論文關鍵詞:路基路面工程 教學方法 創新能力培養
論文摘要:以培養創新能力人才為目標,從課堂教學入手,對研究型大學路基路面工程課程教學方法展開研究,提出了以討論法代替傳統簡單教學、經典基礎理論與最新研究成果結合、實驗課程穿插課堂教學、深化課程設計等改進措施,提高學生創新能力及解決復雜問題的能力。
路基路面工程是土木工程專業道路方向的一門專業主干課程。該課程涵蓋知識點較多,主要集中在路基工程及路面工程兩個部分,涉及交通工程學、材料科學、巖土工程學、工程地質及水文地質、結構工程等相關學科。課程一般設置約60學時。在開設該門課程之前,通常需要先完成道路建筑材料、交通工程學、公路勘測、土質土力學等課程的學習。傳統課程設置目標要求學生在掌握一定專業知識的基礎上,具備自主完成規定設計項目,綜合運用所學知識解決實際問題的能力。教學型大學以招收本科層次的學生為主體,履行人才培養職能,塑造高水平技能型人才,注重學生掌握專業知識的廣度。研究型大學側重培養學生的創新能力,注重創新環境的建設,在教學環節過程中注重學生掌握專業知識的深度,并具備以現有知識為基礎開展相似問題的分析和解決能力。以路基路面工程教學為例,教學型大學應力求學生對教學內容全面掌握,實現知識點掌握的廣度要求。研究性大學以研究型人才培養為己任,注重課程熱點問題掌握的深度。當前,區別對待研究型大學與教學型大學課程教學十分必要。傳統填鴨式教學方式對于研究型大學教學目標的實現有一定影響,難以達到預期的教學深度和效果。此外,路基路面工程課程教學內容多,涉及范圍廣,傳統被動的學習方式,很難實現對知識點的全面、深入掌握。鑒于此,開展課堂討論式教學、經典基礎理論與現階段研究成果相結合、穿插實驗課程、深化課程設計等教學改革意義深遠。
一、討論式教學
討論式教學法是探究式教學的一種重要形式和方法。它強調在教師的精心準備和指導下,為實現一定的教學目標,通過預先設計、組織、啟發學生就特定問題充分發表自己的見解,以培養學生的獨立思考能力和創新精神[1]。該方法是以學生為中心,通過討論學習提高學生的自學能力、推理能力、運用所學知識解決實際問題的能力。討論式教學方法在素質教育和創新教育中扮演中非常重要的角色,它為發展學生的主體性,培養學生的創新思維提供了良好條件。
實施討論式教學方法的前提是教師必須預先明確課堂討論內容,討論題目應緊扣教學內容要求,把握好題目的難度和深度,并提前3~5天下發題目給學生。教師應提前完成基礎知識的講授,在此基礎上發揮學生自主學習的空間,通過查閱資料、小組內部討論、互助學習完成相關內容,并在學習的過程中將自己難以解決的問題標注,留待課堂教學討論時供大家探討、解惑。教師應把握題目的討論方向,注意課堂討論的節奏,按照教學計劃的設置,針對每個討論題目預留足夠的總結時間,解答學生在自主學習及課堂討論過程中遇到的難點。討論式教學對于提高學生學習興趣,發揮創新意識,提高學生創新研究能力具有舉足輕重的作用,有助于提高學生自主學習的能力,鍛煉學生發現問題、解決問題的能力。
二、基礎理論與研究成果結合
了解知識點當前的`研究成果是激發學生學習積極性、拓展學習空間、培養研究意識的重要途徑,常規本科階段的學生往往處于被動學習狀態,在片面強調考試成績的大環境下,常常采取對書本知識硬性記憶,而忽視了知識點的應用及該知識點的拓展空間[2]。此現象在教學型大學中尤為常見。研究型大學以建設創新環境、培養創新能力為首要目標,在該類院校的課堂教學環節中,針對某個知識點,教師應向學生闡述該知識點最新的研究近況及當前研究現狀中存在的問題。如在瀝青路面設計部分,在講解道路結構層位設計時,應闡述當前路面力學計算的研究現狀以及以彈性層狀體系為基礎路面力學計算方法的局限及改進方向。
路基路面工程是一門發展較為迅速的學科,新的理論、新的施工機具、新的施工方法及管理方法每天都有變化,在基礎理論知識的講解過程中無視新成果的存在,勢必會影響教學效果,無益于提高學生的學習效果。引入最新研究成果輔助教學的方法要求教師花費更多的時間去了解自己研究方向以外的科研成果,對任課教師提出了更高要求。本科教學內容較為寬泛,教師的工作是最大限度地提升學生創新意識,在有限學時的課堂教學中力求使學生獲得最大的知識儲備。
三、實驗課程穿插課堂教學
實驗教學是土木工程專業的一個極為重要的環節,它可以有效彌補課堂理論教學的不足,增強實踐性。路基路面工程的先修實驗課程基本來自道路建筑材料實驗及土質土力學實驗。如瀝青三大指標測試、混合料油石比確定、土的塑液限等基礎實驗[3]。此處所指的實驗課程并非前述此類基本實驗,是指在教學過程中針對抽象難懂的知識點在教師指導下,學生自行設計模型、自行加載驗證,豐富課堂理論教學的一種方式。如在進行瀝青路面結構層底拉應力計算的教學中,可鼓勵學生采用相似材料進行小型實驗,采用貼應變片等技術方式完成加載、測試,驗證課堂教學成果,加深學生對所學知識的理解,同時也應鼓勵學生在實驗室內針對理解存在偏差的問題進行深入研究。當前,本科階段學生對實驗室的利用較低,除了進行必須的實驗課程外,學生很少在實驗室進行相關研究學習。為培養學生自主創新的研究能力,研究型大學的實驗室應全面開放,鼓勵學生走進實驗室,進行創新性實驗。吉林大學近年來開展大學生創新實驗計劃就是以研究小組的方式在實驗室內完成相應級別的科研項目,取得了豐碩的成績。
四、深化課程設計
課程設計在土木工程相關專業中的地位極為重要。以道橋工程專業為例,設置課程設計的課程有公路勘測設計、結構設計原理、路基路面工程、橋梁工程等[4]。課程設計是對課程的全面總結,它以完成某一小課題的形式實現對整門課程的一個有效串接,將各個章節看似孤立的知識點有機地結合到一個大問題中來,使學生對課程的知識點充分掌握[5]。
筆者調研發現,當前路基路面工程課程設計存在以下問題:一是,大多數課程設計圍繞理論計算部分,而且主要針對瀝青路面結構層設計及水泥路面結構層設計兩大部分展開,立題范圍相對較小;二是課程設計的難度偏小,學生可以按照書中例題所示步驟機械地完成,沒有發揮學生創新空間,收獲較小,達不到課程設計的根本目標。分析路基路面工程課程設計中存在的問題,筆者建議采取深化路基路面工程課程設計的方式增強課程的教學成果,滿足研究型大學創新環境建設目標的需求。一是,拓展路基路面工程課程設計的選題范圍,實現課程設計的多樣化,教師將課程設計題目分類,如設置實驗類課程設計及計算類課程設計,學生可結合自己的研究興趣自主選擇。二是,加深課程設計的難度,鼓勵學生查閱資料解決復雜問題。可將傳統課程設計中進行道路結構層厚度計算的題目改為道路結構拉應力或者剪應力分布規律的分析。在分析問題、解決問題的過程中,教師應全程指導,隨時解答學生疑惑,以實現高水平課程設計的預期目標。
參考文獻:
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