鋼橋課程本科教學改革研究探討

趙金鋼 杜斌 賈宏宇 王玲玲

摘 ?要：隨著我國推進公路鋼結構橋梁建設和新版公路鋼橋設計規范的頒布施行，對當前鋼結構橋梁課程教學和人才培養模式均提出了新的挑戰。根據在教學實踐中發現的問題，從鋼橋課程開設時間、講授方式、考核方式和講授內容等方面探討了一些教學改革嘗試，以適應當前教學需求。

關鍵詞：鋼橋;教學改革;考核方式;講授內容

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2019）13-0115-03

Abstracts： With the promotion of highway steel bridge construction and the design and implementation of new highway steel bridges in China， new challenges have been raised for the current steel structure bridge teaching and talent training models. According to the problems found in the teaching practice， some teaching reform attempts were explored from the aspects of the opening time， teaching methods， assessment methods and teaching contents of steel bridge course， in order to meet the current teaching needs.

Keywords： steel bridge; teaching reform; testing mode; teaching content

一、概述

我國交通運輸部于2016年印發了《關于推進公路鋼結構橋梁建設的指導意見》決定推進鋼箱梁、鋼桁梁、鋼混組合梁等公路鋼結構橋梁建設，提升公路橋梁品質，發揮鋼結構橋梁性能優勢，助推公路建設轉型升級。同時，為適應當前公路鋼結構橋梁應用的需要，交通部于2015年底頒布施行了新版的《公路鋼結構橋梁設計規范》（JTG D64-2015）[1]，新規范中采納了橋梁可靠度的設計理念，要求鋼結構橋梁分別按承載能力極限狀態和正常使用極限狀態兩類極限狀態進行設計，這不同于以前規范中應用的容許應力設計法。并且，新規范對鋼結構橋梁的設計根據橋型的不同分別作出了相應的規定，這可進一步促進鋼結構在我國公路和市政橋梁中的應用。

但是，當前國內對道橋專業橋梁鋼結構教學的研究相對較少，較多的集中在房建專業鋼結構教學的研究方面，由于道橋專業和房建專業依據的鋼結構設計規范不同，并且結構構造有較大區別，因此道橋專業橋梁鋼結構教學有自己特有的特殊性，需要進行專門探討其講授內容、講授方式和課程安排，使學生能夠通過課程的學習了解并掌握新版鋼橋設計規范中對鋼結構橋梁設計的相關規定。當前對于道橋專業橋梁鋼結構課程改革方面的相關研究主要有：聶肅非等[2]基于道橋專業方向鋼結構設計原理方面課程本科教學的特殊性，從教學內容的選擇、運用可以激發學生積極性的教學方法、重視學生實踐、合理安排考試環節等方面進行了鋼結構教學的探討，使教學相長，讓學生從被動接受知識轉化為自覺主動的學習;蘇慶田等[3]根據鋼橋教學實踐過程中存在的問題和不足，提出了現代鋼橋課程體系的調整，并在實踐中取得了良好的效果;張志俊等[4]結合貴州理工學院的實際情況，以培養應用型人才為目標，探討了鋼橋課程教學改革方法，并以鋼桁橋章節為例，提出采用問題-啟發式教學模式，讓學生自主學習增強掌握知識的能力。根據道橋專業橋梁鋼結構課程的特點，本文將結合貴州大學土木工程專業橋梁方向《鋼橋》課程的開設情況，從教學內容、教學方法以及考核方式等方面對《鋼橋》課程的教學改革進行探討研究。

二、課程概況

貴州大學土木工程學院道路與橋隧工程系下設道路工程和橋梁與隧道工程兩個方向，《鋼橋》課程為面向橋梁與隧道工程方向學生開設的專業選修課，該課程在第七學期開設，共32課時。課程教學任務是通過系統的講授鋼結構橋梁的構造特點和計算方法，使學生掌握鋼橋設計的一般要求與原則、鋼橋的連接形式、鋼橋橋面結構、鋼板梁橋、鋼箱梁橋、組合梁橋和鋼桁梁橋等相關知識，對現行《公路鋼結構橋梁設計規范》和《鐵路橋梁鋼結構設計規范》[5]中關于公路鋼橋和鐵路鋼橋的基本構造要求和相關規定有一定的了解。根據我校對土木工程專業橋梁方向學生的培養定位，當前鋼橋課程選用的教材是由吉柏海和傅中秋主編，人民交通出版社出版的《鋼橋》。

三、鋼橋課程中存在的問題

由于鋼橋課程僅有32課時，在有限的課時內無法向學生全面的講授鋼橋課程的內容。因此，貴州大學在第六學期向學生開設了鋼結構設計原理課程，以使學生在學習鋼橋課程之前，能夠掌握一定鋼橋構造、計算理論等鋼結構橋梁的相關基礎知識。但是，當前國內的《鋼結構設計原理》教材基本都是基于適用于工業民用建筑的《鋼結構設計規范》（GB50017-2003）編寫的，其內容幾乎從未涉及鋼結構橋梁的專業知識，使得橋梁方向的學生在學習了一個學期的《鋼結構設計原理》之后，對鋼結構橋梁的構造與結構設計仍然一無所知[6]，對鋼結構橋梁也沒有一個整體的、專業的認識，并未達到鋼結構設計原理課程設置時承上啟下的目的，也限制了鋼橋課程的學習效果。

隨著我國鐵路建設特別是高速鐵路建設的迅速發展，使得橋梁方向的部分學生有機會參與鐵路工程建設，并且我國于2015年底頒布施行了新版的公路鋼結構橋梁設計規范，但是當前兼顧公路鋼橋新規范和鐵路鋼橋規范編寫的《鋼橋》教材較少。例如，我校當前采用的吉柏海教授編寫的《鋼橋》教材在介紹橋梁用鋼的基礎上，以鋼主梁類型為主線，系統地介紹了各類鋼橋的受力和構造原理，非常適合選為橋梁方向學生的教材，但是該書主要是依托現行的公路鋼結構橋梁設計規范編寫，對于鐵路鋼橋規范的內容介紹較少;同濟大學吳沖教授編寫的《現代鋼橋》（上冊）對公路鋼橋和鐵路鋼橋設計規范具有涉及，并對日本、美國和歐洲的鋼結構橋梁設計規范中的相關內容進行講解，但是該書編寫于2006年，所采用的公路鋼橋設計規范是1986年頒布施行的《公路橋涵鋼結構及木結構設計規范》，不能滿足當前的鋼橋課程教學需要。同時，鋼橋課程在第七學期開設，即大四上學期，這一時期，學生面臨考研、就業等壓力，使得學生根本無法將全部精力投入到課程的學習中，也使得教學效果大打折扣。

四、教學改革的探討

根據當前鋼橋課程的實際情況，從鋼橋課程開設時間、教授方式、考核方式和講授內容等方面進行改革嘗試，探索更加貼近工程實際、更加貼合新版公路鋼結構橋梁設計規范的課程內容設置，使學生能夠通過課程的學習，真正的掌握鋼橋的相關專業知識。

（一）調整鋼橋課程開設時間

由于大四上學期學生面臨考研、就業方面的壓力，無法全心投入課程學習，為提高學生學習效率，因此我系將鋼橋課程開設時間由第七學期調整為第六學期（即大三下學期）。貴州大學當前每學期共有16教學周，調整后鋼結構設計原理和鋼橋每周均為4課時，鋼結構設計原理在第六學期前8周開設、鋼橋在第六學期后8周開設，可以同時滿足兩門課程各32課時的要求，并且不會對學生帶來過多的課業負擔。

（二）講授方式調整

筆者在實際教學中發現，當前學生在課堂上不愿或怯于發言，導致老師與學生之間無法形成良好的互動。此外，鋼結構橋梁構造復雜，如果教師采用滿堂灌的教學方式，僅是通過語言描述是無法向學生講解清楚的。因此，探索在課堂上設置互動環節，將學生分為若干學習小組，在講完每一章講完后，均安排一組學生緊密結合課程內容[7]，通過對周邊鋼結構橋梁工程實地調研、網上搜集資料等方式搜集相關資料，合作完成PPT并向全班同學講解所搜集到的相關資料，探討對相關類型橋梁構造的理解，授課教師和其余學生可以就講解內容進行提問，以增強課堂互動性，并解決教學中“重理論，輕實踐”的問題。

（三）考核方式改革

當前，鋼橋課程的分數分配比例為平時成績30%、期終考試成績70%，其中平時成績按照每名學生的到課率給出。這種課程成績劃分方法過于簡單，無法調動學生參與課堂互動的積極性，并且不能充分反映學生對課程的掌握程度。因此，筆者探索將平時成績和期終考試成績分配比例調整為50%：50%，并且平時成績由到課率和課堂表現兩部分構成。期終考試試卷中除包括教材上的內容外，還應將上文中學生分組報告的內容納入考試范圍，以調動學生參與調研的積極性。

（四）課程教授內容調整

當前鋼橋課程設置課時量較少，因此在鋼結構設計原理課程講授時，穿插講授一些鋼橋的基礎知識，或將鋼結構設計原理教材與鋼橋相對應的內容替換為鋼橋相關內容進行講授。如，鋼結構設計原理課程的“鋼結構的連接和節點構造”部分內容，教材中為房建鋼結構的連接和構造，將其替換為鋼結構橋梁的連接和構造內容，這樣處理既可以使鋼結構設計原理課程貼近鋼橋的內容，又可以使鋼橋課程有足夠的課時進行鋼橋其他內容的講授。

此外，在鋼橋課程講授時，除選用的《鋼橋》教材內容之外，增加對鐵路鋼橋規范相關內容的講解，使學生能夠對公路鋼結構橋梁和鐵路鋼結構橋梁的知識都有所了解，如：公路鋼橋設計規范和鐵路設計規范對豎向撓度容許值差別較大，因此在鋼橋課程中給出兩個規范的豎向撓度容許值對比（如表1所示），并擴展講解公路和鐵路橋梁規范中對移動荷載規定的差異，使學生能夠對鐵路鋼橋有一定的了解，拓展知識面。

五、結束語

隨著國家對鋼結構橋梁的推廣應用和新版公路鋼橋設計規范的頒布施行，使得高校鋼橋課程面臨越來越多的挑戰，因此應根據現實情況對鋼橋課程進行改革，以滿足社會需要。根據鋼橋課程教學實踐中存在的問題和不足，并從培養滿足企業需要的實用型人才出發，筆者從鋼橋課程開設時間、講授方式、考核方式和講授內容等方面進行了一些改革嘗試，以逐漸提高鋼橋課程的講授效果，使學生能夠掌握鋼結構橋梁的相關知識，滿足企業對鋼結構橋梁設計、施工人才的需要。

參考文獻：

[1]中華人民共和國交通運輸部.公路鋼結構橋梁設計規范（JTG D64-2015）[S].北京：人民交通出版社，2015.

[2]聶肅非，張卉.道路橋梁專業鋼結構本科教學改革探討[J].高等建筑教育，2009，18（4）：87-89.

[3]蘇慶田，吳沖.鋼與組合結構橋梁課程教學改革探討[J].高等建筑教育，2013，22（4）：37-40.

[4]張志俊，張掙鑫.基于應用型人才培養的鋼橋課程教學改革初探[J].高等建筑教育，2018，27（2）：68-71.

[5]國家鐵路局.鐵路橋梁鋼結構設計規范（TB 10091-2017）[S].北京：中國鐵道出版社，2017.

[6]原華，李運華，趙志亮.道橋方向《鋼結構》本科教學改革研究[J].科技信息，2012（10）：454.

[7]陳華婷，高文學，黃艷.土木工程專業道橋方向《鋼結構設計原理》課程教學的思考與實踐[J].土木建筑教育改革理論與實踐，2010（12）：192-195.