案例教学法在桥梁工程课程中的应用

邹毅松　徐冰　陆萍

【摘要】文章通过分析和实践，阐述了在桥梁工程课程教学中引入案例教学法的必要性和可行性，分析了运用案例教学法开展桥梁工程课程教学的优势，以培养学生的知识整合能力，弥补表达能力为目标，提出了将案例教学法引入桥梁工程教学中的实施措施。

【关键词】桥梁工程;案例教学法;知识整合能力;表达能力

【基金项目】重庆交通大学教育教学改革研究课题“桥梁工程课程教学内容设计与案例式教学实践”（1203002）。

一、引言

案例教学法最先是由美国哈佛商学院于1920年代提出的一种基于真实情境案例实施的独特的教学方法，旨在促进学生积极主动思考和讨论，培养学生独立思考、查阅资料、整合资源的能力，培养团队合作和沟通表达的综合能力。

直到1986年美国卡内基小组提出《准备就绪的国家：二十一世纪的教师》报告书[1]，案例教学法才得到美国教育界师资培训的重视。我国则是从1990年代才开始探索研究该教学方法。

二、案例教学法在桥梁工程教学中的优点

桥梁工程是一项集勘察、设计、施工、监理等众多职能于一般的，采用分工合作方式进行的复杂系统性工程。桥梁因结构体系的差异，导致组成结构的构件及其计算、设计和施工方法各不相同。从业者所要掌握的基础知识涵盖数学、力学、材料、计算机、管理学等众多门类。桥梁工程课程教学需要涉猎广泛面面俱到，又要具有相应的侧重点，还要将此前的各門专业基础知识整合提炼运用到一起。而学生最缺乏的恰恰是实践经验，传统的教学方式不能清晰完整地传授包含诸多细节的课程内容，学生往往局限于被动掌握课程中抽象模糊的概念和条框式的知识点[2]。

案例式教学恰好能够在桥梁工程的教学中充分发挥其优势，使学生在真实案例的情景下亲身参与桥梁工程实践中的每一个环节，直观实际地了解各方面细节;并在讨论交流中产生思维的碰撞，自主思考解决问题，培养全面扎实掌握并运用所学知识的能力。

案例教学法将学生带入职业环境中，使他们能了解自己工作的性质、意义及责任，为今后走上工作岗位奠定良好的理论和实践基础。

在桥梁工程教学中运用案例教学法有以下优点。

1.随着科技的发展，桥梁工程中与其他学科交叉融合运用的情况越来越广泛，设计、施工、管理的方法更是在不断更新。例如桥梁作为永久建筑，除必须满足结构要求和功能要求外，人们还期望其成为一道美丽的景观，桥梁美学设计、建筑美学和桥梁美学的相互关系要恰当地在桥梁上展现;大型的施工机械更新换代，施工机具设备和施工工艺的革新对桥梁类型和体系的发展，对提高桥梁跨越能力和丰富结构构造形式起着重要的作用，桥梁形式的发展亦总是伴随着桥梁施工工艺的发展;BIM技术的引入[3]，BIM技术为工程项目信息化和全生命期数据的共享与传递提供工具与平台，将为桥梁工程建设带来革命性变革;基于概率统计的检测监控技术[4]，包括超声波等方法相继出现，新的监测技术已取得长足发展，用于检测桥梁的结构完整性;桥梁设计应考虑环境保护和可持续发展，包括生态、水、空气、噪声等几方面。应从桥位选择、桥跨布置、墩身外形、基础方案、施工方法、施工组织设计等多方面考虑环境要求，采取必要的工程控制措施，并建立环境监测保护体系，将不利影响减至最小等。除了经典的理论知识，教材上的部分知识具有一定的滞后性，为了使学生所学知识与今后实际工作内容有更好的衔接，就需要授课教师通过引入工程实例，拓展符合目前发展技术趋势的相关内容，使学生能够在毕业后的较短时间内胜任自己的岗位。

2.桥梁工程专业课程的任课老师多是具有多年丰富工程经验的教授，他们掌握了当今甚至未来的行业技术发展趋势的一手资料，正在从事前沿的科研和实际的工程项目，既有组织实施项目的经验又有足够详细真实的工程案例资料，这恰好为案例教学法提供了实施的条件。教师将积极调研、查阅国内外相关教学研究课题及参考文献，针对桥梁工程课程教学内容，紧密结合当前桥梁工程采用的新材料、新技术、新体系及新施工技术进行案例编写、案例设计和案例制作。

3.由于部分学生的惰性，抄袭一直是教学中存在的现象，统一题目的作业练习及课程设计内容，会出现“一人钻研，全班得利”的情况，使得部分学生没有得到充分的练习，导致知识的掌握不牢靠。案例教学法可以按照实际工程案例，通过分组分工的形式，使学生的课后训练任务差异化，避免抄袭现象的产生，更有助于激发学生的主观能动性，深入挖掘自身的潜能。

三、案例教学法的实施

1.讲授经典理论知识

万丈高楼平地起，案例教学法的实施是一个循序渐进的过程，学生要想独立完成案例教学的课业任务必须要有扎实的理论基础。例如需掌握不同结构体系类别的桥梁各自应采用的设计、施工方法，明确各类桥梁的组成构件及其作用，主要构件的设计计算方法、规范要求等基础知识。

2.分析案例资料

在学习相关基础知识后，将真实案例资料呈现在学生面前，使学生初步认识了解该案例的具体情况、技术指标及关键环节，让学生对项目的实施过程有整体的概念和清晰的认识。而后将学生分为若干小组，有差别地布置各组的项目实施方案课程作业;小组中分工完成总体布置、结构设计、施工组织设计等不同的任务。学生在课后根据各自负责的任务查阅相关资料、类似工程案例，完成作业。在这个过程中，学生充分发挥其主观能动性，对一个案例项目的实施过程有更透彻的理解，能更牢固地掌握所学知识。

3.组内讨论与合作

组内讨论是一个整合信息的过程，小组内根据各自的分工，相互协调讨论案例的设计实施方案。小组成员除专攻自己主要负责的分项任务外，为了实现与组内成员沟通顺畅、任务交接无障碍，也自发主动地学习其他环节涉及的知识，从而达到所有学生对桥梁工程案例中的知识全面系统掌握的效果。

例如，负责结构设计的同学与负责总体布置设计的同学相互交流，确立最优桥型、跨径布置、构件尺寸等，要清晰地了解到，要想成功地进行桥梁设计，设计者不仅要优化桥梁结构的安全性、服务性和经济性，还要考虑美观性。为了纯粹的经济和技术目的而设计桥梁，然后试图通过微小的造型或装饰来改善外观是错误的;在没有任何结构逻辑的情况下纯粹靠幻想选择外观形状，然后试图修改设计以平衡承载和效果，同样也是错误的。负责结构设计的同学和负责总体布置的同学应将良好的空间造型和视觉处理能力与对桥梁的结构体系、力的传递和材料性能的深刻理解有机地结合起来;负责施工组织设计的同学也应该参与讨论，综合考虑工程背景、桥涵水文、施工便利性与经济性，对桥梁结构体系、墩台形式、主梁截面等关键技术指标提出建设性意见。这样既锻炼培养了学生的表达沟通、协调合作能力，又建立了各章节相对独立的内容之间的联系，达到互相学习、共同进步的效果。

4.组间交流与点评

最后，各小组将完成的案例设计方案在课上以讲解PPT的方式进行交流，模拟项目招投标的过程，任课教师则扮演业主的角色，对各方案的优缺点进行点评打分并提出修改意见，决出优胜小组。这种带有竞争性质的交流有利于提高学生的积极性，使其主动对所做项目力求精益求精。

在桥梁工程传统的教学中，往往更注重思考分析的能力，多数学生表现较内敛深沉，交流表达能力时常被忽略，出现“肚里有货倒不出”的窘境。案例式教学中交流展示的環节恰好弥补了这项能力的不足，使学生不仅能通过其他小组的方案集思广益获得启发，而且能锻炼学生的演讲表达能力。

四、结语

桥梁工程是一门对理论和实践综合要求极强的系统性专业课程[5-6]，经讨论分析，引入案例教学法是非常有必要的。案例式教学是一种致力于提高学生综合素质、面向未来的教学模式，值得研究和实践。并且事实证明，桥梁工程课程具备引入案例教学的条件。案例教学法能让学生将理论知识与实践项目结合，更清晰具体地掌握专业知识，了解行业的最新发展动态;推动学生积极主动思考，在学习过程中锻炼了学生查阅资料、整合信息、协同合作、语言表达的能力。案例教学法起到了衔接书本知识和工作实践的作用，让学生在毕业后能更快地适应工作节奏、投入职业生涯，更好地为我国基础建设事业培养优秀人才。

【参考文献】

York C C O N，NY.A Nation Prepared： Teachers for the 21st Century[R].The Report of the Task Force on Teaching as a Profession，1986：168.

谢志江，孙红岩，蒋和生，等.案例教学法在工科教学中的应用[J].高等工程教育研究， 2003（5）：75-77.

胡振中，路新瀛，张建平.基于建筑信息模型的桥梁工程全寿命期管理应用框架[J].公路交通科技，2010（s1）：20-24.

魏武，王俊杰，蔡钊雄.基于小波和Radon变换的桥梁裂缝检测[J].计算机工程与设计，2013，34（9）：3151-3157.

范立础.桥梁工程（上册）[M].北京：人民交通出版社，2017.

顾安邦.桥梁工程（下册）[M].北京：人民交通出版社，2011.