巫志龍，周成軍，周新年★，吳能森，沈嶸楓，馮輝榮

（福建農(nóng)林大學交通與土木工程學院，福州350002）

工程案例是對一個實際工程情境中疑難問題和解決方法的描述[1]。工程案例來源于科研和社會實踐，高等工程教育的教學內(nèi)容融入典型案例有利于豐富教學資源和提升教學質(zhì)量。教師通過科研和社會服務實踐轉變教育教學理念，制定更合理的教學計劃。教師以科研作為堅強后盾，科研能夠緊跟本學科領域的發(fā)展潮流，通過廣泛接觸和深入研究才能對教學內(nèi)容提出新的見解。教師提煉科研和工程實踐素材，不斷吸收最新科研成果和實際工程，將其作為典型案例，充實教學內(nèi)容，轉變教學方式，形成教學與科研互促共進的良性循環(huán)，是提高高校教育教學質(zhì)量的重要途徑[2-3]。

影音媒體是營造案例教學情境最有效的手段之一。工科專業(yè)課程教學注重理論聯(lián)系實際，因此需緊密結合實際才能更好地對工程案例進行剖析。以往在進行案例教學時采用的媒體手段主要是語言描述（教師宣講）和文本記錄（學生閱讀），都存在“間接性”的缺陷，學生難以重構案例情境，缺乏身臨其境的真情實感，以及視覺和聽覺上的震蕩與沖擊。如今，隨著教學領域引入計算機技術，工程案例與影音媒體深度融合，充分拓展時間和空間上的教學效果，生動形象、節(jié)奏快和信息量大，使得工程案例影音教學獨具特色[4-5]。

1 工程索道類課程概況

近年來，福建農(nóng)林大學（下稱“我校”）工程索道類課程圍繞課程建設與拓寬應用領域進行了一系列改革和實踐，取得了顯著成效。2010年獲國家級本科精品課程[2]，2013年獲國家級精品資源共享上線課程[3]，2017年獲福建省高校精品在線開放課程，2017年“以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為核心的工程索道類課程教學綜合改革與實踐”獲福建省高等教育教學成果特等獎。早在1986年，工程索道實驗室就被福建省人民政府授予福建省高校先進實驗室。2008年新建室內(nèi)工程索道特色實驗室，先進性和新穎性強，實踐教學特色突出，集中體現(xiàn)在擁有16種型式的索道絞盤機和9種型式的跑車，其中9種（臺）為全國僅有；擁有具有自主知識產(chǎn)權研制的第3代YP1-A遙控索道，它包括最新研制的YP1-A遙控跑車和具有一軸雙卷筒獨特新穎結構的JSD3-2絞盤機；在同一塔架上同時設計了1條實驗教學雙跨YP1-A遙控索道和2條相向滑行的座椅式實驗教學滑索[6]，實現(xiàn)了索道虛擬仿真[7]，2016年6月22日，福建省科學技術廳發(fā)文批準依托我校組建福建省工程索道工程技術研究中心（閩科計[2016]46號）。工程索道類課程是一門實踐性極強的專業(yè)核心課或?qū)I(yè)選修課，突出了農(nóng)林院校工科專業(yè)的辦學特色，培養(yǎng)服務新農(nóng)村和廣大林區(qū)的建設與發(fā)展的專業(yè)性人才，掌握生態(tài)優(yōu)先的輕型索道集材作業(yè)技術、旅游景區(qū)客運索道和山區(qū)橋梁結構纜索吊裝先進技術等[6]。我校森林工程等6個專業(yè)，以及全校公選課均開設了工程索道類課程[2-3,6]，見表1。

表1 本科專業(yè)開設“工程索道”類課程簡況

纜索吊裝是用專門架設的施工索道來吊裝較大載重構件的架空索道，屬懸索范疇。大跨徑橋梁結構施工中常遇到大載重預制構件的吊裝和懸拼，因受到地形條件、施工現(xiàn)場要求高、無法保證施工工期等因素的影響，常規(guī)方法難以施工。纜索吊裝是一種較新穎的橋梁結構施工方法，能應用于各種橋型，尤其是在大跨徑橋梁結構施工中，可滿足橋梁預制構件吊裝懸拼精度的要求，促進施工進度、減輕勞動強度，具有高效、經(jīng)濟、節(jié)能、地形適應性強、爬坡能力大等優(yōu)點，可直接跨越峽谷、河流等天然障礙。我校國家級精品課程和國家精品資源共享課工程索道教學與科研團隊，堅持發(fā)揮自身優(yōu)勢和特色，極大拓展在傳統(tǒng)上應用于木材采運的林業(yè)架空索道的應用領域，在大跨徑橋梁結構施工中闖出一條新路，2010-2014年開展了福建省高校產(chǎn)學重大項目“橋梁結構纜索吊裝施工理論及成套技術的研究與開發(fā)”，成功實施了壽寧坪坑大橋拱肋節(jié)段的纜索吊裝施工，為湖南矮寨特大懸索橋鋼桁梁軌索滑移運梁架設施工、福州市螺洲大橋鋼箱梁錨孔偏位和散索鞍調(diào)整，以及福州市淮安大橋建設等提供技術咨詢與社會服務，給予了技術支持，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟和社會效益，具有重要的理論和工程實用價值[3]。這些最新科研成果和工程典型案例，為橋梁結構纜索吊裝施工實踐教學影音系統(tǒng)的構建提供了豐富的影音素材。

2 教學影音系統(tǒng)研制

高等教育創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，要落實“以學生為中心”的理念，為學生提供優(yōu)質(zhì)課程資源，其中最重要的措施之一就是正確處理教學與科研之間的關系，使科研與教學互促共進。教學改革的重要內(nèi)容就是創(chuàng)新教學內(nèi)容、教學方法和方式。教學內(nèi)容的創(chuàng)新最主要的來源是自身的科研項目。教學方式方法不能一直停留在教師講學生聽的層面上，需運用現(xiàn)代多媒體技術，將影音案例納入到教學中來，營造真實生動的工程情境，加強互動討論，提高學生辨析案例能力，提升知識轉化效率。依托工程索道教學、科研團隊自身最新科研成果以及實際工程項目，在創(chuàng)新教學內(nèi)容、更新教學方法和手段的思想指導下，以實際工程“拱橋纜索吊裝施工裝備與工藝”為主，兼顧懸索橋纜索吊裝施工，以及纜索吊裝的其他應用領域，運用影音媒體這一現(xiàn)代教學手段，構建一套橋梁結構纜索吊裝施工教學影音系統(tǒng)，服務于教學，有效提高教學效果、激發(fā)學生學習興趣，開拓學生專業(yè)視野。

纜索吊裝施工工藝方法的空間概念復雜，施工過程難以用語言表達清楚。橋梁結構纜索吊裝施工教學影音系統(tǒng)以纜索吊裝施工全過程為“一條主線”，突出技術裝備和施工工藝的“兩個關鍵點”，結合多座橋梁、多種類型橋梁結構纜索吊裝施工的典型案例，真實記錄纜索吊裝施工關鍵技術和施工全過程，先分模塊后整體，全面展示纜索吊裝施工技術裝備和施工工藝的最新科研成果與技術。以山區(qū)拱橋纜索吊裝施工為例，根據(jù)施工工藝，施工過程分模塊拍攝和制作影音案例，包括工程項目概況及其施工方案比選、纜索吊裝系統(tǒng)的安裝和試吊、纜索吊裝跑車和卷揚機等技術裝備、施工工藝、纜索吊裝施工全過程，以及線形定位、施工監(jiān)控等。根據(jù)該施工方法的特點，編寫簡潔的專業(yè)語言解說詞將施工技術與方法的關鍵點解釋透徹。

3 教學影音系統(tǒng)應用

工程索道類課程理論基礎深，涉及高等數(shù)學、力學和機械等相關學科，知識點多，懸索理論、索系布置和裝備結構認知等都很抽象，理解難度大[8]。在課堂短時間內(nèi)依靠教師對纜索吊裝施工內(nèi)容的“滿堂灌”理論教學，缺乏先進的教學手段，學生實踐思想認識薄弱；工程實踐教學條件不足，無法確保讓更多的同學對纜索吊裝施工裝備和工藝、關鍵技術要點的理解和掌握。為此，教師采用案例影音教學，及時將最新科研成果與工程典型案例轉化為影音教學資源融入課程實踐教學，真實記錄纜索吊裝施工裝備與工藝全過程，配以恰當?shù)慕庹f，使學生感覺致身于真實的施工現(xiàn)場情景之中；對纜索吊裝施工關鍵技術進行特寫拍攝，在影音案例中可對施工的重點和難點知識點擊暫停；教師引導學生互動交流討論，解決工程實際問題，再由教師剖析、答疑、點評和總結，對細節(jié)知識點和關鍵技術還可以重播以加深理解等；學生觀看案例影音后，小組協(xié)作分工，歸納總結纜索吊裝施工工藝流程，以及纜索系統(tǒng)安裝、纜索吊裝施工監(jiān)控等關鍵技術要點，撰寫書面報告。互動討論和總結的考評成績作為工程索道課程實踐全過程考核成績的一部分。此外，所研制的橋梁結構纜索吊裝施工實踐教學影音系統(tǒng)，還通過中國索道科學網(wǎng)創(chuàng)建的工程索道國家精品課程網(wǎng)站、教育部“愛課程”社區(qū)、工程索道國家精品資源共享課，以及工程索道微信公眾號等網(wǎng)絡資源共享平臺，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)影音教學資源全面共享。

4 教學影音系統(tǒng)成效

4.1 有利于轉變傳統(tǒng)教學理念

高校工科專業(yè)課的傳統(tǒng)教學方式是以教師和教材為媒介，進行灌輸式教學，注重學生對知識的學習和傳承，忽視對學生主觀能動性的激發(fā)，往往導致理論與實踐脫節(jié)[9-10]。工科學生應具備工程實踐性、團隊協(xié)作性和思維創(chuàng)新性，改變傳統(tǒng)教學模式，使工科教育真正“回歸工程”迫在眉睫[11]。將橋梁結構纜索吊裝施工影音媒體引入實踐教學，營造形象生動的工程情境，以學生為主體，以教師為引導，學生主動參與互動交流和討論，自主運用理論知識，解決工程實際問題，鍛煉創(chuàng)新思維和表達能力。這種案例影音教學法已不再是單向的知識傳授，而是雙向互動，有利于促進傳統(tǒng)教學理念的轉變。

4.2 有利于提高學生綜合能力

案例影音教學是在特定的情景中，引導學生綜合運用理論知識分析和解決實際問題，培養(yǎng)學生參與意識、協(xié)作意識和團隊精神，提升學生的表達能力，提高其自信心。工程索道是工程實踐性很強的課程，需要在實踐中提高綜合分析和運用能力。橋梁結構纜索吊裝施工影音教學系統(tǒng)，應用于工程索道課程實踐教學，年受益學生達到千余人。該課程作為森林工程專業(yè)核心課程，還設置了為期2周的課程實踐教學環(huán)節(jié)（課程實驗、課程實習和課程設計），使學生加深理解和掌握相關理論和技術，為今后學生從事工程索道的科研、設計、架設和管理打下堅實的基礎[2-3]。對于工程索道類課程作為專業(yè)選修課的專業(yè)，由于受學時限制未設置實訓環(huán)節(jié)，案例影音教學更能使學生形象、生動和直觀地從理論到實踐全面掌握纜索吊裝的各方面知識與技能。案例影音教學法徹底顛覆了專業(yè)課上學生被動學習的現(xiàn)狀，學生置身于實際案例的工程情境中，進行互動討論的研究性學習，學生有看得見、摸得著的感覺，課堂積極主動性顯著提高，互動討論氣氛更加活躍；避免了理論脫離實際，強化學生對知識的理解和掌握，靈活運用理論知識，分析實際工程案例，培養(yǎng)了學生的工程應用能力、創(chuàng)新思維能力，以及面對實際情況的分析應變能力；案例影音互動討論后，要求學生用自己的語言完成交流討論總結報告，既突出重點和要點，又簡明扼要，加深了學生對知識的理解，鍛煉了學生歸納總結能力。

5 結束語

影音媒體運用是案例教學的重要組成部分。隨著數(shù)字技術的發(fā)展和影音制作手段的完善，越來越多的科研成果和工程實踐等既可被實時地記錄下來，也能夠依靠強大的計算機虛擬功能再現(xiàn)出來，這些都為案例教學提供了豐富的信息資源。影音媒體因其真實生動的情境營造能力受到越來越多教師的重視，也為提高學生辨析案例能力，促進知識轉化效率，提供了強有力的信息環(huán)境支持[13]。當然，影音媒體也有其局限性，應與其他教學手段相結合，一方面以學生為主體，發(fā)揮教師的主導作用，采用播講結合的方式，鼓勵學生積極思考，增強課堂中的師生互動[14-15]，另一方面發(fā)揮學生的主體作用，要求學生查閱文獻資料，參與設備認知實踐和課程實習，增強學生動手能力，加深對知識的理解。面向創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育，深化工程教育改革，教師的知識結構和教材的內(nèi)容必須及時更新才能與時俱進，而科研是最有效、最便捷的途徑[16-17]?？蒲袆?chuàng)造新知識，教學傳播知識，把科研與教學有機地結合起來，將教師的最新科研成果和實際工程項目以影音多媒體方式引入課程實踐，理論聯(lián)系實際，展示學科發(fā)展前沿，化抽象為具體。難以用語言立體的、動態(tài)的、連續(xù)的、全面的描述纜索吊裝技術裝備構造和施工方法，且信息量大，能使之與原有的知識體系融會貫通，加深對理論的理解及應用，接受最新的知識和技術，極大地激發(fā)了學生的學習興趣和主觀能動性，增強了學生的理解力、想象力和創(chuàng)新思維。