一、引言

参与式教学法因其能充分调动学习者的积极性而被国内外一线教育教学工作者广为推崇。早在20世纪60年代，加拿大开展的教师技能工作坊(ISW)的BOPPPS教学模块即把 “参与式学习(Participatory Learning)”纳入其中。21世纪以来，国内众多教师相继开展了大量的参与式教学研究。文献[1]从教学内容、讲课方式、考核方式等方面对参与式教学进行了探索，文献[2]则从内激与外激的关系、弗洛姆的期望理论两方面深入研究了参与式教学的理论依据，并提出了实施“参与式”教学的意义。

2010年7月，教育部颁布了《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020年)》，其中第十一章“人才培养体制改革”中明确指出“倡导启发式、探究式、讨论式、参与式教学，帮助学生学会学习”。然而，时隔五年，一项关于兰州地区三所高校中大学英语教学的调查发现，参与式教学法并未在兰州地区的大学英语教学中推广应用，主要原因在于授课教师缺乏结合学科教学实际的有效的参与式教学模式和策略。[3]文献[4]则认为教师对参与式教学的认识障碍、教师和学生的双向了解与沟通障碍等是妨碍参与式教学实施的原因，该文同时指出目前我国的参与式教学尚处于倡导阶段，其普及应用还需要教师和学校的加倍努力。

观察组(50例):性别(例):男31,女15,年龄(岁)21-71,平均值(41.54±0.25)岁,平均烧伤面积为18.38%。

显然，以上关于参与式教学的研究都集中于主体与客体，即教师和学生对参与式教学的认知和了解方面进行分析，目前尚缺乏从参与式教学的素材准备方面的研究。

1.2 试剂和仪器 胆汁酸标准品，氘代胆汁酸内标品，甲酸，乙酸铵，氨水，磷酸氢二铵和磷酸二氢铵（购自美国Sigma），甲醇，乙腈（购自德国Merck）；液相色谱-三重四极杆串联质谱仪（API5500，购自美国Sciex），液相色谱柱Kinetex XB-C18（购自美国phenomenex），Oasis HLB 96孔提取板和正压-96固相萃取（SPE）处理器（购自美国Waters），高速冷冻离心机（购自德国Eppendorf）。

本文首先分析参与式教学在土木工程专业课或专业基础课中应用的障碍，继而以房屋建筑学课程中的楼梯踏步设计为例，通过分别探索不同的教学素材在参与式教学法中的教学效果，研究参与式教学的实施策略。

二、参与式教学的实施障碍分析

土木工程专业课程或专业基础课程量大且内容庞杂，且讲授的主要内容源自国家现行的工程建设标准。工程建设标准中的相关条文语言凝练，条文说明言简意赅，故要在土木工程专业课程中引入参与式教学往往具有较大的难度。

以钢结构基本原理中的螺栓设计为例进行分析如下。用于连接钢构件的螺栓分为普通螺栓和高强度螺栓，高强度螺栓的抗剪连接又分为摩擦型连接和承压型连接两类。作为工科专业的学习者，土木工程专业本科生往往不限于只熟悉国家标准的规定，掌握如何采用给定的公式计算螺栓连接的承载力，他们还要对相关规定或公式的背景更感兴趣。然而，尽管当前科技发展速度日新月异，但高强度螺栓摩擦型连接极限承载力计算的基本理论早在20世纪60年代的美国就已基本形成。当时由美国Fritz实验室开展的关于高强度螺栓摩擦型连接的一系列试验结果分别散见于该试验室的报告、期刊文章或学位论文中。由于原始文献的年代较为久远，且发表地都在国外，故即使在网络发达的今天，想要搜集这些原始资料也相当困难。因此，如果采用以试验数据展示高强度螺栓摩擦型连接的性能并请学生通过分析数据引导他们参与教学就变得非常不易。

给出不同的经验公式主要是要学生通过对比检验经验公式的适用范围，或确定出新的经验公式。采用式(3)～式(6)右侧的形式分别对表1或表2中的最小宽度和最大高度进行计算可得出表3中的结果，与表3中“2h+b”列对应的数值与表2中的步距完全相同，但表3中“h+b”列对应的数值则均小于式(1)右侧的450，这表明式(1)所示的经验公式会得到偏大的计算结果。由于踏步宽度的决定因素是人的脚掌长度，能使人的脚掌全部踩上最为适宜[7]，故式(1)可能造成楼梯使用人上楼时脚后跟悬在外面而不舒适，下楼时前脚掌一部分不能踏上而不安全。显然，由于式(3)右侧的数据给出了一个较大的范围，而且其最小值431比较接近表3中“h+b”列的大部分数据，故稍作修改后可作为我国设计楼梯踏步的备选经验公式。

表3中 “h×b”列对应的数值除45 500和45 000与式(5)右侧的较小值45 161比较接近外，其余数值均小于45 161。此外，在表3的“h+4b/3”列中，最小值493与服务楼梯、住宅套内楼梯对应，最大值533与电影院等楼梯对应。需要给学生指出的是，服务楼梯、住宅套内楼梯的最小宽度220也是该列中的最小值，而电影院等楼梯的最小宽度280则是该列的最大值，这表明式(6)是以最小宽度为主导的计算式。因此，鉴于式(5)形式较为复杂，不便计算，而(6)虽然形式较为简单，但其控制因素是踏步的最小宽度，也存在一定缺点，经过引导，学生基本可得出楼梯踏步时选用“h+b=430～450”的计算公式。

综上可知，由于土木工程专业课程的讲授内容依据比较分散且内容庞杂，这都会给参与式教学带来一定的障碍。然而，即使参与式教学具有较大的困难，只要课程讲授者多花时间收集基本素材，经常思考参与式教学的实施策略，总能找到一定的解决办法。以下以楼梯踏步为例说明参与式教学的实施策略。

三、传授知识的参与式教学法的教学素材

(一)传统教学法的讲授

针对谐振式光学陀螺信号检测系统对锁相放大器中低通滤波器提出的40 MHz采样率、低截止频率及其调节的便捷性和阶数可调的要求,通过简化算法,设计了惯性低通数字滤波器可满足以上需求。

表1 楼梯踏步最小宽度和最大高度 (单位：mm)

楼梯类别最小宽度最大高度住宅共用楼梯260175幼儿园、小学校等楼梯260150电影院、剧场、体育馆、商场、医院、旅馆和大中学校等楼梯280160其他建筑楼梯260170专用疏散楼梯250180服务楼梯、住宅套内楼梯220200

当学生看到表1中不同楼梯类别具有不同的最小宽度和最大高度后，即可提问产生这样不同的原因。学生经过思考后即可指出表1中楼梯踏步最小宽度和最大高度限值的主要依据是楼梯坡度要求和不同类型人体自然跨步(步距)要求(见表2)，可告诉学生这是因为现行国标GB 50352—2005采用“2h+b=水平跨步距离”分别计算了不同楼梯类别的最小宽度和最大高度，并给出了各类楼梯的坡度限值和步距数值。该标准同时指出步距一般在560mm～630mm范围内，少年儿童在560mm左右，成人平均在600mm左右。

表2 楼梯坡度及步距 (单位：mm)

楼梯类别最小宽度最大高度坡度步距住宅共用楼梯2601753394°610幼儿园、小学等2601502998°560电影院、商场等2801602974°600其他建筑楼梯2601703318°600专用疏散楼梯2501803575°610服务楼梯、住宅套内楼梯2202004227°620

根据男性的平均步距为平均身高的0.415倍和女性的平均步距为平均身高的0.413倍可得图1中的平均步距。再根据我国当前学龄情况，按照幼儿园、小学、中学、大学(成人)的年龄段分别为3—6岁、6—12岁、12—18岁、18—59岁以及60—69岁可计算出不同学龄段以及成年人的平均步距(见表4)，计算中考虑了6岁、12岁以及18岁分别为幼儿园与小学、小学与中学以及中学与大学(成人)之间的年龄重合情况，故也都进行了计算。由表4可知，无论在哪个年龄段，女性的踏步步距均小于男性的踏步步距，故设计踏步时应以女性的踏步步距为准。

(二)提出问题引导学生参与教学过程

事实上，除了以“2h+b=水平跨步距离”为计算依据的经验公式外，楼梯踏步设计的经验公式还有[6]：

h+b=450

(1)

2h+b=600～620

(2)

式中，h为踏步高度，b为踏步宽度。

与以上经验公式不同的是，欧美一些国家除了与式(1)和式(2)形式完全一致的经验公式外，即公式(3)和公式(4)，还提供公式(5)和公式(6)作为备选经验公式。

房屋建筑学课程中楼梯踏步设计的相关内容源自我国现行国家标准《民用建筑设计通则》(GB 50352—2005)[5]的第6、7、10条。表1是GB 50352—2005对不同使用功能的建筑物给出的楼梯踏步最小宽度和最大高度的限值。

h+b=431～457

(3)

2014—2015年宁波市空气质量变化特征及未来情景模拟 俞科爱 陈有利 张晶晶 徐迪峰 黄鹤楼 陈迪辉(2∶25)

(4)

h·b=45161～48387

(5)

(6)

当给出形式丰富的经验公式后，引导学生对比公式(1)和公式(3)，以及对比公式(2)和公式(4)。通过对比可以发现尽管对应的公式形式一致，但等号右侧的数值不尽相同，并解释这是因为欧美国家成人的平均步距较我国成人的平均步距大。

2h+b=635

同样的，土木工程专业基础课——房屋建筑学的讲授中若采用参与式教学也会遇到类似的问题。楼梯是房屋建筑设计的重要组成部分，楼梯设计合理与否，直接影响到使用舒适度、消防安全等因素[5]。由于楼梯不但承担着解决日常垂直交通的重要作用，在地震、火灾等突发灾害发生时还是唯一可提供竖向交通功能的疏散通道，故其重要性越来越被强调。当前，关于楼梯踏步设计的内容可见于我国现行国家标准《民用建筑设计通则》(GB 50352—2005)，其中针对不同的建筑类型，该标准分别给出了楼梯踏步宽度和高度的数值和依据。由于楼梯踏步的高度和宽度是以使用者的步距为依据制定的，然而，随着人的身高不断增加，使用了长达几十年的步距数据是否合理值得怀疑，而要找出比较权威的中国人的步距统计数据也非常困难。

根据美的2017年的公司年报，可以看到工资薪金为524 750万元，职工福利费为26 427.4万元，经过计算524 750×14%=73 465（万元），发现美的2017年职工福利费是可以全额扣除的，且还有11 759.4万元的节税空间。工会经费和职工教育经费为1 882.1万元，没有单独列示，以2%来计算扣除限额为10 495万元，两项费用总额远远小于扣除限额，仍有约2 153.225万元的节税空间。

表3 楼梯踏步经验公式对比分析 (单元：mm)

楼梯类别最小宽度最大高度经验公式2h+bh+bh×bh+4b/3住宅共用楼梯26017561043545500522幼儿园、小学校等楼梯26015056041039000497电影院、剧场、体育馆、商场、医院、旅馆和大中学校等楼梯28016060044044800533其他建筑楼梯26017060043044200517专用疏散楼梯25018061043045000513服务楼梯、住宅套内楼梯22020062042044000493

四、传播思想的参与式教学法的教学素材

为进一步拓展参与式教学法的广度和深度，引导学生结合对公式(1)～公式(6)中的数据的合理性检验极有必要。然而，关于步距统计的数据目前极少，一个变通的方法是依据文献[8]提供的人的身高与步距的基本关系，即男性的平均步距为平均身高的0.415倍，女性的平均步距为平均身高的0.413倍来进行检验。2015年11月25日国家体育总局、教育部、科技部等10个部门联合发布的《2014年国民体质监测公报》[9]采用了分层随机整群的抽样原则，对531 849人的体质监测数据进行了公布，其中3—6岁幼儿50 702人；7—19岁儿童青少年(学生)308 725人；20—59岁成年人146 703人；60—69岁老年人25 719人。图1给出了不同年龄及不同性别的人群的平均身高。

图1 2014年全国平均身高数据及平均步距计算

至此，学生了解到了不同楼梯类别的最大高度和最小宽度的制定依据，学习到了楼梯踏步设计的知识。按照传统教学法，教学内容到此即已全部完成。

对比表4中的设计步距与表2中的步距可知，我国现行国标GB 50352—2005在设计幼儿园和小学时采用的步距560mm分别是表4中452mm和564mm的1.24倍和0.99倍，其中452mm是3—6岁幼儿的平均步距，564mm是6—12岁儿童的平均步距。显然，现行国标GB 50352—2005在设计幼儿园楼梯踏步的取值是偏大的，且未因3—6岁和6—12岁的平均步距不同而加以区分。因此，通过对比，学生可以提出修订GB 50352—2005时把幼儿园和小学的踏步设计步距分别给出建议值。

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运用系统调度平台，在枯水期间，对晋江西溪和山美水库水源进行联合调度，年可增加晋江水资源有效利用量1亿m3以上，相当于在晋江流域新增一座大型水库。目前，正在开展系统二期工程建设，计划投入2 900万元对系统平台进行更新改造和增设水质水量监测、取用水远程计量、视频监控、闸门控制设备等。系统二期工程建成后，全市的水资源监控体系将更加完善，水资源监控能力和应急处置能力将进一步得到加强。

表4 不同年龄组的平均步距(单位：mm)

年龄组(岁)平均步距男女3—64604526—1256956412—1869265418—5970665560—69688639

五、传递关怀的参与式教学法的教学素材

尽管通过不断引导，学生已参与了楼梯踏步设计的教学过程，但事实上仍有一些问题是该内容无法回避的，即现行国家标准中的步距是平地步距——人在平地上行走时的步距。事实上，当人在使用楼梯时，由于抬腿跨步时各关节的角度与平地行走时不完全一样，所以确定楼梯踏步的步距不应以此为准。然而，平地步距的数据尚无法获得，更何况使用楼梯时的步距数据？幸而生物力学的研究涉及了上下楼梯的一些分析。

文献[10]通过实验获得了健康青年人在上、下楼梯时下肢关节在矢状面关节角度、关节力矩随步态变化规律及活动极限值，文献[11]则采用红外高速运动捕捉系统测试17名青年女性穿4种不同鞋跟高度皮鞋下楼梯的步态，计算受试者的步态时空参数和下肢关节角。通过给学生展示生物力学的研究成果，可以让学生获知人在使用楼梯时的步距小于平地步距，上楼梯和下楼梯的步距也是不同的。因此，当学生们看到生物力学中研究楼梯与人体步距的研究成果时，就会有进一步的认识，这种认识与仅从课本中学习到的知识完全不同，特别是学生从生物力学的研究成果中看到女性穿高跟鞋与穿平跟鞋的不同，学生自然就会关注如何解决穿高跟鞋上下楼梯的问题，从而进一步培养出关怀大众的认识，提高对人类关怀的情感。

综合以上分析可以看出，不同深度和广度的教学素材在参与式教学中具有不同的教学效果。如果仅以师问生答的方式，仅仅可起到传授知识的效果；若结合探究式的参与式教学，则不但能传授知识，而且能传播思想。若进一步达到深度参与式教学，不但要深入发掘本门课程的知识，而且还需了解生物力学的研究成果，如果学习者确有深究的兴趣，则还可能拓展出交叉学科的新的研究方向。

目前，中国处于产业结构高度化阶段［13］，总体上，三大城市群第三产业占GDP比重变化都相对平稳。2004—2007年，三大城市群第三产业在GDP中所占比重缓慢上升，但均在50%以下;2008年，因金融危机的冲击，第三产业发展速度降低，GDP占比有所下降;2009年起，第三产业发展形成新的崛起，京津冀城市群中各个城镇的第三产业平均占比迈进50%以上，长三角和珠三角城市群紧跟其后;至2015年，京津冀城市群第三产业占GDP比重为60.02%，长三角城市群第三产业占 GDP比重为57.68%，珠三角城市群第三产业占 GDP比重为53.62%。

六、结论

本文首先分析了土木工程学科专业课和专业基础课中采用参与式教学的难度，继而以房屋建筑学课程中楼梯踏步设计为例，通过不同教学素材的引入探索了参与式教学的教学效果，得到结论如下：

(1)土木工程专业课或专业基础课涉及的内容庞杂，从准备教学素材角度来看，开展参与式教学具有一定的难度。(2)参与式教学法中教学素材的不同具有不同的教学效果。精心准备教学素材，不但可以实现传授知识，而且还可以传播思想以及传递关怀。

参考文献：

[1]过增元.提倡参与式教学 强化创新意识[J].中国高等教育，2000(6)：21-22.

[2]周金其，李水英，吴长春.“参与式”教学的理论与实践[J].高等教育研究，2000(3)：74-76.

[3]左晓甜.大学英语参与式教学研究：基于兰州地区3所高校的调查[J].高等理科教育，2015，119(1)：116-120.

[4]陈桂平.参与式教学的实施障碍分析研究[J].教育教学论坛，2016(18)：244-245.

[5]中华人民共和国建设部.GB 50352—2005 民用建筑设计通则[S].北京：中国建筑工业出版社，2005.

[6]程文瀼.楼梯·阳台和雨篷设计[M].2版.南京：东南大学出版社，1998.

[7]方若柏.楼梯尺度新议[J].建筑学报，1983(11)：65-66.

[8]国家体育总局.2014年国民体质监测公报[Z/OL].[2017-06-18].http：//www.sport.gov.cn/n16/n1077/n1422/7331093.html.

[9]袁兴中.多传感器融合定位技术研究与实现[D].成都：电子科技大学，2014：33.

[10]张峻霞，窦树斐，苏海龙，等.上、下楼梯步态参数变化特征研究[J].医用生物力学，2016，31(3)：266-271.

[11]时会娟，吴肖洁，李翰君，等.鞋跟高度对青年女性下楼梯步态的影响[J].医用生物力学，2015，30(3)：256-263.