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“土木工程概论”课程教学改革初探

作者:admin 更新时间:2018年08月07日 10:43:52

  摘要:“土木工程概论”课程是土木工程专业的专业必修课,具有知识面宽、综合性强的特点,在整个课程体系中起着十分重要的先导作用。本文围绕“土木工程概论”课程的培养目标及学习要求,对该课程的教学内容、教学模式、教学方法和手段、学生考核模式等进行了系统的探讨。


  关键词:土木工程;土木工程概论;教学改革;


  作者简介:赵丽敏,女,汉族,河南开封人,博士,副教授,研究方向:市政工程。


  作者简介:王欢,男,汉族,河北唐县人,博士,讲师,研究方向:道路与铁道工程专业。


  “土木工程概论”课程是土木工程专业本科生的一门专业必修课。在整个课程体系中起着重要的先导作用,帮助大一新生认识土木、走进土木,并热爱土木,了解土木工程的广阔领域,从而对本专业产生强烈的求知欲,建立献身土木工程事业的信念[1]。


  一开设本课程的意义


  “土木工程概论”课程的开设可使学生从学科概论的视角了解土木工程的综合性、社会性、实践性及其在技术、经济与建筑艺术上的统一性,初步构建专业基础,树立专业思想[2]。


  二教学内容创新


  教学内容涉及土木工程领域的若干学科分支和研究方向,包括土木工程材料、工程荷载、基础工程、工程结构、道路与铁道工程、桥梁与隧道工程、地下工程、水利水电工程、给排水工程、港口与海洋工程、土木工程施工、土木工程管理、工程防灾与减灾、计算机技术在土木工程中的应用、土木工程的发展展望等。学期结束,学生应对土木工程学科的历史、主要领域、技术成就、知识结构有初步的认识。


  随着科技的发展,新材料、新工艺和新技术的不断涌现,国内外建设形势日新月异。因此,授课内容需提升时代感:一、将当前土木工程的热点内容加入其中,如海绵城市、城市地下综合管廊、一路一带、开放性小区建设等;二、国内外近期有影响的工程案例,注重工程教育与实践应用;三、把握土木工程未来的发展方向,土木工程行业更趋向于智能化、生态化、数据信息化及可视化发展。


  三教学模式创新


  (一)师资队伍创新


  师资队伍创新,为课程建设奠定良好的师资基础。可由实践经验丰富的校内外名师授课,不同学科背景的教师分别讲授不同的章节,并全面介绍学科前沿信息。同时,可邀请土木工程行业大型设计研究院所、施工企业总工为学生讲座,引领学生总体地了解土木工程专业要学什么,做什么,培养学生的专业素养。


  (二)授课模式创新


  据报道,2014年秋季学期开始,同济大学将传统的“土木工程概论”课程延拓至本科四年,形成层层推进的必修体系。包括第一学期的“土木工程与土木工程师”新生研讨课、第二学期的“土木工程各学科方向(建筑、桥梁、岩土、道路、防灾等)的内涵与发展”、第三学期“土木工程史与土木工程大师的创新思想”、第四学期“伟大工程巡礼录像观看及研讨”、第五学期“创新思维与学术性转换”、第六学期“重大工程案例分析与研讨”、第七学期“工程综合分析及其社会影响”。为我们授课模式改革提供了很好的借鉴。


  四教学手段和教学方法创新


  “土木工程概论”课程要求学生在大学初期就建立大土木的专业思想,宽口径吸纳专业知识。内容多,范围广。因此,完成这一教学任务除了教学资源的优化设置、教学条件的充分保障外,重要的是教学方法的多样化及教学手段的灵活化。使学生在较短课时掌握较多知识,同时激发他们对土木工程专业的探索和开拓激情。


  “土木工程概论”课程教学应改变单一讲课的模式,采用多种教学手段组织教学活动,尝试多种教学方法的结合,以根据教学大纲理论教学为主线,以多媒体教学为主导,结合工程实例教学、实践性教学,学生自主学习等(图1)。


  (一)教学手段创新


  1.多媒体教学


  土木工程是具有很强实践性的学科,传统的教学方法和手段难以满足教学需求。多媒体教学具有直观、动态、感染力强的特点。例如,香港房屋协会的《优质工序》系列短片,展现基坑支护、绑扎钢筋、浇筑混凝土等工地施工实景,建筑施工过程清晰生动。凤凰卫视的《筑梦天下》,以传统建筑名品,时尚设计经典,建筑热点事件为依托传达建筑美学、人居环境、建筑理念,生动直接。


  多媒体的介入,克服无法将学生带到工程现场的现实,开拓学生视野,活跃学生工程思维,不仅能激发学生的听课兴趣,增强学生的感性认识,还能节约教学时间,提高课堂教学效果与效率。


  2.工程实例教学


  本课程的工程实例教学主要包含以下三种:


  (1)概念讲解时,通过观看工程实例的图片、视频等引导学生从感性认识上升为理性认识。例如:在讲解桥梁的力学原理时,先通过梁式桥、拱式桥、悬索桥与斜拉桥的工程图片介绍及对比,让学生对各类桥型有初步的感官认识,然后启发学生应用力学原理分析各类桥型的受力特点,从而收到了教学效果。


  (2)结合行业发展,把具体工程实例引入授课内容,达到形象、生动、易于理解的效果。例如:讲解核心筒结构时,引入了央视纪录片《超级工程》中的《上海中心大厦》。讲解地下工程时,引入了《超级工程》中的《北京地铁网络》。讲解铁路工程时,引入了国家地理频道纪录片《青藏铁路》。它们是展示强盛国力的符号标志,彰显现代中国的时代风采。课堂气氛热烈,达到了教学效果。


  (3)合理引导学生在平时生活中注意观察,将实际工程与理论有机结合在一起,增强课程的实用与应用性。例如讲解建筑结构时,引导学生留意平时观察到的建筑哪些是框架结构,哪些是剪力墙结构等。


  3.实践性教学


  该课程教学应体现理论与实际的结合。以课堂教学讲授为基础,适时安排学生考察各类土木工程项目、建材市场等,通过现场教学,将生动形象的工程实例展现给学生,使其对自己的专业有了真实的接触,增加了其专业学习的兴趣和信心。同时,安排学生在实践过程中思考问题、提出问题,并就此组织讨论,使得学生能够更快地进入专业领域,为以后的专业学习奠定基础。


  4.学生自主学习


  引导学生自主学习,对学生自身发展以及相关课程学习均具有重要意义。


  培养学生的自主学习能力,主要包括:(1)课后设置若干思考题及讨论题,引导学生课外思考、讨论。(2)独立或团队合作完成若干实践任务,如框架结构模型的制作等,来锻炼学生自主学习能力、启动其创新意识。(3)利用图书馆丰富的藏书及电子资源,浏览土木在线论坛、筑龙论坛等专业的土木工程网站,搜集案例相关信息与资料,并对其进行筛选、归纳、分析,撰写论文等;(4)制作多媒体结课报告。


  (二)教学方法创新


  1.启发式教学


  授课过程中注重对学生的启发,充分调动学生学习的积极性和主动性。


  讲课时注意结合工程实例,首先以提问形式引出问题,在引发学生兴趣的基础上开展讨论;通过布置课后讨论题目,促使学生有针对性地进行资料收集,理论联系实际。


  例如:讲工程抗震时,引导学生观看纪录片《台北101-耸立在地震带上的奇观》。并提出问题“观察周边土木工程结构有什么提高抗震性能的措施”,这样,学生可以凭借在日常生活中积累的相关经验,就土木工程抗震展开思考,很自然的进入到课程的学习中,消除对土木工程的陌生感,提高学生对土木工程的兴趣。


  2.讨论式教学


  我们安排了课堂讨论式教学环节。例如:针对我国短命建筑层出不穷现象展开讨论,学生踊跃发言:在利益驱动下,承建方在建设过程中偷工减料;一些地方政府在利益驱动下,频繁更改城市规划等;应完善追责机制减少短命建筑。例如,在讲工程材料时,先提出讨论题目“世博会是世界各国展示社会、经济、文化和科技等成果的盛会。历届世博会土木工程发展的体现”。学生展开讨论“1853年美国纽约举办了第二届世界博览会,附有安全装置的电梯首次亮相,使高层建筑成为可能。1855年的巴黎世博会,首次展出了混凝土、铝制品和橡胶;1939年旧金山世博会,塑料产品登台亮相;1970年日本大阪世博会展示了膜结构”。在讨论过程中,学生独立思考和分析问题能力得以培养,专业素养得以提高。


  五学生考核模式创新


  考核是检查教师教学效果、学生学习效果的有效手段,为有效提高《土木工程概论》课程的教学质量,应完善和创新学生考核模式。


  课程考核应强调“能力考核”,实施整个教学环节“全程考核”的考核理念,包括课堂讨论、实践考核、结课论文、多媒体结课报告等,以便及时掌握学生在各阶段的学习情况。目的是引导学生学习、检查教学情况、培养学生学习能力。这种考核方法受到学生的好评,并乐于接受。