“橋梁工程”課程教學改革對策研究與實踐

林智敏 楊華平 吳啟紅

摘 ? ?要：“橋梁工程”是一門對理論和實踐要求極高的系統性專業課程，但由于多方面因素制約，其教學難度較大。教師通過提高教學水平和能力、引入基于“互聯網+翻轉課堂”的教學方法、加強理論與實踐的結合、優化課程評價模式等措施，彌補了“橋梁工程”課程的教學短板，有效地提高了教學質量。

關鍵詞：“橋梁工程”課程；“互聯網+翻轉課堂”；實踐；課程評價

中圖分類號：G642 ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ?文章編號：1002-4107（2023）08-0062-04

一、引言

“橋梁工程”是高等院校土木工程專業橋梁專業方向的一門重要專業課，主要介紹橋梁工程的基本特點、主要構造特征、設計計算理論要點及橋梁施工的部分專業知識等。學生通過“橋梁工程”課程的學習，應實現深入掌握橋梁工程的專業技能，了解橋梁工程規劃、設計、計算基本知識，掌握常用橋梁的構造原理及設計計算方法，具備初步解決工程設計和施工中的橋梁工程問題的能力等教學目標。

“橋梁工程”課程是學習其他相關專業課程，如“鋼橋”“混凝土橋”“橋梁施工”等專業課的先期課程，該課程的重要性不言而喻。如何通過教學改革提高學生的學習興趣，激發學生的學習動力，提高教學質量是擺在廣大橋梁工程專業課教師面前的難題。

二、“橋梁工程”課程教學現狀分析

“橋梁工程”是土木工程專業橋梁專業方向的基礎課程，無論是從教師的角度還是學生的角度來看，這門課程都是一門教學難度極大的課程[1]，主要原因如下。

第一，橋梁結構相較于房屋建筑更為復雜特殊。“橋梁工程”課程融合了力學、材料學、美學、工程管理等多學科的知識，對學生而言，把一系列基礎學科知識融會貫

通，并利用所學的基礎知識解決實際問題具有一定難度，對綜合素質要求也比較高。同時，如果前期專業基礎課

程，如“高等數學”“材料力學”“結構力學”和“鋼筋混凝土原理”等課程沒有學好的話，學生在面對“橋梁工程”課程學習時則會感覺力不從心，產生挫敗感。

第二，“橋梁工程”課程中除橋梁的基本理論知識外，還涉及橋梁的設計、施工等方面的內容。對于講授“橋梁工程”課程的教師而言，其需要具備較高的理論水平和豐富的實際工程經驗，應對實際橋梁的設計、施工、結構分析計算等有所涉獵。但從高校的師資結構來看，大部分專業課教師均是從高校到高校，即博士畢業后直接參加教學工作，在工程實踐環節上有所缺失，而成為教師后，要想再次取得豐富的實踐經驗則難度很大。因此，對于教師而言，沒有實際經驗的支撐，對課程的理解和認識深度必然會比較粗淺，無法取得良好的教學效果。

第三，按照國家高等教育辦學理念，成都大學土木工程專業遵循“厚基礎、寬口徑”的指導思想開展教學，但“橋梁工程”課程開設時長僅為1個學期，共32學時，教學內容既涉及橋梁的基本概念，以及從梁橋到拱橋、斜拉

橋、懸索橋等復雜橋型的構造要求及設計計算，又涉及公路、市政、橋梁設計的施工規范不一致的問題[2]。總的來說，教學內容繁多。因此，解決好課程體系繁雜與教學時間較短的矛盾，在相對較短的時間內將專業知識講透、教好，在有限的時間內有效地完成課程目標，并為后續其他專業課的教學打下堅實的基礎，對教師的教學水平要求較高。

第四，橋梁結構本身的特點決定了“橋梁工程”是一門重視實踐的課程。學生在學習“橋梁工程”課程之前僅通過認識實習對橋梁有了粗淺的了解，普遍實踐鍛煉不足。目前，高校雖然加大了對實踐教學的重視程度和學時比例，但對實踐活動的重視程度仍不夠，教學計劃安排的實習實踐學習沒有得到充分保證。這種現狀勢必導致教學過程中理論與實踐相脫節。“橋梁工程”課程內容涉及很多橋梁的實際結構，如混凝土墩臺、鋼筋、支座、伸縮裝置、索鞍索夾、斜拉索等，又涉及復雜多樣的施工方案，如預應力張拉、橋梁焊接等。學生大多對此沒有直觀的概

念，只靠教師的講解，然后結合自身的想象力來進行理

解，有一定難度。

第五，橋梁建設在近20年來快速發展，尤其是在中國，各種大跨度橋梁層出不窮，新材料、新工藝得到了廣泛應用和發展。但教材的內容常常滯后于橋梁結構的實際發展，缺少新內容的引入，很難做到與時俱進。教師對教學課件的制作和運用也經常是一個版本運用數年，更新速度慢。

三、教學改革對策研究

基于上述現狀，高校應從教師培養、教學方式、評價體系等方面進行相應改革，解決“橋梁工程”課程教學難度大、教學質量不高的問題。

（一）提高教師教學水平和能力

教師是教學的關鍵主體，其對學生能否達到預期的土木工程專業橋梁專業方向的課程培養目標和畢業生培養目標起著決定性作用[3]。針對教師實踐經驗普遍不足的問題，高校可采取以下措施。

1.引進具有豐富設計和施工經驗的雙師型教師，作為“橋梁工程”課程建設的負責教師，并以其為核心搭建教學團隊。教學團隊應新老搭配，以老帶新，提高團隊教師的教學水平。

2.選派青年教師到相關設計及施工企業掛職鍛煉，通過實際工程的錘煉，增加青年教師的實踐經驗，提高其專業技術水平。

3.加強與開設“橋梁工程”課程的高校的合作交流，如開展教師座談等；也可邀請相關專業的企業工程師到校開展講座等相關活動，以達到學習先進經驗、取長補短的目的。

4.培養教師終身學習的意識，使其跟隨橋梁專業的發展，不斷更新橋梁知識結構，做到與時俱進。教師只有具備終身學習的意識才能將最新的知識教授給學生，解決課本與實際脫節、教學滯后于實際的問題。

（二）采用“互聯網+翻轉課堂”教學方法

“互聯網+翻轉課堂”教學方法主要是教師借助信息化、碎片化的云資源，給學生提供專業學習資料。學生在課前獨立完成相關知識的學習，在課堂上，師生針對提出的疑問進行交流和討論，一起完成橋梁知識的解惑、釋疑等活動[4]。這一教學方法可通過以下方式引入“橋梁工程”課程教學中。

首先，將相關教學內容進行碎片化設計和重構，營造基于課程網站的專業課云資源學習環境。教師將教學內容劃分為若干知識點，并針對各知識點，準備相應的學習資料，如教科書的對應章節、相關參考論文、專業知識點視頻資料等。同時，在網絡教學平臺建立相應邏輯樹，每個知識點對應一套完整且豐富的學習資料，供學生進行課前學習。例如，《橋梁結構受力計算》章節，學生只有在課前對力學知識進行回顧學習，才能理解和掌握課程內容。

其次，通過專業問題的設置，引導學生主動學習，并找準關鍵靶點。在網絡教學平臺上，教師可提出一些引導性問題（這些問題均為課程教學需要著重掌握的部分），

需要學生自主學習后在網絡教學平臺上進行回答；也可以間斷性地設置一些開放性問題，需要學生以小組學習討論的方式進行課前準備。

最后，學生通過網絡教學平臺將不懂的知識點匯總并上傳，教師在課前收集相關知識點并在課堂上詳細解答。課堂上，教師對非重點內容或者學生都掌握得較好的內容進行簡略講授，對于重點內容及學生普遍反映的難點進行針對性教學。為了提高課堂趣味性，教師還可以開展豐富多彩的教學活動，如以學習小組為團隊進行課堂辯論、設置輪值“課堂小教師”進行難點答疑等，提高學生的學習興趣和主動性。

（三）通過多種方式加強課程與實踐相結合

為降低課程教學難度，加強課程與實踐相結合，教師可以從以下幾方面入手。首先，教師可以通過多種渠道收集橋梁工程相關視頻，尤其是橋梁結構及橋梁施工方面的內容，上傳至網絡教學平臺，讓學生在課前對所學內容有直觀認識。其次，教師可創造條件帶領學生參觀實橋，讓課本中的內容與實際橋梁建立聯系。最后，教師可在

“橋梁工程”課程的學習中引入虛擬仿真實驗室。例如，在講述“連續梁橋頂推施工”的內容時，通過虛擬仿真實驗模擬橋梁從推出到架設完成的整個過程，學生可以清楚地看到橋梁的受力與撓度變化。通過對實際施工過程的模擬，學生建立更加直觀的印象，實現課程與實踐相結合。

（四）優化課程評價模式

在傳統“橋梁工程”課程教學過程中，評價體系均是以學生的期末成績為主，以學生的考勤情況為輔。這樣的評價模式過于單一，不能真實反映學生對課程的實際掌握情況，也無法考查學生的綜合能力。

依據成果導向教育理念，教學評價應聚焦在學習成果上，而不是在教學內容及學習時間、學習方式上。因此，教師應采用多元和梯次的評價標準，強調達成學習成果的內涵和個人的學習進步，不強調學生之間的比較。根據每個學生能達到教學要求的程度，賦予從“不熟練”到“優秀”的評定等級，進行針對性評價。教師通過對學生學習過程的明確掌握，為改進教學提供參考。

教師應根據成果導向教育理念，結合“橋梁工程”課程實踐性強的特點，改變以考試成績作為學生課程評價主要指標的模式，通過開展豐富的教學活動，構建多層

次、多維度的評價體系[5]。該評價體系主要包括平時作業、課堂表現、課程設計、日常測試、期末考試等內容。對于以上各項考核評價內容，教師可靈活分配相應的權重，一般而言，期末考試成績應不超過50%。

多層次、多維度評價體系的建立，不僅能將學生從死記硬背書本以應付考試的困境中解脫出來，給學生更多的自主權，激發其學習的積極性，還有利于促進教師由封閉式教學向開放式教學轉化，知識型、智能型教育向創新型教育轉化。

四、教學改革實踐

從2020年起，成都大學“橋梁工程”作為校級一流課程，入選了學校本科教學質量與教學改革項目，開展了一系列改革實踐，具體如下。

（一）教學團隊優化提升實踐

第一，土木工程專業選用了有數十年設計院工作經驗的教師作為“橋梁工程”課程負責人，同時，由于“橋梁工程”課程內容涉及范圍較廣，因此，又根據各教師所擅長的領域及研究方向，抽調了多位教師組成了教學團隊。例如，由研究拱橋方向的教師負責拱橋方面的教案編寫，由擅長斜拉橋理論方面的教師負責斜拉橋相關部分的教學內容等。成都大學土木工程專業打造了一支實踐經驗豐富，理論基礎扎實的師資隊伍。

第二，“橋梁工程”課程教學團隊多次與西南交通大

學、西華大學等高校的橋梁相關專業教師舉行教學經驗交流活動，取長補短，提高教學水平。“橋梁工程”課程教學團隊派遣了部分團隊教師到四川西南交大土木工程設計有限公司、四川省公路工程設計院有限公司、四川路橋建設集團股份有限公司等省內知名的設計施工企業兼職，通過實際項目的錘煉收獲經驗。同時，多次邀請這些單位的技術負責人來校開展專題技術講座。這種雙向交流不僅拓展了教師的知識范圍，也解決了從高校到高校的教師理論脫離實踐問題。“橋梁工程”課程教學團隊不定期舉行學術沙龍活動，使教師之間互相交流、學習專業的最新前沿科技知識，解決了教學落后實際的問題。

以上措施的實施，有效地提高了“橋梁工程”課程教學團隊教師的教學水平。教師普遍感受到知識有了落腳點。教師通過具體設計及施工項目的結合運用，對以前理解不了或者理解較為膚淺的理論知識有了深刻的理解，對橋梁工程專業知識的認識無論從深度還是廣度上都有了質的飛躍，在講述相關課程內容時，可以做到言之有

物、言之有理。

（二）課堂教學方法改革實踐

在“橋梁工程”課程建設中，教師摒棄了傳統的“填鴨式”教學模式，引入了“互聯網+翻轉課堂”教學方法。在該教學方法實施的初始階段，部分學生的思想仍停留在“學習只是上課時間，下課是屬于自己的休息時間”的認知上，因此，學生是有抵觸心理的。但通過教師的耐心引導，學生慢慢接受了這種教學方法，在學習上逐漸從被動接受轉變為主動學習，從僅僅學習教材內容轉變為主動拓展專業知識邊際，從僅僅滿足理論知識學習轉變為積極了解實際工程。

同時，教師在課程設計上采取了一些新穎的方法，改變了學生對專業課枯燥乏味的傳統認知。例如，在進行課堂分組競賽的時候，學生課下認真準備，課上“你追我

趕”，課堂氣氛非常熱烈。通過這種方式，學生不僅高效地完成了課程的學習，還增強了集體榮譽感。又如，在要求學生充當“小教師”進行答疑及課程重難點講解的環節

中，很多學生收獲了不一樣的經歷和體驗，既體會了教師上課的不易，又通過精心準備使專業知識掌握得更牢固，并且很多學生還通過這種方式克服了上臺就膽怯的弱點，增強了表達能力。

“互聯網+翻轉課堂”教學方法不僅使教師由傳統的理論傳播者轉變為教學云資源的管理者、提供者，以及課堂學習的解答者、討論交流的引導者[6]，而且使學生由傳統的知識接受者轉變為教學活動的積極參與者，有效增加了師生之間的互動交流，取得了較好的教學效果。

（三）理論與實踐有機結合實踐

在課程學習過程中，教師創造了理論與實踐相結合的條件，解決了課程學習中結構及構件抽象、難以理解的問題。首先，教師不斷更新視頻庫，收集大量國內外有代表性的橋梁的視頻資料，尤其是國內的代表性橋梁應確保視頻庫中無一遺漏。在視頻資料收集完成后，教師按照橋型、跨徑、施工方法等進行分類整理，并結合翻轉課堂的教學思路，將視頻上傳至云平臺。簡單的資料可以讓學生自學，比較重要的視頻資料則由教師進行課堂講解，其他的資料由學生根據自身興趣自由選擇觀看。其次，在進行橋梁結構的講解之前，教師帶領學生進行實橋參觀。例如，在講述混凝土梁橋之前，教師組織學生到校園周邊參觀已建成的立交橋。教師詳細講解立交橋各部分的構造，讓學生認識梁體、墩臺等，并帶上簡單的測量工具，對結構外形尺寸進行測量，讓學生了解梁體高度、墩臺厚度等。學生不僅對橋梁結構有了定性認識，還有了定量了

解，為課堂教學做好鋪墊。最后，在學習橋梁附屬構件部分時，教師積極聯系相關廠家，帶領學生進行參觀學習。例如，在講述懸索橋知識之前，教師聯系了學校附近的機械制造廠，帶領學生對索鞍、索夾等鋼制件的構造和加工制作過程進行參觀，由廠家技術人員進行現場講解。對于復雜的橋梁構件，單憑教材中的幾張圖片，學生很難建立起相關概念，而通過現場參觀再結合課堂講解，學生很容易就能掌握相關知識點。

通過理論與實踐的有機結合，學生普遍認為“橋梁工程”課程內容不再抽象，所涉及的內容均是實實在在、觸手可及的，從心理上削弱了學生對學習橋梁知識的畏難情緒。

（四）課程評價體系優化實踐

學生學習效果評價體系以產出成果為目標導向，通過開展豐富的教學活動構建多層次、多維度的評價體系[7]。評價體系均根據課程目標制定，以目標的達成情況評判教學效果。“橋梁工程”課程明確了4個培養目標，具體如下。了解橋梁工程的發展歷史及發展方向，熟悉橋梁工程的總體規劃設計原則；掌握橋梁的結構組成、受力特征，了解各種橋梁的施工方法；具備運用力學基本知識進行橋梁結構的受力分析的能力；具備綜合運用橋梁結構的

基本原理和方法，準確使用相關規范標準，進行簡單橋梁結構設計和解決實際工程問題的能力。

評價體系對平時作業、課堂表現、課程設計、日常測試、期末考試等內容進行精心設計，具體如下。平時作業主要是教師根據教學需要，選擇每堂課均布置課后作業或選取重點內容布置作業的形式開展。所布置的作業內容均根據學生的畢業要求對應不同的課程目標進行設置，力求全方位覆蓋。課堂表現主要是教師根據學生問題回答情況、作為“小教師”的重點內容講述情況及在學習小組辯論中的表現情況等綜合評判。課程設計主要選取“橋梁工程”課程中橫向分布計算、橋面板、簡支梁等設計內容。學生通過課程設計鍛煉，能更好地培養和檢驗其對橋梁結構的認識深度及結構分析能力，有針對性地查缺補漏，為后續的畢業設計打下堅實基礎。日常測試主要以課堂小測驗為主，可以在重點問題講述后馬上測試，也可以在課程進行前測試學生的自學情況。期末考試試題除了基本概念、理論、計算外，開放性的題目及與學科發展緊密相關的先進技術等內容均應保證一定的比例，以考查學生的知識運用能力與拓展能力。

課程結束后，課程負責人需以基于課程考核結果的定量評價法對“橋梁工程”課程目標達成情況進行相應評價，并發現課程教學短板，擬定持續改進措施，不斷優化評價體系，提高教學質量。通過優化課程評價體系，學生消除了對期末考試“一錘定音”模式的焦慮感，在日常過程中對知識的掌握也更牢固。

五、教學改革實踐評價

在教學改革方式實施后，為檢驗教學質量，教師設計并制作了相應的調查問卷，對學生、其他后續專業課教師、畢業設計指導教師等進行了問卷調查，結果表明學生的學習質量有了明顯提升（表1）。

學生滿意度問卷主要是對教師的教學水平、教學方法，評價模式，知識掌握效果4個方面進行調查，覆蓋該年級橋梁專業方向的所有學生，發放的問卷100%回收。

從表1可以看出，學生對“橋梁工程”課程改革措施的認可度較高，尤其是不再僅以考試成績判定學習效果的評價體系改革獲得了所有學生的認可。從學生的自我感受可以看出，學生對知識的掌握效果也有了較大程度的提升。

教師的調查問卷主要是教師對學生橋梁工程基礎理論知識、實踐能力、計算水平、設計能力4個方面進行滿意度評價（表2）。共發放20份問卷，覆蓋所有專業課教師，問卷回收率為100%。

從表2可以看出，教學改革后，教師能直觀地感受到學生對專業知識的掌握程度有所提升，利用所學知識解決實際問題的能力有所提高。“橋梁工程”課程的一系列改革措施為學生后續的專業課學習提供了基礎保障。

六、結束語

“橋梁工程”是一門不好上，但又必須上好的專業課。“橋梁工程”課程具有綜合性強，對學生要求高；實踐性強，對教師要求高；教材內容滯后于行業發展等特點。而傳統的教學方法存在理論與實踐相脫節、課程枯燥、考核方式單一等缺點。因此，要上好這門課對教師來說是一個不小的挑戰。成都大學“橋梁工程”課程教學團隊依托一流課程建設項目的契機，針對“橋梁工程”課程教學中存在的問題，策劃和構思了一系列改進方法和措施，并進行了連續3年的教學改革實踐，順利達成教學目標。從實踐效果來看，教學改革顯著提高了教師的教學水平，增強了學生的學習興趣，夯實了學生的專業基礎，取得了較好的成效。

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編輯∕陳晶