摘要：文章首先对桥梁监控与健康监测技术课程进行了简述，然后分析了桥梁监控与健康监测技术课程教学现状，最后从教师队伍、教学内容、教学模式、考核方式四个层面着手，提出了桥梁监控与健康监测技术课程教学改革措施。
关键词：桥梁监控与健康监测技术课程教学,教师队伍,教学模式
桥梁监控与健康监测技术课程是土木工程领域一门涉及桥梁工程、结构工程、传感器技术、数据采集与分析等安全性、耐久性和可靠性知识的综合性课程[1-2]，旨在培养学生掌握桥梁健康监测与维护管理方面的基本知识和技能。随着桥梁建设的快速发展和交通流量的不断增加，桥梁的健康状况越来越受到关注，该领域的知识和技术在不断更新和深化，对桥梁监控与健康监测技术人才的需求也越来越高，同时，随着科技的进步和工程应用的不断更新，传统的教学模式已经无法满足现代教学的需求[3-4]，因此有必要针对桥梁监控与健康监测技术课程进行教学改革，以提高课程的教学质量，培养学生的实践能力和创新精神。基于此，本文首先阐述了桥梁监控与健康监测课程特点、教学目标，深入分析了本课程教学存在的问题，主要表现在教师缺乏实践经验、教材质量参差不齐、教学内容琐碎、教学形式单一、实践教学与理论教学脱节，以及考核方式单一等方面，接着提出了一系列课程改革措施，如教师队伍建设、教学内容改革、教学模式改革和改进考核方式，并对具体措施进行解读，以期为同类型课程教学提供一定参考。
一、桥梁监控与健康监测技术课程简述
桥梁监控与健康监测技术课程是一门涉及桥梁工程、检测技术、数据处理和分析、预警系统等多个方面的综合性课程。其主要目的是让学生了解桥梁监控与健康监测的基本概念和方法，掌握相关技术和设备的使用，以及如何对监测数据进行处理和分析，并能够设计和构建桥梁健康监测系统。该课程的主要内容包括桥梁健康监测的基本概念、监测系统的设计和构建、传感器技术、数据采集和处理、信号处理和分析、损伤识别和评估、预警系统的设计和实现等。同时，该课程还涉及一些实际应用案例和技术应用实践，旨在让学生更好地理解和掌握相关技术和方法。
桥梁监控与健康监测技术课程具有以下特点。①实用性强。桥梁监控与健康监测是桥梁工程领域中非常重要的一个方面，学生通过学习该课程，掌握桥梁监控与健康监测的知识和技能，对于其未来从事桥梁设计、施工和管理等工作有很大的作用。②涉及知识面广。该课程涉及土木工程、测量技术、信号处理、计算机技术等多个学科的知识，需要学生具备较好的基础。③紧跟技术发展。随着科学技术的发展，桥梁监控与健康监测的技术也在不断更新和改进，因此该课程需要跟进最新的技术和方法，实现及时更新。④实践性强。该课程需要进行大量的实践操作，如桥梁监测系统的安装、调试和数据采集等，而实践操作对于学生掌握知识非常重要。⑤重视应用。该课程强调理论联系实际，而教师引入实际的桥梁监控和健康监测案例，能够使学生更好地理解理论知识，提高其解决实际问题的能力[5]。
桥梁监控与健康监测技术课程的教学目标是让学生掌握桥梁监控与健康监测技术的基本概念、原理和方法，了解桥梁设计、施工和运营过程中可能面临的问题，以及如何进行监测和维护。具体来说，就是要使学生掌握桥梁健康监测的基本概念、原理和方法，了解各种监测技术的优缺点；了解桥梁设计、施工和运营过程中可能面临的问题，以及如何进行预防和修复；掌握桥梁监控系统的组成、原理和使用方法，了解各种监控技术的优缺点；具备实际应用能力，能够根据具体情况选择合适的监测和监控技术。
二、桥梁监控与健康监测技术课程教学现状
（一）教师缺乏实践经验
桥梁监控与健康监测技术课程的教师队伍中，理论型教师居多，实践型教师相对较少，导致教师在实践经验方面存在不足。同时，许多教师缺乏参加实际工程项目的机会，实践经验无法得到持续积累和提升。换言之，该课程需要教师基于丰富的实践经验来指导学生进行学习，但当前教师普遍缺乏实践经验，导致教学水平受限。
（二）教材质量参差不齐
由于桥梁监控与健康监测技术是新兴技术，其发展和应用日新月异，而桥梁监控与健康监测技术课程教材的更新速度相对较慢，内容往往滞后于实际应用，这使得学生所学的知识难以跟上行业发展的步伐。换言之，现有的教材质量参差不齐，大多内容陈旧、缺乏更新，难以满足课程教学的需要。
（三）教学内容烦琐
桥梁监控与健康监测技术课程涉及桥梁监控与健康监测的基本概念、原理和方法，数据采集，数据处理和分析，状态评估等实践操作，设计监测方案、安装监测设备和解析监测数据等综合应用知识，涉及内容丰富，同时还涉及桥梁工程、结构工程、传感器技术、数据采集与处理、计算机技术等多个学科领域，学科间交叉较多，故需要传授的知识点很多。随着科学技术的不断进步，桥梁监控与健康监测技术也在不断更新和升级，新的监测方法和设备不断涌现，故需要桥梁监控与健康监测技术课程教师不断学习和掌握新的技术和知识，以便使课程教学具有实时性和前沿性。另外，当前关于桥梁监控与健康监测技术课程的教学资源相对较少，需要教师自行整理、总结，这就易导致教学内容烦琐。
（四）教学形式单一
受传统教学模式和条件的限制，桥梁监控与健康监测技术课堂大部分教学内容都是通过PPT和板书的形式展示给学生[6-7]，有时会增加一些3D视频教学作为辅助，但缺乏实物操作的感性认识，导致学生对桥梁监控与健康监测的具体内容、基本方法及一些数据采集仪器的使用缺乏全面系统的认识。另外，学生的参与感和实际操作缺失，难以激发学生的学习兴趣和主动性。
（五）实践教学与理论教学脱节
土木工程领域课程具有显著的理论与实践紧密联系的要求，即理论可指导实践顺利开展，反之，实践可反馈完善专业理论。然而，当前桥梁监控与健康监测技术课程教师工程实践经验匮乏，不能较好地引导学生认识专业特点及学科前沿[8]。目前，桥梁监控与健康监测技术课程仍以理论教学为主，但单纯的理论教学尚不能让学生对教学内容有直观的认知，且实践教学环节相对薄弱[9]。一方面，由于实验条件的限制，学生难以进行实践操作，对传感器技术、数据采集与分析等知识缺乏实际了解和应用。另一方面，该课程需要学生同时掌握理论知识和实际操作技能，还需要学生综合运用多种知识和技能来解决实际问题，但当前实践教学与理论教学存在脱节现象，缺乏综合性实践项目，导致学生缺乏实际操作经验，难以综合运用所学理论知识进行实际工程项目的开展和认知，因此需要增加实践教学环节。
（六）考核方式单一
考试作为检验学生学习情况的有效手段，是必不可少的。但是，现行的课程考核方式以期末一次性考试为主。这种考核方式造成了目前学生的“突击式”学习状况，使学生感到知识掌握不牢固、学习过程前松后紧、期末考试压力大，学习也没有积极性，且由于学生的基础不扎实，没有将知识转变成能力，还会影响其后继专业课的学习乃至以后的进一步深造。由此可见，现行考核方式有待改革。而桥梁监控与健康监测技术课程具有较强的应用性，对实践环节的考核需要更多的时间和资源，从而导致考核容易被忽视或简化。同时，当前该课程考核方式相对固定，缺乏更新和创新，难以适应行业发展的需求和学生综合素质的培养要求。换言之，现有考核方式缺乏对学生综合能力和实践能力的考查，导致学生过于关注理论知识的学习，而忽视了实践操作能力的培养。
针对以上桥梁监控与健康监测技术课程教学现状，本课程的教学改革迫在眉睫，迫切需要提出针对本课程的教学改革措施。
三、桥梁监控与健康监测技术课程教学改革措施
桥梁监控与健康监测技术课程教学改革的目的主要是提高教学质量和效果，具体可从以下四个方面着手。
（一）教师队伍层面
桥梁监控与健康监测技术课程涉及多个领域，要求教师具备广泛的知识背景和较高的实践经验。因此，需要提高教师队伍的专业素质和提升其教学水平。具体来说，可通过招聘具有相关专业背景和实际工作经验的教师，组织教师参加相关培训和学术交流活动，提高教师的专业知识和教学技能；建立教学团队，选取有经验的教师担任团队负责人，定期开展团队教研活动，共同探讨教学问题和教学方法，提高教学质量；建立激励和评价机制，对教师的教学效果和科研成果进行评价，激励教师积极投入教学和科研工作，提高教师的积极性和工作热情；与相关企业合作，引入实际工程案例和经验，让教师更好地了解行业发展和工程实践，提高教师的实践能力和教学水平。
（二）教学内容层面
桥梁监控与健康监测技术课程是土木工程领域的一门重要课程，其教学内容应该紧跟行业发展和技术进步，不断进行改革和创新，以适应时代的发展。因此，教师需要根据教学目标不断对教学内容进行改革和创新，使学生学习和掌握最新的知识与技能，以适应未来社会的发展。笔者针对本课程教学内容丰富且烦琐的特点，本着从提高学生的综合实力出发的原则，对教学内容进行改革，提出了以下五个方面的具体措施。①整合学科知识，构建完整的教学内容体系。即要将桥梁工程、传感器技术、数据采集与处理、结构健康评估等多学科知识进行整合，构建完整的教学内容体系。在课程中，教师不仅要介绍各个学科的基础知识，还要强调学科之间的交叉融合，帮助学生理解桥梁监控与健康监测技术的全貌。②增加健康监测技术的工程应用案例。工程案例教学是课程教学过程中重要的一环。教师要围绕工程案例从项目实施监控与监测的目的、监测的具体内容、采用的仪器、传感器的布设及使用方法、数据的分析等方面进行理论教学，并使学生通过工程案例对已学习过的专业知识进行综合性应用，这样能够加深学生对知识的掌握，同时也能够进一步锻炼其发现、解决问题的能力。比如，在工程案例教学过程中，教师可结合阶段教学进度选取有代表性的实际桥梁健康监测的案例，布置一些与案例相关的问题，让学生分组对问题进行讨论分析并得出结论，这样能够在相互讨论和交流中加深学生的认识和理解，让学生更好地理解健康监测技术的应用和效果，提高学生的学习兴趣和积极性。③增加最新的监测技术和研究成果。随着科技的不断进步，桥梁监测技术也在不断发展。因此，教师要及时更新教材，删除老旧的技术和内容，引入最新的桥梁监控与健康监测方法，介绍新型传感器技术、数据挖掘技术、机器学习技术在桥梁监控与健康监测中的应用，以及新型监测设备的操作等，让学生了解最新的技术发展趋势；及时引入最新的理论研究成果，让学生掌握最新的知识。④增加实验和课程设计等实践环节。桥梁监控与健康监测技术是一门实践性很强的课程，因此可以增加实验和课程设计等实践环节，并在课程中增加实验课程，可以设计一些实验，如桥梁结构模态测试、传感器标定等，让学生亲自动手操作实时监测系统，了解系统的组成和原理、数据采集和处理等过程。通过实践操作，学生能更好地掌握相关技能，提高实际操作能力。⑤结合工程实践进行教学。教师可以结合实际的桥梁工程实践进行教学，如带领学生到桥梁工地进行实地考察，让学生更好地了解桥梁监控与健康监测技术的应用情况。在实践环节中，教师可以结合实际的桥梁工程进行讲解，让学生了解实际工程中的问题和解决方法，进而更好地了解桥梁监控与健康监测技术的应用情况。
（三）教学模式层面
桥梁监控与健康监测技术课程传统教学模式以教师课堂教学为主，难以调动学生的积极性[10]。因此，本文提出了以问题为导向、理论与实践相结合的教学模式。
1.以问题为导向的教学模式。基于现有教学模式单一的特点，提出以问题为导向的教学模式。以问题为导向的教学模式是一种以学生为中心的教学方法，旨在培养学生的批判性思维、解决问题和团队合作的能力。在小组或团队中实施这种方法，学生能通过解决实际问题或处理复杂的问题，主动获取和应用知识，并培养解决问题的能力。与传统的教学方式相比，这种方法更注重学生的主动学习，并能将理论知识学习与实际应用联系起来。在桥梁监控与健康监测技术课程中，以问题为导向的教学可以帮助学生更好地理解和运用该技术应对挑战。
问题导向教学的具体实施流程如下。定义问题：学生和教师一起明确问题，设计具有实际意义和复杂性的问题，这些问题涵盖桥梁监控与健康监测技术的多个方面，如桥梁结构分析、传感器技术、数据采集与处理等。组织小组：教师将学生分成小组，每个小组分配一个问题。小组应该由3—4名学生组成，以确保每个学生都有机会参与讨论和解决问题。独立探究：学生小组进行文献调研、实验验证和数据分析，以解决所分配的问题。在这个过程中，学生需要了解桥梁监控与健康监测技术的最新进展，并学习如何设计和实施实验。学生要利用自己的时间和资源，进行独立探究和资料收集，以获取解决问题的信息。讨论和汇报：在解决问题的过程中，教师组织全班讨论和交流。在这个过程中，学生小组进行讨论，分享发现和观点，并向其他小组或全班汇报他们的解决方案和结果，其他学生可以提出问题或提供建议，从而促进讨论和交流。反思和评价：学生和教师对学习过程和结果进行反思和评价，以获得反馈和改进的机会。
2.理论与实践相结合的教学模式。针对桥梁监控与健康监测技术课程理论与实践教学严重脱节的现状，本文提出了理论与实践相结合的教学模式。采用这种教学模式是要将课程结构模块化，采用模块化的方式进行教学，即将课程教学分为基础知识模块、实践技能模块和综合应用模块。其中，基础知识模块主要进行桥梁监控与健康监测的基本概念、原理和方法等理论知识教学，此部分要通过优化理论教学内容，对教学内容进行系统化和层次化处理，突出重点和难点的方法，提高理论教学质量。实践技能模块主要培养学生的实践操作能力，包括数据采集、数据处理和分析、状态评估等方面的实践操作。理论与实践相结合的教学具体实施过程如下。在保障安全的前提下，教师带学生进入学校实验室、实习基地等进行实际操作训练，现场教学传感器技术、数据采集与分析等实验设备的使用方法，让学生进行数据采集、数据处理和分析、状态评估等方面的实际操作，提高实际应用能力。同时，教师可以开展各种实践操作比赛、实践活动等，以便激发学生的学习兴趣，培养其创造力。综合应用模块主要培养学生综合运用所学知识解决实际问题的能力，包括设计监测方案、安装监测设备、解析监测数据等方面的综合应用。通过与施工单位进行协商，教师可组织学生前往施工现场，请现场人员进行现场监测器的布设及监测数据分析等内容现场教学，同时让学生现场进行仪器操作，并进行监测数据的分析整理，这样可以使学生深入了解桥梁监控与健康监测的理论知识，对书本上的理论知识活学活用，提升综合能力。
（四）考核方式层面
考核是评价和改进教学，检验教学成果的基本途径，是课程开展的一个重要环节。一套行之有效的考核方式能够检验教师课程教学完成质量和学生知识掌握程度，促进教学的进一步改进，因此需进行改革。笔者经过实践发现，桥梁监控与健康监测技术课程可以采用多元考核方式，即实践考核、项目考核、互动考核和综合考核。实践考核：设置实践环节，要求学生实际操作桥梁监测系统，对桥梁进行实时监测和数据采集，并进行分析和评估，以考查学生的实际操作能力和对知识的应用能力。项目考核：布置实际桥梁监测项目，要求学生以小组形式完成项目，包括方案设计、数据采集、数据分析、评估报告等，以考查学生的综合应用能力和团队合作能力。互动考核：在课堂上开展讨论和演示，鼓励学生与教师、同学互动，以了解学生对课程知识的掌握情况和应用能力。综合考核：结合平时作业、平时考试、实验、实习、期末考试等多方面的考核，全面评估学生对课程知识的掌握情况和应用能力。另外，考核采用打分制对学生的综合能力进行评价，成绩采用百分制，其中实践考核占10%，综合考核占70%，项目考核占10%，互动考核占10%。笔者认为，多元考核方式并存，可以有效激发学生的学习积极性和学习动力，提升学生的综合能力。
四、结语
本文主要探讨了桥梁监控与健康监测技术课程的教学改革措施。即针对桥梁监控与健康监测技术课程特点、教学目标及目前的教学问题，提出教师队伍、教学内容、教学模式和考核方式方面的改革措施，以期提高教学质量，培养学生的实践能力和创新精神。桥梁监控与健康监测课程的教学改革是一个持续的过程，需要教师不断努力以适应不断发展的行业需求。
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