基于“卓越計劃”高級工程人才培養(yǎng)的《橋梁工程》教學改革

葉錫鈞 孫卓 曹颯颯

摘 要：基于國家精品資源共享課《橋梁工程》現(xiàn)有的豐富教學資源和工作基礎(chǔ)，針對卓越工程師培養(yǎng)計劃要求、目前《橋梁工程》課程教學中存在的問題和蓬勃發(fā)展的交通建設(shè)行業(yè)對專業(yè)人才提出的新需求，進行《橋梁工程》課程教學內(nèi)容、教學方法及校企合作培養(yǎng)模式的創(chuàng)新研究和改革，形成具有鮮明特色的教學實踐體系，旨在培養(yǎng)具備“基礎(chǔ)理論知識+工程實踐+創(chuàng)新意識及能力”的高級工程人才。

關(guān)鍵詞：卓越計劃；橋梁工程；高級工程人才；教學與實踐改革

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2017）05-0041-02

Abstract： Bridge engineering， which based on the sharing of excellent national resources， boasts rich teaching resources and has a solid working foundation. Aiming at the requirements of excellent engineer cultivation plan， problems in the teaching of bridge engineering and new demands of booming traffic construction industry to professional talents， this paper conducts innovative researches and carries out reform on the teaching contents and methods of bridge engineering and training modes of school-enterprise cooperation. In that way a practical teaching system with distinctive features can be formed， aiming at cultivating high-level engineering talents with basic theoretical knowledge， engineering practice ability and innovation consciousness and ability.

Keywords： excellent engineer cultivation plan； bridge engineering； high-level engineering talent； practical teaching reform

2010年，教育部啟動了“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”（以下簡稱“卓越計劃”）[1]，這是貫徹落《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》和《國家中長期人才發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》的重大改革項目，也是促進我國由工程教育大國邁向工程教育強國的重大舉措。

廣州大學的土木工程專業(yè)開辦于1991年，《橋梁工程》課程是土木工程專業(yè)的主干課程，經(jīng)過二十多年的建設(shè)，其先后被評為市、省、國家級精品課程。我校土木工程專業(yè)是全國第二批開展卓越計劃的專業(yè)，面對卓越計劃人才培養(yǎng)目標以及交通建設(shè)事業(yè)對專業(yè)人才的新要求，很有必要在《橋梁工程》課程原有工作和成效的基礎(chǔ)上，建立一個更加完善的《橋梁工程》課程教學體系[2]。

一、課程定位與目標

廣州大學《橋梁工程》課程每屆約有80～100人不等的上課需求，課程內(nèi)容主要分為三部分，其培養(yǎng)目標和課程定位如下：

1. 《橋梁工程I》是最基本、最重要的課程。該課程講授橋梁工程的基本計算原理和適用情況，目標是使學生掌握橋梁工程的基礎(chǔ)知識，理解基本的計算原理，具備橋梁設(shè)計的基本技能。

2. 《橋梁工程II》是在《橋梁工程I》的基礎(chǔ)上，跟蹤橋梁工程行業(yè)最新的技術(shù)發(fā)展，將行業(yè)中的新結(jié)構(gòu)、新技術(shù)、新工藝、新材料以專題講座的形式展現(xiàn)給學生。目標是開闊學生視野，深度與廣度上補充學生的專業(yè)知識。

3. 《橋梁工程畢業(yè)設(shè)計》、《橋梁工程課程設(shè)計》、《生產(chǎn)實習》等三個實踐性教學環(huán)節(jié)，目標是重在通過到施工現(xiàn)場觀摩學習、方案設(shè)計、結(jié)構(gòu)計算、配筋計算、設(shè)計圖繪制等手段，培養(yǎng)學生的理論聯(lián)系實踐的能力，強化學生分析問題、解決問題的能力[3]。

二、理論與實踐教學內(nèi)容設(shè)計

（一）知識模塊設(shè)計

1. 《橋梁工程I》

課程教學時間為80學時，各章節(jié)的教學時間安排如下：

（1）總論（10學時）；（2）混凝土梁橋橋面構(gòu)造（2學時）；（3）混凝土簡支體系梁橋的構(gòu)造與設(shè)計（6學時）；（4）混凝土簡支梁橋的計算（15學時）；（5）懸臂梁橋簡介（2學時）；（6）混凝土連續(xù)體系梁橋（6學時）；（7）梁式橋的支座（3學時）；（8）混凝土拱橋（14學時）；（9）斜拉橋（4學時）；（10）懸索橋（4學時）；（11）組合體系橋簡介（4學時）；（12）橋梁墩臺（10學時）。

橋梁墩臺的構(gòu)造和設(shè)計、橋梁墩臺的計算

2. 《橋梁工程II》

課程教學時間為36學時，以兩個專題的形式進行教學安排：

（1）專題1——預應力混凝土橋梁（18學時）；（2）專題2——鋼橋及鋼-混凝土組合橋入門（18學時）。

（二）課程的重點與難點

1. 重點

（1）橋梁（荷載）作用的組成和分類；（2）混凝土簡支梁橋的計算與運用；（3）預應力混凝土簡支梁橋構(gòu)造與設(shè)計；（4）預應力混凝土連續(xù)梁橋構(gòu)造設(shè)計及計算；（5）上承式拱橋的設(shè)計與構(gòu)造，拱橋計算；（6）梁橋支座的類型與布置、板式橡膠支座的計算；（7）橋梁墩臺構(gòu)造、重力式墩臺驗算、樁柱式墩臺計算特點。

2. 難點

（1）理解橋梁（荷載）作用。橋梁作用處于“總論”章節(jié)，是對橋梁結(jié)構(gòu)行為深入認識的起點。橋梁作用的種類繁多，又較抽象，對于沒有任何橋梁概念的學生來說，理解起來相當困難。本部分講解應深入淺出，貼近實際生活，多舉例子，引導學生有更深入理解。

（2）認識橋梁的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造。橋梁的結(jié)構(gòu)形式多樣，各結(jié)構(gòu)的構(gòu)造細節(jié)是橋梁設(shè)計的關(guān)鍵，但這部分內(nèi)容在講授過程中又是最“枯燥”的環(huán)節(jié)，學生不易理解。應引入圖片、視頻等多媒體手段向?qū)W生展示，通過結(jié)合多媒體素材和實際工程案例，讓學生對其有更好的認識。

（3）掌握實用空間計算原理、橫向分布系數(shù)、有效分布寬度等。這部分內(nèi)容是本課程教學中的重中之重，因其需要扎實的力學和數(shù)學基礎(chǔ)，又需要有較強的空間想象力，老師在本部分的教學過程中應注重計算原理的深入解讀，把來龍去脈和適用情況講授透徹，結(jié)合課后習題和課程設(shè)計內(nèi)容，幫助學生理解。

（4）確定合理拱軸線。由于合理拱軸線的確定需要一定的力學基礎(chǔ)，而學生在學習結(jié)構(gòu)力學課程時對拱的力學分析通常掌握不夠，因此學習這部分內(nèi)容會有一定難度。

（三）實踐教學活動的設(shè)計

1. 實踐教學的設(shè)計思想

實踐教學包括了課內(nèi)實踐與課外觀摩、實習兩個方面，設(shè)計思路如圖1所示。

2. 實踐教學的預期效果[4]

（1）通過校內(nèi)外專家的橋梁專題講座以及認識實習，開闊學生的眼界，形成初步的感性認識，了解橋梁工程的基本特點。

（2）通過課程設(shè)計，鞏固基本知識，引導學生的思維從原理到實踐的轉(zhuǎn)變，初步掌握橋梁計算、畫圖等基本技能，養(yǎng)成獨立思考和分析問題的習慣。

（3）通過工地現(xiàn)場生產(chǎn)實習，達到了了解施工程序與過程，掌握常用施工方法和技術(shù)，培養(yǎng)現(xiàn)場技術(shù)處理能力和協(xié)調(diào)能力。

（4）通過畢業(yè)設(shè)計，達到了促使知識的融會貫通，獲得橋梁結(jié)構(gòu)的綜合設(shè)計能力。

三、教學方法與手段設(shè)計

根據(jù)各章節(jié)具體內(nèi)容的不同特點，因材施教，靈活運用多種教學方法與手段，并借助現(xiàn)代教育技術(shù)，將傳統(tǒng)教學方式與現(xiàn)代化教學方式相結(jié)合，實現(xiàn)培養(yǎng)創(chuàng)新人才的目的。

1. 傳統(tǒng)講授法。講授最基本、重要的概念和計算原理，過程中應突出重點難點，引入經(jīng)典的例子，注意啟發(fā)和引導學生思考，盡可能地使講授的內(nèi)容貼近學生的生活實際，或輔助以畫圖、通過學生手工操作，增強學生的感性認識，將抽象的，甚至枯燥的計算原理寓于生活事例中[5]。

2. 多媒體教學法。充分利用廣州大學先進的教學設(shè)備，講課過程以ppt課件、圖像、視頻講授為主，解決“橋梁構(gòu)造”章節(jié)中如拱肋的構(gòu)造、橫隔板的設(shè)置等枯燥問題，給學生最直接的展現(xiàn)。

3. 案例教學法。關(guān)注當今橋梁工程行業(yè)的最新動態(tài)，結(jié)合課本內(nèi)容，適時引入橋梁建設(shè)與檢測新技術(shù)、橋梁倒塌、新設(shè)計概念等，組織學生展開討論，引導學生進行獨立和批判性的思考，提高分析問題和解決問題的能力[6]。

4. 構(gòu)建網(wǎng)上教學平臺。本團隊開發(fā)了廣州大學橋梁工程教學網(wǎng)站[7]，《橋梁工程I、II》以及《基礎(chǔ)工程》、《橋梁電算》、《橋梁結(jié)構(gòu)檢測與評估》、《本科畢業(yè)設(shè)計案例》等豐富的課件、視頻、期刊文章、實際工程案例等均可在教學網(wǎng)站上下載。教師可利用網(wǎng)站上的資源進行教學，學生亦可在課前或課后利用網(wǎng)站上的資源進行預習和拾遺補漏，鞏固課堂教學成果。

四、結(jié)束語

本次對傳統(tǒng)《橋梁工程》課程進行教學改革，解決了專業(yè)課程教學中“教學內(nèi)容與工程實踐需求、經(jīng)典理論偏多偏深而實踐教學偏少偏淺與培養(yǎng)目標定位、有限課時與海量工程新技術(shù)”之間的矛盾，突出應用性，對傳統(tǒng)工科專業(yè)解決課程內(nèi)容與工程實踐發(fā)展不適應的問題進行了有益的探索與嘗試。

參考文獻

[1]中華人民共和國教育部.教育部關(guān)于實施卓越工程師教育培養(yǎng)計劃的若干意見.（教高[2011]1號）[EB/OL].http：//www.moe.gov.cn/publicfiles/business/htmlfiles/moe/s6342/201102/xgk_1150

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[2]張俊平，禹奇才，童華煒，等.創(chuàng)建基于大工程觀的土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式[J].中國高等教育，2012，06：27-29.

[3]陳寶春，上官萍.福建省橋梁工程精品課程教學內(nèi)容改革與教材編寫[J].高等建筑教育，2009，18（2）：52-56.

[4]劉夏平，張俊平.高校工科專業(yè)課程建設(shè)研究與實踐[J].高校教育研究，2008，6：21-24.

[5]劉山洪，吳海軍，周水興，等.橋梁工程精品課程建設(shè)的實踐與探討[J].重慶交通學院院報（社科版），2006，6（3）：136-138.

[6]張俊平，禹奇才，童華煒，等.教師素質(zhì)提升與創(chuàng)新性應用型人才培養(yǎng)——以土木工程專業(yè)為例[J].中國大學教學，2011，12：54-59.

[7]廣州大學橋梁工程教學網(wǎng)站[EB/OL].http：//br.gzhu.edu.cn/.