课本上枯燥的文字叙述,说明了理论联系实践后产生的微妙作用。一位做了某桥梁公司技术总工的校友在一次讲座上曾经感慨的说道:“桥梁实习解答了我在桥梁工程专业知识上的很多疑惑,使我真正把课本的知识与实际工程第一次联系起来,加深了我对桥梁专业知识的认识,感觉好极了。”可见,充分利用桥梁实习课程的时间来掌握专业知识是多么的宝贵,能否成为桥梁工程方面的优秀人才,工地实践尤为重要。
4.做好课程设计与毕业设计,训练学生的专业综合能力。桥梁工程专业教学中安排有大量的课程设计,如“悬链线拱桥的设计”、“钢筋混凝土T梁设计”等,还有长达12周的毕业设计,目的都是训练学生综合运用所学知识解决问题的能力。特别是桥梁工程的毕业设计,要求学生们按照指导书的要求,根据实际情况独立地进行桥梁设计,这就要求学生要在设计中能综合运用所学课程,要有一定的分析问题和解决问题的独立工作能力,要掌握计算、绘图、查阅文献、使用规范手册和编写技术及计算机辅助设计计算等基本技能,掌握大、中型桥梁的设计原则、设计方法、步骤和正确的设计成果表达方式,熟悉国家制图规范和标准设计图集的运用等。如果一个学生能按照指导书的要求完成桥梁工程毕业设计的任务,这对于提高他的桥梁工程专业知识将大有帮助。笔者在毕业设计中曾经指导过一个学生,该生由于桥梁专业知识掌握不好《桥梁工程》考试没有及格,最头疼的是该生准备要进行毕业设计,然而专业知识的匮乏成为了他巨大的拦路石。其实该生的基础知识并不差,《桥梁工程》课程没有学好是因为没有掌握正确的学习方法,在笔者的指导和鼓励下,该生在毕业设计中一步一个脚印,扎扎实实地学习桥梁工程专业知识并运用到设计中,一边设计一边学习,专业知识的掌握得到了大大的提高,并以高分顺利通过了《桥梁工程》补考,同时也较好地完成了毕业设计。可见,做好毕业设计对于学好桥梁工程知识起到了良好的补充和促进作用。
5.重视实验课程的教学。实验教学的目的是验证、弄懂技术原理,掌握用实验方法解决实际问题的手段。桥梁工程的教学课本上,有一章书的内容是“混凝土简支梁桥的计算”,里面有一个内容是计算“荷载横向分布系数”,这也是简支梁桥计算的一个重点和难点,要顺利地进行计算必须先要理解荷载横向分布的原理,相当一部分学生在学习中对于原理的理解一知半解。针对于这种情况,我们在教学内容中增加了“验证荷载横向分布系数计算方法”的实验,在实验中学生可以通过加载测试的方法测出结构的实际受力情况,然后与理论计算进行比较从而验证计算方法的正确性。通过这个实验,学生对于荷载横向分布的原理更加理解,真正掌握了“荷载横向分布系数”的计算方法。因此,实验课对于桥梁工程课程知识的学习起到了很好的辅助作用。
6.积极参与课外学习与设计竞赛。课堂学习侧重的是专业和基本的理论和方法,在校期间不能满足于教材的学习,要多渠道获取知识和信息、拓宽知识面和专业视野。课外学习是对桥梁工程课程的一个有益补充,一是可以通过到图书馆借阅老师推荐的相关参考书,了解本专业国内外的科技发展水平和最新科技动态;二是可以通过经常登录土木类网站、论坛,了解本专业的行业动态和政策法规。三是学习国家标准、规范、规程,这是土木工程的行业准则和工作依据,这样既能巩固在校的学习效果又可以提高工作后的实战能力。同时,要积极参加与桥梁工程专业相关的一些竞赛,提高自身的动手动脑能力。很多高校的土木工程专业都组织了“桥梁模型设计大赛”这一项活动,这个活动要求学生们通过自己学习到的桥梁专业知识,按照要求的材料(如纸、木材等)制作出一定比例的桥梁模型,谁制作的模型在相同质量下承载力最大就获胜。这个活动激发了学生对于桥梁结构的研究:到底怎么制作的模型承载力最大?怎么制作的模型质量小一点?怎么制作模型更加优美?并通过自己对专业知识的理解,制造出符合要求的各种桥梁模型。同时,在比赛中通过加载试验学生们可以直观地了解到模型的实际受力能力,并与理论计算的比较,加深了他们对桥梁结构的理解。笔者曾经参加过几次长沙理工大学土木与建筑学院举行的“桥梁模型设计大赛”,在比赛中学生们充分发挥了自身的创造性,参加比赛的各种桥梁模型千姿百态,汇集了学生们的巨大心血,从他们在一次一次加载过程中的欢呼声中笔者感受到了学生们对活动的积极性和热爱性。这说明活动的开展无疑是成功的。在活动中,学生们的动手能力和创造能力得以发挥,更加激发了他们对专业的热爱,极大地促进了他们对桥梁工程知识的掌握。
四、结语
桥梁工程学科属于土木工程的分支,在功能上是交通工程的咽喉。随着祖国交通事业的发展,国家需要大量的桥梁工程专业的人才,因此学好桥梁工程课程将会对国家的交通发展起到很大的促进作用。而要学好桥梁工程课程,则应该要有正确的学习方法和途径,文章对于学好桥梁工程课程进行了一些探讨,望能够给予读者一些启示。
参考文献
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关键词: 工程应用能力 教学模式 实践 改革 桥梁工程
1.引言
一个地区的发展和建设离不开当地高等院校的人才培养,地方高等院校自身的发展和服务地方的建设至关重要,尤其在培养专业技术人才方面,要结合本地区的特色和特殊性做出及时的调整和适应。地方高等院校各个专业的发展与服务地方的关系,影响其健康持续发展,这个问题应引起高等院校自身和学术界的广泛关注[1,2,4,5]。从服务地方来看,大部分高校没有合理调整各个专业内容的设置,及时应对当地发展和建设的需要,出现脱离当地建设的实际、针对性不强等一系列问题。
我校作为一所传统的工科院校,近几年来一直将服务地方策略作为专业人才培养方案调整的重要依据,努力把学校建设成服务地方发展和建设的人才培养、科技创新的重要基地。自2010年开始,我校土木工程专业开始准备住建部专业评估,土木工程学院启动工程应用能力为主,结合地方建设为特色的土木工程人才培养课程教学模式改革工作。作为土木工程专业道路与桥梁方向,《桥梁工程》课程是一门非常重要的专业业务课程,是一门要求工程实践能力很强的专业课程,与工程实际关系十分密切。因此,通过一定的工程实际锻炼,能用已学的知识理论去解决工程实际问题将关系到学生专业能力素质。结合多年的桥梁工程教学,笔者对工程应用能力培养进行探讨和思考。
2.桥梁工程课程教学存在的问题
《桥梁工程》课程继土木工程制图、材料力学、结构力学、结构设计原理、基础工程、桥涵水文、道路勘测设计等课程学完之后,以实际工程为背景,进一步运用力学知识和综合专业基础知识,解决桥梁实际工程问题。
近些年桥梁工程建设的增多,使得道路桥梁专业毕业生的专业知识层次要求产生了变化,我校桥梁工程课程理论教学增加到目前的88学时,注重了这门课教学的整体完整性,但也存在一些不足和改进之处。目前在教学中普遍存在的问题有:(1)由于学生专业基础课程学习的不够扎实,一些专业基础课程设计未能按要求完成,且往往基础课和专业课由不同老师讲授,导致桥梁工程学习中运用到已学过的知识理解新的概念、理论时不能及时掌握,随着课程的推进,新的知识点出现越来越多,学生学起来就感觉到困难,致使掌握程度浮于表面,甚至只是应付上课;(2)由于课程相对密集的原因,没有更多的时间在学习过程中结合实践和运用,不能把理论知识和工程实际有效结合,导致接下来的课程设计环节无法进行,甚至失去课程学习的兴趣和信心;(3)考核方式多为结合平时上课出勤情况,书本上理论知识点的期末试卷考核,这种评价体系侧重于理论知识的考核,无法全面对综合运用学过的专业知识去解决实际问题的能力评价,因此不能很好地培养具备能够提出问题―分析问题―解决问题的工程应用能力的人才,与目前倡导的卓越工程师的培养大相径庭。
3.以应用能力为主导的教学模式
作为土木工程专业的学生,其学习理论知识的目的是毕业后能够运用到实践工程工作中,在工作中遇到新的问题如何运用已学的知识去处理和解决。因此,桥梁工程课程教学改革,要与实际工程相结合,建立合理的教学课程体系,培养和锻炼学生具备工程应用能力,能够解决实际工程问题至关重要。
3.1理论课程学习模式的改革
桥梁工程课程的学习,一般学生常规的学习方式是进课堂集中听专业老师灌输式的讲授,这种教学模式不利于培养学生的工程应用能力,在教学过程中,应切实体现工程特色,突出实践,强化应用。我校桥梁工程课程理论教学88课时,通过加大课时量,做到教学内容完全体现深化桥梁理论知识学习,加强工程实际能力的培养。课程教学大部分章节以桥梁工程案例为依托,做到从工程中学习理论知识,到运用已学知识解决工程实际问题中,增加学生工程意识和思维方式。建立了一套工程信息资料数据库,如BIM建模与应用模块,实际桥梁工程施工、设计、监理、造价及管理资料模块,桥梁工程视频、动画模块,与桥梁工程有关的微信(筑龙路桥等)、论坛精品资料模块、实验室实践学习模块、工程软件学习实践模块,产学研实习模块等,将其穿插应用于理论教学的始终,突出课程教学的工程特色。通过结合学校周边近几年大型桥梁工程建设,激发学生的学习桥梁工程课程的兴趣和爱好。
3.2课程实践训练环节模式的转变
以往我校的桥梁工程课程实践环节主要是通过虚拟一课题完成课程设计或大作业,进行设计一座预应力梁式桥或拱桥,并给出计算书和设计图纸。通过对几届学生完成情况的观察,在两周的时间内,只有少数学生能够参考设计计算实例完成,只是依葫芦画瓢地照搬参考书上实例进行计算画图,没有真正理解体会的完成一座桥梁的设计计算。针对这种情况,在教学过程中,通过问卷调查和与学生互相交流得知,导致这种情况是集中教学模式,加之实践中其他课程和实践环节过多,只有无暇应付,根本没有时间去思考和认真去做。因此,最近几年采取了一系列的措施来改变上述的状况。
3.3建立课程工程应用能力考核机制
强度工程应用能力,并不是放弃量化的指标考核,建立在实际教学过程中能够进行综合评价一个学生的评价考核体系,使学生能够知道想学什么,要学什么,必须学什么。在考核中强度多元化的评价,如桥梁工程知识点的比赛,定期学生上台讲课汇报情况让学生自己解决同组或本班其他学生存在的问题。真正做到以考促学,以考促教,加强平时考核,加强知识的综合运用能量的测评,加强自己动手解决问题的评价。总之,好的评价考核体系能够真正区分和识别谁是最好的学生。
4.结语
工程应用能力是工程师核心的竞争力,也是高等院校工程教育的薄弱环节。高校中开设的专业课程要理论知识结合实践训练,全方位、多角度地培养学生的工程应用能力。教师要不断增强工程意识,做到传授知识、培养学生解决实际工程问题意识、参与到工程实践中。学校、地方企业等参与到整个培养的过程中,为教学提供支撑条件,为能够培养出更好的卓越工程师创造良好的条件提供保障。
参考文献:
[1]喻梅,周水兴.《桥梁工程》教学模式与教学方法研究[J].中国科技信息,2010(20):306-307.
[2]冯丽.基于工程应用能力培养的教学模式改革探讨――以桥梁工程教学为例[J].绍兴文理学院学报,2011(9):89-91.
[3]吴鸣,熊光晶.基于工程能力培养的桥梁工程教学改革探索与实践[J].长沙铁道学院学报(社会科学版),2010,11(1):109-113.
关键词:桥梁工程;混凝土结构设计;教材;概念设计
中图分类号:G6420 文献标志码:A 文章编号:1005-2909(2013)02-0058-03
“桥梁工程”是中国高校土木工程专业的一门重要课程。在目前各高校使用最多的几种《桥梁工程》教材中[1-3],混凝土梁桥和拱桥的篇幅较大,斜拉桥和悬索桥的内容则相对比较概略。限于总学时,在课堂教学中一般也如此。
将混凝土桥梁作为本科“桥梁工程”教学的重点内容之一是合理的,这是因为混凝土桥梁在世界各国应用最广,在中国公路桥梁中占90%以上,是桥梁工程技术人员必须熟悉的桥型。讲授混凝土桥梁课程,一方面要求教师掌握其设计原理和分析方法,具备相关材料、设计理论与方法、施工工艺等方面的知识;另一方面也应当有高质量的《桥梁工程》教材。
一、 国内教材《混凝土桥梁》内容的框架及若干问题
目前,国内多种《桥梁工程》教材中[1-3],有关混凝土桥梁的内容大体相同,几乎都是“构造、分析、施工和工程实例”四部分,表1从教学角度分析了其中可能存在的若干问题。
二、 与西方相关教材及规范内容的比较
西方高等院校普遍不设桥梁专业(归属于结构工程类),一般也没有专门的《桥梁工程》教材,课堂教学以授课讲义为主,同时列出多本参考书。据笔者了解,在北美混凝土桥梁教学中推荐的参考书目主要有Prestressed Concrete Bridges(C. Menn)[4],Prestressed Concrete Structures(M. P. Collins)[5],Reinforced Concrete: Mechanics and Design(J. G. MacGregor)[6]等,这些教材反映了西方混凝土桥梁课程的主要教学内容。此外,涉及混凝土桥梁设计的主要规范,诸如美国AASHTO LRFD桥梁设计规范、欧洲Euro Code Part 2-2、欧洲Model Code 2010等设计规范,也是教学中的重要参考书目。
(一)区分B区与D区的混凝土桥梁设计
在混凝土桥梁的设计分析中,应当将混凝土结构划分为B区和D区分别对待。B区是指截面应变分布基本符合平截面假定的结构区域,D区是指截面应变分布呈现明显非线性的结构区域。混凝土桥梁中的预应力锚固区、承台、盖梁、横隔梁等都是典型的D区(图1)。
在西方相关教材及规范中,对于D区的分析与设计,都采用基于拉压杆模型(strut and tie model)的设计方法。反观国内混凝土桥梁的教学内容,仅将混凝土桥梁按照受弯构件来设计(认为全部是B区),对于混凝土梁桥的D 区设计问题,几乎没有涉及。
(二)混凝土桥梁基于力流的设计方法
在中国钢筋混凝土桥梁承载力分析时,截面分析法被当作唯一方法进行讲授。实际上,承载力计算的桁架模型与压力场理论(图2),一直备受西方学者推崇,并且是西方规范中的主流方法。
(三)概念设计理念
Model Code2010是欧洲FIB(前CEB-FIP)组织面向未来制定的混凝土结构规范,包含全寿命周期设计、可持续发展、基于性能的设计等理念,应逐步贯穿到桥梁工程教学中。
三、教材的改进
近30年来,国内《桥梁工程》教材除了跟随规范的修订作必要修改外,在内容及编排体系上未有大的改变。笔者认为,高等院校的桥梁工程教育应当着眼于知识的基础性、先进性和应用性,正如林同炎先生所提倡的“工程师应当不盲从规范,而寻求利用自然规律”[7] 。
(一)反映新的工程实践
随着桥梁工程技术在材料、设计和施工技术等方面的不断更新,桥梁工程教学也应当适时反映这些工程实践,应当增加节段预制拼装和体外预应力等新技术。对于一些趋于淘汰的技术、构造及工艺,如锥销锚、镦头锚以及混凝土支座等内容,应当删除或弱化。
(二)反映新的设计方法
自20世纪80年代以来,压力场理论、拉压杆模型等基于力流的D区设计方法,广泛见于西方混凝土桥梁相关教材。修订中的《中国公路混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》,即将引入D区设计方法。因而,建议在《桥梁工程》教材及课堂教学中,对相关内容进行介绍,使学生认识到预应力锚固区、横隔梁、桥墩盖梁、基础承台等应力扰动区,应当采用另类设计模型。
(三) 加强概念设计环节
桥梁概念设计是近年来工程界讨论较多的话题,指工程师运用工程知识、经验与结构理论所形成的概念,进行总体方案设计、确定结构布置、拟定构造细节和判断计算结果。有必要在桥梁工程教学中结合桥梁结构选型、构造、计算分析及管养全过程,加强概念设计示例的讲解。
四、结语
客观地讲,国内的《桥梁工程》教材,普遍存在文字表述不够严谨、图形或公式表达错误等问题,某些数次再版的教材中,这些问题仍存在。相较于西方教材对基本理论的把握,对基本概念的系统性阐释,对基本问题的解读,对语句、图形及公式的细致斟酌,国内教材还存在较大差距。
国内的一些建筑工程教材,对完善《桥梁工程》教材也有借鉴作用,如东南大学邱洪兴教授主编的“十一五”国家级规划教材《建筑结构设计》[8-10]。该教材内容以建筑结构形式为纽带,考虑实际工程的一般设计过程,以“结构选型与布置计算模型选取与结构分析构件设计与细部构造”为主线,将不同结构类型贯穿起来。全套教材分为三册,第一册基本教程,用于基本理论的教学;第二册设计示例,用于实践教学,包括课程设计和毕业设计;第三分册学习指导,用于课外研学。鉴于此,《桥梁工程》的定位应该在基本理论的灌输,依靠桥梁设计丛书来完成实践教学,对问题的深入探讨则有赖于后续学习。
总之,《桥梁工程》教材应努力做到基本、系统、翔实和严谨,通过提高自身质量获得权威性,被广泛认可和使用。
参考文献:
[1]范立础.桥梁工程:上册[M].北京: 人民交通出版社,2001.
[2]姚玲森.桥梁工程[M].2版.北京: 人民交通出版社,2008.
[3]强士中.桥梁工程[M].北京: 高等教育出版社,2004.
[4]MENN C.Prestressed concrete bridges[M].Birkhuser,1986.
[5]Collins M P,Mitchell D.Prestressed concrete structures[M].Prentice Hall,1991.
[6]MacGregor J G.Reinforced concrete: mechanics and design [M].3rd.Prentice Hall,1997.
[7]林同炎.预应力混凝土结构没计[M].3版.北京: 中国铁道出版社,1984.
[8]邱洪兴.建筑结构设计:基本教程[M].北京: 高等教育出版社,2007.
[9]邱洪兴.建筑结构设计:设计示例[M].北京: 高等教育出版社,2008.
[10]邱洪兴.建筑结构设计:学习指导[M].北京: 高等教育出版社,2009.
Concrete bridges teaching in bridge engineering course
LIU Zhao, HONG Hao
(School of Civil Engineering, Southeast University, Nanjing 210096, P. R. China)
Abstract:
慕课在帮助数字技术发展的同时实现了两者的沟通与合作,提供了一种可以参与的体现学习本质精神的过程,如一些视频课程被切割成10分钟甚至更小的“微课程”,由许多小问题穿插其中连贯而成,就像游戏里的通关设置,答对才能继续听课。学生如果有疑问,可以在平台上直接提出,由师生共同解答等。慕课设置的这些互动环节为收集、分析数据,开展大数据应用提供了翔实的数据[2]。如通过记录鼠标点击,可以研究学习者的学习轨迹,发现不同的人对不同知识点的不同反应:某一知识点的学习用了多少时间?哪些知识点需要重复或强调?哪种陈述方式或学习工具最有效?有人把慕课称为“高等教育陷入了互联网狂热中”,慕课与大数据的结合可以研究世界各国学习者的行为模式,为在线教育打造更好的平台。
2014年5月,“爱课程”网中国大学MOOC(慕课)平台正式开通,桥梁工程慕课课程将在近期上线,人民交通出版社联合四所高校建设的高等教育桥梁工程课群教学信息化资源服务平台2015年10月建成。本文结合桥梁工程课程教学,探讨大数据背景下,教师如何利用慕课与大数据的特点改进教学方法,与课堂教学互补。
一、慕课与传统教学的相交模式
桥梁工程课程教学采用慕课与传统教学方法结合的相交形式,即以本校的课程设计为主,将慕课的课程内容作为课程资源嵌入或引用,从而优化传统教学模式,减少教师在课堂的灌输,增加师生间的互动。
引入慕课后,通过慕课的大数据收集,教师可整合和分析学生的学习行为记录,了解学生回答问题的正确率、练习题出错率、提问率等,掌握学生不易理解的知识难点,总结学生在慕课学习过程中的规律,并将学习内容分为课堂板块和慕课板块。
桥梁工程课程教材内容丰富,大部分高校桥梁工程方向或路桥方向的课程教学计划为64~80学时,建筑工程、工程项目管理、地下铁道等方向桥梁工程选修课教学计划为32学时或24学时,较实际所需还远远不够。慕课的课程设计不受限于教学计划的学时安排,可讲授全部所选教材内容。教师应针对不同的教学计划,选择不同的慕课模块,要求学生在课下完成学习,这样可以节省大量的课堂讲授时间。选择模块时,教师可结合教学计划,根据大数据的统计结果重点关注点击率较高的模块,同时还可加入与这些模块相关的知识点,将这些模块串起来形成一个完整的体系。也可参照大数据的统计结果进行教学计划的制定与修改。此外,为鼓励学生的个性化学习,可根据学生兴趣,倡导学生拓展学习,选学更多的模块,模块学时的累积值超过教学学时的学生可奖励学分。教师通过网络查看学生的上课记录、练习完成情况了解学生的学习状况。
课堂板块主要分为以下几个方面:知识难点的讲授;学习慕课板块遇到的问题答疑;出错率较高的习题讲解;对慕课内容的补充,如一些新的设计方法与施工技术的介绍;实际工程案例的分析讲解;有关规范的一些补充讲解等等。
将慕课板块与课堂板块相结合的教学,可极大提高教学与学习效率,也便于学生比较不同教师的授课风格与教学模式,针对不同的教学方式、环节设置进行评价,也有利于教师利用大数据统计结果综合比较慕课与课堂教学的优缺点,改善教学方法。慕课的“微课程”也方便学生将零散时间利用起来进行课程学习。
二、翻转课堂与仿真模型
慕课的一个显著特征是翻转,课程教学真正从以教师为中心转变为以学生为中心,改变传统授课方式,通过信息技术将知识传授在课前完成,知识内化则在课堂上经教师的帮助而完成。
慕课与普通的教学模式有个共同点,即讲授方式是二维平面的。就桥梁工程课程而言,有些知识点通过PPT演示等二维平面教学模式很难使学生掌握,对此,教师可列出教学需要制作的仿真模型列表,充分发挥学生的主观能动性和积极性,让学生根据兴趣报名,分组自制模型,教师利用模型授课使讲解更加直观,更易理解。例如讲解简支梁桥主梁内力计算方法与荷载横向分布系数的概念时,可以布置学生以教材示例的一座标准跨径20 m的简支T梁桥为参照,利用木板、泡沫塑料等材料制作该桥梁的T形简支梁桥的缩尺模型。课堂上先让制作模型的学生介绍此类桥型的受力特点、模型的构造特点、模型制作过程中的感想等。教师讲课时通过学生的介绍导入问题,以桥梁模型和一辆模型小车作为教学辅助工具,在课堂上模拟车辆在桥梁不同位置移动,让学生直观地看到车辆沿桥纵向、横向移动时,5片主梁与车辆相对位置的变化导致其上分配荷载值的变化,从而理解荷载横向分布系数的概念和主梁内力计算方法。教师讲授后,预留时间给学生进行答疑。这样,不仅增强了学生的动手能力,使得他们对教材内容繁杂、难以引起兴趣的结构构造部分有深入的了解,也使得他们对于不同类型桥梁的受力特点有更直观的认识,而且在学生制作模型过程中会发现一些听课时容易忽略的问题,从而引起重视。更重要的是,这一教学模式让学生能真正融入课堂教学。
三、国内外慕课的比较
西方高等院校一般没有专门的桥梁工程课程教材,课堂教学以讲义为主,同时为学生提供多本参考书。国内桥梁工程课程教材与一些西方高等院校的讲义有较多差异[3-4],如在混凝土桥梁的设计分析中,西方教材和规范将混凝土结构划分为B区和D区分别对待,对于D区采用基于拉压杆模型的设计方法,而国内教材对D区设计问题几乎没有涉及。Model Code2010 是欧洲FIB(前CEBFIP) 组织面向未来制定的混凝土结构规范,包含全寿命周期设计、可持续发展、基于性能的设计等理念,国内桥梁工程课程教材大多未介绍相关内容。教师可通过节选部分国外慕课的内容以弥补国内教材所欠缺的部分,并让学生了解到国内外设计理念、相关规范的不同之处,拓宽学生的国际视野。还可针对相关内容在课堂上展开讨论,实现翻转。
四、教师与慕课
教师,尤其是工科类教师大多没有接受过专业的教学技能培训,许多年轻教师进校入职就直接走上讲台,在把握课程节奏、营造生动的课堂气氛等方面有所欠缺。观摩名师讲授的慕课有助于提高教师教学水平,帮助教师从学生的角度,把握学习过程中可能会遇到的诸多问题,有利于发现自身的不足并及时改进,从而提升专业教学能力。
五、慕课与课堂教学
慕课视频会越来越标准化,但学生是个性化的,因此需要教师承担起线下的辅学、导学、答疑、互动、评价等工作,有针对性地指导学生的学习。幕课与大数据的发展是对课程教学的补充,可以让教师有更多精力致力于教学内容和方式的创新。但慕课缺乏师生面对面的密切互动环节,这些环节仅通过网络完成,对学生影响不够。面对屏幕学生注意力不容易集中,不利于提高课堂效率。此外,慕课教学以一对一的模式为主,无法充分发挥课堂教学就某些问题组织深入讨论集思广益的优势。
桥梁工程课程内容与实践密切相关,目前新材料、新工艺、新技术日新月异,教学过程中需要教师及时增加新的内容,以便学生了解最新的行业动态。此外,与课堂教学相配套的很多实践环节,如课程设计、工地现场实习,也需要教师现场讲解和指导[5]。
一、人才培养目标
在人才培养上,如何将传授知识和能力培养二者有机结合,相辅相成,避其对立取其统一,制定出既适合社会对工程人才的需要,又满足高校教育的道路桥梁与渡河工程专业人才培养方案,这不但具有重要的发展意义,还具有重要的现实意义[1]。道路桥梁与渡河工程专业,综合了道路工程、桥梁工程以及渡河工程相关的专业技能。其人才培养目标就是培养具有专业设计能力、施工技能并懂得现场管理的现场工程师、道路工程师、桥梁工程师,为道桥工程领域生产第一线培育卓越的当前社会需要的高级应用型人才[2]。
二、道路桥梁与渡河工程专业课程体系的设置
紧紧围绕人才培养目标的要求,道路桥梁与渡河工程专业开设专业课,专业基础课,公共课程,专业选修课程等。道路桥梁与渡河工程专业是培养能从事道路、桥梁、铁路工程及地下工程的设计、勘测、施工、科研、咨询、维护和管理等工作的工程技术人才。其专业核心课程包括路基路面工程、桥梁工程、道路勘测设计、道路建筑材料、土质土力学、桥涵水文与水力学、隧道工程、基础工程、道路施工、桥梁施工等科目。
2.1主体思想
培养方案要适应我国现代化人才发展需求,结合科学的教育理念,掌握专业人才需求规律,顺应教育的发展潮流、专业人才培养模式和标准,培养“来之能用,用之有效”的,既有扎实的实际操作能力,同时又具有不断创新精神的高级专业人才。做到及时总结在人才培养过程中好的教学内容、教学手段以及教学改革成果,并将成果应用于新的培养方案中,不断开吸取国内外本领域先进的教育理念和科研成果,注重实际工程与课程体系的衔接、整合、优化,更新课程,发展学生创新意识,从而提高毕业生的质量。
2.2道路桥梁与渡河工程专业方向设置
道路桥梁与渡河工程专业下设有道路工程、桥梁工程和地下工程与安全三个专业方向。为适应市场需求,学生可根据自己的专长和爱好,自主选择一个专业方向进行学习。
(1)道路工程专业方向,可从事道路工程的勘测、规划、设计、施工、咨询、管理等方面的技术工作,还可以从事桥梁和隧道工程相关的技术工作;(2)桥梁工程专业方向,可从事桥梁工程的勘测、规划、设计、施工、咨询、管理等方面的技术工作,还可以从事道路工程相关的技术工作;(3)地下工程与安全专业方向,可从事地下工程的勘测、规划、设计、施
工、咨询、管理等方面的技术工作,还可以从事工程安全与灾害防治及道路桥梁工程相关的技术工作。
2.3课程分类
道路桥梁与渡河工程专业学制四年,最长不超过六年,提前修满规定的学分,可申请提前毕业。三个专业方向的所有课程分为三类,即:
(1)公共基础课。公共基础课是三个专业方向都必须要修的课程。公共基础课程共65.5个学分,占总学分比例的44%。(2)专业课程群。专业课程群包括专业课程和专业基础课程,其中专业基础课是为日后专业课程学习的先导课程,为专业课程学习做铺垫。专业基础课共49.5个学分,占总学分比例的34%,专业课共33个学分,占总学分比例的22%。(3)专业拓展课。专业方向拓展课程是在结合专业课程或专业基础课程的基础上,为开扩专业领域视野,丰富专业领域知识,更好地与毕业后工作有良好的衔接而开设的课程。相当于传统课程体系中的专业选修课。专业拓展课程涵盖了与三个专业相关的专业课程,涉及工程设计、施工、监理和管理等各方面。学生可根据自己的兴趣爱好和就业需要在专业拓展课程中,选取28个学分的课程,所修学分占总学分的19%。
2.4实践课程
本专业的实践教学环节从大一至大四一直贯穿于四年的本科培养过程,除了大一年级的军事训练课以外,还包括物理实验、专业认识实习、测量实习、专业地质实习、专业生产实习、专业课程设计以及毕业设计(论文)以及创新实践等环节。其中课内实践环节为45学分,课外实践5学分,课外实践不计入总学分,但需考核合格方准毕业。
三、结语
随着我国基础设施建设的飞速发展,交通事业已经成为我国经济发展支柱性行业,随着社会对交通技术人才的需求呈现多样化,道路桥梁与渡河工程专业人才培养也越来越受到重视。相应地,对该专业课程体系的设置也应与时代需要同步,结合国家建设对交通人才的要求,不断将新标准、新知识和新方法吸纳并将其优化,不断探究新方法和途径,为道桥工程领域生产第一线培育卓越人才。
参 考 文 献
【关键词】公路与桥梁 检测技术 课程教学 产学研
【中图分类号】G642【文献标识码】A【文章编号】1006-9682(2010)12-0013-02
【Abstract】The current road construction increasing technical requirements, capital investment increased, more and more strict quality control, to be accurate and reliable highway engineering test and analysis and evaluation is essential; with the development of highway construction, described “road and Bridge Inspection Technology” Teaching and research cooperative education reform and innovation, to develop the professional testing industry needs to adapt to technical personnel.
【Key words】Highways and bridges Detection Teaching Production and research
一、前 言
随着交通科技的飞速发展和交通基础设施投入的增加,公路与桥梁工程质量要求越来越高,质量检测越来越被重视。近年来,检测咨询机构的增多,增加了对公路与桥梁工程检测技术人员的需求。同时,对公路与桥梁工程检测技术人员素质的要求也越来越高,对检测技术人员的培养提出了许多新课题,正面临人才培养与人才需求不相适应的矛盾。为了有效的解决这一矛盾,我们作为交通高等职业技术学院,并以公路与桥梁工程专业群为主流的高职教育,在实施《公路与桥梁检测技术》课程教学时,必须广泛开展校企合作、工学结合、科学研究,创造条件让教师和学生参与到公路与桥梁工程的实践中去,形成“学中做、做中学”的课程特色,寓教学于产学研合作之中,更好地掌握和运用公路与桥梁工程试验检测的新方法和新技术,不断提高自身综合素质和职业岗位能力,以提高《公路与桥梁检测技术》这门专业技术课程的“教与学”的效果。
二、课程建设与课程特色
1.课程建设
《公路与桥梁检测技术》作为道路桥梁技术专业、公路监理专业、高等级公路维护与管理专业和市政工程专业的主干课程,课程教学标准能顺应高等职业教育改革的形势,保持服务公路交通的特色,适应宽口径高技能型人才培养的需要;融入了全国交通类高职高专院校相关专业的教学改革成果,密切关注我国公路与桥梁检测技术的发展动态,注重学生基本知识、能力和素质的培养;充分考虑人才培养规格和行业需求多样性的要求,以能力为核心,以实用和实效为原则;在总结经验的基础上,结合多年的教学、科研和生产实践经验,注意体现原创性内容,把握好技术发展和教学需要的关系,努力体现教育面向社会、面向未来的要求,着力提高学生的创新思维能力,使课程教学达到先进性、合理性和实用性兼备;采用最新的国家和部颁技术规范和标准,融入了现代公路和桥梁建设的新知识、新技术、新工艺、新方法和新设备等;并不断实施、总结、吸收和改进。
2.课程特色
在《公路与桥梁检测技术》课程建设和实施中,将“学习情境”即工作过程任务导向的课程模式与课程教学相结合,使《公路与桥梁检测技术》课程教学将“学中做,做中学”从感性模仿能力延伸到创新技能和持续发展技能的培养。一方面,创新教学模式,突出高职特色。开展全面教学改革,科学构建教学内容,加强对外合作与交流,培养高技能应用型人才,充分发挥校外实训基地的作用。另一方面,强化职业能力,实现工学对接。在“教与学”中,突出知识运用能力、综合职业能力及后续拓展能力的培养;通过“校企合作、工学结合”,构建依托行业的“教、学、做”一体化合作平台,使学生与职业岗位零距离对接,为广泛开展工学结合创造条件,同时为师生提供学术交流和科学研究的契机。
三、课程教学与团队建设
1.课程教学
(1)课程设计。《公路与桥梁检测技术》课程设计以职业能力培养为主线,以满足岗位需要为导向,按照综合职业素质要求和技术应用需求,经过调查研究,在广泛收集同行、业内和学生等建议的基础上,开发课程教学体系,设计课程目标、标准和内容。做到课程体系突出以能力为核心;课程设置具有合理性和科学性;教学内容具有实用性和前沿性(校合作开发与设计);教学目标充分体现以职业能力和职业素质为突破口的全面素质教育,并贯穿整个教学过程的始终,分解落实到各个教学环节中。培养具有较强的实践技能和良好的职业道德,具有一定的创造能力和创业能力,并能适应公路交通基础设施建设第一线需要的“下得去、留得住、用的上”的高级技能型人才。
(2)课程教学定位。课程教学突出以技术为核心的课程知识观,以学生为主体的课程实践观,以产学研合作为载体的课程教学观。
以技术为核心的课程知识观。体现课程以知识为载体,是知识以一定的形式呈现出来的,为学生的发展设定的前进轨道;当前,检测技术发展的深度和广度都明显超过科学的成就,而且科学与技术已形成一个双向作用的格局,这种状况推动了课程的调整;高等职业技术教育正是应现代技术发展和产业结构调整需要而产生的现代新型高等教育;作为以培养应用型高级专门人才为主的高等职业技术教育,培养人才的目标应以技术知识为核心。这种以技术知识体系和技术能力获得为核心构建出来的课程和教学模式,才是现代技术型的课程观。这种服务于技术开发和职业训练的目的,才是现代社会对高等教育发展的新要求。
以学生为主体的课程实践观旨在人才培养过程中遵循“以学生为主体”的教育理念,已成为学界共识,然而在如何落实则见仁见智;《公路与桥梁检测技术》课程教学在落实这一教育理念的关键是参与,给学生提供“动手的机会和创新的机会”,培养学生的动手能力是课程教学的重要目标;课程内容的设置应本着有利于学生将学到的知识、技术运用到实际中去,通过校内外实习实训基地,让学生在更多更好的实践环境中完成课程学习。这对于高职学生至关重要。
(3)课程教学设计。《公路与桥梁检测技术》课程教学依托广西交通职业技术学院建筑技术(道路桥梁工程技术)国家示范性实训基地、道路建筑材料试验室(交通部乙级,广西一级)及校内生产企业“广西正高检测咨询有限公司”(交通部乙级检测资质)的实训条件及所承担的各种工程检测项目。突出实践教学环节。以“必需、够用”的理论知识为支撑,坚持专业技能、职业素养与生产实际的“双结合”,即一方面要求严格按照真实的职业情境来培养学生常用的、重点的专业技能,另一方面在实施实践教学的各个环节上都突出职业素养与职业道德的培养。
为了有效解决校内实训基地设备的局限性与学生就业去向多元化之间的矛盾,必须充分发挥校外实训基地的作用。为此,我们经常邀请校外实训基地的技术人员与专家来校进行技术讲座或直接担任课程教学,或安排学生利用假期到校外实训基地进行课程训练,或利用学生毕业实习时深入企业进一步强化来弥补校内实训基地的不足。突出实训能力培养,加强动手能力考核。制定课程教学考核方案。
2.课程教学团队
稳定的高素质教学团队是课程教学的基本保障。加强校企合作,从产学研合作教育单位聘请专家学者做兼职教师,建立专兼结合的课程教学团队,开展产、学、研三方联合授课,有利于开展校企之间的合作教育,共同探讨校企联合培养的实践方案,明确校企之间共同培养人才的各自职责和互惠互利的关系;有利于提高教师和学生的现场试验检测能力。
四、课程教学改革与创新
产学研合作教育是深化课程教学改革的动力。在《公路与桥梁检测技术》课程教学改革中,将《公路与桥梁检测技术》课程的试验检测实训内容纳入校外毕业综合实训教学计划,充分发挥校外实训基地的作用,积极参与校内生产型企业“广西正高检测咨询有限公司”和校外合作企业“广西八桂工程监理咨询有限公司、广西桂通工程监理责任有限公司”等所承担的各种工程试验检测项目。这在客观上为职业教育的产教研合作提供了十分有利的条件。激励广大师生走出校门,深入施工现场,开展企业产学研实践,承担横向科研项目,参与工程项目质量控制和试验检测。从而在工作过程中把课程教学与生产实践紧密地结合起来,使知识、技能和职业素质内化,使人的发展可持续化,以提升业务水平和提高服务能力。争取在有限的时间里,获得更多、更新的知识,掌握更好、更符合生产需要的技能,以适应科学技术飞速发展的新时代,实现教学为生产服务的既定目标。
提高教学质量。
关键词:教学方法;道路勘测设计;课程设计
中图分类号:G6424 文献标志码:A 文章编号:
1005-2909(2012)03-0066-05
一、教学现状
道路勘测设计是土木工程专业道路与桥梁工程方向的专业必选课程,阐述道路几何线形设计的相关理论和方法。该课程主要介绍公路与城市道路路线设计的基本理论与实用方法,包括汽车行驶特性、道路平面、纵断面、横断面设计,选线与定线方法,道路平面与立体交叉设计,道路计算机辅助设计等。
道路作为三维带状空间结构物,其勘测设计工作是基础。道路设计是从几何和结构两方面研究,道路勘测设计课程主要讲述道路几何设计,结合现行技术标准和设计规范,将道路几何设计及其相关的调查勘测结合起来,是一门综合性课程。
现在国内高校道路勘测设计课程一般主要包括课堂教学、室内课程设计和野外实习3个方面。“大土木”专业下,该课程课时数稍有减少。目前华南理工大学课时压缩为56学时,一周课程设计和一周野外实习,该课程理论知识点多,内容杂。
(一)教学目标虽然明确,但效果一般
一般教学计划都制定了明确的教学目标。学生通过道路勘测设计课程的学习,能系统地掌握道路几何线形的设计理论和方法,熟悉相关设计规范和路线勘测设计过程,合理运用技术标准,从而具备一定的道路工程设计和实践能力。学生通过课程设计和野外实习的实践环节,加深对基本原理和设计方法的理解,了解各个设计参数选用的合理依据,并能利用所学的理论知识解决工程实际问题。但多年的教学实践表明,即使学习氛围浓厚、班风良好的班级,有时教学效果仍不佳。
(二)学生主观上不够重视
因为道路勘测设计是道桥方向的专业课程,开设时间比较早,一般在第五学期
开设。由于学生对整个专业认识还不是很清楚,而该课程涉及相关规范条文很多,
不像数学或力学具有理论性、系统性和逻辑性很强的理论和计算,使学生误以为该课程偏重概念,从而态度上不够重视。学生缺乏工程实践和工程认识,对专业课程的理解和把握难度增加[1];由于设计细节多、内容杂,学生在课堂学习中有些无所适从,不清楚实际工作的情况和要求,缺乏学习主动性。
(三)教学方法陈旧
课程教学过程中,以往教学往往是以教师口头讲授为主, 结合板书绘图和演示计算过程,如果平铺直叙、按部就班地照本宣科, 学生就会感到杂乱无章, 摸不着头脑;而道路勘测设计课程实践性较强, 在缺乏大量工程实例和有效直观的演示手段时, 学生对该课程内容很难有深刻的认识和理解, 在实践性教学环节中就无从下手;另外规范条款繁多, 如果不能以有声有色的实例来解释说明, 则不能在学生头脑中留下深刻的印象[1]。目前高校虽然大多采用多媒体教学,但课件设计不能很好地从学生角度出发,缺少互动性,学生很难消化吸收。
实践教学环节薄弱[2],课程设计和野外实习时间短,每位学生锻炼的机会少,对土木工程师的责任感没有深刻认识。野外实习若不是生产实习,学生积极性不高。另外,部分学校受条件限制,没有道路勘测实习基地。
杨永红,等 中美土木工程专业道路勘测设计课程教学对比研究
(四)没有与其他专业课程很好地结合
学生应对整个公路工程基本建设程序有一个清晰的了解。道路勘测设计课程应该在以测量学、道路工程制图、工程力学、工程地质及水文地质为基础的专业课程开设后再设置。同时该课程还应与后续课程,如路基路面工程、桥梁工程、公路施工组织设计和工程概(预)算、现代测设技术等专业课程紧密相连。目前一般高校在课程设置时,相关知识结构没能很好地前后结合起来。该课程虽是重点讲述道路几何设计,但在设计选线和定线过程中需要考虑地形、地质等外界环境因素的影响。
二、中美大学课程教学成绩评分要求比较
笔者在美国某著名大学进行了一年的学习研究,期间以学生的身份旁听了一些课程,对国外的教学方法有了较深的理解。1991年,美国政府颁布了《关于发展高等教育和提高专门人才质量方案》,该方案认为:“加强专门人才在生产和科技部门独立工作的能力,是当前高等教育向现代化方向发展的基本方针。”为此,“要求在课程改革上,打破原有的课程界限及框架,实行跨学科的综合研究,创设新型的综合课程”。
笔者旁听的一门课程,主讲教师不仅对道路勘测设计课程有着丰富的教学经验,还讲述了道路交通参数,以及交通流、交通安全方面的知识。这在中国高校中是道路与交通工程两个不同专业的内容。
比较美国某著名大学与国内某重点大学的建筑测量基础课程和路线几何设计课程,评定学生成绩的评分项目各自所占比重如表1、图1、表2和图2所示。
可以看出,对路线几何设计课程,美国某大学完成作业和平时小测验占40%,并且考试在整个学期教学中有3次,占60%;对建筑测量基础课程,不考虑测绘绘图项目所占比重后,作业和平时小测验占
由此可见,美国大学教师重视平时教学管理,对学生学习要求严格,平时小测验和考试次数比中国大学多,有的课程多则每节课都有小测验,这样有力督促了学生学习,努力获得学分。另外,图3为笔者旁听的建筑测量基础课程试验的笔试和操作考试。