以工程實踐為導向的橋梁工程課程教學方法改革

劉均利+盧春玲+王曉峰

摘要：為提高畢業(yè)生的工程實踐能力，橋梁工程課程教學改革勢在必行。本文就橋梁工程課程教學內容、教學方法存在的問題進行詳細闡述，并提出針對性的改革措施。教學改革實踐證明，教學方法的改革對培養(yǎng)和提高學生的工程實踐能力，提高學生的學習興趣具有重要意義。

關鍵詞：橋梁工程;教學方法;教學內容

中圖分類號：G642.41 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2015）23-0080-02

桂林理工大學土木與建筑工程學院土木工程專業(yè)下設有道路橋梁工程、巖土工程和工民建3個方向，入學按大土木招生，大一下學期按學生志愿分方向?！稑蛄汗こ獭肥堑缆窐蛄汗こ谭较虻闹鞲烧n程，在教學中占有非常重要的地位，這一門課程教學質量直接影響學生專業(yè)素質的培養(yǎng)，影響人才的培養(yǎng)質量，進而影響畢業(yè)生的就業(yè)。本文首先從橋梁工程的課程特點入手，分析了橋梁工程教學中存在的問題及其導致的后果，提出了以工程實踐為導向的橋梁工程課程教學方法改革。

一、課程特點

1.綜合性強?！稑蛄汗こ獭氛n程以《材料力學》、《結構力學》、《土木工程材料》、《鋼筋混凝土原理》等課程為基礎，又是這些專業(yè)基礎課在橋梁結構中的具體應用，而這幾門課程恰恰是土木工程專業(yè)學生學習的難點?！稑蛄汗こ獭氛n程要求學生通過對本課程的學習，系統掌握各類橋梁的設計和構造原理、計算理論和方法以及施工要點。這一特點決定了《橋梁工程》課程的學習難度較大。

2.教學內容知識點多且煩瑣、枯燥。橋梁工程課程內容多，包括以下幾方面的內容，橋梁的基本概念：橋梁的基本組成、分類、特點、適應條件等;橋梁設計：橋梁的設計原則、橋型選擇、橋梁總體布置、結構設計與構造設計;橋梁計算：基本橋梁結構（簡支梁橋、拱橋）的主要計算內容和計算方法、其他橋梁結構（連系梁、懸臂梁、T型剛構等）的計算要點、荷載選擇、荷載計算與組合;橋梁的施工方法：每種施工方法的適用橋型、適用范圍、施工步驟。上述幾方面的內容又有著千絲萬縷的聯系。

3.實踐性強?！稑蛄汗こ獭肥且婚T實踐性很強的課程，涉及知識面廣，是對基礎課程的綜合和深化;需要學生將學習寓于應用之中，學以致用，即集理論與實踐為一體。

可見，橋梁工程是一門綜合性、實踐性和多學科交叉，需要空間想象力，依托感性認識、經驗和構造圖示才能較好地把握、理解的課程。

二、教學存在的問題

1.知識體系過于科學化，重視知識和方法的傳授，忽視思維方式的培養(yǎng)。現代工程教育將工程知識抽象成數學、力學、材料等獨立課程的教學[1]。橋梁工程教學也采用了這一方法，將課程分解為“總論”、“梁橋”、“拱橋”、“斜拉橋”、“橋梁墩臺”等獨立章節(jié)分別教學，這種科學化的教學方法重視知識和方法的傳授，用于數學、力學甚至鋼筋混凝土設計原理等科學性的課程，教學效率高，可以幫助學生在短時間內掌握主要知識。但用于橋梁工程這種實踐性課程時，無法解決知識點如何還原到工程中去的難題，導致學生計算能力強，設計能力差，對如何選用常用橋梁構造、尺寸、計算方法和施工工藝無從下手，設計出來的橋梁呆板、乏味。

2.教材知識陳舊，與實踐脫節(jié)。近20年來，國內開展大規(guī)模工程建設，橋梁工程設計理念、施工工藝等進步極為迅速，而教材無法跟上技術進步的步伐。一般而言，教材落后于專著約5年，專著落后于工程前沿又是5年，故教材與工程前沿的差距約10年[2]，教學中不對教材內容進行補充更新，會導致學生走向工作崗位時，發(fā)現所學與所用格格不入。

3.教材中案例選擇不當，與教學大綱脫節(jié)。橋梁工程課程大綱要求掌握中小跨徑橋梁的現狀和發(fā)展、構造與設計、施工、計算等。而教材的案例主要介紹世界和國內的橋梁發(fā)展史、橋梁現狀，各種橋梁的最大跨徑排名，輔以各地地標性橋梁建筑的圖片，內容精彩，很能吸引眼球。學習橋梁工程概論時，學生學習趣味盎然，但進入到梁橋、拱橋的教學后，學生逐漸失去學習興趣。在學習中小跨徑梁橋、拱橋時，一般的教材和參考書卻找不到相應的案例。

文獻[3]認為，當代工科大學生的知識結構應包含三方面：第一，要有足夠的工程實踐知識，不僅在工科教育方面，還應包括人文教育方面;第二，要有扎實的理論訓練，學會一種嚴格的思維方式，夯實基礎理論知識;第三，強化理論和實踐之間的計算。以上問題直接導致我們畢業(yè)生工程實踐知識不足，進而影響理論知識的深化，最終影響學生的就業(yè)和今后的職業(yè)發(fā)展。同時，學生的工程實踐能力差也是我國高等工程教育普遍存在的問題[4]，企業(yè)對工程畢業(yè)生需求量大，卻又招不到合格的人才，如一項對在華跨國公司和國內科技公司的調研發(fā)現：這些公司只能從國內10所大學雇傭到合適的工科畢業(yè)生，而其他大學的工程教育則未能保證其畢業(yè)生的質量[5]。

很多專家學者進行了深入的研究和探討，提出了很多有益的建議和對策，如加強實驗教學，新建專業(yè)實驗室，增加實驗臺套數以改善實驗的硬件條件;通過開展學科競賽（大學生創(chuàng)新活動和學生參加科研等）增強學生的實踐能力，但這些改革仍突出強調工程科學的學術性，而忽視工程科學的技術應用性，學生的工程素養(yǎng)如工程實踐能力、工程設計能力和工程創(chuàng)新能力的培養(yǎng)問題多年來并沒有得到很好的解決。

三、措施

為提高學生的工程實踐能力，從2009級的橋梁工程課教學開始采取以下措施。

1.多媒體教學。桂林理工大學的《橋梁工程》理論課時有74學時，教學內容卻在不斷擴展。采用PPT課件、三維動畫模擬等現代化多媒體教學手段進行教學，其優(yōu)點有三：一是可以補充教材沒有的教學內容，如在學習預制板橋時，補充了預制板橋構造發(fā)展歷程及單板受力病害內容，有利于學生理解鉸縫構造要求，學習完梁橋后和主要課程后，補充講解了當前公路勘察設計院在高速公路建設中的中小跨徑橋梁、懸臂施工連續(xù)梁橋的設計指導要點等當前最新公路橋梁設計研究成果。二是可以把乏味的教學內容（如橋梁的構造、設計、施工等）直觀、生動地反映在學生面前，有利于學生接受。三是可以節(jié)約大量的板書時間，提高學時利用率。

2.安排具有針對性的參觀實習。在學習完橋梁總論后，在學習梁橋之前，安排一次具有針對性的參觀實習。公路常規(guī)橋梁以中小跨徑的梁橋、拱橋為主，這也是橋梁工程學習的重點。首先帶領學生在桂林市內參觀環(huán)城高速跨漓江橋、環(huán)城高速跨六合路橋、虞山大橋3座學校周邊的梁橋。在學習拱橋前，參觀桂林市解放橋、七星公園花橋和桃花江飛鸞橋。在參觀時，向學生介紹橋梁結構形式、構造要求和施工方法，作為課堂學習的一次預習課，在課堂教學中，以參觀過的橋梁為案例，引導學生思考我國不同年代建設橋梁的結構形式、施工方法、施工質量等方面的差異。

3.案例教學。對數學、力學甚至鋼筋混凝土原理這樣的理論性課程，學生只要掌握了書本知識，并通過作業(yè)加深認識、熟練應用，就可學好;對橋梁工程這樣的實踐性課程，僅通過聽課、看書是遠遠不夠的，這樣做甚至連書本知識都不能正確理解，務必通過大量工程案例的學習，才能達到“操千曲而后曉聲，觀千劍而后識器”的效果。選取與課程的教學內容相適應的教學案例，通過引導學生將案例與教學內容相結合，激發(fā)學生在具體的案例中主動思考與探索，從而培養(yǎng)學生應具備的工程實踐能力?！稑蛄汗こ獭方虒W內容強調基礎知識，不強調學科前沿性，因此，在選擇案例時，摒棄了其教材中采納的國內外排名前列的橋梁，主要采用當前公路、城市橋梁中常采用的橋梁，如學習板橋時，選用了高速公路用6～10m跨徑鋼筋混凝土整體板橋和13～20m預應力空心板橋，考慮到學生沒有實踐經驗，在課堂上引進親身經歷的板橋失敗案例，使學生留下深刻記憶。

除了在教學中給學生舉一些工程案例外，也要指導學生通過中國知網主動檢索一系列工程案例，以鞏固橋梁理論知識，在學習20～40m跨徑T梁橋和分體小箱梁橋時，指導學生在中國知網檢索交通部標準圖編制組的技術人員發(fā)表的相關論文;在學習拱橋時，讓學生搜索關于桂林市解放橋的相關文獻，搜索石拱橋的相關文獻，在學生閱讀相關文獻后，指定一個主題，讓學生撰寫小論文，計入平時成績。這種做法使學生的學習能理論聯系實際，學會橫向思考，學會對各部分內容進行綜合，強化學生的工程意識。

4.施工圖的研讀。圖紙是工程師的語言，在講解橋梁的結構形式及構造時，千言萬語也不如一張施工圖來得直接、全面。筆者已收集了近百套實際橋梁的施工圖，既有紙質版，又有電子版。在不引起版權糾紛的前提下，指導學生認真研讀實際橋梁的設計圖紙是提高學生工程能力的一個非常有效的方法。在學習中小跨徑橋梁時，從交通部2008年版公路橋梁標準圖中選擇典型跨徑橋梁，將其發(fā)給學生，指導其識圖;學習大跨徑連續(xù)梁橋和拱橋時，也給學生幾套圖紙供其研讀。

四、結語

在橋梁工程教學中，從橋梁工程課程特點和教學中存在的問題入手，以提高學生的工程實踐能力為目標，綜合采用補充教材內容、參加參觀性實習、案例教學和工程識圖等多種措施。從兩年來學生的橋梁工程課程設計和畢業(yè)設計表現來看，上述措施取得了良好的教學效果。

參考文獻：

[1]崔軍.回歸工程實踐：我國高等工程教育課程改革研究[D].南京大學博士學位論文，2011.

[2]彭熙偉，王向周，鄭戍華.基于工程實踐取向的實驗教學改革與創(chuàng)新[J].高教論壇，2013，（3）：52-54.

[3]張有聲.關于我國工程教育培養(yǎng)目標的思考[J].清華大學教育研究，2003，24（4）：104-107.

[4]韓萌，魏克新.以產業(yè)發(fā)展為導向的高等工程教育研究[J].高等工程教育研究，2012，（3）：66-68.

[5]林健.高校工程人才培養(yǎng)的定位研究[J].高等工程教育研究，2009，（5）：11-17.