對“橋梁全過程課程設計”教學改革的思考

王志強 魏紅一

摘要：立足于卓越工程師培養計劃，針對《橋梁工程全過程課程設計》教學改革，論文著重從教學大綱、教學效果等方面進行了陳述和分析，并為更好地提高橋梁工程應用型人才素質提出了建議。

關鍵詞：橋梁工程；課程設計；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）06-0098-03

一、關于《橋梁工程專業的卓越工程師》教學

教育部“卓越工程師教育培養計劃”旨在培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量各類型工程技術人才，為國家走新型工業化發展道路、建設創新型國家和人才強國戰略服務。通過高等學校的具體實施培養，使學生在素質、知識和能力（表1）各方面都為成為卓越工程師打下堅實的基礎和完成卓越工程師需要的基本訓練。

配合“面向未來的卓越工程師人才培養”建設計劃，同濟大學橋梁工程系基于《創新型卓越橋梁工程師培養體系與課程建設》大框架進行了多年不斷地深化，提出“基于思維培養和知識本質把握的自我學習與自我完善、基于創新素質和多文化交流融合的發現問題與綜合解決問題能力”的未來人才屬性[2]，并構建了結合課堂教學鏈、創新實踐鏈和交流合作鏈的立體化、開放性人才培養體系。力求以“共性基礎+個性發展”的模式培養學生在知識、能力和素質方面的發展。

在同濟大學土木工程專業的教學改革過程中，一個重要的兼并（不懂）調整就是《土木工程全過程課程設計》實踐課程的設置。該課程細分多個子課程，涵蓋了橋梁工程、工業與民用建筑工程、地下工程等專業。經過一學期的“試運行”，是否達到了預期的教學效果或是需要更進一步完善？值得相關專業課教師共同商榷。

二、《橋梁工程全過程課程設計》的教學內容構架

橋梁工程是一項集規劃、勘測、設計、施工、檢測、養護維修等多環節的復雜系統工程。作為土木工程專業橋梁課群組的主干課程“橋梁工程”，其是一門實踐性很強的課程，為了讓學生對教學內容能夠正確理解，尤其是橋梁構造、施工方法等，都需要實踐環節做支撐，在這其中，教學體系中的各類設計課程起到了關鍵性的作用。

《全過程橋梁設計》是土木工程專業橋梁方向課群組必修的實踐環節課程，是一門理論和實踐并重的具有系統性和整體性特點的課程。

基于土木工程材料、結構力學I、結構力學III、結構設計原理、鋼結構設計、鋼與混凝土組合結構設計、橋梁工程（上）等前修課程，本課程的教學要求為：通過本課程的學習，熟悉橋梁工程設計全過程，掌握基于橋梁設計規范進行橋梁結構設計的基本計算理論和方法，具有橋梁結構設計的初步能力。通過融會和梳理已學過的各門專業基礎課程、專業課程的相關知識，提升專業綜合素養，并為后續《畢業設計》以及今后工作中遇到各種交通工程結構物的設計奠定必要的基礎。

具體實施的教學進度計劃如表2所示。

本課程的課時安排為每周7節課，共計17周。其中，每周的3節課由老師主講，除了對先修課程的知識點進行梳理外，將教授《工程軟件運用》、《施工組織設計》、《工程概預算》相關內容，指導學生如何理解和運用工程基礎資料、如何依據橋梁設計規范著手開展設計。每周的另外4節課則是學生的實踐過程，通過討論、提問、上機、設計等方式對橋梁結構設計全過程進行領會和實戰，以期達到由理論向實際的過渡和提升，增強嚴格遵循橋梁規范進行結構設計的認識，教育設計圖紙必須正確反映設計意圖的工程意識，為下階段的畢業設計以及今后參與工程實際打下良好的基礎。

課程成果要求：每人一題，每位學生需獨立完成一個一般橋梁的設計，并完成一份書面計算書和6張施工圖紙。課程成果評價則以表3所述的能力考核指標進行綜合評分。

三、教學效果和評價

嚴格控制教學質量是同濟大學的教學傳統。伴隨著《橋梁工程全過程課程設計》的進行，學校的教學質量監督在分層次、分階段地跟進，即在課程進行中和課程最終評定時，分別由橋梁工程系、土木工程學院、同濟大學質管辦派督導進行聽課，且按表4所列的要求給出評價。

從總體的教學質量上看，教師精心備課講授，學生認真領會練習，課程教學達到了預期效果，尤其是在教學方法和效果上，使學生從理論到實踐、從總體到具象獲得了一次全方面的提升。

從教學督查的聽課情況看，有幾點需要陳述。

1.由于教學內容上有對先修課程知識點的梳理，但個別教師偏重于歸并和陳述，忽視了討論或提問等教學互動對加深學生知識點印象的作用。

2.從學生的設計進展看，教學計劃和設計進展似乎不太同步或非漸次跟進，部分學生的設計完成率超前于理論教學。

3.總結11位學生的設計成果看，基本完成了引橋的簡支變連續梁、主橋上部結構、下部結構橋墩和樁基礎的設計以及施工組織設計中的進度計劃安排。其中，對于主橋上部結構形式，有3位同學進行了拱橋設計，有1位同學選擇了斜拉橋，7位同學設計了預應力混凝土連續梁或鋼連續梁。突破先修課程內容的設計占比40%，表明學生的求知欲很高，且具有較好的表達能力，有想法，有自信。

四、對教學改革設想的思考

結合教育部“卓越工程師計劃”和《橋梁工程全過程課程設計》的教學目的和教學效果，本文以為，《橋梁工程全過程課程設計》教學改革充分體現了“卓越工程師計劃”培養要求，但在具體的教學進度計劃和教學模式上存有商榷的地方。

培養學生于畢業之時就能投入橋梁工程設計一直以來都是同濟橋梁專業的教學要求。故而，從教學進度計劃上，是否可考慮以設計院的橋梁方案設計流程為主線進行教學安排，創造一個實際設計過程的氛圍。在完成橋梁總體布置后，配合橋梁通用規范、鋼筋混凝土和預應力混凝土設計規范、鋼橋設計規范等內容的講授，歸納總結橋梁構造布置、橋梁荷載、施工進程結構受力及組合狀態等知識點，介紹有限元軟件運用并指導實踐，繼而完成基于施工過程的預應力體系設計或鋼結構設計、橋梁性能驗算等，最后階段講解工程制圖、施工組織設計和概預算。

再則，基于嚴格遵循橋梁規范進行設計的要求下，引導學生在正確理解施工方法對橋梁結構受力影響的基礎上，借助于工程軟件運用，進行結構受力分析、預應力體系設計以及結構性能驗算等，是本課程設計的教學側重點之一。但對于缺乏工程實踐、且沒有經歷過參照設計指導書進行“依葫蘆畫瓢”設計的學生而言，直接進入目前的半自主式教學模式的設計過程是需要適應的。

由同濟大學對《大跨徑橋梁課程設計》課程教學進行的學生問卷調查[3]表明：要使設計課程取得較好的學習效果，最重要的是教師在課上清楚、細致地知識傳授和課后認真、詳盡地答疑。因對橋梁施工工法缺乏直觀感受，學生對如何將主梁構造、施工工法、橋梁施工工序安排、有限元軟件、預應力體系有機地結合起來，實現施工模擬分析存在困難。對于設計規范的理解和運用狀況，依然有部分學生存在疑惑。所以，在當前的教學改革中應該考慮到學生的這些方面。

五、結語

“橋梁全過程課程設計”課程的教學目標是培養學生的橋梁結構設計綜合能力，提高橋梁工程應用型人才的素質。雖然在初次嘗試過程中，在教學進度計劃以及教學模式上存在有待商榷及待改進的地方，但實際教學效果表明，開展以學生為中心的教學改革，引導學生自主學習，在全方位提升學生能力方面具有現實意義和重要作用。

參考文獻：

[1]林健.“卓越工程師教育培養計劃”通用標準詮釋[J].高等工程教育研究，2014，（1）.

[2]吳迅，張志超.橋梁工程課群方向本科生卓越工程師培養方案改革[J].時代教育，2014，（22）.

[3]魏紅一，黃奕誠，楊揚.關于橋梁設計課程教學的問卷調查和討論[J].教育教學論壇，2013，（10）.

[4]魏紅一.對橋梁工程設計課程教學體系和模式的探討[J].遼寧省交通高等專科學校學報，2011，（10）.