橋梁工程相關專業課程體系及教學改革研究

王海良　董鵬　楊新磊

摘 ? ?要：文章在分析大學生學習情況，國家、社會、行業等對橋梁工程技術人員要求，以及現場技術人員能力現狀基礎上，闡述了橋梁工程相關專業課程體系改革、數字化、信息化實踐能力培養、施工類專業課程教學改革等方面的探索與實踐。結果表明：課程體系及教學改革對提升專業實力具有明顯效果。

關鍵詞：橋梁工程;課程體系;教學改革

中圖分類號：G642.3 ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ?文章編號：1002-4107（2019）11-0034-03

一、橋梁工程相關專業人才培養現狀

鑒于目前我國中小學教育模式實際情況，許多學生進入大學后，不了解自己所學專業在國家社會發展中的地位、作用，更不清楚今后從事本行業所需要的專業技能，在大學一、二年級沒有比較清晰的學習目標，存在為上課而上課現象，有的甚至沉迷于網絡游戲。據天津城建大學近年學生學習成績統計，大學一年級第二學期到二年級第一學期是學生成績、狀態分水嶺，有很多學生由于在大學一年級沒有明確的學習目標，造成很多課程補考，對后續學習產生拖累，學習困難如雪球般越滾越大，最后不得不留級、甚至退學。如何在低年級加強學生專業素養，使其樹立清晰的學習目標，幫助學生盡早構建專業知識整體框架，是高校專業教師應該思考的問題。

橋梁工程結構在交通基礎設施建設中占有非常重要地位，隨著我國高速鐵路發展，橋梁工程地位更加凸顯，已建成通車的京滬高速鐵路橋梁里程占全線總里程的86.5%，充分體現了橋梁工程在高速鐵路建設中的重要地位。2013年，國家提出了“一帶一路”發展戰略[1]，又為作為交通基礎設施中具有重要地位的橋梁工程發展提出了新要求、指明了新方向。

智能控制、數字化、BIM等已成為今后引領行業發展的方向[2-4]，得到國際社會的廣泛認可，作為古老傳統學科的橋梁工程，如何盡快轉型，使所培養學生能適應社會、行業的發展，將決定學校橋梁工程相關專業、學科是否能健康可持續發展。

近年來，在我國橋梁工程建設過程中，發生了很多事故[5-6]，如分別發生在沈陽、福建的兩起由于懸臂澆筑施工中0#塊臨時固結失效造成橋梁上部結構傾覆的事故，發生在山西由于碗扣支架失穩造成現澆段混凝土翻轉墜落，分別發生在內蒙、陜西由于預應力鋼筋定位不準而使張拉時引起對混凝土的過大拉應力，從而發生梁體底部混凝土剝離事故。這些事故充分暴露出發生事故的現場技術管理混亂，更暴露出現場技術人員技術能力的欠缺，反映出現場技術人員對實際問題前瞻性判斷、工程能力、利用理論知識解決實際問題等能力的嚴重不足，也反映出我國橋梁工程相關專業人才培養過程存在的問題。

總結起來，存在的問題有以下幾個方面：各高校在教學過程中更多強調專業知識技能學習，對人文素養、工程素質培養重視不足;專業人才培養的課程設置沒有緊隨人才需求變化，一些體現行業技術發展的課程沒有在培養方案中體現，課程設置不能完全順應行業需求;專業課程和基礎課程之間，或專業課程之間的內容關聯不夠緊密，未能充分體現行業綜合運用專業知識的要求，學生對專業知識體系也缺乏整體認識;教學知識點與工程實際聯系不緊密，課程教學與工程一線情況有機銜接不夠，等等。

如何幫助高校低年級學生盡快構建整體專業知識架構，樹立學習目標，從而保證其大學四年健康發展;如何適應國內高速鐵路發展及國家“一帶一路”發展戰略、行業發展引領方向等對橋梁工程人才需求，拓寬學生就業途徑、就業質量;如何提高現場橋梁工程技術人員工程能力及素質，保證我國交通基礎設施建設質量、安全。以上挑戰都對從事橋梁工程相關專業高等教育工作者提出了要求，也應該引起廣大教師的思考。

基于對目前橋梁工程相關專業教學存在問題認識及社會實際需求，天津城建大學“天津市道路橋梁及渡河工程專業教學團隊”開展了教學改革，在課程體系改革，數字化、信息化實踐教學，施工類專業課程教學方法等方面進行了嘗試，取得了一些積極效果，希望能起到拋磚引玉的作用。

二、橋梁工程相關專業課程體系改革嘗試

基于對目前低年級學生實際情況、行業需求的認識，在2013年教學大綱修訂中，團隊從學生學習目標樹立、知識架構構建，包括結構分析、施工技術等技術能力培養方面進行了課程體系改革嘗試。

（一）學生學習目標的樹立與知識架構的構建

為樹立低年級學生學習目標，專業教師應提早介入。為此在大一第一學期開設研討課1，該課程為專業導論課，課程4學時，主要介紹學校本專業發展背景、在社會發展中作用，全方位地給大一新生展示橋梁工程專業廣闊的發展前景，為大一新生未來學習生活指明前進方向，破除新生對大學生活的迷茫，增強其對專業清晰認知，提高學生學習積極性;在大三第一學期，開設研討課2，該課程課時4學時，主要介紹我國、世界橋梁工程技術進展、發展方向，橋梁工程專業課學習應注意的問題，本校相關專業就業方向，行業技能要求等，在為后續即將開展的“橋梁工程”“鋼結構”等專業課程教學起到鋪墊、引領作用的同時，讓學生清晰認識未來就業行業對從業者技術技能的具體要求，提高學生學習專業知識的積極性。

大一、大三開設的兩門研討課，均由具有豐富實踐經驗、較高學術影響的教師擔任主講教師，通過主講教師在戰略層面的引領，可給學生展示出更廣闊的視野，指明專業發展道路，讓學生樹立學好本專業的信心，形成發自內心的強大學習動力，自發地努力成長為一個優秀的人;同時能有效拓寬學生專業知識面，幫助學生構建起專業知識整體架構，為學生今后良好發展奠定基礎。

另外，在學生逐漸接觸專業基礎課程時，應培養學生學習專業基礎、專業課程正確的學習方法。邀請若干教授、博士為學生開展“教授講壇”“博士論壇”，包括專業學習、行業動態、科技創新等不同主題，激發學生參與科技競賽、從事科研的興趣和熱情。通過大學生科研立項、創新創業項目、結構設計大賽、橋梁模型大賽等環節，引導學生提高學習專業知識積極性，解決學生應用專業基礎知識遇到的困難，同時注意培養學生合作意識。通過生產實習，使學生深入工程一線，參加施工技術組織、施工管理及技術經濟等方面的實際工作，鍛煉其分析問題和解決問題的能力，并通過與工程技術人員的接觸交流，使學生熱愛自己的專業，并進一步有目的地培養自己專業素質，明確自己的社會責任和歷史使命。

（二）結構分析與施工技術能力的培養

隨著目前橋梁技術發展，其結構越來越復雜，對從業者結構分析能力也提出更高要求，考慮到各大設計院在設計時所采用的分析軟件，在2013年教學大綱修訂中，新增“結構分析軟件應用”必修課，主要介紹橋梁工程目前常用結構分析軟件——Midas Civil建模方法及分析過程，以培養學生結構分析能力。該課程的開設，不但可為學生畢業設計中復雜結構分析提供有力支撐，也可為學生未來就業后發展奠定良好基礎。

考慮到學校學生未來就業方向，以及橋梁工程現場技術人員能力現狀，在2013年教學大綱修訂中，將原“橋梁工程施工技術”選修課程改為必修，同時將學時由24提高到32;新增“橋梁工程臨時結構設計”選修課程，課程學時為32。通過加強橋梁工程施工類課程教學，以及從橋梁工程施工方法到施工臨時結構設計的延伸，提高所培養學生能力和行業需求的適應度。

國內外技術水平發展對從事設計、施工、監理及運營管理技術人員要求不斷提高，不但要求掌握其中一個方面知識，還需要其對設計、施工、檢測等多方面技術有充分了解，教學團隊著眼橋梁工程從業人員今后工作中可能面臨問題的綜合性、復雜性，為使學生能順利適應未來工作，在教學方案、教學內容方面，從結構分析、測試技術、施工技術三個方面開展橋梁工程卓越技術人才培養。

在結構分析方面，橋梁工程專業軟件Midas Civil課程的教學與實踐同先修力學課程知識緊密聯系，使學生掌握橋梁結構分析、設計的方法和技能。在測試技術方面，緊密跟蹤行業發展，開設橋梁工程檢測技術等相關課程教學，利用先進測試設備及方法，開設了“鋼弦傳感器結構應力測試”“結構自振特性測試”“結構無損檢測”等實驗項目。在施工技術方面，開展了道路橋梁施工、橋梁施工臨時結構設計等課程的教學，在施工課程教學中，注意和先修結構設計原理、鋼結構、建筑材料、建筑結構實驗、橋梁工程、結構力學等課程內容的聯系。

在教學組織方面，打破課程之間的壁壘，強化不同課程知識點之間的聯系。在教學過程中，將結構分析、測試技術、施工技術要求通過具體工程案例得以詮釋，使學生充分理解三方面內在聯系及對工程建設的重要性;結構分析、測試技術、施工技術三方面專業知識既有各自特點，又相互滲透、融合，可幫助學生構建專業知識整體架構、提高其綜合應用知識能力，形成“三位一體”工程能力培養方法。

三、大學生數字化、信息化實踐能力培養實踐

在教學過程中，除認識實習、畢業實習、課程設計、畢業設計等實踐環節外，為適應社會、行業對橋梁工程人才需求，團隊在學生數字化、信息化實踐能力培養方面也開展了一些嘗試。

利用團隊獲批的“天津市土木工程實驗教學示范中心”，建設了橋梁施工過程、運營健康監測模擬平臺，組織“橋梁工程施工過程控制”“橋梁健康監測”興趣小組，由具有相關經驗教師帶領，主要開展以懸臂澆筑施工連續梁為對象的橋梁工程施工過程控制、橋梁健康監測內容教學，使學生在將結構分析、測試技術、施工技術等技能統一基礎上，深入理解智能控制、數字化等對橋梁工程建設、運營的重要性，以有效拓展學生行業視野。

在橋梁工程建設中，BIM技術需求非常巨大，目前行業各單位在每年招聘學生時，都對具有BIM技能學生優先考慮。為提高天津城建大學橋梁工程相關專業學生就業質量、就業途徑，學校和中國鐵建大橋工程局集團有限公司一起申報、獲批了工信部建筑信息模型（BIM）專業技術技能實訓基地，利用該基地，對學生BIM專業技能進行培訓、BIM應用工程師考試。目前每年有30名左右學生可獲得BIM應用工程師，為學生信息化技能的提升開辟了新途徑。

四、施工類專業課程教學改革探索

“橋梁工程施工”“ 橋梁施工臨時結構設計”等施工類課程教學內容實踐性、專業性較強，涉及橋梁結構構造、現場經驗等內容，對沒有從業經歷的本科生，顯得比較生疏、不好理解。在課程教學中，如何使學生能深刻理解相關內容，需要進行探索、嘗試。

為提高這些課程的教學效果，通過以下方法進行了探索。

1.在課程教學中，注意將這些課程教學內容和學生前期已修力學、建筑試驗、橋梁工程等課程教學內容聯系，使各門課程間知識相互滲透，提高學生對施工類課程內容的理解。

2.編制專門PPT課件，在PPT課件中通過實際橋梁結構圖像資料的展示、講解，加深學生對相關知識的理解;建設課程網絡教學平臺，在平臺中放入大量圖片、視頻資料，作為課外資料補充，充分利用課堂外時間，拓展學生知識視野。

3.提出“四層次遞進”教學方法，并運用于“橋梁施工技術”“橋梁施工臨時結構設計”等施工類課程中?！八膶哟芜f進”即在教學過程中，逐次開展結構構造、傳力原理、設計（施工）方法、工程案例內容的教學，通過將講授知識的有機劃分，給學生更清晰的理解思路、知識脈絡，最后通過實際工程案例中存在問題、成功經驗的講解，又將所講授知識形成整體，從而加深學生對相關知識的理解，培養其靈活應用知識能力。

4.考慮到目前高校教師實際成長經歷，通過開展結合實際工程的技術攻關，鼓勵教師深入現場一線，充分挖掘教師自身能力，并將技術攻關成果反哺到日常本科教學中，隨時跟進行業發展動態和最新研究進展，并把這些內容補充進入教學素材庫，提高講授知識適應行業的精準度，以更有效提高培養人才的行業適應程度。教師將實踐中遇到的技術難題、解決方案等和學生分享，能深深吸引學生，在幫助學生學習專業知識的同時，塑造學生對橋梁工程建設的敬畏，很好體現了工程實踐反哺教學的功能。在畢業設計選題過程中，充分結合工程實踐，設置了由工程實踐問題轉化的畢業設計題目，這些題目體現了專業領域的前沿性、實用性。

通過以上方法，目的是提高學生解決實際問題能力、對實際工程中問題前瞻性判斷能力、靈活應用力學知識處理實際問題能力。這些能力將為學生就業后發展奠定非常牢固的基礎，可有效提升培養學生和行業需求的契合度，對行業建設質量、安全也將起到非常重要技術保障。

通過教學團隊多年努力，天津城建大學土木工程專業橋梁工程方向、道路橋梁及渡河工程專業社會聲譽明顯提高，包括中國鐵建大橋工程局集團有限公司在內的多家國有大型對口企業每年均來校招聘學生，學生畢業后在現場得到企業較好評價。同時，專業教學團隊也獲得社會認可，近五年，獲得省部級教學團隊、省部級實驗教學示范中心，獲得省部級教學成果二等獎、校級教學成果一等獎各一項，團隊負責人獲得省部級教學名師。

雖然團隊在相關專業建設上取得了一定成績，但和國家、社會、行業逐步提高的要求還有一定差距，在培養學生專業技能同時，如何加強其團隊意識、擔當精神、社會責任感;如何培養熟悉相關國家行業技術標準的高素質人才，以適應國家“一帶一路”發展戰略，仍需要我們做有針對性的具體工作。

參考文獻：

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