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分析橋梁工程的能力改革:基于職業能力提升的《橋梁工程技術》課程改革研究

摘要：高職教育的目的是使學生在校期間具備基本的職業能力，圍繞著這個目標對高職《橋梁工程》課程的授課內容、課堂教學、評價方式進行改革，改革后的課程以職業實踐為主線，讓學生參與橋梁建設的全過程，從而達到提升學生職業能力的目的。

關鍵詞：高職教育；課程改革；職業能力

1 引言

高職教育經過近幾年的發展后，越來越著重課程內涵的建設，而衡量課程內涵建設質量好壞的標準之一就是看本課程能否提供給學生應具備的職業能力。課堂是課程的重要環節，所以通過課堂讓學生掌握相應的職業能力并提高其職業素養是對課程內涵建設的有力響應。目前《橋梁工程技術》這門課程在課堂教學時大多采用“老師說學生聽”再輔以若干多媒體課件作為補充的模式，學生只能對教材上的內容有個模糊的概念，對于實際施工中學生應該掌握的方案甄選、技術交底、各工作崗位的協調能力無法得到鍛煉。所以在《橋梁工程技術》課程的課堂教學中必須擯棄傳統的教學方法和手段，重新組織，針對上述三項職業能力對學生加強訓練。

2 課程改革內容

（1）授課內容改革

高職《橋梁工程技術》課程大多沿襲本科的內容，培養目標放在橋梁結構的力學分析，偏向于橋梁設計，理論性比較強。但高職學校培養目標是讓學生掌握橋梁施工的基本內容，所以這些授課內容嚴重偏離培養目標，內容必須進行改革。圍繞施工管理現場工程技術人員這一崗位要求，進行如下改革：

橋梁結構理論與工程識圖相結合

橋梁結構理論講解應該注意層次性，講解的橋梁類型應該以工程最常見的橋梁類型為主，比如簡支梁、連續梁、鋼筋混凝土拱橋。講授的理論知識以滿足施工需要為目的，講解重點放在橋梁在吊裝和運營時受力特點、橋梁橫向連接的裝置及作用、受力鋼筋和構造鋼筋與橋梁受力特點的對應、施工過程中結構體系的轉換、施工中容易出現的特殊受力狀態等，并在講授每種類型的橋梁時以相應的實際工程為例，通過講解圖紙讓學生了解在實際工程中上述理論知識是怎么運用的，同時要求學生計算施工圖紙的工程量以此來加深學生的識圖能力。

橋梁施工工藝與技術交底相結合

橋梁施工工藝是橋梁工程技術這門課在講解時一個重點，但是學生對于純粹的施工工藝根本無法理解，只能死記硬背，效果很不理想。通過改革后，讓學生首先掌握施工技術交底的基本步驟和目的，再讓學生根據某一具體的施工工藝互相進行交底，這樣學生通過學習這些內容能掌握施工技術交底這一基本職業技能同時還能加深對施工工藝的理解。

橋梁施工方案與項目管理相結合

對于高職道路橋梁工程技術專業而言，其培養目標是將學生培養成具備施工技術管理基本技能的人才。橋梁工程技術是一門專業核心課程，承擔了完成這個培養目標的重要任務，所以在講解橋梁施工方案應該和項目管理相結合，比如在講解現澆法與預制安裝法兩種施工方案時，應該以一個實際工程為例，學生通過對施工圖紙的理解組織施工，完成包括進度計劃、項目組織、安全文明方案、以及支架搭設或吊裝方案在內的施工方案。

（2）課堂教學改革

a. 教學載體改革

教學載體的選擇要滿足課程改革的要求。首先必須起到理論知識載體的作用，其次要具有吸引力即要具有一定的趣味性，最后要具有可操作性。因此教學載體必須要多樣性，可以選擇教材、實際工程圖紙、實際工程施工組織設計或施工方案、施工技術交底以及相應的實物模型進行組合。通過對教學載體的改革可以提高學生學習這門課程的興趣并且能夠提高學生的職業認同感。

b. 教學方法改革

教學方法必須摒棄以前“老師說學生聽”的教學方式，以情景教學為主要方式。授課過程中可以按照角色扮演的方式進行小組討論教學，讓學生通過角色扮演，提高他們的學習興趣，把以教為主的教學方式改成學為主的教學模式，讓學生積極參與到教學中來，以提高課堂教學效果。角色可以選擇目前工程上的“六大員”，上課過程中學生按照“六大員”劃分成六個小組，針對同一個授課內容，每一個小組按照自己的所扮演角色的工作職責進行小組討論，課外可以形成團隊完成學習資源的收集和整理，最后各小組共同完成工程的管理任務。教師在課堂上需針對實際工程將理論知識與實際工程結合起來，并引導學生完成所布置的管理任務。

c. 第二課堂的延伸改革

傳統橋梁工程技術第二課堂的教學主要是以參觀工地為主，而由于工程項目的建設周期較長、現場比較復雜以及學生人數的限制，這種第二課堂的學習只能是以觀察為主而且也只能觀察到施工過程中某個階段，效果欠佳。現在提出的第二課堂延伸是指利用高職院校的實訓場所，讓學生完成橋梁上部結構設計、施工方案編制、施工交底并自己施工完成該項目、并完成上部結構加載試驗。一方面通過自己動手加深對理論知識的理解，另一方面學生可以參與橋梁建設的全過程。這些是傳統第二課堂中的工地參觀所無法達到的效果。當然，實訓項目的選擇需要考慮學校教學組織的需要，對橋梁上部結構的尺寸和施工周期進行調整。

（3）評價方式改革

目前對學生學習成績的評價方式主要為平時成績和期末考試成績，平時成績局限在出勤、作業和回答問題這三個方面，這種評價方式無法對學生的職業素養進行全面考核，與高職院校的培養目標極不相稱所以必須進行改革。改革之后的評價方式應該是全過程考核，從橋梁上部結構的設計、施工方案的選擇、施工交底、所扮演項目技術管理人員角色的模擬、現場項目實施的過程一直到最后的期末考試都應該屬于考核的內容，這樣學生通過這個全過程考核對自己有比較全面的認識，而教師也可以通過考核過程的細化分解了解學生的優勢和短板，并在教學指導過程中有針對性的進行加強。從而可以進一步提高學生的職業技能。

3 結語

職業能力的培養是高職院校教學過程中一個重要的教學目標，本文通過對授課內容、課堂授課以及考核方式進行改革，突出了“職業實踐”這條主線，讓學生在學校內就能參與橋梁建設的全過程，并且兼顧了理論知識的傳授，是提高學生職業能力的一個比較好的方法。

分析橋梁工程的能力改革:基于工程應用能力培養的橋梁工程課程教學思考與實踐

摘 要： 本文以橋梁工程課程教學為例，分析了目前橋梁工程課程教改中存在的問題，探討了如何進行課程理論學習改革，結合實踐訓練環節模式的改變和有效的考核體制，形成以工程應用能力培養為核心的教改模式，對國內高校土木工程專業其他類似課程的教學提供一些參考和借鑒。

關鍵詞： 工程應用能力 教學模式 實踐 改革 橋梁工程

1.引言

一個地區的發展和建設離不開當地高等院校的人才培養，地方高等院校自身的發展和服務地方的建設至關重要，尤其在培養專業技術人才方面，要結合本地區的特色和特殊性做出及時的調整和適應。地方高等院校各個專業的發展與服務地方的關系，影響其健康持續發展，這個問題應引起高等院校自身和學術界的廣泛關注[1，2，4，5]。從服務地方來看，大部分高校沒有合理調整各個專業內容的設置，及時應對當地發展和建設的需要，出現脫離當地建設的實際、針對性不強等一系列問題。

我校作為一所傳統的工科院校，近幾年來一直將服務地方策略作為專業人才培養方案調整的重要依據，努力把學校建設成服務地方發展和建設的人才培養、科技創新的重要基地。自2010年開始，我校土木工程專業開始準備住建部專業評估，土木工程學院啟動工程應用能力為主，結合地方建設為特色的土木工程人才培養課程教學模式改革工作。作為土木工程專業道路與橋梁方向，《橋梁工程》課程是一門非常重要的專業業務課程，是一門要求工程實踐能力很強的專業課程，與工程實際關系十分密切。因此，通過一定的工程實際鍛煉，能用已學的知識理論去解決工程實際問題將關系到學生專業能力素質。結合多年的橋梁工程教學，筆者對工程應用能力培養進行探討和思考。

2.橋梁工程課程教學存在的問題

《橋梁工程》課程繼土木工程制圖、材料力學、結構力學、結構設計原理、基礎工程、橋涵水文、道路勘測設計等課程學完之后，以實際工程為背景，進一步運用力學知識和綜合專業基礎知識，解決橋梁實際工程問題。

近些年橋梁工程建設的增多，使得道路橋梁專業畢業生的專業知識層次要求產生了變化，我校橋梁工程課程理論教學增加到目前的88學時，注重了這門課教學的整體完整性，但也存在一些不足和改進之處。目前在教學中普遍存在的問題有：（1）由于學生專業基礎課程學習的不夠扎實，一些專業基礎課程設計未能按要求完成，且往往基礎課和專業課由不同老師講授，導致橋梁工程學習中運用到已學過的知識理解新的概念、理論時不能及時掌握，隨著課程的推進，新的知識點出現越來越多，學生學起來就感覺到困難，致使掌握程度浮于表面，甚至只是應付上課；（2）由于課程相對密集的原因，沒有更多的時間在學習過程中結合實踐和運用，不能把理論知識和工程實際有效結合，導致接下來的課程設計環節無法進行，甚至失去課程學習的興趣和信心；（3）考核方式多為結合平時上課出勤情況，書本上理論知識點的期末試卷考核，這種評價體系側重于理論知識的考核，無法全面對綜合運用學過的專業知識去解決實際問題的能力評價，因此不能很好地培養具備能夠提出問題―分析問題―解決問題的工程應用能力的人才，與目前倡導的卓越工程師的培養大相徑庭。

3.以應用能力為主導的教學模式

作為土木工程專業的學生，其學習理論知識的目的是畢業后能夠運用到實踐工程工作中，在工作中遇到新的問題如何運用已學的知識去處理和解決。因此，橋梁工程課程教學改革，要與實際工程相結合，建立合理的教學課程體系，培養和鍛煉學生具備工程應用能力，能夠解決實際工程問題至關重要。

3.1理論課程學習模式的改革

橋梁工程課程的學習，一般學生常規的學習方式是進課堂集中聽專業老師灌輸式的講授，這種教學模式不利于培養學生的工程應用能力，在教學過程中，應切實體現工程特色，突出實踐，強化應用。我校橋梁工程課程理論教學88課時，通過加大課時量，做到教學內容完全體現深化橋梁理論知識學習，加強工程實際能力的培養。課程教學大部分章節以橋梁工程案例為依托，做到從工程中學習理論知識，到運用已學知識解決工程實際問題中，增加學生工程意識和思維方式。建立了一套工程信息資料數據庫，如BIM建模與應用模塊，實際橋梁工程施工、設計、監理、造價及管理資料模塊，橋梁工程視頻、動畫模塊，與橋梁工程有關的微信（筑龍路橋等）、論壇精品資料模塊、實驗室實踐學習模塊、工程軟件學習實踐模塊，產學研實習模塊等，將其穿插應用于理論教學的始終，突出課程教學的工程特色。通過結合學校周邊近幾年大型橋梁工程建設，激發學生的學習橋梁工程課程的興趣和愛好。

3.2課程實踐訓練環節模式的轉變

以往我校的橋梁工程課程實踐環節主要是通過虛擬一課題完成課程設計或大作業，進行設計一座預應力梁式橋或拱橋，并給出計算書和設計圖紙。通過對幾屆學生完成情況的觀察，在兩周的時間內，只有少數學生能夠參考設計計算實例完成，只是依葫蘆畫瓢地照搬參考書上實例進行計算畫圖，沒有真正理解體會的完成一座橋梁的設計計算。針對這種情況，在教學過程中，通過問卷調查和與學生互相交流得知，導致這種情況是集中教學模式，加之實踐中其他課程和實踐環節過多，只有無暇應付，根本沒有時間去思考和認真去做。因此，最近幾年采取了一系列的措施來改變上述的狀況。

3.3建立課程工程應用能力考核機制

強度工程應用能力，并不是放棄量化的指標考核，建立在實際教學過程中能夠進行綜合評價一個學生的評價考核體系，使學生能夠知道想學什么，要學什么，必須學什么。在考核中強度多元化的評價，如橋梁工程知識點的比賽，定期學生上臺講課匯報情況讓學生自己解決同組或本班其他學生存在的問題。真正做到以考促學，以考促教，加強平時考核，加強知識的綜合運用能量的測評，加強自己動手解決問題的評價。總之，好的評價考核體系能夠真正區分和識別誰是最好的學生。

4.結語

工程應用能力是工程師核心的競爭力，也是高等院校工程教育的薄弱環節。高校中開設的專業課程要理論知識結合實踐訓練，全方位、多角度地培養學生的工程應用能力。教師要不斷增強工程意識，做到傳授知識、培養學生解決實際工程問題意識、參與到工程實踐中。學校、地方企業等參與到整個培養的過程中，為教學提供支撐條件，為能夠培養出更好的卓越工程師創造良好的條件提供保障。

分析橋梁工程的能力改革:橋梁工程專業畢業設計中創新能力培養的研究與實踐

摘要：結合當前橋梁工程專業的特點及畢業設計中存在的問題，從畢業設計選題、畢業設計組織方式、專業指導方式、加強中間過程管理和科學合理的評分方式等方面提出了新的適應于創新能力培養的教學方案并進行了教學實踐，為工科高等教育創新型人才培養提出了新的思路。

關鍵詞：橋梁工程；畢業設計；創新能力

創新是一個國家持續發展的永恒動力，是一個民族傲然屹立于世界之林的根本，高等教育的重要內容除了培養學生掌握基本的專業技能以外，更重要的是要培養學生的創新能力。當前的時代是一個知識經濟的時代，知識經濟的特征就是知識不斷創新，在知識經濟時代，擁有自主的知識產權就意味著財富和經濟發展，而知識產權來自于知識和技術的原始創新。[1，2]創新能力對剛走入社會的大學生的個人發展也尤為重要，對于橋梁工程專業的畢業生來說，當前的就業形勢日益嚴峻，一方面擴招帶來的競爭壓力使得只有相對優秀的畢業生才能獲得較好的就業機會，另一方面橋梁建設領域新結構、新工藝的大量采用使得只有具有創新能力的學生才能更快地成長，更好地適應社會對人才的需求。因此，創新能力的培養不論對國家、民族、經濟的持續發展還是對大學生個人的發展都具有極其重要的意義。

橋梁工程畢業設計是橋梁工程專業學生在大學階段學習過程中最后一個綜合性的實踐教學環節，在這一階段學生必須綜合運用大學四年所學的專業課程知識來解決一個具體的實際問題，其綜合性和實踐性為創新能力的培養創造了良好的條件。在大學四年期間，創新性思維應貫穿于每門課程的教學之中，通過前面的積累，大學生實際上已普遍具有創新動機，對創新也有一定程度的認識，希望在學習中產生新思想與新理論，但基于條件所限，在課程的作業、試卷或者報告中很難形成真正的創新。而橋梁畢業設計相對于以前的課程來說是一個全新的平臺，它是以一個具有具體地形地貌的橋位為基礎，要求學生創造性的設計出一座安全、經濟、適用、美觀的具體橋梁結構物，該環節具有極大的靈活性，在指導教師合理的引導和學生強烈創新欲望的驅使下，必然能通過橋梁工程畢業設計這個良好的平臺使得學生的創新能力得到很好的培養。因此選擇在橋梁工程畢業設計這個環節來進行學生創新能力的培養是切實可行的。

一、當前橋梁專業畢業設計中存在的問題

橋梁工程畢業設計的目的是使學生熟悉一座橋梁設計的全過程，包括方案比選、尺寸擬定、內力計算（驗算）、施工圖的繪制、計算書的編制等等。通過以上過程鍛煉學生的結構創新、計算分析、電算程序、計算機繪圖、文檔整理等各方面的能力。[3]然而由于種種原因，目前的畢業設計成果很難達到上述令人滿意的結果，在創新性方面更是嚴重缺乏，甚至存在個別抄襲剽竊的現象，與畢業設計的初衷相去甚遠。[4]在整個畢業設計過程中創新性不足主要表現在以下幾個方面：

1.指導教師對創新能力培養的重要性認識不足

指導教師對畢業設計指導思想的認識直接影響到學生創新能力的發揮。由于對畢業設計工作的目的、意義、作用認識不足，以及當前學術研究中對創新的神圣化，部分指導教師認為本科生難以創新，只是將畢業設計作為學生的崗前職業訓練，側重于某項專業技能的訓練，而忽視了設計指導過程中對學生綜合素質的訓練和創新能力的培養。[5，6]另外由于擴招的影響，一位教師經常要指導8～10名學生，同時指導教師自身還有正常的教學科研任務要完成，導致指導教師精力投入不足，因而很難對學生進行系統的創新能力培養。

2.橋型方案選擇單一

橋型從大的方面來分可分為梁式橋、拱式橋、斜拉橋、懸索橋和各種組合式橋梁，學生在確定橋型方案時往往不是根據地形地貌、通航要求等技術要素來進行考慮，而是看哪種橋型好做，哪種橋型的畢業設計可以找到參考的模板，導致絕大部分學生選擇的橋型方案均為梁式橋，并且又以梁式橋中的等截面或變截面連續梁橋為主，占所選方案的80%以上，而斜拉橋、懸索橋、斜腿鋼構橋、鋼架橋等很多非常有結構創新特點并且在實際工程中使用得也較多的橋型卻沒有學生選擇。最終導致畢業設計成品同質化現象比較嚴重，并且在畢業設計過程中由于橋型的限制也很難進行創新能力的培養。

3.學生基礎知識不牢，在畢業設計上投入的精力不足

近年來，隨著我國大規模的擴招，學生就業形勢日益嚴峻，在畢業設計期間，個別沒有簽單位的學生必然將主要精力放在了找工作上，使得畢業設計質量下降。另外，準備考研、實習等在客觀上導致了學生投入畢業設計的精力嚴重不足，再加上有些學生本身學習基礎就較差，因此想要在畢業設計階段得到創新能力的培養難上加難。

4.缺乏科學合理的創新評價體系

目前的畢業設計主要通過指導教師評閱、評閱教師評閱和畢業答辯來進行評分，學生只知道自己最終的成績等級，而并不清楚自己在哪些方面做得很好或者在哪些方面還有值得改進的地方，因此最終的成績只是一個模糊的評價。雖在成績評定書中也有指導教師評閱意見和評閱教師評閱意見，但通常只在學生的檔案袋中，學生本人無法看到且這些意見也都是籠統而不是具體的，因此最終導致學生根本不了解自己的畢業設計有沒有創新性，只是完成了任務，得到了一個成績等級而已。當然這樣的情況也導致學生失去了在畢業設計中進行創新的動機。

二、創新能力培養方案

針對以上普通高校畢業設計中在創新能力培養方面普遍存在的問題，結合長沙理工大學土木與建筑學院的實際情況，從以下幾方面入手，構建了有利于創新能力培養的畢業設計模式。

1.創新性選題

畢業設計題目的選擇對創新能力的培養至關重要，一方面應盡量選擇與工程實際聯系緊密的真題，并且做到一人一題；另一方面在畢業設計任務書中分橋型規定需要完成的創新性內容。如對于簡支梁橋可把截面尺寸的優化設計和預應力的優化設計作為創新性內容；對于連續梁橋可把懸臂施工過程中的撓度和預拱度的詳細計算作為創新性內容；對于連續鋼構橋可把柔性墩合理形式的選擇與優化作為創新性內容；對于斜拉橋可把斜拉索成橋索力的優化設計作為創新性內容；對于拱式橋可把拱軸線形的優化設計作為創新性內容等。當然創新性內容不拘限于以上內容，還可通過指導教師與學生的交流，結合學生自己的專業技能和興趣共同來確定所選課題的創新性內容，然后將其明確到設計任務書中。只有明確了創新性內容，學生才能做到有的放矢，才能有針對性的進行創新能力的培養。在最終的畢業設計成果中，即使創新性內容部分沒有做得很完整，只要常規內容做好了，其畢業設計成績還是可以通過。這個過程不僅開發了學生的創新意識，而且鍛煉了學生的創新能力。

2.因材施教，有針對性地進行創新能力的培養

由于每個學生對專業基礎知識掌握的程度不一樣，在個體能力和素質上也存在著差異，要求每個學生在畢業設計中都有創新是不現實的，因此在創新能力的培養中也要堅持因材施教的原則。具體的做法是：挑選6～8名學業優秀又有興趣的學生成立畢業設計創新小組，相應地挑選骨干教師成立創新指導小組，人數也為6～8人，由他們專門負責畢業設計創新內容部分的指導。由于學生人數較少，在指導小組內部基本可以實現一對一的輔導，因此學生和教師能進行深入交流，更容易培養出學生的創新性成果。這些學生的畢業設計取得的較好效果也可以對其他學生起到輻射作用，使廣大學生接受并自覺意識到創新能力培養的重要性。另外，創新小組的教學過程是開放式的，也歡迎其他學生來旁聽和提問，只是對他們沒有強制性的創新性內容的要求。這樣在全體學生中容易形成創新性學習的氛圍，有助于全體學生創新性能力的培養，同時又避免了教師和學生精力的分散。

3.專題性講座鞏固專業基礎知識、開闊視野

有了良好的畢業設計選題和創新能力培養的組織模式后，創新能力的培養還需要學生具有扎實的專業基礎。雖然通過前三年的學習，學生已具備了基本的專業素質，但知識系統還相對孤立和分散，為了進一步鞏固以前的力學基礎知識，同時開闊學生的視野和思路，針對畢業設計安排了一系列的專題講座并貫穿于畢業設計的全過程。這些講座包括：橋梁方案比選及各橋型方案特點，橋梁設計規范條文講解及應用，MIDAS、ANSYS、橋梁博士軟件在畢業設計中的應用，畢業設計步驟及如何做好畢業設計，橋梁畢業設計施工圖繪制規范等等，這些講座都由畢業設計創新指導小組的教師來主講。另外，還可以邀請一些在建大型橋梁工程建設單位的項目經理或總工來校進行專題施工講座，介紹當前大型橋梁工程中的一些創新設計、施工新技術，開拓學生的視野。通過這些措施使學生具備初步的創新設計能力。

4.畢業實習理論聯系實際

畢業設計是一門實踐性很強的綜合課程，為了加深學生對橋梁實物的理解，在畢業設計之前安排了為期兩周的畢業實習，畢業實習的內容安排完全為畢業設計服務。在畢業實習中，學生可以接觸到各種橋型的實際構造（主要選取湘江1～6橋作為實習地點，包括了梁式橋、拱式橋、斜拉橋和懸索橋），指導教師會對各橋型的構造、施工方法和設計特點在現場進行詳細講解。通過兩個星期的時間，使學生能理解各橋型作品的構造和背后所蘊涵的力學原理，同時對自己即將要進行的橋梁結構設計成品有一個初步實物的概念，以避免紙上談兵。

5.強化過程管理

對畢業設計的過程管理實行指導教師負責制，制定詳細的過程管理規章制度，學院負責對指導教師進行考核。由學院安排具體的答疑時間和地點，學生在固定教室而不是在宿舍進行畢業設計，指導教師可以隨時抽查學生是否在進行畢業設計，這樣方便了對學生的管理。指導教師必須保證每周兩次，每次不低于4個小時的答疑時間，有效地避免了指導教師精力投入不足的情況。研究科學合理的指導方式，指導教師將整個畢業設計任務進行分解，制訂每周要完成的畢業設計內容并進行進度檢查，實行中期答辯制度，對進度嚴重滯后的學生上報學院進行警告，避免學生出現前松后緊的現象。在創新指導小組內部，每兩周舉行一次創新設計內容講評會，首先由學生介紹自己在創新內容方面調研的成果和為完成創新內容所準備采用的思路和方法，然后教師對學生的方案、思路、計算方法進行指導，通過相互交流激發學生的創新思維，提高學生的創新能力。通過以上措施保證了教師和學生在畢業設計上投入的時間，提高了指導效率，提高了學生的主觀能動性和自覺性，培養了學生的創新能力。

6.創新性質量評價體系

為畢業設計質量制訂了詳細的百分制評分細則，常規畢業設計內容占85分，創新性畢業設計內容占15分，在常規畢業設計內容完成的基礎上才對創新性畢業設計內容進行評分。根據以上評分規則，完成常規畢業設計內容可以得到“良”的成績，而在此基礎上完成了創新性畢業設計內容則可以得到“優”的成績。畢業設計的評分由指導教師、評閱教師和答辯小組共同完成，以確保評分的客觀公正性。對于完成了創新畢業設計內容的畢業設計，指導小組還將對學生給出完整詳細的評閱意見，對畢業設計內容進行具體點評，使學生了解自身的優勢和劣勢，對其今后從事同類型工作具有較強的參考意義。通過以上措施可以激發學生的創新積極性，對提高畢業設計質量也大有幫助。

三、創新能力培養實踐

長沙理工大學土木與建筑學院在2007屆橋梁工程畢業設計中進行了創新能力培養實踐，共有11名同學報名組成了畢業設計創新小組（超過了預期），由橋梁工程系中的8名骨干教師進行指導。在11名同學中，橋型方案的選擇包括了斜腿鋼構橋、鋼架橋、鋼筋混凝土拱橋、斜拉橋、鋼管拱橋、大跨度連續鋼構橋等，橋型方案非常豐富。通過嚴格的過程管理，認真落實創新培養方案，充分發揮學生的主觀能動性和積極性，最后畢業設計成果取得了較好的效果，經學院嚴格評審，有8名同學獲得了畢業設計優秀的成績，其中有3名同學的畢業設計還被評為全校優秀畢業設計，為提高橋梁工程專業畢業設計質量起到了良好的示范作用。

四、結語

橋梁工程專業畢業設計是以學生為主體、指導教師為主導的一個重要的實踐教學環節，是橋梁工程專業學生進行工程教育和工程訓練不可替代的教學環節。本文結合當前橋梁工程專業的特點及畢業設計中存在的問題，從畢業設計選題、畢業設計組織方式、專業指導方式、加強中間過程管理和科學合理的評分方式等方面提出了新的適應于創新能力培養的教學方案并進行了教學實踐。初步結果表明在橋梁工程專業畢業設計中加強學生創新能力的培養能有效地提高畢業設計質量，鍛煉學生在設計和科研等方面的綜合能力，為學生走上工作崗位或進一步深造打下了良好的基礎，是提高高等學校工程類本科教育質量的有效途徑。

分析橋梁工程的能力改革:基于工程能力培養的“橋梁工程”課程教學改革與實踐

摘要：針對目前工程教育存在的問題，以CDIO工程教育理念為指導，圍繞“厚基礎、強能力、重實踐、倡創新”的改革思路，構建了以工程能力培養為目標、多樣化教學和實踐為途徑、多元化考核方式為保障的橋梁工程課程立體化教學模式。實踐證明，新的教學模式對培養學生的工程實踐能力和創新能力有積極作用。

關鍵詞：橋梁工程；教學改革；CDIO；工程能力

根據高等學校土木工程本科指導性專業規范的要求，高校要以強化工程實踐能力、工程設計能力與工程創新能力為核心，重構課程體系和優化教學內容。[1]“橋梁工程”課程作為道路與橋梁工程方向的專業核心課程，是一門實踐與理論并重的專業技術課，能體現材料力學、結構力學、結構設計原理等專業技術基礎課在橋梁工程中的綜合應用，其教學效果將直接影響到人才的培養質量，因此對其進行教學改革具有重要的現實意義。

CDIO是當前國內外先進的教育教學理念，CDIO即構思（Conceive）、設計（Design）、實現（Implement）、運作（Operate），它注重學生工程基礎知識、實踐能力、團隊能力和工程系統能力的培養。[2-3]“橋梁工程”課程改革以CDIO工程教育理念和高等學校土木工程本科指導性專業規范為指導，整合課程體系、優化教學內容、改進教學方法、調整學生考核方式，使本課程教學適應行業發展的需要，為本專業培養創新能力強、適應企業發展需要的應用型土木工程師搭建平臺。

一、課程教學改革背景

“橋梁工程”課程內容多、概念多、構造要求多、計算多、規范條文多、涉及到前期課程多，實踐性、綜合性強，學生在缺乏實際工程經驗的情況下，難于掌握。教學形式單一，主要以灌輸式和知識傳授為主，忽視了學生在課程中的主體作用，使得學生缺乏自主學習的積極性。

受到“厚基礎，寬口徑”人才培養理念的影響，學校開設的課程要求多樣化，重視自然科學知識和人文社會科學知識，突出英語教學和計算機技術應用，因此，在專業總的授課學時不能變更的前提下，專業課程的授課學時就被大幅度精簡。鑒于授課學時有限，本課程的授課內容著重講授簡支梁橋和拱橋的構造與計算，對連續剛構、鋼管混凝土拱橋、混凝土斜拉橋和懸索橋等大跨度橋梁則以簡介兼自學為主，這種授課安排與我國迅速發展的橋梁建設事業不相適應。“橋梁工程”教學既要重視基本理論、基本方法和基本技能的培養，更應該重視新橋型、新技術、新材料和新方法在橋梁工程中的應用。

長期以來，“橋梁工程”課程的教學模式主要是課堂教學+1周課程設計+2周生產實習。實習時間較短，學生在實習中多為靜態的參觀。因橋梁建設周期較長，認識實習只能了解其中的部分工程或某個工序，無法全面了解整個設計、施工過程，更無法參與其中，達到理論與實踐相結合的實習目的。對此，學生普遍反映所學的理論知識無法在生產實習中應用，對于橋梁建設從設計到施工的全過程沒有清晰的思路。橋梁工程的課程設計在手算的前提下，設計的橋型被限定在混凝土簡支橋，這也顯然是遠遠落后于橋梁建設發展需求的。

二、教學改革思路

山東理工大學（以下簡稱“我校”）以往6屆道路與橋梁方向畢業的本科生就業情況如圖1所示，可以看出我校輸送出的學生接近80%在施工、監理、管理等部門就業，繼續深造學業和在設計單位工作的僅占17%。由此可知，“橋梁工程”課程的改革目標應該集中在培養學生從事橋梁工程技術及管理工作的基本能力和社會急需的實踐能力上。其總體思路是以實際工程為背景，以工程技術為主線，改革課程體系、知識學習方式、考核方式和評價標準，加強實踐教學及能力培養方式等關鍵環節，提高學生的工程意識和工程實踐能力，培養出創新能力強、適應企業發展需要的應用型土木工程師。

三、課程改革的具體措施

1.基礎教學

選用國家規劃教材，以“精、寬、新”的理念整合教學內容。精：以一種橋型的橋梁建設過程為主線，由點到面、深入淺出把繁雜的內容講活、講透，使學生舉一反三，即可對其他結構形式采用粗講。建立以“學生為主體，以教師為主導”的教學模式，將工程實例（最基礎的混凝土梁橋、拱橋）引入課程教學。通過實施一個完整的項目來組織教學活動，采用類似科學研究與實踐的方法，促進學生主動學習。具體做法是將5～6名學生分成一個小組，給每個小組下發一份既有實際工程的設計圖紙，抓住橋梁建設過程主線，講授橋梁設計基本原則、平縱橫斷面設計內容、橋梁建設程序和方案比選、橋梁上的作用、橋面布置與構造、上部結構的設計計算、支座、下部結構的設計計算和施工技術。對其他結構類型橋梁則以課上簡介課下大作業的方式學習。寬：采用國家新標準《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》（JTG D62-2004）教學，對連續剛構、鋼管混凝土拱橋、斜拉橋和懸索橋等大跨度橋梁進行類比性、歸納性講解，使學生適應我國迅速發展的橋梁建設事業。新：利用三維動畫模擬、電視錄像片和紀錄片等教學手段，把本專業最新動態和發展、科研成果、施工技術引進課堂，拓寬學生視野。

依據CDIO教學模式，實施多樣化教學方法。

（1）引導性教學和自主性學習相結合。樹立學生為主體的教學思想，組建學習小組，開展課堂互助討論教學，隨著課程進展預留聯系工程實例的“大作業”，這些“大作業”可以是課程的重點難點、行業的動態或綜合性的知識，作業以小組提交。這種教學方法能調動學生學習的主動性，增加學生之間的相互交流，在鍛煉學生的獨立分析能力的同時加強團隊合作精神培養，以課外補課內來提高教學效果。

（2）項目教學法教學。教學全過程中充分突出實踐、強化應用，以實際工程項目為背景，將行業規范、現場案例、施工圖紙和錄像融入教學，培養學生的工程素質和工程能力。

（3）網絡化和信息化教學。通過課程網站建立網上互動平臺，學生可以在網站上查看并下載教學大綱、教學課件、各章習題、課程設計的任務書和指導書、工程實例、行業動態等，也可以在網站上留下自己的心得和疑問，由師生進行開放性討論，從而提高學生的學習自主性。

2.實踐教學

基于應用型土木工程人才培養目標的定位特點，構建以能力培養為核心，多模塊、相對獨立、相互銜接的實踐教學體系，該體系由計算機輔助設計軟件學習、課程設計、模型制作、專題講座和認識實習等部分組成。

鼓勵并引導學生使用橋梁博士、橋梁通等橋梁工程計算機輔助設計軟件，改變課程設計、畢業設計完全手算及手工繪圖的現狀，邀請設計院技術負責骨干進行專題講座，依托實際工程進行課程設計，在“做中學，做中教”，培養學生的工程設計能力。[4]利用課程設計的成果，以學習小組為單位按比例制作橋梁的上部結構模型，結合工程已有的其他部分圖紙補充下部結構、支座、橋面鋪裝、欄桿、排水和照明完成全橋模型。在建造過程中，要求嚴格按照設計圖紙施工，不能隨意變更設計，在課程結束時提交實體模型和設計說明書，利用PPT演示建橋的全過程并對成果進行答辯，通過熟悉設計圖紙課程設計制作模型成果答辯使理論知識具體化、實體化，不知不覺中培養學生的工程能力。

3.考核方法

為鼓勵學生個性化發展，打破應試教育的桎梏，采取多元化考核模式，在強調測試理論知識的同時注重工程實踐能力和工程設計能力的評價與考核。在考核方式上，采用閉卷筆試、小論文、大作業、模型制作、答辯、互評、自評相結合的形式。

4.課程教學體系建設

畢業設計是教學過程最后階段采用的一種總結性的實踐教學環節，要求學生綜合應用所學各種理論知識和技能。橋梁工程課程的改革建立的“課堂教學、課程設計、認識實習”三元一體模式實質上是對畢業設計環節的基本訓練，因此改革后的橋梁工程教學模式可和其他教學環節構成如圖2所示的教學體系。

四、橋梁工程課程改革效果

經過兩級六個自然班的課程實踐，橋梁工程課程改革取得了顯著的成效，主要表現在：

第一，構建了以學生工程能力培養為主線，分層次（基礎教學課程設計橋梁模型）、多模塊（認識實習—課程教學—專題講座—畢業設計）、全過程、遞進式的實踐教學課程體系，通過連續漸進的典型工程項目設計，培養學生的工程素質、工程能力和設計能力。

第二，實施多元化考核評價方式，增加小組討論、大作業、模型制作、答辯等環節，激發了學生學習主動性，提高了學生學習能力、研究能力和工程實踐能力。在后續的生產實習中，教學培養基地企業反映該批次學生較之往屆“上手快，操作能力強”。

第三，課程設計和畢業設計成果質量提高顯著。將項目教學法納入課程，使學生對現行規范的把握、識圖、畫圖能力加強，將計算機輔助設計軟件應用于設計驗算，在內容難度加大的情況下學生的成績沒有出現下降趨勢。

五、結語

“橋梁工程”課程教學改革以實際工程為背景，以工程技術為主線，完成了課程體系、知識學習方式和考核方式的革新，兩屆學生實踐的良好效果證明本次教改構建的分層次、多模塊、全過程、遞進式教學課程體系能夠加強學生實踐教學及能力培養，提高學生的工程意識、工程素養和工程實踐能力。

分析橋梁工程的能力改革:基于工程設計能力培養的《橋梁工程》課程教學改革實施與效果評價

摘要：本文以貴州大學土木工程學院《橋梁工程》教學為例，提出了基于工程設計能力培養的教學改革措施，包括編制課程設計指導手冊、調整教學大綱，介紹指導手冊的使用和具體實施思路，并對其預期效果進行了評價。

關鍵詞：教學改革；指導手冊；教學大綱

一、引言

隨著交通行業的不斷深化發展，實際生產對培養建設性人才的本科教育也提出了新的要求。在貴州大學《橋梁工程》課程教育教學改革的過程中，項目一直以提高橋梁工程方向本科學生的工程設計能力為宗旨，從課程設計改革的基本點出發，進一步探索課程改革的具體思路，從而培養出優秀合格的建設者。橋梁工程專業的畢業生在其工作的崗位上，要求其要對構造物有全面的把握，以保證設計、施工的結構合格。對于橋梁建設來說，橋梁工程設計能力主要指的是學生對橋梁構造物有足夠的設計概念，對結構構造有充分的了解，能夠完成相關工程的設計的能力。因此，培養提高學生工程設計能力與滿足橋梁建設發展的需求在一定程度上是相互統一的。此外，培養和提高學生的工程設計能力還有助于學生在畢業階段提交出優秀合格的畢業設計，在畢業后的工作中也增強了學生的工作能力。

作為一名合格的工程師，應當具備多種素質和能力，其中具有設計能力至關重要，這是衡量一名工程師是否合格的標志[1]。南京工業大學李湘健副教授在其論文中指出目前我國高等院校工科學生工程設計能力普遍下滑的現象，正確培養提高學生的工程設計能力成為了各個高校研究的熱門研究課題。作為貴州省唯一一所211高校，貴州大學也面臨著同樣的問題。針對于我校的實際情況，《橋梁工程》課程教育教學改革課題通過調整《橋梁工程》教學大綱、編制課程設計指導手冊等手段，以增強對學生工程設計能力的培養，實際改革實施內容具體如下。

二、調整教學大綱

貴州大學《橋梁工程》課程教材采用的是姚林森教授主編、人民交通出版社出版的第二版《橋梁工程》，其教學大綱也依據此教材為依據來編寫安排的。原版的教學大綱在一定程度上受該教材的制約，且培養目的不足，學時安排和分配上也是不夠的，所以建議修改和調整《橋梁工程》教學大綱。

調整后的教學大綱，以培養學生工程設計能力為教學目標，配合《橋梁工程》課程設計，同步培養學生的設計能力，具體的修改和調整如下：

1）正確定義《橋梁工程》教學目標

原版的教學大綱中對教學的目標定義為：“通過該課程的學習，使學生系統地掌握公路梁式橋、拱式橋的總體規劃、設計及施工要點，熟練掌握我國常用中、小橋梁的構造原理和設計計算方法，了解大跨徑斜拉橋、懸索橋的構造特點，獲得有關橋梁方面系統的專業訓練，并能運用自己的知識解決一般的橋梁問題。”

針對培養學生工程設計能力來說，以上對《蛄汗こ獺房緯探萄目標是不夠的。通過橋梁工程的教學，應該要使學生能夠掌握相關橋型的計算，并能獨立完成相關橋梁的設計任務。只是掌握和理解而不能運用是不行的，一定要強調培養學生的設計能力，這也對教學任務提出了新的要求。

2）增加課時，合理分配課時

原本的教學大綱為72學時，現增加為148學時，并分上下兩個學期進行，上學期為84學時，下學期為64學時。上學期主要進行理論講解，重點放在簡支梁橋、連續梁橋、剛構橋和拱橋的講解上，其余內容適當講解；下學期主要進行課程設計，配合課程設計指導手冊進行，對各種橋型給出設計任務，完成對各種橋型的初步設計，并達到對各種橋型設計計算內容、設計要點、實際流程掌握熟悉。

3）增加課程設計數量，課程設計學期制

在原本的教學安排中，只安排了“鋼筋混凝土簡支梁橋設計”作為《橋梁工程》課程設計，這是遠遠不夠的，現對課程設計數量增加為六個，分別為：鋼筋混凝土簡支梁橋設計、預應力簡支梁橋設計、預應力連續梁橋設計、預應力連續剛構橋設計、鋼筋混凝土拱橋設計和纜索承重橋設計。

4）與相關課程聯系、增加教學實踐程度

《橋梁工程》配合《橋梁電算》，在《橋梁工程》中的課程設計，再次通過電算程序進行設計計算，在對結構進行設計的同時也增加了學生對電算程序的掌握，其次還可以配合《鋼結構》、《基礎工程》等課程進行相關橋梁的設計，增加學生的知識面。

三、設計指導手冊編制與實施

3.1手冊的編制

培養學生工程設計能力是工程教育的核心目標，而課程設計則是實現此目標的重要手段[2]。但是若盲目地進行課程設計，沒有專業的指導和方法是不能夠很好地實現課程設計所要達到的目標的，為此，根據修改過的教學大綱，對所布置的課程設計任務編寫對應的指導手冊，有目的地指導學生完成課程設計，各手冊的編制情況如下。

1）鋼筋混凝土簡支梁板橋上部結構設計計算指導手冊

此冊分為四個章節，按照結構設計的一般順序劃分為：尺寸擬定和構造要求、作用效應及組合、設計計算與驗算、短暫狀況應力驗算。在內容上，除規范硬性規定的構造要求外，尺寸擬定中，如跨徑的擬定、梁高的擬定、截面的擬定等，手冊中只給出了鋼筋混凝土簡支梁橋在受力上、經上和常用的跨徑范圍，給學生留有一定的自主空間，按照規范對鋼筋混凝土梁的設計計算要求，給出相關設計計算的要點，學生可以根據手冊便可以知道此種結構要計算驗算的主要內容，且在手冊中有意識地將知識點引向專業書籍和規范，在學生使用手冊的同時也將其引向其它知識點，學習更為系統。

2）預應力混凝土簡支梁板橋上部結構設計計算指導手冊

該冊共分為五個章節，由于在結構形式上同屬于簡支結構，相關內容與上一側是相似的，但是增加了對預應力混凝土材料的介紹章節，幫助學生了解預應力混凝土的材料性質和工作特性。章節的結構為：緒論、 尺寸擬定和鋼筋（束）構造、作用效應計算及組合、結構的設計計算與驗算、預應力混凝土的發展及未來的研究方向。重點內容在結構的設計計算與驗算上，在這個章節中，除鋼筋混凝土結構中原有的內容外，根據規范對預應力混凝土結構的設計計算要求，還增加了預應力筋（束）估算、持久狀況應力驗算等內容。本冊從預應力的基本知識出發，系統地對預應力混凝土簡支梁結構的設計計算及驗算內容進行了歸納，知識相對全面。

3）預應力混凝土連續梁橋設計計算指導手冊

在本冊中，針對連續梁結構，按照前面手冊的框架給出連續梁橋設計計算的相關內容，從連續梁橋的基本概念出發，到連續梁橋的計算驗算。此處需要提出的是，由于連續梁橋屬于超靜定結構，在預應力次應力、溫度次應力和不均勻沉降次應力等上面的計算會有所增加，施工驗算時也對預拱度設置等關鍵設計做出了相關的敘述。

4）預應力混凝土連續剛構橋設計計算指導手冊

在此冊中，由于連續剛構橋和連續梁橋結構的相似性，在計算驗算的內容上也大致相同，因此只對連續剛構橋中的相關設計要點進行了詳細的說明。

5）鋼筋混凝土拱橋設計計算指導手冊

此手冊共分為五個章節，按照橋梁設計的一般順序編寫，第一章對拱橋的構造以及特點進行闡述；第二章開始介紹拱橋設計，分別對拱橋的總體設計和各細部構件的設計進行介紹，包括確定橋型、跨徑擬定、截面擬定、梁高擬定等；后面三章便進行幾種常見形式的拱橋內力計算。手冊按照《公路橋涵設計手冊―拱橋》以及拱橋相關規范，從橋梁適用跨徑、受力、經濟等層面給出了上承式拱橋的構造特點和計算引導，其他橋式需要同學們自行查閱資料，養成自學的習慣。學生可以通過手冊更快的了解所作橋型的設計及計算的大體過程，并通過手冊的指引去翻閱更多的相關書籍和規范，達到系統學習的目的，學習更為主動，更為全面。

6）纜索承重橋設計計算指導手冊

此冊共分為六個章節，考慮到本科教學中的深度，手冊中對纜索承重橋的基本概念對教材作了補充，但是在設計計算中并沒有像其他幾冊一樣給出詳細的計算，這是因為結構自身的特點決定的。纜索承重橋不管是斜拉橋還是懸索橋都屬于超高次靜定結構，手算的計算方法已經不能再滿足計算的精度，所以只給出了相關構件的設計計算的程序，考慮到初步設計的需要，在相關章節對相關構件，如索塔系統、纜索系統、加勁梁系統的近似計算做了敘述。

3.2指導手冊在課程設計中的實施

在具備專業指導手冊和充分的課時安排后，制定相關的實施方案是必要的。實施方案的主要內容是課時的分配和具體的設計任務布置，課程設計的實施如下。

1）課時的分配

按照各課程設計的難度對課程設計學期進行課時分配：①鋼筋混凝土梁板橋設計計算8學時；②預應力鋼筋混凝土設計計算12學時；③預應力連續梁橋設計計算14學時；④預應力連續剛構橋設計計算12學時；⑤鋼筋混凝土拱橋設計計算12學時；⑥纜索承重體系橋6學時。

2）具體的實施

在進行每一個課程設計時，根據相關的課程設計任務書和對應的課程設計指導手冊，自行擬定相關的橋梁結構的相關尺寸，根據指導手冊完成結構的設計、計算和驗算，在規定的課時內完成設計任務，并提交設計計算書，按設計要求提交相關設計圖紙，由教師組織查閱評判，條件允許的情況下可以組織學生進行設計答辯，充分了解學生對此次設計的掌握程度。

四、預期效果評價

通過對教學大綱的修改、指導手冊的編輯、相關課程輔助等針對性手段，對學生工程設計能力的提升效果是有預判的，在課改中涉及到的相關改革手段都在一定程度上服務于提升學生工程設計能力，各個改革手段相互促進并相互補充，在配合實施一定的時間后，學生的工程設計能力必然會有大幅度的提升。

首先，在教學大綱中規定，增加課程設計的數量，提高課程設計難度，并給出充足的學時，這讓課程改革在課程政策上有支持，在課時上有了保證，學生有機會、有時間來進行更多的實踐設計學習，這是十分重要的一點。

指導手冊的編制是本次課程改革的關鍵，制定相關的課程設計任務，同時也要指導學生如何正確地完成設計。近年來《橋梁工程》課程設計指導教材寥寥無幾，僅有的幾本都只是以相關的計算示例來作為參考，達不到發散學生思維和促進學生對結構把握的效果，甚至會讓學生產生依賴性，嚴格意義上講，類似的設計指導教材是不合格的。在本次編制的指導手冊中，內容上盡可能給學生自由思考的空間，讓其在設計結構物時能夠對結構有一個整體的構思，通過所設置的六個設計任務，學生可以基礎地掌握基于手算的六種橋型的設計程序和基本的計算內容，對于電算程序的計算也起到了打基礎的作用，進而服務學生的畢業設計。

與相關課程的聯系同時起到輔助改革的效果提升。對于橋梁工程專業的學生，與培養工程設計能力聯系的最為密切的莫過于是相關結構電算課程，一方面通過電算課程學生可以學習使用到目前行業中結構設計的軟件，另一方面，通過用電算軟件對結構的設計計算相當于對結構再進行了一次設計。

總的來說，通過三個措施的聯合使用，橋梁工程專業的學生在橋梁結構上有了系統的學習，并掌握了一定的設計基礎。從理論到實踐，從手算到電算，綜合地考慮了以現有資源情況下改革的可能性，加以一定的時間，可以肯定的是，我校橋梁工程專業的學生的設計能力會有明顯、大幅度的提升，這便是本次課改要達到的目的。

五、結論

成功的課程改革需要協調各個方面，首先是政策上要有支持，對于本次改革來說，對教學大綱的修改還需要學院培養部門予以配合。其次是資源的調配，增加相關課程和課程課時，一方面需要配備專業教師，增加了教學任務，另一方面，增加的學時會和其他的課程有沖突，還需合理的調整課程安排。改革是一個循序漸進的過程，隨著行業發展的需要，教學應該定期地進行調整。教W的成功與否是沒有標準的，但對于工科的教學來說，學不致用便是教學的失敗。本次基于工程設計能力的《橋梁工程》課程教學改革在實際中的效果需要時間和實踐的進一步驗證，屆時還需要對改革的措施進一步的修正和完善，直至盡可能滿足學生的工程設計能力的培養為止。