摘要:路基路面工程學是道路工程方向的一門專業(yè)性和實踐性很強的課程。以理論教學為主的傳統(tǒng)教學模式難以滿足道路工程建設快速發(fā)展的需求。在目前的路基路面工程學教學模式和用人單位人才需求標準的基礎上,文章闡釋了實踐教學改革的現(xiàn)實意義,探討了改革的思路和方法,并結合實踐教學經驗分析了路基路面工程學實踐教學的方法。結果表明,實踐教學有利于提高學生的學習興趣,有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。
關鍵詞:教學改革;實踐教學;教學方法;路基路面工程學
中圖分類號:G6420文獻標志碼:A文章編號:10052909(2016)03012404高等教育的基本要求是培養(yǎng)“具有創(chuàng)新精神和實踐能力的高級專門人才”。由于實施創(chuàng)新教育還存在諸多制約因素,創(chuàng)新能力的培養(yǎng)仍然是我國高等教育的薄弱環(huán)節(jié)。教學過程作為培養(yǎng)創(chuàng)新能力的主要渠道,對學生創(chuàng)新能力的形成和發(fā)展有著重要的影響[1]。全面提倡素質教育,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維已成為時代賦予高等教育工作者的神圣使命。筆者將結合路基路面工程學課程多年的教學經驗,闡釋該課程實踐教學改革的現(xiàn)實意義,以及改革的思路和方法。
一、 實踐教學改革的現(xiàn)實意義
(一) 實踐教學與理論教學的關系
實踐教學與理論教學緊密聯(lián)系,是在教師指導下以實際操作為主,使學生獲得感性知識和基本技能,提高綜合素質的一系列教學活動的組合,它包括實驗、實習、設計、工程測繪、社會調查等。實踐性是其最主要的特點[2]。實踐教學是鞏固理論知識和加深對理論認識的有效途徑,是培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識的高素質工程技術人員的重要環(huán)節(jié),是理論聯(lián)系實際,培養(yǎng)學生掌握科學方法和提高動手能力的重要平臺,有利于學生素養(yǎng)的提高和正確價值觀的形成。
教學經驗發(fā)現(xiàn),學生在整個理論教學的過程中會感到枯燥,不知道所學的知識有何用途,所學的理論用來解決何種問題。這就要求在實際教學過程中,教師將理論知識與實際工程緊密結合,不斷激發(fā)學生學習興趣,使學生從實際工程案例入手,明確所學知識的用途,從而加深對所學理論的理解。
(二) 課程本身的特點對實踐教學的需要
路基路面工程學本身是一門實踐性很強的課程,其基本理論源自于實踐又為工程實踐服務,理論也隨著工程實踐的發(fā)展而不斷完善[3]。這就決定了該課程教學過程中的理論教學與實踐教學密不可分。該課程理論知識點眾多,如果試圖通過理論教學將路基路面工程學的基本理論傳遞給學生,一般不會獲得很好的效果,往往事倍功半。道路工程延綿數(shù)百公里甚至上千公里,經過不同的公路自然區(qū)劃,跨越不同地質條件、氣候條件和生態(tài)環(huán)境的區(qū)域,其設計不僅要求學生具有專門的理論知識,還要求學生具備解決實際工程問題的應變能力,并創(chuàng)新性地解決實際問題。因而,路基路面工程學的實踐教學顯得尤為重要。
(三) 不確定性知識觀要求對傳統(tǒng)的教學模式進行改革
要培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的高級專門人才,這就要求教師在教學中培養(yǎng)學生的不確定性知識觀,讓學生能充分認識到知識的正確性是有條件的,即知識不一定是客觀世界的真理性反映[4-5]。伽利略的理想實驗證明了“力是改變物體運動狀態(tài)的原因”,但是,在此之前人們一直認為“力是維持物體運動狀態(tài)的原因”。通過實踐教學,讓學生認識到理論中的確定性與實踐中的不確定之間的關系,從實踐中找到不確定性的原因,從而激發(fā)學生的創(chuàng)新精神,提高學生的實踐能力。
事實上,傳統(tǒng)的教學模式在很多地區(qū)、很多高校中依然占據(jù)主導地位,只注重傳授基礎知識,“灌輸式”的教學方法依舊盛行。這就導致學生信息和知識的獲取主要來自于教師、教材和文獻資料,是一種間接的獲取方式,缺乏對事物本質的直接認識。然而,人對事物的理解依賴于既有經驗,間接獲取信息將不可避免地對事物認識產生偏見。只有認識到了客觀事物的本質規(guī)律,才能做出正確的判斷。實踐教學能讓學生獲取第一手信息資料,直觀地認識客觀事物本身。
(四) 企業(yè)單位對學生專業(yè)知識應用的反響
隨著我國高等級道路與鐵道工程、機場建設的飛速發(fā)展,該領域對道路工程師的需求越來越大,諸多高校路基路面工程學課程也應運而生。從近些年本科生畢業(yè)后的工作去向來看,受聘于設計單位的畢業(yè)生比例逐漸減少,受聘于施工企業(yè)的畢業(yè)生比例逐年增加(以中交、中港公路勘察設計研究院系列單位,省交通規(guī)劃設計院系列單位,中鐵勘察設計院和中鐵建系列單位,中國建筑和湖北路橋集團有限公司等對口專業(yè)用人單位為調研對象)?,F(xiàn)今的用人單位大多要求新進人員應具有一定的工程經驗,能盡快勝任崗位工作,而剛畢業(yè)的大學生,由于缺乏實踐經驗,對工程問題的理解不夠深入而被用人單位拒之門外。這種現(xiàn)象也反映出實踐教學的重要性。通過在國內30多所高校路基路面工程學課程調查發(fā)現(xiàn)(調查對象為學習該課程的學生),75%的高校,該課程實踐教學所占比例不足20%,部分高校甚至沒有開展本科生的實踐教學環(huán)節(jié)。有些高校即使開展了,其形式簡單,以參觀為主,學生未能實際參與,實踐活動與企業(yè)的生產、科研聯(lián)系不緊密。國內的高校中很多學校開設該專業(yè)課程是基于近些年道路建設的快速發(fā)展和學生就業(yè)考慮,但是在課程教學上依然采用傳統(tǒng)的教學模式,以理論教學為主,甚至只有理論教學,缺少實踐教學。教學內容與工程實踐結合不緊密,計算理論與工程實際中存在一些差別,最新的設計技術未能及時引入課程體系,導致學生對實際工程的認識一直處在理論階段。
二、 實踐教學改革的思路和方法
(一)改革的根本是要突破傳統(tǒng)的教學模式
傳統(tǒng)的教學模式以理論教學為主(有的甚至是純理論教學),以考試和出勤率作為考核手段,這就導致學生只是簡單地對知識進行記憶加上一定程度的理解。然而,學生的認知過程包含記憶、理解、運用、分析、評價和創(chuàng)造六個維度。在現(xiàn)有教學模式中學生缺乏將“公共知識”轉化為“個人知識”的運用、分析和評價階段,更不會對原有的知識進行創(chuàng)新。只有將以符號形式存在的“公共知識”轉化成“個人知識”,才具有發(fā)展價值。路基路面工程學課程教學不是要求學生接受知識自身固有的假定意義,而是引導學生通過多元學習活動,建立個人獨特的思維方式和學習方式,進而結合實際工程對基本理論加以運用、分析、評價,甚至進行理論創(chuàng)新和實踐創(chuàng)新。因此,要突破課堂純理論教學的束縛,設計開放的教學模式,重視學生實踐與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
(二) 采用靈活的方式將課程導入
學習動機決定、指引并維持學生的學習活動。因此,教學過程中教師的根本作用不是“告訴”知識,而是采用合適的方式激發(fā)學生興趣,激勵學生自主學習。這就要求教師采用靈活的方式將課程導入,培養(yǎng)學生自主學習的習慣。總體上要把握以下幾個要點:(1)明確闡釋學習目標,目標既有挑戰(zhàn)性又能實現(xiàn);(2)顯示當前所學知識與當前學業(yè)和實際工程之間的關系;(3)學習材料與學習興趣相聯(lián)系;(4)提供真實的、現(xiàn)實世界中的具體任務;(5)指明并“獎賞”教師重視的學習活動;(6)及時反饋,提供讓學生成功和反思的機會。
筆者結合教學經驗列舉幾個簡單例子:在討論公路自然區(qū)劃和劃分依據(jù)之前,先讓學生熟悉全國地圖,了解各區(qū)域的基本地質條件和氣候條件之間的差異性;在討論行車荷載這部分知識之前,設置一個交通調查表,讓學生在學校周邊的路口進行一個單位時間的交通量調查分析;在討論路基設計之前,先讓學生收集自己在生活中見到的各種路基形式,拍照并歸納其特點;在分析路基穩(wěn)定性時,從實際工程案例入手,讓學生自己也去查找或發(fā)現(xiàn)一些路基失穩(wěn)的工程案例,先思考失穩(wěn)的原因和提高穩(wěn)定性的措施,再討論穩(wěn)定性分析方法。教師可以結合學生特點和學校資源,采用靈活的課程導入方式來激發(fā)學生的學習興趣,維持學生自主學習的動力。
(三) 學生作為主體參與,自我構建
教學過程中應該以學生為主體,教師的主要任務是設計學習的情境,激發(fā)學生自主思考、探索的興趣。教師不再是課程教學的主導者和控制者,而是學生學習的組織者和促進者。學生不是一個需要填滿的罐子,而是一個需要點燃的火種。實踐教學過程中,教師要為學生提供目標導向性的學習,讓學生多看、多動手、多思考、多提問,為學生提供有針對性的反饋,既要按重要程度反饋,也要按照錯誤類型反饋,而不是直接介紹看到的現(xiàn)象并解釋其規(guī)律,要讓學生真正參與其中,自主認識客觀規(guī)律。
(四)教學與科研相結合
路基路面工程學課程的教學應該圍繞培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的高級專門人才這一核心思想,積極響應當前教育改革的要求,在課程的教學中注重培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力。如果教學過程傾向于增加學生的基本知識,而忽視了創(chuàng)新精神和實踐能力的培養(yǎng),那么培育的“人才”不具備社會活力,難以適應當前社會快速發(fā)展和不斷革新的需求。從教師的角度來看,教學中教師應該將理論教學與工程前沿的科學問題相結合,將自己的科研課題與理論教學結合,鼓勵學生發(fā)現(xiàn)問題、思考問題、分析問題。此外,教師應引導學生積極參與相關的科研課題,從實踐中培養(yǎng)學識分析問題和解決問題的能力。
(五)教學改革循序漸進
路基路面工程實踐教學改革勢在必行,然而教學改革應循序漸進,切忌急功近利,走向另一個極端。首先是教師教學思想的轉變。實踐教學改革是對傳統(tǒng)教學理念的變革,修正以純理論教學為主的灌輸式教學思想。從教師權威的滿堂灌到啟發(fā)式教學,再到探究式教學,一步一步轉入正確的改革方向。其次,實踐教學應以學生為主體,充分利用實驗室資源,多開展課程實驗,如路基路面材料的力學性質實驗等。讓學生多動手、多動腦,教師對學生進行適當指引。最后,教學方式的改變和學生學習方式的改變都需要一個相互適應的過程。因此,在進行教學效果和學生成績的評價過程中,也要逐步增大實踐教學的考核比重。
三、實踐教學方法的探討
路基路面工程學課程的實踐教學方法主要包括實驗課程、課程設計和實習等幾個方面,下面將具體討論這些實踐教學方法。
(一)實驗課程
實驗課程對提高學生的學習興趣,加深學生對理論知識理解,培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新精神具有重要的作用。路基路面工程學本身就是一門實踐性很強的課程,很多內容都需要借助實驗方法才能讓學生理解。例如,路基土的物理性質和力學性質、路基壓實度、路基承載力、路基回彈模量、路面材料的疲勞特性、無機結合穩(wěn)定類材料力學特性、瀝青混合料的力學特性和溫度穩(wěn)定性、路面平整度,等等。這些實驗內容能讓學生對其工程特性具有更全面的認識,既掌握了實驗方法,又積累了工程經驗。
(二)課程設計
理論教學使學生獲取了基本理論知識。但是,這些知識點是孤立的,彼此之間沒有聯(lián)系。路基路面工程學的教學基本目標是通過該課程的學習,學生具備該學科的基本理論知識,并對一般道路進行結構設計。因而,應該通過實踐教學,即課程設計來建立知識點之間的網狀聯(lián)系。根據(jù)教學內容,課程設計的主要任務包括路基設計、擋土墻設計、瀝青路面和水泥混凝土路面設計[6]。學生在完成該任務時,必須熟悉路基路面的結構層次、公路自然區(qū)劃、用材林的基本特性、交通量調查分析方法、路基穩(wěn)定性分析方法和支擋結構設計方法,以及瀝青路面和水泥混凝土路面的基礎知識與設計方法。通過課程設計來加深學生對理論知識的理解,提高學生的實踐能力。
(三)實習
從國內道路工程設計和施工人員在道路工程建設方面的知識需求和實踐能力要求來看,大部分剛畢業(yè)的學生缺乏工程實踐經驗,從業(yè)后較長一段時間對實際工程中的核心問題難以掌控[7]。因此,開展專業(yè)認識實習、教學實習、生產實習和畢業(yè)實習對學生實踐能力和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)至關重要。
結合教學經驗,充分利用本校在北戴河地區(qū)、周口店地區(qū)、秭歸地區(qū)等建立的實習基地,討論實踐教學中實習的具體安排。大學一年級本科生經過一年的基礎知識和專業(yè)認識學習之后,第一個暑假階段要求參加“北戴河地質認識實習”和“專業(yè)認識實習”,直接接觸本專業(yè)將來所要解決的問題。大學二年級本科生在第二個暑假階段要求參加“秭歸教學實習”,結合所學的專業(yè)基礎課程進行參觀學習,并結合實際工程提出即將學習的一些具體的專業(yè)問題。大學三年級本科生在第三個暑假階段要求參加“生產實習”,此時大三的課程全部結束,主要的專業(yè)課程已經學習完畢,安排學生直接到生產單位進行專業(yè)實習,將所學的理論知識與工程實踐相結合,并撰寫實習報告,參加實習答辯。大學四年級的本科生在寒假階段和第二個學期初要求參加畢業(yè)實習,實習的主要任務結合自己的專業(yè)興趣和畢業(yè)論文進行選擇,學生可以帶著問題,有針對性地進行實習,將所學的專業(yè)知識加以分析、運用,從而提高實踐能力。
專業(yè)認識實習、教學實習、生產實習和畢業(yè)實習之間是一種緊密的承接關系,學校應高度重視實習在學生綜合能力培養(yǎng)中的作用,并在最大程度上為學生提供實習機會。教師應結合實習過程,合理安排專業(yè)課程教學計劃,實現(xiàn)理論教學與實踐教學有機結合。
(四)重視實踐環(huán)節(jié)
路基路面工程學教學中的課程實驗、課程設計和實習環(huán)節(jié)是相輔相成的,教師和學生應充分重視這些實踐環(huán)節(jié)。課程實驗有助于學生對基本概念、材料性質和基本理論的理解。課程設計在理解基本理論和掌握材料性質的基礎上,對所學理論知識加以運用,將基本理論進行融會貫通。實習則進一步鞏固所學理論知識,并將理論與實際工程結合,解決實際工程問題,甚至對理論進行創(chuàng)新性的發(fā)展。因而,教學中應逐步增加實踐環(huán)節(jié)的比重,建議最終趨勢是理論教學和實踐教學各占50%。
四、 結語
路基路面工程學課程與工程實踐聯(lián)系緊密,教學理念上必須提高實踐教學的地位,增強學生對基本概念和基礎理論的理解和運用。教學過程中應增加教學實踐環(huán)節(jié)的比重,建議逐步增加到總學時的50%,教師應充分重視實驗課程、課程設計和實習教學。教學過程中充分利用多元化的教學方法和教學手段,讓不愿意學的學生想學,讓愿意學的學生學得更好。通過實踐教學體系構建,提高學生分析問題、解決實際工程問題的能力,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神。
參考文獻:
[1]姚玉環(huán). 制約大學生創(chuàng)新能力發(fā)展的教學因素及改革路徑[J]. 中國高等教育, 2008,(8): 28-30.
[2]肖偉才. 理論教學與實踐教學一體化教學模式的探索與實踐[J]. 實驗室研究與探索, 2011, 30(4): 81-84.
[3]陳保國. 討論式教學方法在《路基路面工程》教學中的探索與實踐[J]. 高等建筑教育,2009,18(16):78-80.
[4]羅祖兵. 不確定性知識觀及其對大學教學變革的啟示[J]. 河北師范大學學報:教育科學版,2012,14(10):30-35.
[5]李忠. 知識變遷視野下的教師角色轉換[J]. 教育理論與實踐,2011,31(4): 29-32.
[6]鄧學鈞. 路基路面工程[M]. 3版.北京:人民交通出版社,2008.
[7]陳保國,焦俊杰,宋丁豹. 土力學課程教學方法及實踐教學的探討[J]. 華中科技大學學報:社會科學版,2014,28(S): 179-181.
Abstract: The subgrade and pavement engineering is a very professional and practical curriculum. The students educated based on the traditional education ideas which mainly focus on the theoretical teaching are difficult to meet the needs of the rapid development of road engineering construction. So the realistic significance of practice teaching reform was illustrated and the reform procedures and methods were also discussed based on the present teaching mode of the subgrade and pavement engineering and the employ standard of a company. Moreover, the practice teaching method for the subgrade and pavement engineering was proposed based on the practice teaching experience. The result of teaching practice show that the practice teaching method can improve the students studying interest, cultivate the students innovation abilities.
Keywords: teaching reform; practice teaching; teaching method; subgrade and pavement engineering
(編輯周沫)