摘要:本文以土木工程專業(yè)中橋梁工程課程教學為背景,探討該門核心課程的特點,課堂講課方式采用板書與多媒體相結合的方式,工程有限元軟件與橋梁工程課程的結合,以及為培養(yǎng)國際工程人才加入一些國外橋梁工程設計和施工與國內(nèi)的比較,同時盡量將專業(yè)術語用英文表達,為學生在國際工程的交流打下初步的基礎。通過以上幾點的教學探討,為在高校土木工程專業(yè)的橋梁工程的學習提供了參考。
關鍵詞:土木工程;橋梁工程;教學方法;國際化人才
一、土木工程專業(yè)橋梁工程課的特點
橋梁工程這門課包括橋梁的中、外發(fā)展歷史,橋梁的基本組成和分類,同時涉及到了橋梁的荷載的講述。此外,橋梁的基本體系中,該門課又從梁式橋、拱式橋、懸索橋、斜拉橋以及下部結構等內(nèi)容分布于不同的篇章。需要多學科知識的串接和融合,往往其他一門專業(yè)基礎課的知識不夠扎實,會影響到學生對該課程學習理解的困難。由于涉及到不同的橋型,其受力不同,需要有扎實的力學基礎,如梁橋有簡支梁橋、連續(xù)梁橋和簡支變連續(xù)梁橋,而這些橋梁有自身受力會有不同,根據(jù)不同的施工方法均會有結構體系的轉(zhuǎn)化,因此在學習這些內(nèi)容時,需要學生掌握很強的基本力學知識。目前現(xiàn)有的教材未能根據(jù)最新的規(guī)范進行更新,因此在講授時相應插入新規(guī)范的內(nèi)容,使上課的效果會有一些復雜,但過份依賴教材會讓學生學習的內(nèi)容比較陳舊。教材中部分內(nèi)容無需大篇幅去講解,如“荷載橫向分布系數(shù)”的學習,該部分內(nèi)容涉到杠桿法、剛性橫梁法、修正剛性橫梁法、鉸接板法等,而講解這部分內(nèi)容較為復雜,大量的查表以及計算,得出“荷載橫向分布系數(shù)”。但利用有限元軟件的“梁格法”能夠解決以上的問題,因此在講授該部分內(nèi)容里,僅可以讓學生理解“荷載橫向分布系數(shù)”意義即可。
二、該門課程的課堂教學方法探討
科-凱利(Dick&Carey)模式常常用于教學當中,是從確定教學目標開始,到終結性評價結束,組成一個完整的教學系統(tǒng)開發(fā)過程。在這個過程中對于教師要進行教學過程的分析和分析學習者和環(huán)境,以及開發(fā)和選擇教學材料。教與學的最高境界是老師教的少而精,學生學的多,因此會有兩種不同的教學設計模式一種是以“教”為中心的教學模式,另一種是以“學”為中心的教學模式,如何將“教”與“學”相結合且達到較好的最終效果是值得研究的問題。在教學的過程中對于教學方法根據(jù)不同的課程內(nèi)容進行調(diào)整,其中涉及到不同的課堂教學采用的媒介。課堂講授黑板和多媒體是兩種不同的教學方法,研究表明板書比多媒體更便于記憶,而多媒體更加易于激發(fā)學生的興趣,因此結合本門課可以采用兩種方式的課堂教學方法,對于概念的講解、理論的推導以及橋梁結構構造通過板書可以講授,便于學生深刻的理解和記憶,此外多媒體的可應用于橋梁橋型展示和不同的橋梁的施工方法,可以結合圖片和拍攝較好的橋梁的施工視頻,提起學生的興趣,通過多媒體更好更直觀的認識不同的橋梁的橋型和在施工過程中的施工方法和施工步驟,大大地減少了直接講解的枯燥和空洞的語言表達。為了讓學生學的多而廣,需要補充一些橋梁的歷史背景,如塔科馬大橋的風振破壞,明石海峽大橋由于地震原因橋長的增長等一些課外的知識,去更多地了解橋梁相關的其他知識,既提高了專業(yè)學習的興趣,也擴展了專業(yè)知識。因此,在教學過程中要根據(jù)不同的學習內(nèi)容來調(diào)整教學方法,使“教”與“學”完美結合。
三、橋梁工程課程與有限元軟件相結合
目前國內(nèi)各大設計院應用的橋梁計算軟件有Midascivil、橋梁博士、慧加等軟件進行橋梁的設計。該門課程在學習的過程中若能同時或滯后半學期來學習橋梁工程軟件,對于有限元計算橋梁有了初步的認識,幫助橋梁工程以及其他專業(yè)基礎學科的學習。通過有限元軟件,介紹節(jié)點、單元、荷載、邊界條件、活載等,結合學到的“荷載橫向分布系數(shù)”的計算應用到實際的橋梁上部板和梁的設計當中,手算和工程軟件同時計算比對結果,既能掌握理論知識也能掌握初步的軟件應用,在做橋梁工程畢業(yè)設計時充分應用工程軟件來設計橋梁,為今后工作中遇到橋梁設計和施工奠定了初步的基礎。
四、橋梁工程課程在國際化人才的培養(yǎng)作用
隨著我國綜合實力、國際競爭力和工程技術裝備水平的不斷提高,我國在建筑行業(yè)對外工程承包業(yè)務的領域和規(guī)模在不斷擴大,國際工程市場的承包份額穩(wěn)步提高。以交通土建行業(yè)為例,我國企業(yè)對外承包工程取得了顯著的成績,年均增長速度保持在20%左右,承擔的國際工程項目遍及所有發(fā)展中國家,涉及領域有建筑、鐵路、道路、橋梁、港口碼頭等。尤其隨著中國橋梁技術的不斷進步,在國際上有一定的聲譽,港-珠-澳大橋、西堠門大橋、潤揚大橋等橋梁的建成為承攬國際項目打開了大門。而面對這樣的機遇,在橋梁建設領域應用型國際化人才的缺乏一直是困擾我國企業(yè)對外工程承包的主要問題,也是這些涉外企業(yè)與國際大承包商之間存在較大差距的重要原因。因此,在該門課程的講授中,部分內(nèi)容各個國家規(guī)范中取值或計算方法都不同,應盡量介紹給學生,例如溫度梯度中國規(guī)范與英國規(guī)范的計算的不同,如活載中的汽車荷載中國規(guī)范、日本規(guī)范、英國和美國規(guī)范均有不同,如橋梁設計中中國和英國橋梁工程師的設計方法和更細的專業(yè)劃分的不同。同時講解不同國家橋梁發(fā)展的歷史以及橋梁設計和施工方法的不同。此外,幫助學生提高專業(yè)英語的能力,在授課中將專業(yè)術語全部以中、英文的形式呈現(xiàn)給學生,讓學生在學習的過程中掌握一些橋梁方面的專業(yè)英語知識,在國際橋梁建設工程中,便于和業(yè)主及施工方進行溝通,能夠較好地適應當?shù)氐脑O計及施工方法,為土木工程專業(yè)的學生進入到國際橋梁建設工作中有初步的知識儲備。
五、結語
橋梁工程課程作為土木工程,尤其路橋?qū)I(yè)的核心課程,以學習其他的專業(yè)基礎課為背景來講授,綜合性強。引導學生串聯(lián)各門課與該課程之間的關系,弱化部分教材中的內(nèi)容,強化目前新規(guī)范和新的橋梁工程設計和施工的方法的內(nèi)容,使學生能夠接收到最新的橋梁工程知識。此外,對于課堂教學的方法,根據(jù)不同的教學內(nèi)容,可以采用板書和多媒體進行教學,一方面強化了學生對于知識的記憶同時也能夠提高學生學習該門課程的興趣。橋梁有限元軟件的學習對于橋梁工程的學習起到非常重要的作用,既能初步掌握軟件的應用,又能在實際的橋梁施工和設計中進行有限元計算,為畢業(yè)設計和將來的工作打下初步的應用基礎。最后,對于目前國際化土木工程人才的缺少,在講授該門課的同時,引入各個國家規(guī)范的比較學習,通過一些國外橋梁的實際工程的講解,讓學生了解更多的國際橋梁建設的知識。此外專業(yè)術語采用中、英文標注,為今后的國際工程的交流打下初步的基礎。
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