面向探究式学习能力培养的《荷载与结构设计方法》教学改革研究
0 引言
近年我国在建立中国特色高等人才教育模式方面做了大量的改革与探索，取得了许多成功的经验。但从总体上看，土木工程专业的高等教育培养模式与当前社会经济发展阶段的需要开始显得不适应，培养的高等人才可能会难以支撑未来社会经济高质量持续发展的要求。关键问题在于大学生在大学阶段对专业核心知识的掌握程度不足，影响了其在工作岗位上对知识的应用能力及解决问题的创造能力。探究式教学模式是在教师的指导下，以学生为主体，让学生自觉主动地探索，掌握认识和解决问题的方法和步骤，研究客观事物的属性，发现事物发展的起因和事物内部的联系，形成正确的概念。这种模式非常有益于学生深刻理解有关概念与原理，扎实地掌握基础知识并进一步深入理解专业知识。
1 探究式教学模式国内外研究现状
最早提出在教学中使用探究方法的是杜威。他认为，科学教育不仅仅是要让学生学习大量的知识，更重要的是要学习科学研究的过程或方法。从该方法的提出到现在，探究作为一种教学模式的合理性变得越来越得到验证。探究式教学通过让学生自己阅读、思考、讨论、听讲等途径去独立探究，自行发现并掌握相应的原理和结论的一种方法。可见，在探究式教学的过程中，学生的主体地位、自主能力得到了加强。
归纳国内外对探究式教学的研究及实施要领，其基本过程如下：
1.1 激发学生自主探究欲望
探究式教学的载体与核心是“问题”，学习活动是围绕问题展开的。探究式教学的出发点是设定需要解答的问题，这是进一步探究的起点。从教学的角度讲，教师需要根据教?W目的和内容，精心考量，提出难度适度、逻辑合理、承上启下的问题。
1.2 学生自主探究过程
在问题中进行思考探究，这是教学的关键步骤。教师首先要指导学生拟定合理的研究计划，其次要求教师提供必要的资料，由学生自己动手去查阅，来寻求问题的答案。这时，教师起到一个组织者的角色，指导、规范学生的探索过程。经过探究过程，学生要把自己查阅的资料及有关的理论推导过程进行总结梳理，得出自己的结论和解释。不同的学生就同一问题提出不同的解释或看法，大家共同探讨。
1.3 教师适时点拨、引导探究的方向
教师为了达到让学生自主学习的目的，引导学生自己去发现问题，学生不明白时或探索过程中偏离正确方向时，应及时适当点拨，引导探究的方向。学生探究过程中，必须正处理教师的“引”和学生的“探”的关系，做到既不放任自流，让学生漫无边际去探究，也不能过多牵引。
1.4 课后留创新作业，激励学生进一步深入学习
为了激发学生自主、合作、探究的学习兴趣，课后，教师布置的作业要改革，配合学生的深入探索。
2 面向探究式学习能力培养的《荷载与结构设计方法》教学改革研究及实施方案
《荷载与结构设计方法》课程理论性强且较抽象，较难理解与掌握，许多工程概念难以用传统教学方式讲清。所以学生普遍反映该课程结束后仍觉得概念模糊，相关原理难以掌握，不能深刻地理解本课程的精髓与本质。如果带着这样朦胧的状态去学习后续课程，自然会影响后续课程知识的理解深度。鉴于这种状况，将探究式模式引入《荷载与结构设计方法》课程教学中，目的是在有限的学时内教师在讲明基本概念与方法的同时，通过引导让学生在课本知识基础上进一步拓展探究，很好地理解理论性强且较抽象的结构可靠度概念和原理。
2.1 教学改革目标
以传统探究式教学方法为基础，针对《荷载与结构设计方法》课程“理论性强且抽象、较难理解与掌握、许多概念难以用传统教学方式讲清”的特点，构建适合该课程的探究式教学模式。通过该方法的教学改革，达到学生能深刻理解结构可靠度理论有关概念的实质、切实掌握结构可靠度设计计算原理以及明晰结构设计可靠度统一标准与现行设计规范的联系的教学目的，完全改善以往大多数学生在这门课程学习中“照葫芦画瓢”的不良现状。
2.2 教学改革内容
合理构建《荷载与结构设计方法》课程的探究式教学模式，从以下几个方面实施：
（1）探究式教学模式设计中首先要明确目标
充分考虑探究内容应达到的目的以及应发挥的作用。在实施过程中，有目的地引导学生在自身阅读和实际探索中提高解决问题的能力，并在实践与研究过程中体会并掌握科学学习的方法。在目标的设置上，从整门课程知识体系着眼，遵循阶段性、难易性、承上启下性均适中的原则。
（2）采用部分探究与全部探究相结合
创造条件选择一些合适的内容让学生完整地经历科学探究的全过程。由于探究内容和课堂教学时间、任务的限制，在具体设计探究活动的过程时，站在整体和全局的高度用系统的观念进行设计，逐级推进，系统安排。对部分基本的计算原理知识环节，在教师作引导性讲解的前提下作部分探究；对课本基本知识以外但又对结构可靠度概念能深入理解与把握的拓展知识环节，采用开放性的全部探究，鼓励学生在原有知识水平、能力水平的基础上学习创新。
（3）强化学生在学习过程中的主体性地位
强化学生的主体性地位，发挥学生的主观能动作用，注重学生的自我发展和互相启发。这实际上是对教师提出了更高的要求。教师要作为学习探究活动的设计者和活动过程的引导者与组织者，寻找学生与学习内容之间最佳的结合点，以达到良好的教学效果。
（4）采用与多种教学方式相互补充的教学方法
在实践中根据实际的教学内容和学生相关知识水平的状况，组织不同程度的探究式学习，通过探究式教学与其他教学方式的结合进行，使教学具有时效性。
2.3 教学改革实施方案
（1）审视《荷载与结构设计方法》课程与其他专业课程的内在联系，准确给课程定位。
（2）重新编写《荷载与结构设计方法》课程教材，对课程知识体系进行相应调整修改，使部分章节内容更适于探究式教学模式。
（3）重新审视整门课程的知识体系，对各知识环节重新梳理与编排，设置适于探究式教学模式的阶段性学习目标，优先局部探究与全部探究的教学内容，在教学中分知识环节实施探究式教学模式，培养学生的探究式学习能力，并视教学效果优劣及时效性调整下一环节的教学方法，把握好教师“引”与学生“探”的度。
（4）计划课程教学周期内，教师要给学生至少作一次结构可靠度理论知识拓展讲座，与学生展开充分的讨论，配合学生的全部探究式学习。
3 结语
将探究式模式引入《荷载与结构设计方法》课程教学中，目的是在有限的学时内教师在讲明基本概念与方法的同时，通过引导让学生在课本知识基础上进一步拓展探究，很好地理解理论性强且较抽象的结构可靠度概念和原理。而且，培养学生探究式学习能力，对其今后在工作岗位上的创新能力、解决问题的能力以及对新技术的敏感性等大有裨益。
