混合式教学背景下“桥梁工程”体验式教学模式研究

［摘 要］ 为了构建完善的桥梁工程专业多元化协同育人体系，培养新工科背景下兼具工程实践能力、创新能力、国际竞争力等多种能力的复合型桥梁专业人才，针对传统教学模式中存在的弊端，对“桥梁工程”课程进行教学改革，基于Kolb体验式学习理论，提出了混合式教学背景下“教师情境导入—学生探索反思—教师反馈概括—学生设计实践”的体验式教学模式，并进行了教学实践。结果表明，该教学模式可以有效激发学生的学习兴趣，提高学生的自主学习能力和实践能力，值得进一步推广和完善。

［关键词］ 桥梁工程；体验式教学；混合式教学；教学改革；Kolb模型

［基金项目］ 2021年度中国建设教育协会教育教学科研课题“基于Kolb体验式学习的桥梁工程专业多元化协同育人体系研究”（2021039）

［作者简介］ 乔 宏（1989—），女，河北唐山人，博士，北京建筑大学土木与交通工程学院讲师，主要从事桥梁工程研究；龙佩恒（1964—），男，北京人，博士，北京建筑大学土木与交通工程学院教授（通信作者），主要从事桥梁工程研究；王毅娟（1963—），女，北京人，硕士，北京建筑大学土木与交通工程学院副教授，主要从事桥梁工程研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2024）19-0149-04 ［收稿日期］ 2023-03-30

近年来，随着国际科技竞争的日益激烈以及新兴产业的高速发展，面对高等教育强国建设的迫切需要，我国高等教育发展路径已进入内涵式发展阶段。高等工程教育是当前新工科建设扎实推进的根基，在我国高等教育中占有重要的地位。工科课程是工科人才培养的主要载体［1］，为了培养新时代背景下兼具工程实践能力、创新能力、国际竞争力等多种能力的复合型新工科人才，改革传统的工科课程教学思路，设计符合新工科人才培养需求的教学模式值得研究。

“桥梁工程”是北京建筑大学土木工程专业（城市道路与桥梁工程方向）的一门专业必修课程，是对“工程力学”“土木工程材料”“结构设计原理”等先修课程的综合应用，也是学生毕业后从事桥梁建设相关工作的理论基础。优质的课程建设对建立完善的桥梁工程专业多元化协同育人体系起着至关重要的作用。鉴于此，本文通过分析当代大学生的特点和传统教学模式的弊端，对“桥梁工程”课程进行教学改革，以学生为本，构建了混合式教学背景下“教师情境导入—学生探索反思—教师反馈概括—学生设计实践”的体验式教学模式并进行实践，以期为后续相关教学改革提供参考。

一、“桥梁工程”课程教学现状

“桥梁工程”是土木工程专业桥梁工程方向的传统专业课程［2］，传统的教学模式通常以帮助学生掌握桥梁总体规划设计方法、理解桥梁结构设计计算理论等为目标，通过教师课堂讲授及扎实的课内外训练等方式帮助学生初步具备进行常规桥梁设计、计算的能力［3］。然而，随着物质文化生活水平的提高及各种新兴产业的蓬勃发展，当代大学生在学习动力、学习方式及学习期望等方面均发生了巨大的变化，与此同时，社会对相关工科人才的要求也不断提高，具有复合交叉和实践创新能力的行业人才越来越多地受到用人单位的青睐。针对当代大学生的上述特点及新时代背景下日新月异的人才培养需求，传统的“桥梁工程”教学模式逐渐展现出以下弊端。

（一）学生的学习动力不足、学习兴趣不高

一方面，当代大学生生于物质条件富足的新时代，缺少生活压力，加之进入大学之后受到教师和家长的监督相对较少，如果疏于自身管理，就会导致学习目标模糊，学习动力不足。另一方面，当代大学生获取知识和信息的渠道越来越多，通过简单的网络搜索就可以快速获取相关专业知识，导致形式古板、内容静态的《桥梁工程》教材在学生面前逐渐失去了吸引力，传统的“灌输式”授课模式更是无法激发学生的学习兴趣。

（二）难以回应新工科背景下产业发展对人才能力水平的需求

在传统的“灌输式”教学模式中，教师主导教学活动，学生被动接受知识，不利于培养学生主动思考、学以致用的能力。面对社会人才需求的改变和人才市场竞争的加剧，这种去情景化的教学模式在将知识嵌入学习情境中时常存在困难，导致学生欠缺对知识结构的深度理解和迁移，无法应对现实中复杂、多变的工作情境，难以回应行业需求。

二、混合式教学背景下“桥梁工程”体验式教学模式

（一）Kolb体验式学习理论

体验式教学是指教师通过案例探讨、情景模拟、游戏互动、现场观摩等教学活动，将学生参与纳入教学体系，使学生通过亲身体验获得知识、掌握技能的一种教学模式［4］。这种教学模式不仅能帮助学生从实践体验活动中获取知识，还能助其理解知识的方法、步骤、作用，并提升运用知识的能力［5］。

依据经典的Kolb体验式学习理论，体验式学习过程由四个阶段组成，即：具体体验、反思观察、抽象概括和主动实践［6］。近年来，已有不少学者将上述理论应用于实际教学工作中，并取得了一定成效。Konak等［7］以Kolb体验式学习周期为框架，设计了虚拟计算机实验室的实践活动，并通过两项研究证明了基于该框架设计的实践活动可以有效提高学生的学习效果。Chen等［8］通过设置对比实验探讨了Kolb体验式学习理论在中医临床护理培训中的实际应用及效果，并发现应用体验式教学可以有效提高学生的学习积极性。冯艳君等［9］针对C语言课程，提出了“线下体验式教学+线上辅助教学”的混合教学模式，取得了一定的教学成效。王春苑等［10］将体验式教学应用于“建筑物理”课程，并介绍了四川大学“建筑物理”体验式教学实践，为教学改革的后续开展提供了参考。

综上所述，基于Kolb体验式学习理论的教学实践是可行的，可以有效激发学生的学习兴趣，提高学习效果。随着“互联网+”理念的不断发展及混合教学模式的不断普及，有必要改革传统的“桥梁工程”教学模式，开展混合式教学背景下基于Kolb体验式学习理论的“桥梁工程”课程教学改革与实践，从而提高学生的综合素质，适应新工科背景下日新月异的人才培养需求。

（二）混合式教学背景下“桥梁工程”体验式教学设计与实践

针对传统教学模式中存在的问题及本校学生的特点，基于Kolb体验式学习理论，本文提出混合式教学背景下“桥梁工程”体验式教学设计。该模式的核心是“教师情境导入—学生探索反思—教师反馈概括—学生设计实践”，分别对应Kolb体验式学习理论中“具体体验—反思观察—抽象概括—主动实践”的四个阶段。通过上述四个阶段的学习，帮助学生完成知识感知、领悟与转化的螺旋上升过程。具体教学设计如图1所示。

以专业教学内容“拱桥的受力特点”为例，为了帮助学生更好地理解拱桥“拱脚水平推力”这一受力特点，进行如下教学设计。

1.教师情境导入。以某拱桥连续倒塌事故作为情境导入，通过线上观看事故视频及线下具体介绍坍塌事故情况，带领学生了解事故现场，引导学生思考拱桥发生连续倒塌的内在原因。

2.学生探索反思。在学习通中设置讨论，鼓励学生畅所欲言，发表对上述桥梁倒塌事故的看法；在线下课程中设置小组讨论环节，引导学生主动思考，尝试揭示桥梁发生连续倒塌事故的原因。

3.教师反馈概括。依据学生在学习通平台上的发言及线下课堂的讨论结果，教师进行反馈与总结，从而引出“拱脚水平推力”这一知识点并进行课堂面授，课后通过学习通平台中的动画演示帮助学生进一步巩固所学知识点。

4.学生设计实践。教师在学习通中设置作业、自测等，帮助学生掌握所学知识点，基于课程开篇的桥梁倒塌事故，布置案例设计任务，通过线下学生汇报、翻转课堂等帮助学生实现知识体系的深度理解与迁移。

三、效果评价

教学实践表明，相较于传统的教学模式，混合式教学背景下“桥梁工程”体验式教学模式具有一定的优越性，具体体现在以下两方面。

（一）学生的学习效果有所提升

课程改革过程中，为了检验本文所提出的教学模式的学习效果，在“桥梁工程”课程的授课过程中，将本校土木工程（城市道路与桥梁工程方向）专业的学生分为实验组和对照组，前者侧重体验式教学，后者侧重传统课堂教学。表1给出了两组学生期末成绩的分布情况。从表格统计数据中可以看出，实验组在优秀率及不及格率等方面均优于对照组，证明了本文所提出的教学模式的优越性。

（二）学生的自主学习能力和实践能力显著增强

不同情境的导入及课堂互动的增多使学生逐渐养成了主动思考的习惯，自主学习能力得到了显著提升。自身能力的提高又进一步激发了学生的学习兴趣，使学生有更多的热情投入各类桥梁设计竞赛及科研活动中，实践能力显著提高。2022年，我校两组学生积极参与全国大学生“茅以升公益桥—小桥工程”创新设计大赛，分别取得了一等奖和二等奖的好成绩，说明学生从体验式教学模式中受益匪浅。

结语

针对当代大学生的特点和传统教学模式的弊端，对“桥梁工程”课程进行教学改革，提出了混合式教学背景下“教师情境导入—学生探索反思—教师反馈概括—学生设计实践”的体验式教学模式并进行实践。实践结果证明，相较于传统的课堂教学模式，本文所提出的教学模式可以有效提升学习效果，激发学生的学习兴趣，值得进一步推广和完善。

参考文献

［1］孙晶，毛伟伟，李冲.基于体验式学习的工科课程教学实践研究［J］.煤炭高等教育，2022，40（4）：105-112.

［2］石雪飞，马海英.新工科理念下桥梁工程教学方法研究［J］.教育教学论坛，2019（49）：122-125.

［3］乔宏，龙佩恒，王毅娟，等.体验式教学在“桥梁工程”课程中的应用研究：以北京建筑大学为例［J］.教育教学论坛，2021（42）：121-124.

［4］肖建英.专题体验式教学模式研究：以行政学原理课程为例［J］.高教学刊，2017（23）：97-99.

［5］李军，张成业，戴华阳，等.面向测绘新工科人才培养的体验式教学模式设计与实践［J］.测绘通报，2022（1）：168-172.

［6］KOLB D A. Experimental learning： Experience as the source of learning and development［M］. Prentice-Hall， Englewood Cliffs，1984：21-27.

［7］ KONAK A， CLARK T K， NASEREDDIN M. Using Kolb’s experimental learning cycle to improve student learning in virtual computer laboratories［J］. Computers & Education，2014（72）：11-22.

［8］ CHEN L， JIANG W J， ZHAO R P. Application effect of Kolb’s experimental learning theory in clinical nursing teaching of traditional Chinese medicine［J］. Digital health，2022（8）：1-5.

［9］冯艳君，王红霞，马秀丽.基于“线下体验式教学+线上辅助教学”混合教学模式的C语言课程教学改革实践［J］.沈阳工程学院学报（社会科学版），2021，17（2）：120-124.

［10］王春苑，欧阳金龙.体验式教学在建筑物理课程中的应用［J］.实验室科学，2020，23（2）：147-150+154.

Research on the Experiential Teaching Mode of Bridge Engineering under the Background