全過程橋梁設計課程教學實踐、改進與思考

管仲國 張超峰 阮欣

摘要：針對建立橋梁全過程設計課程的合理教學模式問題，基于兩屆橋梁全過程教學實踐，并通過網絡調查問卷反饋和針對性的改進措施，探索建立了橋梁全過程課程設計的合理內容與任務、課程安排和考核評價體系。采用開放性的設計選題，既能滿足課程建設的基本目標，又能較好地適應學生的差異化需求，引入案例教學，引導學生舉一反三。

關鍵詞：橋梁工程;全過程設計;課程改革;問卷調查;持續改進

中圖分類號：G642.477? ? ?文獻標志碼：A? ? ?文章編號：1674-9324（2020）10-0192-03

一、引言

同濟大學土木工程專業開展了全過程專業設計的實踐教學改革，取消了既往的課程設計方法，集中在第七學期面向一個具體復雜工程項目開展包括總體規劃、結構設計與計算和施工組織設計的全過程設計，旨在培養學生處理實際問題的能力、拓展其專業試驗，提升其專業素養[1，2]。本文主要介紹了橋梁工程專業方向全過程的相關教學計劃與內容安排設計、相應的實踐反饋，以及針對性的改進方案與實踐效果。

二、教學設計與實踐反饋

橋梁工程全過程設計首次針對2014屆學生開始實施，根據課程建設主旨初步設計了具體的教學計劃。

（一）教學計劃安排

1.設計內容與任務。橋梁全過程設計以一條總長為400m—800m的跨越既有道路和河流的接線橋梁為設計背景。設計任務涵蓋路線規劃、橋型方案選擇、主橋與引橋的分孔布跨;引橋采用標準跨徑，主橋設計根據路線等級和通航要求進行具體設計[3]。根據上述設計任務要求，為了強化過程管控，將整個設計過程劃分為四個階段[4]。前兩個階段分別對應總體設計和引橋復核計算，主橋的上部結構設計單獨劃分為第三階段，下部結構和基礎部分的設計與施工組織方案設計合并為第四階段。

2.課程安排。課時計劃為每周7個課內課時+7個課后課時。其中7個課內課時采用3個授課課時與4個討論與輔導課時。3個授課課時主要為學生開展設計工作提供必要的講解和引導，本次共設置了17個知識板塊，具體內容如下圖所示。4個討論與輔導課時由各班指導教師共同參與輔導[5]，根據共性問題，開展針對性的討論和輔導。7個課后課時由學生自行組織。

3.考核評價。全過程課程設計采用分階段的考核評價方式，各階段的考核成績按加權比例計入總成績。各階段均由學生進行答辯，全體教師共同參與考評，并取各位教師的平均值作為學生的最終考核成績，以避免不同教師打分標準不一的問題[6]。

（二）調查反饋

對2014屆參加橋梁全過程課程設計的全體學生開展了匿名網絡問卷調查，主要調查結果如下。

1.總體情況。關于開展全過程教學與個人的專業能力提升的關系，79.25%的學生認為作用很大，能夠對既往的知識進行系統的梳理和提升，18.87%的學生認為作用一般，僅是對既有知識的梳理而已;1.89%的學生認為無作用。

2.設計任務。對于全過程橋梁設計題目，77.36%的學生認為對不同的橋型方案有合適的選擇空間，22.64%的學生認為無合適選擇空間[7]。在選擇具體橋型時，62.26%的學生因為考研希望更多自主支配時間，30.19%的學生希望嘗試新東西，提高自己的專業能力。這一比例關系與學生的實際分化狀況基本一致，即30%的學生已確定保研或已落實工作，60%的學生準備考研。此外，本次課程設計的第三階段考核與考研初試時間相隔僅一周，這導致許多考研的學生難以兼顧，約61.54%的學生認為第三階段任務最重。

3.課程安排。對于具體的授課內容，59.62%的學生認為應結合某個實際工程案例，進行選型、構造、計算分析方面的演示，案例可以僅是簡支變連續的梁式橋，學生可以舉一反三;僅21.15%的學生認為應更注重結合規范，闡述橋梁工程、設計原理等前述課程中的原理問題在規范中具體是如何落實的。

4.考核評價。對于橋梁全過程的分階段考核，90.2%的學生認為積極作用明顯，有助于督促全過程設計進度，7.84%的學生認為作用不明顯，僅有1.96%的學生認為作用消極，增加學生負擔。對以班組為單位進行集體考核的評價方式，88.24%的學生認為滿意，認為其有助于統一標準和公平[8]。

三、教學計劃改進與實踐反饋

初次開展的橋梁全過程教學總體評價較好，積極作用明顯，但也存在一些不足，主要體現在設計內容開放性略顯不足、學生選擇空間受限、案例教學不足等方面。

（一）教學計劃調整

1.設計任務與考核階段。對2015屆學生的橋梁全過程設計，路線設計直接采用學生在第6學期《道路與鐵道工程》課程設計中的題目與成果，這樣既可以與前續課程形成有機的聯系，也有利于減少重復。與此同時，在新的路線設計中把河壩內寬提升至260m，設置雙向通航孔。主橋既可以選擇多跨連續梁方案，也可以選擇更有挑戰性的橋型，比如采用斜拉橋或者拱橋一跨過河。這就可為不同學生提供更加廣泛的選擇空間，體現“共性基礎+個性發展”的培養模式。

本次課程設計仍然分為四個階段，但由于第一階段的路線設計部分接續《道路與鐵道工程》課程而減少了任務量，該階段時間縮短至3周，第二和第三階段考核時間相應提前，其中第三階段考核與考研初試的時間差距進一步拉大至4周，避免學生無暇兼顧。

2.授課內容。17個授課板塊的內容由原來重視理論教學轉向重視案例教學，增加了“設計過程實例”與“復雜橋設計實例”。同時，更多地把工程實例作為授課內容，將最新的設計與施工方法以PPT或者動畫視頻的形式在課堂上教授給學生，這種靈活的授課方式將會大大提升學生的學習興趣，以案例為依托進行授課，生動形象，能夠加深學生對知識的理解與掌握，進而提高學生理論聯系實際的能力。

（二）調查反饋

為評估調整后的橋梁全過程教學實踐效果，對2015屆參加全過程課程設計的橋梁專業的全體學生進行了一次網絡調查問卷，主要結果如下。

1.總體情況。關于開展全過程教學與個人的專業能力提升的關系，92.16%的學生認為作用很大，能夠對既往的知識學習起到系統的梳理和提升的作用，7.84%的學生認為作用一般，僅是對既有知識的梳理而已，無學生認為作用消極，增加學生負擔。這顯示了課程改進的積極實踐效果。

2.設計選題與課時投入。對于新的全過程橋梁設計題目，92.16%的學生認為對不同的橋型方案有合適的選擇空間。進一步對學生所選橋型方案的調查統計顯示，68.63%的學生選擇了連續梁橋，15.69%的學生選擇了斜拉橋，9.8%的學生選擇了拱橋，3.92%的學生選擇了矮塔斜拉橋，還有1.96%的學生選擇了其他橋型。可見，相比2014屆，課程改進后更加擴大了橋型方案的選擇范圍和設計題目的開放性。

3.課程安排。對于調整后的17個板塊的授課內容，認為最有幫助的課程的前三名分別是獲得74.51%占比的“橋梁電算方法與實例”、60.78%占比的“橋梁總體設計與案例”和60.78%占比的“主橋結構設計及施工”，這三部分在教學內容上均明顯采用了案例教學。

四、思考與啟示

通過對同濟大學橋梁工程專業連續兩屆的全過程課程設計實踐與調查改進，逐漸建立了與之相適應的教學模式，在此過程中也引發了一些對現代高等教育教學理念與方法的思考與啟示。

1.開放性的教學模式。本次橋梁全過程設計選用了具有良好開放性的題目。允許不同的學生根據自己的實際情況做出不同的選擇，對于要考研復習的學生允許其選擇簡單橋型，滿足了課程基本目標要求[9]，對于那些學有余力的同學則鼓勵其選擇較為復雜的具有挑戰性的橋型以鍛煉自身的創新能力。事實上，開放性的題目更多體現的是對學生的理解和尊重，在更深層次上則是體現“共性基礎+個性發展”的培養模式，實現“因材施教”[10]和多樣化人才培養的目標。

2.案例教學與實踐能力培養。授課部分根據調查情況，由最初的偏設計規范講解轉為偏案例講解的方式，化抽象為具體，加深學生對知識的理解與掌握，同時輔以梳理理論知識與標準規范之間的關系，讓學生學會參考規范但又不被規范所限制，培養其處理實際問題的能力[11]。需要指出的是，教學中的案例教學并非直接給學生提供一個相似的范本進行模仿，而是通過更為簡單的模型引導學生舉一反三，以此加強對學生的能力培養而不是單純要求其完成設計任務。

3.教學互動與持續改進。本次橋梁全過程課程設計實踐中的一個很重要的經驗就是通過多次的問卷調查，及時了解學生對教學實踐的反饋意見，并據此進行了針對性的教學模式改革。實際上，教學是一個雙向互動的過程，僅從教方的角度進行的教學模式設計并不一定能符合學方的要求，應通過適當的方式促進教師與學生的溝通和交流，讓學方能有機會發聲，讓教方也能有機會傾聽，并不斷地根據學生的反饋及時做出教學內容和模式上的調整與改進，不斷地融入新方法和新思維，真正地做到教學相長，共同促進[12]。

五、結語

通過對橋梁工程專業連續兩屆的全過程課程設計實踐與改革，逐漸探索出行之有效的課程設計教學內容和模式，既能夠滿足課程建設的初始目標，同時又能較好地適應學生的差異化需求，相關的開放性教學模式、重視案例教學和能力培養、堅持教學互動與持續改進的實踐經驗也可為其他院校相關專業的課程改革提供借鑒。

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Teaching Practice，Improvement and Thinking for the Course of the Whole-Process Design for Highway Bridges

GUAN Zhong-guo，ZHANG Chao-feng，RUAN Xin

（Department of Bridge Engineering，Tongji University，Shanghai 200092，China）

Abstract：In order for an appropriate teaching plan for the whole-process design of bridge engineering，based on two years of teaching practices and the feedbacks from online questionnaire survey and consequently the corresponding reform measures，the rational design project and requirements，auxiliary courses and assessing system were established.An open design topic was used to meet both the basic teaching objective of the course and different requirements from individual students.Case-based teaching method was introduced to encourage creativeness of the students and to improve their personal abilities in solving practical problems.

Key words：bridge engineering;whole-process design;curriculum reform;questionnaire survey;continuous improvement