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论文关键词:职业教育 教学质量 实践
论文摘要:文章对现代职业教育中道路建筑材料课程的重要性进行了阐述,指出了课程建设的必要性和紧迫性,提出了如下课程建设的措施:精编教案;强化实践应用环节;培养学生的自信。心;教学方法创新等。
“道路建筑材料”是研究道路与桥梁建筑,用各种材料的组成、性能和应用的一门课程。随着道路与桥梁建筑技术的发展,用于道路与桥梁建筑的材料不仅在品种上日益增多,而对其质量也不断提出更高的要求。而材料质量、性能的好坏,将直接影响建筑物的质量和安全,在建筑材料的生产、采购、贮运、保管、使用和检验评定中,任何一个环节的失误都可能造成缺陷甚至造成质量事故。因此,在土木工程专业中“道路建筑材料”课程显得相当重要
1 学习“道路建筑材料”课程的目的和方法
建筑材料课程理论内容相对较多,知识点比较分散,文字性叙述所占比例较大,计算部分相对较少。课程内容包括石灰、水泥、混凝土、砂浆、钢材等多种主要建筑材料的技术性能、特性和应用的基本知识,合理选用材料和制品的方法,常用建筑材料质量检验的基本方法,以及相关的国家标准及技术规范。课程学习是路基路面工程、桥梁工程等专业课程的基础,它与物理、化学以及材料力学、工程地质等课程有着密切的联系。虽然刚开始学习时学生因其重要性而具一定的学习动力,但在随后的教学中,这种热情逐渐消减,知识点的繁多使得学生无法融会贯通。如何改变这种现状,使建筑材料课程教学适应职业技术教育发展需要成为当务之急。本人经过多年的教学经验,坚持以学生为中心的教学理念,以培养理论基础扎实、实践能力强、综合素质高的应用型人才为目标,不断完善、不断进取,在实践中逐渐形成了科学的教学体系。在课程教学中,理论部分以“必需、够用”为度,对课程内容进行调整,并及时把学科技术最新发展成果引入到教学中来;增加实践性环节,让学生参与建筑材料的生产、性能检验等试验项目,培养学生的应用能力、实践能力,为学生走上工作岗位打下坚实的基础。
2 “道路建筑材料”课程的教学改革
2.1教材建设
现在世界正从工业社会向信息社会过渡。信息社会发展在很大程度上取决于交通工具和信息技术。高速交通工具的出现推动了铁路、公路和隧道公路的快速发展,对建筑材料的要求越来越高。新型建筑材料层出不穷,材料类型也从单一型转向复合型,所涉及的技术标准、技术规范也在不断更新,这给教学工作带来很大的难度,也给学生的学习带来了麻烦。一本书更改的内容太多,会极大地降低教材的权威性,学生自习教材的兴趣相应降低。所以在教学中,通过教学文件、教学补充讲义的备课,通过多煤体的辅助工具,我在网上下载了新的技术标准、技术规范,给学生参阅。贴近工程实际,理论和实践相结合,取得了良好的教学效果。
2.2强化实践应用性环节
高职教育的目的是培养实践性、应型人才,通过实践性应用环节,让学生从感性认识上升到理性认识,巩固所学的材料理论知识,充分体现“行为知之始,知为行之成”。通过创建实训基地,给课程教学提供良好的实践性教学环境,以提升教学实验水平,增强学生的动手能力。在教学中,我们还通过道路建筑材料试验和综合练习这两个环节来提高学生的实践应用能力。材料试验练习中,让学生从取样到试验操作以及试验成果的整理分析等作系统训练。此外还让学生参与道路建筑材料生产试验项目,进一步认识道路建筑材料在工程中的应用。在综合练习中,提高学生的计算能力,主要是对各种组成材料进行正确的选择,如评定砂、石的颗粒级配,混凝土与砂浆、沥青混合料的配合比设计。通过实践性教学环节,使枯燥的文字内容变得丰富起来,极大地激发了学生的学习兴趣,使学生对所学知识的掌握程度进一步提高,从而提高学生的专业技能及职业应用能力水平。
2.3教学方法创新
从以下几个方面改进教学方法:①工程案例教学。道路建筑材料理论是随着工程实践的发展而发展的,其工程应用性极强,若能结合工程实例更能激发学生的学习积极性,在工程案例的讲授中,采用启发式教学,培养学生工程意识,提高分析问题解决问题的能力;②开展以学生为主体的讨论式教学。注重课堂教学整体设计,通过引入实验现象、工程现象,组织学生通过讨论寻找答案,最后进行总结和归纳;③传统教学与多媒体教学相结合。除制作丰富的多媒体课件外,另配有工程图片、实验录像以及工程案例等附件部分以增强学生的感性认识,从而使一门严谨而枯燥的课程变得生动起来。
2.4采用科学的考核手段
采用科学的考核手段,正确评判学生的各种能力,可以激发学生的思维和学习兴趣,培养他们的自信心,使他们觉得有能力将道路建筑材料课程学好。在考核学生时,不简单地以成绩来评定,也不以同一标准来衡量。要注重逻辑思维运用能力和创新能力,而对一些死记硬背的东西可降低要求。毫无疑问,培养创新能力是教学改革的重要任务,而直觉、自主是创造力的源泉,而我们的教育到底给学生多大的发展空间呢?每个人的思维方式是不同的,我们不可以用相同的标准来衡量学生,应该说每个学生都渴望成才,长期的失败、失败还是失败,会使他们产生畏难、厌学情绪,对学习彻底失去了兴趣。文章在教学过程中,给学生更多地鼓励和关爱,让学生觉得只要我努力了,就是成功的一半。我们对学生的要求是:不求最好,但求更好。
3 结语
笔者在教学内容改革、教学方法和教学手段的完善等方面取得了一定的成果。完善了课程内容,逐步形成了启发式、互动式讲课,理论与实践相结合的教学模式;并坚持以实践能力、应用能力培养为核心,结合工程实际,根据工程实际中对建筑材料课程专业知识的要求及实际工作岗位的需要,按不同专业要求来进行教学活动,取得了良好的教学效果和社会效果。
参考文献:
[1]蒋玲_道路建筑材料[M],北京:机械工业出版社,2007.
[2]林丽娟,道路建筑材料实训[M]北京:机械工业出版社,2007.
1.1教学内容繁多,教学方法传统单一
该课程所包含的内容庞杂,以叙述性内容为主,经验内容丰富,涉及知识面广,且知识点多、散,不易归纳和总结,缺少逻辑推理,使得其整体性、逻辑性、严密性、连贯性均较差,各种材料的组成、结构、性能及使用具有差异性。而教师在教学中多使用传统的教学方法,以教师讲解为主,灌输式教学,导致学生学习热情不高,知识点掌握不牢,偏离了高职院校技术技能型人才培养的轨道。
1.2实验教学流于形式,没有发挥辅助理论教学的作用
目前高职教育中的建筑材料实验课与理论课教学没有起到相辅相成的作用,主要表现在实验课安排课时少,且多为验证性实验,教学过程中大多是由教师演示实验,学生按同样方法操作,整个教学缺少实验探索过程。如混凝土的拌制与试块制作实验,由于其配合比多由教师直接提供,学生没有尝试到配合比的初步设计、实验室配合比调整等的过程,其实验只是单纯的操作,没有与理论起到结合作用。
2建筑材料教学改革的具体措施
2.1调整教学大纲,优化教学内容
目前我们有很多院校的建筑材料教学大纲仍然沿用本科的教学大纲,只是将每章节的教学课时缩短,教学内容依然较广泛,想让学生多掌握些知识的意识比较强,导致学生掌握相关知识点比较吃力。高职教学中要求理论知识以“实用、够用”为原则、课程内容突出重点、化解难点、通过理论课程,对学生进行专业引导和熏陶、通过实践环节,对学生进行专业技能训练以及注重对学生解决工程实际问题的能力培养。通过调整教学大纲,在深度上降低要求,同时与岗位技能联系在一起,重在运用,以“一个中心、两条线索”为教学主线,所谓一个中心是指以材料性质为中心,两条线索一条是以材料的性质及其组成、结构之间的关系和决定材料性质的因素为线索,另一条以材料在使用过程中,外界影响材料性质的因素为线索。
如作为一名材料员或质检员,必须对相关材料的性能和使用非常熟悉,对于混凝土这种材料而言,将重点讲解混凝土的和易性、强度两个重要性质其及影响因素,还有一个重点就是混凝土的配合比的设计。以往我们对配合比设计这部分内容要求不是很多,主要是因为计算有一定的难度,但是经过对行业的调研,发现这部分内容必不可少。同时,实验的内容也有所调整,尽量与当前建筑行情相符,如删除了目前用的较少的烧结普通砖的抗压强度实验,加大了混凝土与钢筋实验的学时数。同时,近些年来我国建材领域发展速度非常快,及时更新教材内容也非常关键,引入新材料、新设备、新工艺、新实验方法、新标准的介绍,如将目前比较流行的一种环保墙体材料——植物纤维类板材(稻草板)在建筑行业的应用引入教学,通过这些知识的介绍,让学生更好的应对工程实际的高速发展。
2.2传统教学方法与新型教学方法相结合
建筑材料传统的教学方法以教师讲解为主,而学生多处于被动记忆状态。实际上高职教学中学生才是主要角色,针对学生特点,建立“以学生为主体,项目为载体”的教学方法,通过重新组合教学内容,对整个教学效果的提高有很大帮助。如仍然是混凝土这一章,教师在上课的时候可不按章节顺序讲解,而是结合一个任务或是一个项目来进行。首先设定某工程项目需求,再由此展开讲解需要什么样的原材料、如何选择原材料,由原材料如何进行混凝土配合比设计,如何根据和易性、强度调整配合比,直至满足工程需求。学生对混凝土从材料组成、性质要求到配合比设计等知识有了连贯性的掌握,逻辑性较强。此外,教学过程中要重视知识点的引入过程,提出几个与生活密切相关的问题,让学生思考并讨论能很好地激发学生的兴趣。如在讲授材料的保温隔热性能时,提出问题材料受潮时为什么其保温隔热性能会降低?为什么冬天修的房子其保温隔热性能较差?保温材料在施工和使用过程中为什么需要防潮防水?学生对这些问题兴趣较浓,在讨论与思考的过程中自然就能掌握知识点。也可将相关内容结合所处环境来讲解,如过火石灰引起的墙面鼓泡、或者石灰硬化引起的墙面开裂等现象可结合当前学校教室墙面,生活实例等引入,效果会有很大提高。
2.3改变实验教学的传统模式,体现教、学、做一体化
建筑材料实验课在目前的教学模式中并没有发挥其应有的作用,这其中改变传统的教师演示、学生操作的教学模式是关键。实验教学学生是主体,在传统的实验教学方法基础上,将单项实验内容设计为多方案实验。将每班学生分成几个实验小组,让学生自己设计、自己操作、自己总结,而教师只充当指导作用,这样实验课不再处于从属地位,而是作为学生理论联系实际的桥梁,着重培养学生动手能力、创新思维和创新能力,以作为学生锻炼提高专业技能的重要手段。如将普通混凝土性质的单项实验设计为多方案实验,要求配制一定强度的混凝土,从一开始初步配合比的选择、实验室试拌、到配合比调整,最终制成混凝土试块,抗压强度检测全过程都由学生分组别自己完成,各小组可采用不同的粗细骨料,不同品种、强度等级的水泥,各组学生根据要求测定各组成材料的性能,进行混凝土配合比设计计算,并按自己设计的配合比配制混凝土。经过这一系列的操作和训练,学生对整个混凝土这一章有系统的全面的认识,无论是在理论还是实验上都起到了促进作用,从面实现真正的教、学、做一体化。另外,如有条件,可考虑对学生进行实验室开放,课堂教学时间有限,不利于学生发挥其思维能力和创造能力,让学生利用课后时间来探索,既有利于教学,又能提高学生的创造力。
2.4改变考核方式,注重过程考核
高职教育中的考核方式不能简单地由一张期末试卷来考核,而是应该多样化,更多地注重过程考核。其中可加入平时成绩,实验成绩等进行综合考核。如按下列方式考核:将传统的理论成绩考核方式改为理论加实验考核的方式,权重各占50%,其中理论考核平时(考勤、提问、纪律、作业)、期中、期末的比例分别为30%、20%、50%;实验的50%主要考核实验操作、实验报告、实验表现、实验考勤、对仪器设备的爱护、实验结果的准确程度、实验的速度、同学之间的配合等。以我们学院建工141班为例,教学实践证明,经过我们的教学内容、方法和考核方式的改革,该班级学生学习兴趣较浓,课堂气氛好,与教师互动密切,实验课上表现出了一定的创造力和动手能力,学生在掌握理念知识的同时,又具备一定的技能,教学效果好,达到了教学要求。
3总结
关键词:工程监理;实训;核心能力
中图分类号:G71 文献标识码:A 文章编号:2095-980X(2016)02-0125-01
1工程监理专业工作任务与职业能力分析
熟悉建筑绘图规范,准确画出各种立体建筑的三维空间关系图;建筑荷载分析能力,建筑材料性能分析能力,常用工程材料选用能力识读建筑结构图、多层及高层钢筋混凝土结构的设计能力;地基土类分析能力,基础类型及其结构施工图识读图能力。具有从事建筑工程的施工管理和解决施工中常见技术问题的能力;具有从事建筑工程招投标文件的编制能力;具有从事建筑工程投资控制、质量控制、进度控制工作的基本能力;具有编制一般建筑工程造价的能力,能够使用建筑工程造价软件的能力。
2实习实训项目对监理专业能力形成的影响
实习实训是人才培养过程中的重要一环,承载着学生职业综合能力和职业素质的培养。而专业定位在面向生产、建设、服务和管理一线的技术技能人才培养,实习实训则显得更为重要。《国务院关于加快发展现代职业教育的决定》(国发[2014]19号)提出“坚持校企合作、工学结合,强化教学、学习、实训相融合的教育教学活动。推行项目教学、案例教学、工作过程导向教学等教学模式。”《高等职业教育创新发展行动计划(2015~2018年)》提出“以提高质量为核心,深化专业内涵建设,推进课程体系、教学模式改革”。工程监理专业学生就业面向的职业岗位,主要是生产、建设一线的施工管理岗位和以图纸设计为主的设计岗位,如何针对这两类岗位的特点,系统设计实习实训环节,并与专业理论课程融为一体,切实提升学生的职业能力和职业素养,从而推进专业人才培养模式改革,是提升工程监理专业技术技能人才培养质量的关键。
3实习实训与职业岗位对接
对于就业主要面向施工管理岗位的工程监理专业,实习实训内容与职业岗位对接,加强有针对性的训练,使学生毕业后能够更好地适应职场,是我们实习实训的重点。(1)与行业企业合作,进行全方位职业岗位调研:对行业企业进行充分的调研,一是要调研不同规模的企业,如大型特大型、中小微企业等,因为不同规模的企业对人才的知识结构和能力素质要求是不同的,而只有通全面的调研,并结合学校的资源配置情况,才能准确地确定人才培养规格和专业定位。二是对同一企业不同的岗位进行调研,因为不同职级的员工对一个岗位的关注点和能力要求是不同的,比如经理最关心的是员工的工作态度、沟通协调能力和团队精神等关键素质,工程师关注的是员工解决综合问题的能力,一线技术员关注的是具体的职业岗位工作任务和职业岗位能力。只有通过系统、全面、深入的调研,才能将本专业所要求的知识、技能、素质等全面地总结出来,然后进行课程特别是实习实训环节项目、任务的设计,这样才更有针对性和职业性。(2)进行职业岗位任务归纳和能力分解。①关键素质归纳。将调研出来的职业态度、团队精神等关键能力进行归纳总结,形成本专业的关键素质。②职业岗位能力归纳。一是将本专业所对应的职业岗位任务进行归纳,筛选出比较常用的、典型的工作任务,并按照同一性、相似性的原则进行分类,形成职业岗位任务群(行动领域)。二是对职业岗位任务群(行动领域)进行能力分解,形成能力模块,再细化成微观的知识点、技能点和态度点,编制完成职业能力分解表。
4有效设计顶岗实习和毕业实践
工程监理专业由于实习地点非常分散,学生实习的工程项目和工程进度也各不相同,学生到企业后,又是以准员工的身份进行顶岗,要为企业承担真实的工作任务,所以要想达到专业人才培养方案规定的轮岗训练多项职业岗位能力的要求,一直是难以实现的瓶颈。(1)结合实际工程项目提供个性化设计实训方案。根据学生所在的实际工程项目内容和进度,以及学生所在的具体岗位,进行针对性、个性化的实训内容设计。一是能力训练以学生所在岗位的职业岗位能力为主,进行系统设计和训练,达到职业岗位任职要求。二是对专业人才培养方案中规定的其它职业岗位能力,通过多种形式进行辅助训练,如现场教学、远程辅导等,通过向学生提供各种相关教学资料、模拟仿真教学软件、动画视频等,让学生了解和掌握其它职业岗位的操作流程及职业岗位能力。(2)校企深度融合,形成有效管理,提高实习实训效果。通过深化校企合作,建立双导师制及师徒制,强化学生定岗实习阶段的管理。首先,选择适合的合作企业。按照专业人才培养规格和就业面向,以及企业的具体用人需求,选择与人才培养目标相匹配的企业。学校从学生就业的角度安排学生到优秀企业实习,企业从补充优秀人才的角度安排学生实习。其次,签订互惠互利的校企合作办学协议。企业愿意参与学生管理,提供兼职教师,并指导学生顶岗实习和毕业设计,学院为企业提供合作的优惠条件。三是建立相关组织机构。学院与企业建立专门的校企合作组织机构,管理到位,横向到边,纵向到底。
参考文献
[1]周朝升.对工程监理人才问题的思考[J].建设监理,2015,(8).
精品课程是拥有一流的教师队伍、一流的教学内容、一流的教学方法、一流教材、一流的教学管理等特点的示范性课程。精品课程建设是我国高等学校教学质量与教学改革工程的一个重要的组成部分。《建筑结构》课程是建筑工程技术专业的重要主干核心课程,是建筑工程技术专业能力模块的重要组成部分,是学生就业岗位必须的核心能力之一,《建筑结构》课程被我院建筑工程系列为重点建设的精品课程之一。
2《建筑结构》精品课程建设
2.1课程地位
建筑结构是建筑工程技术专业的主干专业基础课,培养学生科学严谨的工作态度和创造性工作能力;培养学生热爱专业,热爱本职工作的精神;培养学生一丝不苟的学习态度和工作作风。通过运用多媒体教学手段密切联系工程实际,使学生达到以下基本要求:首先具有进行一般建筑结构构件(受弯、轴向受压构件)截面设计与承载力复核的能力;其次具有一般多层砌体结构设计的能力;再次具有分析和处理实际施工过程中遇到的一般结构问题的能力;另外还应具有正确识读建筑结构施工图的能力。由于《建筑结构》课程具有较强的实际应用性,因此本课程在学生职业能力培养和职业素质养成两个方面起支撑和促进作用。本课程的先修课为:《建筑识图与构造》、《建筑材料》、《建筑力学》,后续课为:《施工技术》、《建筑工程计量与计价》《毕业设计、毕业实习》。
2.2课程设计
本课程围绕高职教育培养目标,培养高级技术型人才,从专业能力、实践能力、职业素养、创新能力设计本课程。课程内容以国家规范为依据体现了职业性,校内和校外实训体现了实践性,充分发挥学生的自学和动手能力体现了开放性。理念一:该课程设计注重“教、学、做”一体化,全面培养学生职业能力,增强学生就业能力。理念二:以“必需、够用、适度”为准则选择教学内容,结合建筑工程专业的特点对教材内容适当调整(增加、弱化),并将国家执业资格考试的内容融入教学内容,实现“课证融合”。《建筑结构》课程在设计思想上充分体现一体化,即:理论与实践内容一体化、知识传授与动手训练场地一体化、理论与实践教师为一人的“一体化”。《建筑结构》的课程内容要经历由社会调研的行业岗位分析到典型工作任务确定,以实际工程为案例,教学时先提出问题;然后倒入理论知识解决问题;再利用校内实训资源加强对知识的理解和应用。
2.3课程教学内容
基于结构构件组织教学内容,合理设计教学模块,各模块学习方法类似、内容相关联、相互渗透。通过理实结合培养学生的知识能力、专业能力和素质能力。
2.4课程特色
第一,运用现代教育手段以及多种教学方法增强了学生的学习兴趣和学习效率。通过展示图片、视频资料,结合模型、实物等多种教学方法的应用,加强学生的感性认识;通过案例教学法、情景教学法、讨论法、任务驱动法、参观教学法、现场教学法等多种教学方法增强了学生的学习兴趣和学习效率。第二,优化课程内容,完善了知识体系。根据教学大纲确定核心知识点、技能点,根据核心知识点、技能点选择教学内容,编写适合教学需求的教材,根据教学内容选择教学方法和教学手段,以实际工程项目为载体,衍生出所需知识点、技能点,突出重点,优化课程内容;教学中注重知识体系,分层递进强化,使学生领会完整的知识体系。第三,强化实践性教学环节,构建了较为完善的实践性教学体系。根据课程标准和教学大纲,课程组集中讨论,提炼和归纳出该课程中的核心知识点、技能点,围绕核心知识点和技能点设置实践教学环节编写了学生实训手册,按照理论实训仿真实训全真实训现场实训,强化实践性教学环节,构建了较为完善的实践性教学体系。第四,实现突出技能、强化能力的课程教学目标。理论教学与实践教学交融推进,突出理论知识在工程实践中的应用,在教学和学生学习中通过学生查阅教材、规范、图集等解决工程实际问题,培养和强化学生的自学能力、专业学习能力。
2.5“双师”型教学队伍
《建筑结构》课程是一门既具有理论性又具有实践性的专业课。这就要求教师具有双师素质,不但具有较高的文化和专业理论水平,有较强的教学、教研及教学能力和素质;而且类似工程技术人员那样,具有广博的专业基础知识,熟练的专业实践技能。课程团队共有14人,有企业经历教师9人,高级职称8人,中级职称6人。团队中教师都具有教师资格证,其中持有国家工程类执业资格证或职业资格证的13人,占93%。本课程的主讲教师高级职称比例高,具备良好的“双师”素质,满足课程教学要求。
2.6教学模式的设计与创新
在教学模式设计时,高职教育应突出职业能力的教育,本课程重点改革了以往以教师为主、学生被动接受知识灌输、理论与实践脱节等缺点。转变为“以学生为中心,教师仅作为引导者,建立丰富的教学内容增强教学效果”的新教学模式。在课堂中通过穿插工程案例、案例图片、视频资料等新的教学元素,激发学生的理解和学习积极主动性,增强了综合素质、提高了教学质量。第一,与学生互动:教师通过交谈、互动、鼓励学生提问等方式,体现了学生学习的中心地位;通过用监理工程师执业资格考试真题课堂提问让学生抢答的方式,激发了学生学习的积极性,取得了较好的教学效果。第二,多媒体教学:对于比较难理解、抽象的内容,采用多媒体课件、图片、动画等把生硬枯燥难以理解的理论知识和工艺变得更加形象、生动、直观,学生容易理解。第三,工程案例教学:在课堂理论教学过程中,针对教学内容,恰当加入工程案例,增强对教学内容的理解、知识掌握,激发学习兴趣。第四,实训模型式教学:结合课程特点,对于能够用模型展示和讲授的内容,在校内实训室进行讲授,增强学生学习理解能力。收到了很好的教学效果。
2.7校内外实训资源
学院按照教学的需要,建立了仿真实训室、全真实训室以及校外实训点供教学使用,按照理论实训仿真实训全真实训现场实训,强化实践性教学环节,构建了较为完善的实践性教学体系。
2.8网络教学资源和硬件环境
学院建成了网上教学平台,已将本课程有关的教学资源(教师电子教案、多媒体课件、习题、教学大纲、实施计划、教学录像等教学资料)进入校园网,以便学生自主学习和研究性学习,达到资源共享改善教学效果,我院校园网可满足本课程网络教学的需要,学生可从我院校园网上登陆本课程网站进行学习。
3结语
[关键词]水泥与混凝土 教学 改革探讨
水泥混凝土是建筑工程的主体材料,在今后相当长的时间内,水泥混凝土仍将是应用最广、用量最大的建筑材料。随着我国基础设施建设不断推进以及人们环境保护、资源与能源节约意识的增强,对水泥混凝土材料的设计标准、性能与施工质量要求越来越高。就水泥混凝土而言,其原材料选择与性能检测、配合比设计、性能检测与分析、施工质量与控制等环节中,任一环节的失误都可能影响施工质量甚至发生安全事故。近年来,随着我国城市化进程加快,基础设施建设力度逐步加大,对技术人才的技术性能和综合素质提出了越来越高的要求。高校是培养高素质应用型与综合创新人才的基地,高校教师有责任和义务采用科学的教学方法提高教学质量,使大学生能够深刻理解和牢固掌握专业基础知识和专业技能,具备较强的综合创新与实践能力。本文作者根据近年来教学过程的经验与体会,对水泥与混凝土学课程的教学方法进行分析探讨。
一、水泥与混凝土学课程特点
“水泥与混凝土学”是一门为道路材料、无机非金属材料、土木工程、建筑工程等专业本科生与研究生开设的一门专业课程,是这些专业必不可少的一门专业基础课。开设本课程的目的是:使学生掌握水泥熟料矿物组成及其性能特征,在此基础上掌握工作性能、硬化混凝土的物理力学性能和耐久性能,以及混凝土的配合比设计、水泥与混凝土检测技术。通过本课程的学习,使学生掌握水泥与混凝土材料的基本知识,能够根据实际工程需求正确的设计、使用混凝土,并具备初步的水泥混凝土材料研究、生产与分析解决问题的能力,为将来从事相关学科的研究和工作打下良好的基础。
本课程的主要特点是:(1)内容庞杂,涉及面广。该门课程要向学生介绍水泥与混凝土的原料、生产与工艺、材料组成与结构、性能与测试等诸多方面内容,学生不易抓住要领和重点;(2)涉及学科多,概念与术语多。该门课程涉及到无机化学、岩石学、热工学、工艺学与流变学等课程内容,学生在没有深刻理解相关概念与术语时,学生缺乏基本的感性认识,学习兴趣与效果不佳,会感到枯燥乏味,影响教学质量;(3)系统性强,知识连贯性强。该门课程水泥的配料与烧成技术影响其熟料的组成和技术性质,水泥的技术性质又影响混凝土的工作性、力学性能和耐久性,学生任一环节知识点掌握不好都影响对其他环节知识的接受与融会贯通,授课对相关联知识点介绍呼应性欠缺时,同样也会影响学生对知识点的深刻掌握与融会贯通。
二、水泥与混凝土学课程教学主要存在的问题
1)教学中重理论轻实践。《水泥与混凝土学》是一门实践性很强课程,主要由理论课和试验两部分组成。提高这门课程教学效果最好的方法是把理论与试验紧密结合。然而,在实际教学过程中,受传统教学观念的影响,人们过于强调理论课程教学,对于试验课程教学重视程度不够,很多学校在学习了理论知识后,都不能及时给学生安排相应的试验课,让学生亲自参与试验,导致此前学习过的很多理论知识被遗忘。以我校《水泥与混凝土学》试验课教学为例,由于试验教学环境有限,试验教学一般是在理论知识全部讲完之后集中安排,由于理论与试验课程教学的时间差,学生在试验课程中难以对理论知识与实践进行有效结合,达到知识融会贯通,形成一体的知识层次。
2)教学方法单调,教学场所单一。《水泥与混凝土学》这门课程概念多,需要记忆的内容多。调查中发现目前许多学校这门课程仍采用传统的“灌输式”教学方法。这种教学方法虽然可以充分发挥教师的主导作用,有利于教师对教授内容作全面、系统地分析讲解,强调灌输,偏重记忆,宗旨是让学生掌握知识,形成技能,适应考试,但学生处于被动状态,无法充分调动学生的主动性思维,容易出现满堂灌,不利于培养学生学习的主动性、创造性和探索性,降低了学习的积极性,导致学生学习枯燥,甚至出现平常厌学、期末突击应付考试现象。此外,调查中发现虽然大多教师在中采用了多媒体教学手段,但课堂教学并未发生质的变化,只是用多媒体屏幕代替了黑板板书,而教师的教学方式、学生的学习方式、师生互动方式和教学内容并无大的改进;与此同时因多媒体教学省去了写板书和擦黑板的时间,可在短时间内向学生展示大量课程内容,教学节奏明显加快,教学内容容量加大,易忽视学生的学习兴趣和接受能力,严重影响课堂教学效果。
3)试验项目和内容陈旧不合理。目前,许多学校《水泥与混凝土学》试验课程很少或者根本没有综合性试验、设计性试验以及创新性试验。课教学主要为基本的验证性和演示性试验,试验课主要依附于理论课,试验内容陈旧,跟不上时展,学生视试验课为“完任务”的课,缺乏重视,在试验课上常出现少数同学操作,其余同学旁观的现象。另外,许多学校因经费或其他方面原因缺少新型试验仪器和设备,开设的试验也常局限于水泥、骨料、混凝土的性能检测等常规试验,而其耐久性、微观性能与结构等方面的试验少有涉及,难以使学生对水泥与混凝土材料性能形成比较系统的知识体系,无法调动学生的创造性与积极性。
三、水泥与混凝土学课程教学方法的探讨
基于水泥与混凝土学课程教学的以上特点和存在的问题,笔者通过多年的教学实践与思考,结合我校近年来研究型人才队伍不断壮大、结构不断完善的优势条件,对水泥与混凝土学这门专业基础课程教学方法进行探索与研究。
1)授课方式实现形象化、通俗化,增强学生理解力,加深学生对知识点的认知。
水泥与混凝土学课程所涉及的概念与相关材料的结构等对这方面知识此前了解不多的学生而言,是比较抽象和枯燥的,增加了学生对相应知识点掌握。要达到理想的教学效果,在教学内容介绍方面应尽量做到形象化和通俗化,教师可以采用学生比较熟悉的知识、实例或借助于计算机多媒体技术对现有原理知识有意识地进行形象化加工,增强学生理解力,加深学生对知识点的认知。如:在介绍硬化水泥石中水分存在形式时,可以结合我们日常生活中洗脸进行分析,可蒸发水、非蒸发水可分别与洗脸后不擦掉脸部存留可自然蒸发的水分与人脸部皮肤中存在的大量水分进行对应,自由水、吸附水和结晶水可以分别与洗完脸被毛巾擦掉的水、未擦掉而存在于皮肤表面的水和存在于皮肤内部的水对应起来就,以加深学生对该知识点的理解;在水泥烧成、粉磨和混凝土工作性等方面知识介绍时可通过网络资源、摄像拍照等手段,借助于计算机多媒体技术制做出集成了文字、影响、动画和视频等多种形象化和通俗化的多媒体教学课件。
2)教学方法实现多样化,提高学生的学习兴趣,增强学生的自学能力。
为了改变传统教学方法一言堂、学生主动性差的现状,可以采用讨论式、专题报告式和互动式等教学方式,促使学生主动参与课堂教学,积极发挥学生的主体作用。讨论式教学根据教学和学生兴趣爱好,选择章节内容进行讨论。课堂讨论前指导学生预习并阅读相关的学术期刊论文,让学生在课堂上交流和汇报各自的观点与认知,从知识熟悉与运用、提炼总结、表达与技巧等方面得到充分的锻炼。任课教师或邀请本专业其他教师作为委员参与学生的讨论、辩论与演讲,充分调动学生的主观能动性,实现教师与学生之间交互式教学,提高学生的兴趣和积极性。课堂教学环节中也可以针对课程内容的重点、难点和知识点设立专题报告,邀请本专业科研教师或经验丰富的现场施工人员做专题报告,将学习内容与教师承担的科研项目或现场施工中存在问题及解决方法相结合,鼓励学生积极提出问题并参与讨论,加强理论与实践相结合,促进学生所学知识的融会贯通,提高学生对知识的运用,激发学生的学习热情和学习兴趣。
3)试验环节多样化,提高学生的创新能力,促进学生对知识点融会贯通。
试验课直观性和操作性强,能培养学生的探索精神和创新性,积极发挥学生的主动性,帮助学生形成良好的职业能力素养与科学的研究方法,具有课堂讲授所无法比拟的优势。水泥与混凝土学是一门实践性比较强的专业基础课,必须加强教学环节中的试验课教学,巩固所学的理论知识,充分体现“行为知之始,知为行之成”。
在试验课教学环节,需要加强学生的参与性和主动性,改变传统以演示性、验证性试验为主向设计性、综合性试验模式,从以教师为中心向以学生为中心的模式转变。对于一些基础的试验,要求每个学生认真预习、小组讨论并向老师汇报后要独立完成,在确保学生掌握基本试验技能的基础上实现知识的融汇贯通;对于比较复杂的综合性试验,可采取集体讨论、小组合作、教师指导的形式进行。鼓励学生参与本专业与课程相关科研方向科研教师承担的课题,申请到教师所在试验室从事相关的试验研究,建议学校采用经费资助等方式调动科研教师参与指导本科生试验研究积极性,培养学生的知识探索能力和科研兴趣,使学生在基本知识、自学能力、归纳总结与分析解决问题等等方面得到相应的培养。以我校为例,学院在尝试课程教学环节中设置创新试验、综合试验和拔尖创新人才培育等项目,学生和指导教师双向选择并实行淘汰制,学生参与指导教师课题研究承担试验内容并与毕业设计挂钩,试验项目指导教师负责学生毕业设计指导工作,充分调动了学生的积极性和创新性,提高了学生的学习兴趣,取得了良好的效果。
4)考核方式集优化,加强学生的学习过程控制,调动学生的积极性。
课程考核不仅是测试学生学习成果的方法,也是促进学生学习动力、实现教学目的的手段,即寓教于考,以考促学。因此,课程考核必须与教学合理结合,体现教学并服务于教学。传统的课程考核方法侧重于终端评价,考试方式单一,不仅难以全面反映学生的真实水平,而且无法充分发挥以考促学的作用。对于水泥混凝土学课程的考核形式,应摒弃以往期末成绩与汇总试验报告成绩考核学生的方式,应多层次、多角度、全方位地考核学生积极参加教学任务和对知识的掌握运用能力,并促进学生创新能力的提高。该课程学生的最终成绩由多个指标综合构成,以加强教学过程控制,如课堂的参与、专题讨论与课后作业成绩,试验的预习、汇报、操作及报告成绩,期中及期末考试成绩。教师可根据培养目标制定不同的考核指标权重,期末考试成绩在总分中的比重不超过60%。通过这种多指标评估体系,不仅充分调动了学生学习的积极性,还大大提高了学生对所学知识的运用能力,避免了考前突击死记硬背应付考试的现象。
四、总结
对于水泥与混凝土学课程教学,应树立以学生为本的思想,以培养适应时展与社会需求综合素质人才的教育宗旨,促进学科发展,不断推进教学改革,建立以学生为中心的教学模式,充分调动学生在教学过程中的主动性和积极性,提高学生对所学知识的掌握与运用能力,增强学生动手操作能力和创新能力。通过不断的总结与改革探索,找出更科学、合理、行之有效的教学方法,为水泥混凝土及其相关行业培养出更多优秀的高素质技术人才。
[参考文献]
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关键词:隧道工程;模块化教学;学习迁移理论;教学研究
中图分类号:G6420;U45文献标志码:A文章编号:10052909(2016)03007204近年来,随着高速公路、铁路建设及城市地下空间开发的蓬勃发展,出现了越来越多的隧道工程,交通、市政建设领域对隧道工程专业技术人才的需求量不断增大。培养创新能力、应用能力及解决能力实际问题较强的应用型专业人才是地方本科院校的主要办学目标之一[1-2]。笔者在隧道工程教学过程中发现,该课程内容覆盖面广,且较为零散,采用按教材章节顺序进行授课的传统教学模式难以达到良好效果,亟需探索新的教学模式。
起源于德国的“模块化教学”[3]方法,可以较好解决上述问题。该方法是基于学习迁移理论基本原理,把课程内容分解成若干个部分,再将具有相同或相近主题的内容进行整合,形成具有内在联系的单元模块并进行教学[4-6],可以提高学生学习的灵活度,激发学生学习的积极性和主动性,进而提高教学质量。文章以武汉工程大学土木工程专业、道路桥梁与渡河工程专业为例,探索模块化教学方法在隧道工程课程中的应用。
一、隧道工程课程特点及教学现状
(一)内容覆盖面广
目前我校采用的教材是彭立敏、刘小兵主编的《隧道工程》[7],同时参考了丁文其[8]、覃仁辉[9]、朱永全[10]等主编的教材。这些教材的主要内容大体上包括:绪论、隧道勘测设计、隧道主体结构与附属结构、围岩分级与围岩压力、隧道支护结构的设计计算、隧道施工方法、隧道施工工艺及技术、高速铁路隧道、隧道常见病害及处治方法、隧道施工组织与管理、运营管理与维护等。可见,隧道工程课程内容涵盖面广,包含了规划、设计、施工、运营管理等过程的各个方面,既有基本概念和理论,又有施工工艺和方法;既包含技术层面问题,又包含管理层面问题。
(二)主要内容之间独立性强
隧道工程课程不仅知识点多,而且其主要内容之间具有较强的独立性。如隧道勘测设计、围岩分级、围岩压力等,主要涉及工程地质、岩土工程勘察、岩体力学等知识;隧道主体结构与附属结构,主要涉及建筑结构等知识;隧道施工,主要涉及工程爆破、工程机械等知识;隧道支护,主要涉及岩土工程、建筑材料等知识。
(三) 与先行课程关系密切
隧道工程课程一般在第七或第八个学期开设,在此之前,学生应修完所有专业基础课和大部分专业方向课,掌握相应的专业基础知识。该课程的主要内容和先行课程之间存在密切联系,具体见表1。表1隧道工程课程主要内容与先行课程关系课程内容相关先行课程隧道工程勘测设计工程地质、工程测量、道路勘测设计隧道主体、附属结构建筑结构、钢筋混凝土结构围岩分级、围岩压力、支护结构计算工程地质、岩体力学、材料力学、弹性力学、钢筋混凝土结构隧道施工土木工程施工、施工组织与管理隧道支护岩土工程、建筑材料、地下结构防水隧道通风及高速铁路隧道空气动力学问题流体力学、施工组织与管理(四)教学困境
综上,隧道工程课程内容庞杂,涉及土木工程专业大部分基础知识,导致学生在学习该课程时存在理解不透彻、记忆不深刻等问题,学习积极性普遍不高。如何激发学生学习兴趣,是授课教师面临的一大挑战。
另一方面,隧道工程课程内容具有较强的综合性,如将这些零散的内容按照某种属性或规律进行适当归纳、分类,使之成为若干个相互联系的有机整体,则不仅能够提升学生的学习兴趣,还可以帮助学生构建专业知识体系,使学生对专业知识的认知和理解上升到新的高度。
二、模块化教学设计
针对上述问题,采用模块化基本理论和方法,并根据涉及科学、工程问题的不同,将隧道工程课程主要内容归为基本概念、地质及力学问题、施工方法、新技术新方法、运营管理与维护等5个模块(表2),具体分述如下:
(一) 基本概念模块
主要包括隧道的定义、分类、发展历史、隧道主体结构与附属建筑等。隧道工程是地下工程的一种,有别于一般建筑工程,该模块主要介绍隧道工程中的名词、定义及相关基本知识。
(二)地质、力学及支护结构模块
主要包括隧道工程勘测设计、围岩分类、围岩压力、隧道支护结构的计算等。隧道修建在岩土体中,其支护结构的形式主要取决于围岩的工程特性,隧道开挖与支护的核心问题是围岩力学特性及围岩与支护结构的相互作用,即围岩的地质力学问题。
(三)传统施工方法模块
主要包括钻爆法施工、掘进机法施工、隧道辅助施工作业、新奥法等。根据隧道工程所在岩土体性质的不同,可以分为岩质隧道和土质隧道。岩质隧道多采用钻爆法或掘进机法施工,土质隧道多采用盾构法(掘进机法的一种)。新奥法不是具体的施工方法,但目前几乎所有隧道的施工都采用新奥法的基本理念和原理。
(四)非传统施工方法模块
主要包括高速铁路隧道工程、城市地铁隧道工程、海底隧道工程等。近年来出现了上述特殊环境和技术条件下的隧道工程,与之配套的新技术、新方法也日趋成熟,其占有重要地位。
(五) 施工管理与运营维护模块
主要包括隧道施工组织管理、运营阶段的养护与维修等。隧道工程是隐蔽工程,在施工过程中作业空间有限,作业环境危险性高,且各工序之间相互干扰大。在正常运营阶段,车辆冲击、废气排放、地下水、围岩等因素对衬砌耐久性造成不利影响,隧道交通事故、火灾等更是会造成严重后果。这两个方面的问题均需要通过实施管理来解决。表2隧道工程教学内容模块化设计(Ⅰ)编号模块名称主要内容学时分配1基本概念隧道分类及发展历史1隧道主体结构2隧道附属结构12地质、力学及支护结构隧道工程勘测设计2隧道围岩分类1隧道围岩压力1隧道支护结构的计算13传统施工方法钻爆法施工2掘进机法施工1隧道辅助施工作业2新奥法24非传统施工方法高速铁路隧道工程2城市地铁隧道工程1海底隧道工程15施工管理与运营维护隧道施工组织管理2隧道运营阶段养护与维修2上述方法是将隧道工程作为土木工程的一个分支学科来进行探讨,包括理论、方法和工程技术等多个方面。此外,和桥梁工程、道路工程、房屋建筑工程一样,也可以将隧道工程作为工程项目的一种,相应的课程主要内容围绕隧道工程从规划到设计、施工,再到后期管理等。按照该思路,可以将隧道工程课程的内容划分为:隧道工程基本理论与基本概念、隧道工程规划选址与设计、隧道工程施工、隧道运营管理4个模块,这4个模块则直观反映了隧道工程项目建设的大体流程(图1)。
三、模块化教学实施及效果评价
武汉工程大学土木工程专业创办于1992年,是学校“十二五”重点建设学科之一,为一级学科硕士学位授权点、湖北省楚天学者设岗学科、省级品牌专业。该学科现设有建筑工程方向、交通土建方向,以及道路桥梁与渡河工程。隧道工程是我校土木工程专业(交通土建方向)及道路桥梁与渡河工程专业学生的专业方向课。2014年开始,将上述模块化教学方法应用于我校土木工程专业(中英班)、土木工程专业(交通土建方向)及道路桥梁与渡河工程专业的隧道工程课程。
首先,按照表2中的方法,从内容属性的角度出发进行模块划分,在讲授每一个模块之前,提醒学生复习与之相关的课程内容;在讲授课程的过程中,提醒学生讲授的内容涉及哪些专业基础知识,从而让学生认识到专业基础知识对于后续专业课学习的重要性。其次,在每一个模块内容讲授完毕时,归纳总结该模块的主要内容,详细分析将这些内容作为一个模块的原因,让学生理解同一模块中各部分内容之间的内在联系。再次,在全部课程内容讲授完毕时,引导学生回顾课程内容,分析各部分内容之间的逻辑关系,帮助学生建立专业思维,构建专业知识体系。最后,采用上述工程项目建设阶段模块(图1),引导学生再次回顾教学内容,可以有效促进学生的开放性思维,并全面提升学生运用专业知识分析和解决工程问题的能力。
经过一年多的模块化教学探索和实践,该课程教学取得了一定成效,学生的学习积极性得到普遍提升。学生反映,在学习隧道工程课程过程中,较全面地回顾了先行课程涉及到的知识,对专业知识体系的认识上升到了新的高度。
四、结语
基于学习迁移理论基本原理,按照涉及科学、工程问题的不同,将隧道工程课程内容分为基本概念模块以及地质、力学及支护结构模块、传统施工方法模块、非传统施工方法模块、管理与维护模块等。此外,按照工程项目建设的阶段,将该课程内容划分为:基本理论与基本概念、规划选址与设计、施工、运营管理4个模块。二者联系紧密,互为补充。实施该模块化教学方法,提高了学生的学习积极性,促进学生深入理解课程内容,培养学生运用专业基础知识分析、解决专业问题的能力,帮助学生构建专业知识体系,收到了良好效果。
需要指出的是,模块化教学方法绝不是简单地将课程内容划分模块分别讲解。在实际操作过程中,需要引导学生去分析、思考划分模块的依据以及各模块之间的内在联系,并站在教材编者的角度去分析课程的内容构成,从而帮助学生构建专业知识体系,培养学生善于运用专业知识分析和解决实际工程问题的习惯和能力。课堂上应适当组织学生进行研究性学习,并布置课程作业,充分发挥学生自主性,实现师生之间互动。
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[7]彭立敏,刘小兵. 隧道工程[M].长沙:中南大学出版社,2009.
[8]丁文其,杨林德. 隧道工程[M].北京:人民交通出版社,2012.
[9]覃仁辉,王成. 隧道工程[M].重庆:重庆大学出版社,2013.
[10]朱永全. 隧道工程[M].重庆:中国铁道出版社,2007.
关键词:整体稳定;局部稳定;畸变屈曲;教学探索
作者简介:罗洪光(1974-),男,湖南隆回人,三峡大学土木与建筑学院,工程师。(湖北宜昌443002)
基金项目:本文系湖南省高等学校科学研究项目(项目编号:11C1132)的研究成果。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2012)10-0091-01
“钢结构稳定”课程是土木工程专业本科学生必修专业课,属于专业主干课程。与其他建筑材料结构相比,钢结构具有“高强、杆细、壁薄”的特点,这使得钢结构稳定在钢结构设计与计算中占有突出的地位,钢结构稳定问题是贯穿整个钢结构教学的重要知识点。[1]但是,钢结构稳定这一概念对于刚接触钢结构的本科学生来说,显得比较抽象,难以理解。因此,钢结构稳定在钢结构本科教学中既是重点,又是难点。笔者针对“钢结构稳定”本科教学进行了一些探索,取得了良好的教学效果。
一、加强感性认识,正确认识理论和实际
大多数学生缺乏与钢结构工程实例的接触,需加强学生对于钢结构稳定的感性认识。日益丰富的多媒体教学可以在一定程度上起到增强学生感性认识的作用。笔者通过多媒体教学向学生介绍一些钢结构稳定事故实例,如加拿大魁北克大桥工程事故、美国Hartford城体育馆钢网架事故以及我国某企业轻钢屋架屋盖会议室事故等。图片与文字相配合,增进了教学的生动性,让学生认识到忽视钢结构稳定将造成严重后果,提高学生对钢结构稳定的重视,并增强学生学习钢结构稳定的积极性。多媒体具有演示功能,在课堂教学中播放钢结构构件失稳的动画,如轴压柱弯曲失稳、扭转失稳、弯扭失稳以及梁的整体失稳等,促进学生建立钢结构稳定的感性认识。
在学习“钢结构稳定”课程之前,学生已经学习过“材料力学”,[2]对稳定的概念有了一定的了解。笔者因势利导,引导学生回顾所学的压杆稳定力学理论知识。在学生进一步了解有关钢结构稳定的力学理论之后,对其强调理论与实际之间的区别。“材料力学”所讲述的压杆稳定是一种理想化的整体稳定,力学理论应用于工程实际,需考虑实际结构的各种缺陷。就钢结构稳定而言,实际的稳定计算尚需考虑材料缺陷和几何缺陷等。力学理论的理想化是指为了计算简便,考虑到各种实际因素影响,计算式往往是建立在试验归纳的基础上。这些讲解有助于学生正确认识理论和实际的联系和区别,也为后续课程中相关设计公式来源的讲解做了铺垫。从另一个角度来说,学生可从中领略科学的思想,形成科学的态度,建立科学的方法。
二、选取简单的课堂演示实验,调动学生的学习自主性
课堂演示实验是学生在学习中从感性认识上升到理性认识的重要环节之一,也是启发式教学的有效手段,不仅能增强学生的感性认识,而且可以激励学生主动进行思考,提升学生的观察思维能力。目前关于“钢结构稳定”的课堂演示实验不多,选取既简便又能展现多种结构稳定现象的教具是关键。笔者从实用角度出发,采用普通的纸片,模拟钢结构失稳。
对钢结构的局部失稳现象进行补充说明,笔者利用一张合适的薄纸片,做了一个简单的课堂演示实验。把纸片卷成圆柱形状,纸片只需稍微合拢就行,圆柱厚度基本上就是单张纸的厚度。纸质圆柱底部与讲台桌面相接触,用手掌按住圆柱顶部,并要求学生注意观察纸质圆柱所发生的变化。随着手掌往下施加压力,学生看到纸质圆柱外表面不再保持平整光滑,逐步出现凹凸不平的现象。这实际上是以纸代替钢材,为学生摸拟了钢结构构件发生局部失稳的现象。不过,除局部稳定以外,钢结构稳定还包括整体稳定,如何针对钢结构整体稳定进行课堂演示实验?
局部稳定的课堂演示实验活跃了课堂气氛,学生开始议论纷纷。此时笔者宣布,利用同一张薄纸片,再做一个不同的演示实验,并要求学生注意与刚才的演示实验进行比较。课堂恢复了安静,学生聚精会神地关注即将进行的课堂演示实验。笔者同样把纸片卷成圆柱形状,但是与上一个演示实验不同的是,纸片紧紧地卷了一层又一层,所形成的纸质圆柱的厚度是单张纸厚度的若干倍。同样,将纸质圆柱置于讲台桌面上,用手掌压在圆柱顶部,在手掌所施压力作用下,纸质圆柱发生突然性的整体倾斜现象。第二个演示实验是对钢结构构件整体失稳的模拟。纸质圆柱厚度增加后,相当于提高了构件的局部稳定,从而使得整体稳定起控制作用。
笔者通过课堂演示实验,引导学生观察、猜想、分析、归纳、总结,调动学生进行积极思考,帮助学生实现由表及里、从现象到本质的学习认识过程。在笔者的指点下,学生从课堂演示实验中建立了准确的钢结构稳定的第一印象。在以上两个课堂演示实验基础上,教师还可进一步引导学生熟悉“等稳性原则”等设计计算概念。通过课堂演示实验,启发学生思考演示实验所反映的力学现象及本质,增强学生的观察能力,激发学生的学习兴趣,将被动学习转化为主动思考,有助于培养学生良好的思考习惯。
为改变教师满堂灌、学生被动学习的教学状况,笔者在课堂上要求学生思考日常生活中是否还有其他类似的结构失稳现象,鼓励学生讨论,然后进行点评和总结。师生间的良性互动,不仅开拓了学生的思维视野,使学生产生积极的学习动力,而且有助于教师及时发现学生在知识认识上的偏差。
三、介绍学术新动态,激发学生的探索创新精神
国内外对钢结构稳定的研究是不断发展和变化的。随着钢材强度的提高、各种新型截面形式的出现,各种现象和问题逐步引起各国学者、工程技术人员的关注和研究,新的研究成果也不断得到推广应用。但教材的更新往往赶不上知识的更新,新成果新知识不能在教材中得到体现。教师介绍一些有关的学术新动态作为教学补充,有助于激发学生的学习热忱。有些学生的学习领悟能力强,并不满足于教材所包含的知识内容,而未来从事科研设计工作的技术人员也大多出自于这部分学生,学术新动态可以激发他们的求知欲望,探索科学真谛。虽然学术新动态所涉及的范围超出了教学大纲的界限,但是只要教师把握得当,点到为止,从长远考虑,必能收到良好的教学效果,满足不同学生的学习需求。
畸变屈曲是一种不同于整体稳定和局部稳定的结构稳定形式,[3]但当前的教材并没有相关的内容说明。笔者在课堂上对畸变屈曲做了简单的介绍,比如畸变屈曲的概念、钢结构在什么条件情况下容易发生畸变屈曲等。向学生明确表明不对畸变屈曲做学习上的要求,有兴趣想进一步了解的学生可在课外查阅相关资料。
值得一提的是,畸变屈曲的相关计算已列入国内外的设计规范和规程,[4]目前的教材还没反映出这一新变化,相信随着工程设计的发展需要,有关畸变屈曲的知识内容必将在教材中有所体现。教师向学生介绍有关畸变屈曲的知识,有助于学生形成一个较为完整的钢结构稳定概念。对于一些立志于今后从事科研工作的学生而言,在本科学习阶段所了解到的一些学术新动态,可能会影响到他们日后研究方向的选择。
四、发挥课外优势,促进课堂内外互补
理论与实践是密切相关的,若把课堂教学视为理论的传授,与此对应,应该还有教学实践活动。一般而言,课堂教学比较紧凑,很难安排多余的课堂时间用于学生的实践活动。如果教师能充分利用学生课外时间相对充裕的条件,及时引导学生运用所学理论知识解决实际问题,显然能进一步巩固课堂教学成果。在目前的“钢结构稳定”课堂教学中,学生处于相对被动的地位,教师可利用课外教学的特点,充分发挥学生的积极主动性,展示学生多姿多彩的创新能力。
笔者鼓励学生参与诸如“挑战杯”之类的活动,在实践活动中,融教于用,深化了学生对于钢结构稳定的理解。此外,围绕钢结构稳定的主题,指导学生进行各类科技创新活动,发挥学生科研上的自主创造能力,达到学以致用,学而创新的教学育才目的。
课外作业是师生之间相互沟通的一座桥梁。笔者将“谈谈你对钢结构稳定的理解”作为课外作业布置给学生,要求不要抄袭教材中现成的文字,用自己的语言回答问题,篇幅不限,不拘泥于理解是否有误以及问题本身,还可谈谈个人的想法等。通过课外作业,笔者及时了解了课堂教学的反馈信息,发现了存在于学生思想中的创新火花,促进了课堂教学的改进,加强了对学生进行创新活动的引导,推进了师生之间的良性互动。
五、结语
钢结构稳定问题在钢结构设计计算中具有举足轻重的地位。笔者在“钢结构稳定”本科教学中,参考借鉴了前人优秀的教学经验,进行了一些教学探索和研究,得到了学生和学校领导的肯定和支持。期望本文能起到抛砖引玉的作用,以促进我国“钢结构稳定”本科教学的发展。
参考文献:
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英语是世界上最广泛使用的语言,学好英语无疑对学生的将来有很大的帮助。但是由于教师的教学方法不当或学生的学习方法不当,给英语学习带来了很大的困扰。现在我想就"教"与"学"两个方面来简要谈谈我个人的几点建议。
1.给英语教者几个较为实用的方法
"怎样启迪学生思维,开发学生智力,培养学生的想象力和创造力"是新课程标准的导向,同时,《新课程》明确提出"倡导任务型的教学模式",要求"教师应避免单纯传授语言知识的教学方法,尽量采用'任务型'的教学途径"。这种"任务型教学"有三段式的程序:任务呈现,教学,任务完成。
在"任务呈现"阶段,适宜采用"激趣法"。创设尽可能真实的情景,吸引学生尽快进入学习状态,让学生们在课堂上能够保持昂扬・奋发・进取的心理状态。如在教学生就餐的对话时,教师事先准备了牛奶・面包等,上课时把讲台当成餐馆的柜台,将准备的东西放在上面,先是教师扮演营业员,学生扮演顾客,把对话表演出来。反复几次后,再进行下一个"教学"阶段,教师用学过的表示吃喝的单词套用句型的过程,学生很自然地变"要我说"为"我要说,我想说"。
任务型教学阶段,教师教学方法要灵活,时刻谨记活动目的是什么,想训练的重点是什么。以活动为主线,以多媒体为载体,口语流利,让学生有想跟着说的愿望。教师还可以利用一首首动听的英语歌曲,一副副流利恰当的简笔画,激发学生的学习动机,培养学生的学习兴趣。活动的安排应既与教材的知识体系和能力训练体系相配合,又应由易到难,由浅入深地形成一环紧扣一环的活动链条。让学生能兴趣盎然地循环操练,反复操练。当然,活动中要加强课堂的组织纪律,集中学生的学习注意力,强化学生学习的自觉意识,激发学生参与活动的积极性。我就经常带领学生玩"吹牛大王"的游戏,学生在想象中,会不由自主的运用到将来时来谈自己的梦想。也会熟练使用过去时谈谈自己想象中的某段经历。
在任务完成阶段,可以引导学生发现在教学活动中新学到的语言点,帮助学生学会动脑,避免死记硬背。特别是在初中英语学习的后期,教师应注意新旧知识的结合,只要能和学过的单词或知识点联系上,就尽量让他们做比较,这样,学生既有趣地学会了生词,又巩固了已学过的知识,试着让学生多做活动总结,多report,对操练口语和训练书面表达都大有益处。
2.给英语学者的几点建议
2.1预习方法。一是单词、词组、句型的预习。预习单词时,先听后读,要做到读音准确,词义明确,词性明了。对于四会(听、说、读、写)的单词,初步要求拼写正确(根据读音想单词形象,每读一遍,实行淘汰法)。在预习单词、词组、句型的时候,可充分发挥英语词典的作用。经常查词典,将有助于丰富学生相关的单词,词组,句型等用法的理解和把握,站得更高,看得更远。
二是课文的预习。在预习课文时,应要求学生在预习单词的基础上,先仔细听课文的语音带,如果一下子听不明白也不要气馁,可以要求学生把课文当阅读材料来用,认真阅读一两遍,对于刚才没有听明白的地方,要特别留意,然后再听一遍朗读带,看看原先没听清楚的地方是否已经明白,接下来再细心研究课文,找出课文中的重要知识点。可以把自己有疑惑的地方先画上标记,然后再去阅读相关资料,看看能否自己解决,这种带着问题听课的过程,听课的针对行更强,效率更高。如果还有时间可以听录音带,模仿朗读,跟读课文,培养自己的英语语感,锻炼自己的朗读能力。
三是英语课后练习的预习。预习课后练习,首先要求学生在课前思考题目中针对课文内容提出的相关问题,能"猜"课文的大致内容,同时预习各种形式的针对性练习,心存疑虑,更加明了听课重难点。
2.2听课方法。要做好课堂笔记。课堂上认真听讲,做好笔记,充分调动一切感官,养成眼、耳、口、手并用的听课习惯,对于学好英语是极有帮助的。记笔记时要有所选择,突出重点。并且学着在笔记的旁边留白,以便于摘录相应的错题,或用于课后整理温习笔记时进行旁批。
2.3课后巩固。课后要不时整理用自己能懂的语言记录的课堂笔记。琢磨课堂上的重点内容,点、线、面分头抓。抓住单词这个点,就能带动词组、句型根根线,撑开文章的阅读和理解这个面。单词是英语学习的基础,是构建英语大厦的建筑材料,也直接影响听、说、读、写几个方面,制约着口语和书面表达能力,是英语学习的基础。单词的复习重点在拼写和运用,特别是一些重点词的用法,如词性变换,单词辨音,词的构成等要更加重视。如care这个单词,由此词根构成的单词有很多:care-careful-carefully-most carefully等。单词记得多,记得牢,词组、句型的运用、文章的阅读理解以及完形填空就会迎刃而解。这样不仅加深了印象,而且也有利于温故而知新。
[关键词]CDIO;路基路面;教学;改革
[中图分类号]G642 [文献标识码]A [文章编号]1671-5918(2016)02-0101-03
一、引言
CDIO是2001年由美国麻省理工学院与瑞典的林克平大学、查尔姆斯技术大学以及皇家技术学院等3所高等院校共同开发的新型的现代工程教育模式和实施体系。CDIO是“构思”(conceive)、“设计”(Design)、“实施”(Implement)及“运行”(Operate)四个英语单词的缩写,是“做中学”和“基于项目的教育和学习”(简称PBL)的具体概括与抽象描述。CDIO教育理念是以产品全生命周期为载体,建立集成的课程体系,让学生以主动、实践的方式学习工程理论知识,积累工程实践经验,提升工程技能。在本科高校和高等职业技术院校,经过学者多年的理论研究与实践探索,逐步形成了诸多典型的工程教育的案例,有力推动了工程教育人才培养改革。然而,在运用CDIO的实践中,高校更聚焦的是宏观层面的人才培养路径、专业建设、课程体系等,对CDIO模式如何适应具体某一门课程尚缺乏系统研究。为此,借鉴CDIO基本原理,建立以“学生为主体、教师为引导、项目为载体、工程技能培养为目标”的培养体系,并以路基路面课程改革为例,阐述在高职院校教学过程中,如何合理有效地在微观视角实践CDIO教育理念。
二、路基路面课程目标
根据学院道桥专业培养方案,《路基路面工程》课程是开设在大学二年级,这个阶段的学生已经学习了与专业相关的课程有:建筑材料、工程力学、工程测量和道路勘测设计,而在此课程之后的后续课程有:公路施工技术、工程项目管理、工程概预算以及开展毕业设计综合实践,因此,《路基路面工程》起着承上启下的作用。为了更好地适应社会对技能型人才的需求,借鉴国内示范性高职院校道桥专业教学经验,在课程教学过程中,紧密结合实际工程,以培养专业技能和职业素养为教学目的,依据CDIO能力大纲中对学生能力的描述与要求,主要针对学生技术知识和推理能力、个人职业技能和职业道德、人际交往技能的培养,运用情境案例分析,具体从基础科学知识、核心工程基础知识、工程推理和解决问题能力、实验中探索知识、系统思维、个人技能和态度、职业技能和道德、团队精神、交流、外部和社会环境、构思与工程系统、设计实施等方面,并结合实际工程问题引出知识点,分析、探讨、归纳项目特征,且尝试解决问题。
路基路面工程课程建设目标从三方面考虑,首先让学生了解路基路面工程方面的基本概念,熟悉相应结构层的性能、作用和结构特点,明确路基与路面结构层的施工工艺知识。其次是掌握路基工程土的分类及性质、路基修筑方法、压实方法及质量检验评定标准;通过典型路基路面工程设计实践环节,让学生建立路基施工及路面设计的理论体系,根据施工特点明确路基排水设施的构成,边坡防护及加固设施的确定,路面类型的选取,以解决问题的形式完成对路基施工方案的编写,完成路面各结构层厚度、材料的确定,为后续课程学习奠定基础。最后通过课程学习,了解工程师应具备的基本工程素养,体验处理实际工程的过程,开展团队协作。
二、路基路面课程内容
路基路面工程主要有认识、理论、实践和考核四个部分。在理论教学部分主要包括路基工程和路面工程,而路基工程中又涉及排水设施、边坡稳定验算及防护设施、挡土墙设置等内容,路面工程中主要涉及沥青路面和水泥混凝土路面的计算。由于课程内容庞杂,涉及的知识面广,受课时量不足、教学设施不够完善等因素制约,应完善课程结构体系,在路基部分,以与路基稳定紧密关联的排水、边坡加固及防护、地基处理为教学重点,在路面部分,以现在工程中最常用的沥青路面为重点,侧重路面结构层设计理论与方法。
(一)认识环节
认识环节主要内容形式有讲座和参观。具体的目标要求是对专业的现状、道路发展、关键技术变化、施工工艺进行客观认识,了解社会及用人单位对人才的需求与标准,引导学生对未来职业的思考和人生规划,激发对工程的兴趣与学习动力。
在认识环节中,邀请相关专家、学者、一线工程师开展道路工程科学与技术的重要成就和最新发展趋势、工程技术规范等方面的专题讲座,拓展学生视野,加深对课程内容的理解。同时参观试验室和施工现场,形成直接经验的积累,激发学习兴趣。
(二)理论环节
在整个教学全过程中体现学生积极思考与解决工程问题的教学理念,理论环节主要内容形式有案例分析、项目任务和讨论。具体目标要求是通过多种授课方式使学生了解课程相关的基本概念、原理;理解路基稳定性的影响因素和加固防护措施;以及与路基路面相关的交通分析、材料参数选取与路面结构设计方法。
(三)实践环节
实践环节主要内容形式有课程设计、调查和展示汇报。具体目标要求是学生直接参与道路的构思、设计和实施。分析采取适宜的材料,确定道路各结构层的厚度。通过对沥青混凝土路面的课程设计,在理解道路设计步骤的基础上,对设计方案进行经济技术比较。
在实践过程中工程实践情景和内容的筛选特别重要,经过多次研讨,在路基路面设计实践环节中选取现在工程中最常用的沥青路面作为典型的工程,分别让学生自己负责收集材料、拟定设计方案等,教师可以提供适当指导,以使前修课程所学知识传递到课程设计环节。
(四)考核环节
考核环节主要内容形式有总结和答辩。具体目标要求是在学习活动过程中及时交流,反馈工作评价。通过思考所完成工作,总结工作成果及工作方法,从技术描述以及团队工作方式与组织分工等方面总结交流,锻炼学生表达、交流总结能力。
通过一周的实践活动,学生分组完成沥青混凝土路面设计,内容主要包括道路交通量的调查、路面结构层次的确定、设计方案选取及比较、各成员的任务分工和贡献率、总结等。同时根据课程设计报告制作相应的PPT演示课件,进行口头汇报。而考核环节,利用学生完成任务为载体,对其运用专业知识技能、创新能力、团队协作能力等进行考查。
三、路基路面课程教学方法
根据CDIO教育模式要求,《路基路面工程》课程教学过程中将CDIO中构思、设计、实现、运作理念有机融入于教学的各个阶段。在授课过程中,师生将课堂环境演化为知识交换空间,教师合理组织课程教学内容,凸显课程知识点的重点、难点,灵活采用课堂引导、答疑解惑及研讨等方式共享学习成果。例如就某水泥混凝土路面破坏问题让学生展开讨论,以“问题――原因――措施”的基本思路引导学生去思考,调节课堂气氛,提高学生课堂学习的参与性,为推动学生主动养成一体化的学习习惯创造有利条件。其次,采用案例教学,利用沥青路面和水泥混凝土路面施工典型工程案例及多媒体网络资源,力图向学生提供直观形象的工程图片及动态的施工作业过程,在增加课堂教学信息容量的同时,实现课堂教学与实际工程项目的有机结合。第三,在系统把握和教授课程基本概念的基础上,不仅要强调学生实践动手能力的培养,而且结合专业工程标准、行业规范和一线施工单位要求规范学生行为,充分发挥学生独立能力和团队协作精神,着力培养学生分析和解决具体工程的思维。
四、路基路面课程考核
合理的课程考核是有效开展教学活动的保证。结合一线施工企业和CDIO工程教育模式与技能型人才培养目标的契合度,为了有效的对学生学习投入及获得成绩进行鉴别,根据课程设置目标优化传统考核模式,采用过程管理及结果考核相耦合的方式,从出勤、课堂参与程度(汇报)、平时项目作业和期末考试成绩等进行综合考评。特别是在过程考评阶段通过对实践过程中设计作业完成情况、同一小组中各成员之间互评及平时成绩等维度进行全面评价,突出团队整体的作用。而在课程考试时,参照公路和市政方向建造师考试的要求,引入考试相关科目的重要内容,突出课程工程性和实践性强的特点。实践表明,采用这种考核形式,强化了学生全员参与的意识,有利于学生在学习过程中学习态度、职业素养、人际团队能力与工程系统能力的培养。
五、结论
路基路面工程课程以CDIO工程教育理念为理论指导,实行项目驱动法教学。通过2年的时间对课程目标、教学内容和教学方法等方面进行了有益探索,把考核融入教学全过程,架设教与学良性循环路径。通过对学生与施工企业调查访谈表明,将CDIO教学模式应用到路基路面课程教学过程中,使知识传播与工程能力培养融合在课程实施过程中,取得了良好的实践效果。
(一)提升了学生主动学习的积极性,构建了学生开放式的知识体系。项目从到逐步实施,学生依据项目的目标要求查询各种文献资料,使学生从中体会到学习的源动力,扭转了被动学习的局面,确立了以学生为中心的主导地位。其次在项目多层次目标的驱动下,促使学生务实的将零散的知识点逐级梯度推进,汇总成系统的知识结构。同时,不仅仅把视野只聚焦于某个知识点,而是逐步向多门课程甚至整个专业扩散,并能融会贯通。