摘要:“混凝土結(jié)構(gòu)基本原理”是高等院校工科土木工程專業(yè)開設(shè)的一門核心專業(yè)必修課?;凇盎炷两Y(jié)構(gòu)基本原理”課程中存在的符號(hào)、公式、假定多、記不住、理解難等特點(diǎn),并結(jié)合學(xué)院學(xué)生基礎(chǔ)薄弱差、自主學(xué)習(xí)能力較差等實(shí)際情況,在新工科背景下開展“混凝土結(jié)構(gòu)基本原理”教學(xué)改革。以鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面承載力章節(jié)為例,在其課程教學(xué)的三個(gè)不同階段融入思維導(dǎo)圖中,探索了思維導(dǎo)圖在鍛煉和提升學(xué)生的邏輯思維、構(gòu)建知識(shí)脈絡(luò)體系和培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力中的應(yīng)用,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,并在實(shí)踐中取得良好的教學(xué)成效。
關(guān)鍵詞:新工科;混凝土結(jié)構(gòu)基本原理;思維導(dǎo)圖
歷經(jīng)三場(chǎng)重大戰(zhàn)略性會(huì)議,教育部在2017年正式啟動(dòng)了“新工科”項(xiàng)目,其核心思想以思維創(chuàng)新、機(jī)制創(chuàng)新、學(xué)科交叉與融合為手段,推進(jìn)新工科專業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整。提升人才培養(yǎng)的質(zhì)量,支撐新時(shí)期產(chǎn)業(yè)革命與經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要的高質(zhì)量人才[13]。因此,在新工科大環(huán)境下,培養(yǎng)和造就出一批卓越工程科學(xué)技術(shù)人才具備創(chuàng)新精神、創(chuàng)新能力的復(fù)合型能力,是每一個(gè)工科專業(yè)建設(shè)的重要目的[4]。同時(shí),對(duì)各個(gè)專業(yè)的課程建設(shè)也提出了新的要求與措施。高校教師在教學(xué)過程中,如何融入新的教學(xué)方法,探索適合不同專業(yè)特點(diǎn)的培養(yǎng)模式、培養(yǎng)具有多學(xué)科融合的復(fù)合型人才的改革已經(jīng)迫在眉睫。
思維導(dǎo)圖是近幾年在高等教育教學(xué)中逐漸被采用的一種輔助教學(xué)方法。尤其是在典型的工程類高校中,專業(yè)課程的理論性和邏輯性較強(qiáng),知識(shí)覆蓋面廣、內(nèi)容難以理解,各專業(yè)課程之間存在著很明顯的相輔相成的關(guān)系[5]。因此,在工程類院校UeWI/nqpbW2XfCThwPyp3XxQdXXx8vSY86S+cBQXVL4=中,思維導(dǎo)圖教學(xué)方法具有廣闊的應(yīng)用前景。
1思維導(dǎo)圖的優(yōu)勢(shì)
1.1思維導(dǎo)圖有助于增強(qiáng)記憶是一種創(chuàng)新性思維的關(guān)鍵工具
思維導(dǎo)圖是由TonyBuzan于20世紀(jì)60年代末創(chuàng)建的一種類似于人類大腦的放射性思維模式,可將不同形式內(nèi)容與結(jié)構(gòu)圖像聯(lián)系起來,形成結(jié)構(gòu)圖形式的思維可視化、結(jié)構(gòu)化、模式化的思維工具[6]。思維導(dǎo)圖始于一個(gè)思維點(diǎn),如同樹干,各個(gè)分支是向外生長(zhǎng)出的多根樹枝,每根樹枝向外發(fā)散,以放射性的方式建立鏈接。簡(jiǎn)而言之,思維導(dǎo)圖可將各類信息建立鏈接,從而可提高學(xué)生的對(duì)知識(shí)的綜合性分析,思考規(guī)劃以及總結(jié)等高階性思維技能。因此,思維導(dǎo)圖是一種既有助于增強(qiáng)記憶又具有創(chuàng)造性思維的關(guān)鍵工具。
1.2思維導(dǎo)圖是一種新穎創(chuàng)新性的輔助教學(xué)工具
思維導(dǎo)圖已被廣泛應(yīng)用在文化、商業(yè)、行政、教育等各個(gè)領(lǐng)域,具有集點(diǎn)集Dls1FtCVjDZHEyEw6W+tOSExGYFPUE8YWdLkA/FlExE=中、主干發(fā)散、內(nèi)容明了、層次分明、邊學(xué)邊做和不斷完善等特點(diǎn)。因此,自其被創(chuàng)建以來被。通過各類培訓(xùn)查詢,發(fā)現(xiàn)越來越多的教育者在教學(xué)過程中開始使用思維導(dǎo)圖作為輔助的教學(xué)工具[7,8]。利用思維導(dǎo)圖作為教學(xué)工具,學(xué)生對(duì)已學(xué)知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容明了,層次清晰,將學(xué)習(xí)重點(diǎn)放在關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)上,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。與此同時(shí),關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)之間的鏈接會(huì)啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行獨(dú)立主動(dòng)思考,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí),激發(fā)學(xué)生發(fā)散性思維的能力。在教學(xué)過程中運(yùn)用思維導(dǎo)圖,可以很好地總結(jié)歸納所學(xué)知識(shí),幫助學(xué)生建立整體的知識(shí)體系從而加深記憶和理解,同時(shí)通過增強(qiáng)發(fā)散性思維來提高使用者的創(chuàng)新能力。
2混凝土結(jié)構(gòu)基本原理課程存在問題
“混凝土結(jié)構(gòu)基本原理”對(duì)于土木工程專業(yè)的學(xué)生來說,它既是一門專業(yè)基礎(chǔ)課程,也是一門核心課程。該課程的總目標(biāo)旨在培養(yǎng)從事建筑工程設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理等一線工作的高技術(shù)應(yīng)用型人才[9]。其中,該課程的知識(shí)目標(biāo)是使學(xué)生了解和掌握基本的概念和原則、掌握常用鋼筋混凝土構(gòu)件的承載力與變形的計(jì)算與分析方法、熟悉各個(gè)構(gòu)件相關(guān)的構(gòu)造措施;能力目標(biāo):使學(xué)生能夠運(yùn)用本課程所學(xué)到的有關(guān)混凝土結(jié)構(gòu)的理論知識(shí)解決實(shí)際工程中的復(fù)雜問題的能力;其價(jià)值目標(biāo)是培養(yǎng)出一批在工程領(lǐng)域內(nèi),理解并遵守職業(yè)倫理,承擔(dān)社會(huì)責(zé)任,且具備終身學(xué)習(xí)能力,能夠適應(yīng)行業(yè)未來發(fā)展的工程應(yīng)用型人才。這門課程的前續(xù)課程包括高等數(shù)學(xué)、理論力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、土木工程材料等課程。同時(shí),它也是混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、建筑工程結(jié)構(gòu)抗震、畢業(yè)設(shè)計(jì)和注冊(cè)結(jié)構(gòu)工程師考核相關(guān)專業(yè)課程的前續(xù)課程。這門學(xué)科集理論性、綜合性、實(shí)驗(yàn)性和實(shí)踐性于一體,所涵蓋的知識(shí)點(diǎn)范圍覆蓋廣泛、理解難度高,以定義多、符號(hào)多、系數(shù)多、理論基本假定多、計(jì)算公式多、構(gòu)造要求多和語言內(nèi)容敘述多為主要特征[10]。然而,在實(shí)際教學(xué)中,由于學(xué)生缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、力學(xué)知識(shí)生疏,課程學(xué)時(shí)有限,使得該門課程教學(xué)質(zhì)量尚需提高。為此,為了解決此困境,課題組教師試圖將思維導(dǎo)圖融入“混凝土結(jié)構(gòu)基本原理”的課堂教學(xué)之中,利用思維導(dǎo)圖法對(duì)所要講授的章節(jié)的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行歸納,列出框架簡(jiǎn)圖,讓同學(xué)們能夠?qū)λv章節(jié)的知識(shí)鏈有一個(gè)比較清楚的理解,并且能夠在腦海中構(gòu)建一個(gè)概念地圖,并且利用圖表中的層次關(guān)系來構(gòu)建知識(shí)與知識(shí)的內(nèi)部關(guān)聯(lián),從而達(dá)到既增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果,又鍛煉學(xué)生的邏輯思維能力的目的。
3學(xué)科思維導(dǎo)圖在混凝土結(jié)構(gòu)基本原理課程教學(xué)中的應(yīng)用分析
3.1課前導(dǎo)學(xué)中的應(yīng)用
在每學(xué)期的第一堂課,教師通過圖1所示的“混凝土結(jié)構(gòu)基本原理”課程學(xué)科思維導(dǎo)圖,使同學(xué)們從宏觀上了解到“混凝土結(jié)構(gòu)基本原理”課程的全部?jī)?nèi)容,并且明確哪些章節(jié)是重點(diǎn)內(nèi)容,哪些章節(jié)是難點(diǎn)內(nèi)容,各個(gè)章節(jié)的知識(shí)之間的層次關(guān)系如何,使學(xué)生構(gòu)建本門課程知識(shí)框架,在今后的學(xué)習(xí)中把握核心脈絡(luò)。
3.2課堂教學(xué)中的應(yīng)用
在新工科背景下,學(xué)生不僅需要具備扎實(shí)的專業(yè)知識(shí),也要具備利用掌握的專業(yè)知識(shí)解決工程中的復(fù)雜問題的能力,還要具備創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神,跨學(xué)科交叉融合的意識(shí)、自主終身學(xué)習(xí)的意識(shí)以及家國情懷。因此,課堂教學(xué)是培養(yǎng)新工科人才的最關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié),課堂的教學(xué)質(zhì)量直接影響到學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。在每章內(nèi)容導(dǎo)入之前或每節(jié)課導(dǎo)入之前,教師都應(yīng)向?qū)W生們先展示思維導(dǎo)圖。教師使用思維導(dǎo)圖,構(gòu)建整個(gè)章節(jié)的知識(shí)框架,利用簡(jiǎn)潔的線條,串聯(lián)各個(gè)散亂的知識(shí)點(diǎn)便于學(xué)生掌握本章的重難點(diǎn),厘清學(xué)習(xí)思路,教學(xué)內(nèi)容清晰明了,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)激情。以混凝土結(jié)構(gòu)基本原理中第3章的鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面承載力為例進(jìn)行說明。本章分7節(jié)內(nèi)容闡述了單筋矩形截面、雙筋矩形截面以及T形截面的承載力計(jì)算。每類截面類型的承載力計(jì)算思路通過思維導(dǎo)圖層層展開、依次遞進(jìn)地一一羅列出來,使知識(shí)更加有條理性和層次性,便于學(xué)生構(gòu)建本章知識(shí)框架把握核心脈絡(luò),厘清知識(shí)邏輯,提高學(xué)生的整體思維?!颁摻罨炷潦軓潣?gòu)件正截面承載力”思維導(dǎo)圖如圖2所示。
3.3課后復(fù)習(xí)中的應(yīng)用
在每節(jié)課或每章節(jié)結(jié)束后,為了了解學(xué)生對(duì)本節(jié)知識(shí)的掌握情況以及幫助學(xué)生加深、加快對(duì)知識(shí)的理解和消化,教師要求學(xué)生繪制本章節(jié)的學(xué)科思維導(dǎo)圖;同時(shí),學(xué)生通過自己繪制學(xué)科思維導(dǎo)圖,利用簡(jiǎn)潔的線條,有條理地對(duì)相關(guān)聯(lián)的知識(shí)進(jìn)行整合分析,讓看似散亂的知識(shí)點(diǎn)形成有機(jī)的統(tǒng)一,構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò),層層遞進(jìn),厘清思路,及時(shí)查缺補(bǔ)漏,對(duì)難以記憶和理解的公式、原理等知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行目標(biāo)導(dǎo)向性的復(fù)習(xí)。教師在備課的過程中應(yīng)著眼整個(gè)教學(xué)大綱、歸納總結(jié)前后知識(shí)之間的聯(lián)系,理論與實(shí)踐、思政融合繪制學(xué)科思維導(dǎo)圖,在課堂上講授過程中呈現(xiàn)給學(xué)生,使學(xué)生的理論知識(shí)系統(tǒng)化以及學(xué)習(xí)思路清晰化;學(xué)生在課后復(fù)習(xí)中,根據(jù)自己所掌握和理解的情況繪制思維導(dǎo)圖,并與教師繪制的學(xué)科思維導(dǎo)圖做對(duì)比,查找知識(shí)點(diǎn)的疏漏,從而提高自己的學(xué)習(xí)能力。針對(duì)T形截面受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算基本公式的應(yīng)用這一小的知識(shí)點(diǎn)繪制思維導(dǎo)圖,如圖3所示。
結(jié)語
新工科時(shí)代背景下要求大學(xué)生扎實(shí)地掌握專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí),活學(xué)活用,并且要具備跨專業(yè)思考、多學(xué)科融合、綜合運(yùn)用各專業(yè)知識(shí)解決問題的能力。為了改善教學(xué)效果,增強(qiáng)學(xué)生知識(shí)體系構(gòu)建、知識(shí)綜合應(yīng)用、問題現(xiàn)象分析的能力,本文提出了思維導(dǎo)圖在混凝土結(jié)構(gòu)基本原理課程中的教學(xué)方法。本文以“鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面承載力”為例,將思維導(dǎo)圖融入課前導(dǎo)學(xué),幫助學(xué)生構(gòu)建課程知識(shí)框架,把握核心脈絡(luò);以“鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面承載力”為例,將思維導(dǎo)圖融入課堂教學(xué)中,幫助學(xué)生重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容,厘清學(xué)習(xí)思路,容易記憶理解;以“T形截面基本公式應(yīng)用”為例,將思維導(dǎo)圖融入課后復(fù)習(xí)中,幫助學(xué)生查缺補(bǔ)漏,培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)的能力。在整個(gè)教學(xué)過程中,充分發(fā)揮思維導(dǎo)圖的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行針對(duì)性地、以目標(biāo)導(dǎo)向性為原則地教學(xué),使知識(shí)以思維導(dǎo)圖框架的形式貫穿學(xué)生的學(xué)習(xí)全過程,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,提升了學(xué)生的邏輯性和思維能力,培養(yǎng)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、善于思考的能力,為學(xué)生后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)以及培養(yǎng)符合時(shí)代發(fā)展要求的新工科人才奠定基礎(chǔ)。
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作者簡(jiǎn)介:李紅佳(1995—),女,漢族,河北唐山人,碩士,助教,研究方向:土木工程課程教學(xué)研究。