桥梁检测课程教学模式探讨
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摘要：学生的综合能力是我国高等院校培养高水平人才的关注焦点，人才培养离不开良好的课程体系建设。本文结合道路桥梁与渡河工程专业的桥梁检测课程，对教学过程中容易出现的问题进行探讨，提出了从教学内容到教学方法的完善措施。旨在提高学生学习的积极性、主动性，有效提升该课程的教学效果。
关键词：桥梁检测；教学；实践能力
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）14-0176-02
随着我国科技事业的不断发展、综合国力的不断增强，交通基础设施的建设正不断加大，为迎合这一形势，则需要交通领域的专业技术人员不仅要求数量的提高，更要求注重专业素质的培养。如何培养具有扎实的理论基础、较强的工程认知能力、具有创新思维以及工程实践能力的复合型人才已然成为我国高等院校育人的重要课题。同时，针对我国桥梁建设这一领域，所有桥梁结构在环境侵蚀、长期的载荷效应、材料疲劳老化等外部因素的共同作用下，都会不可避免地出现整体结构承载力衰减等诸多问题，这就导致在极端因素条件下结构很可能出现不可预测的重大事故，造成财产损失和人员伤亡。为避免此类事故的发生，桥梁检测工作便显得非常重要。为此，许多高校在道路桥梁与渡河工程专业中开设了这一专业性很强的课程。同时，桥梁检测又是一门新兴的课程，不但具有很强的理论性，又有很强的实践性。目前为止，桥梁检测课程并没有非常成熟的教材，为使学生们理解透彻，则需要主讲教师具有很高的技术水平，并从事相关工作一段时间。如何教学、如何使本专业学生对这门课程产生浓厚的兴趣又锻炼出其综合运用知识的能力、如何提高教学质量从而为行业输出高水平人才是进行该课程改革研究探讨的根本出发点。
一、教学目标
桥梁检测课程是一门理论与实践结合紧密的课程，需要学生有相当的专业基础，对常见的桥梁形式，如T梁、箱型梁、空心板梁的设计以及构造原理有一定认识，同时这门课程又包含了理论力学、材料力学、结构力学、结构设计原理、桥梁工程等一系列专业课程的基础知识，是一门综合性较强的专业技术课程。这就决定着这门课程适宜在大四本科生及研究生中开展。同时学生通过学习，可以对桥梁建设中的理论设计、施工控制、试验检测等一系列内容进行更深层次的理解，对工程质量的保证具有更加清醒的认识，这对工程人员至关重要。
1.对于本科生，学校这门课程要求他们熟悉工程试验规范、了解测试仪器的使用方法及新型检测方法（如静载试验中的摄影测量法等），把学到的知识应用到实际当中，做好工作的提前准备，激发学生创新能力。
2.对于研究生而言，学习这门课程更加注重于理论的教学，在学习之前要求学生们能够掌握试验应力分析方法以及结构动力学基础等。之后则更加方便于课堂讲解以及理论推导，能够将很强的专业知识用于工程试验作为指导，使这一实践性工作变得事半功倍，充分激发出学生的潜能，使之对这一门课程产生浓厚的兴趣，为这一行业的科研打下良好的基础。
二、课程现状以及存在的问题
我专业已开设该课程几年，根据教学经验以及教学效果，提出以下问题用于参考。
1.桥梁检测是一门理论性与实践强有力结合的科目，课程知识穿插点多，覆盖门类广，若学生对某一门课程理解较差，则会影响整体理解的程度，这就需要在前期的课程的设置上着重强调与实际工程相结合的知识，而不是纯理论的设计计算教学。
2.课堂教学形式不够丰富，学生们只是在学校中学习了相关课程，缺乏实际桥梁施工及构造原理的认识，虽然在课堂中采用了多媒体教学，但毕竟与实际操作和感官有一定差距，比较局限，难以紧密结合。
3.高等学校教育中一直注重理论研究、轻视实践教学，造成实践教学课程中管理不足、经费紧缺、考虑问题过于多样复杂，从而影响了实践教学的时间进而影响了教学的效果，我们要更加注重实践教学，增加教学时间及教师数量，在学生们的实践教学中激发他们对专业的兴趣、加强对桥梁结构形式及施工方式的认识，为之后的桥梁检测课程打下良好基础。
三、教学改革措施与实践
桥梁检测技术是直接为工程实践服务的技术，涉及到理论计算、现场试验检测（静载试验、动载试验）、仪器仪表性能判断、现场试验组织、数理统计分析以及试验报告撰写方法等，具有较强的综合性和应用性。
根据以往的试验经验，桥梁检测时间短、效率高。检测一联连续梁桥，结构计算3～4天，现场试验1天即可完成，教师可根据教学进度，结合项目，开展为期一周的实习，在实习场地选择地点安全、工期适宜的待检测桥梁进行参观检测，灵活地将学生穿插开进行参观及结构计算等实践教学活动。将计算的结构直接应用到检测项目中，这样可以极大地增加学生们的学习热情和积极性，同时，学校承担的实习经费与大规模参观现场检测相比有所降低。
1.在计算方面，与桥梁的设计相比，桥梁检测试验的结构计算重点在于上部结构的力学分析，简化细部构造，针对结构的最不利位置进行检测，对于大四的学生而言，难度适中、计算量小，同时有利于科目之间的交叉，有较强的可操作性。授课教师可以选取结构简单、受力明确的桥梁作为试验检测项目，让同学们分组进行计算，同时在授课的过程中安排计算进度和内容。例如：在讨论计算方法时，引导学生侧重于结构模型的有限元离散；讨论结构最不利载荷位置时，引导学生侧重计算截面内力，按影响线最不利加载，同时将现有试验规范结合进去，让同学们深入理解；讲到横向分布系数理论计算时，结合桥梁工程相关知识，让同学们理解针对不同桥型适宜使用的计算方法，了解其异同点及使用范围。在最后的结构理论验算时，拿出同学们的计算结果与教师的理论计算结果进行对比，使同学们能够快速发现问题并进行改正，并在最后介绍设计院常用的相关计算软件，如桥梁博士、MIDAS CIVIL的使用方法，并借由电算结果对手算结果进行修正。通过这样的计算实践，可使同学们对结构的计算方法、试验相关规范、计算机软件等有更加深入的认识，提高理论水平的同时又培养了独立思考的能力。 2.静载试验与外观检测方面，借由项目或工程实际对所在城市的待检测桥梁进行检测。针对本科生教学而言，在检测前可安排同学在实验室室内对等强度梁模型进行应变片粘贴操作，这样做可以让同学们复习材料力学、试验应力分析等相关课程的知识。与此同时，同学们或许会反应这种室内试验与工地上真实的桥梁检测项目联系不够紧密，对此，我系在课程规划中可以安排学生参观，在有条件的情况下甚至可以让同学们实际参与到静载试验的前期准备工作中，在保证安全为前提的条件下让学生在参与到在桥梁底面粘贴应变片、应变计以及反支位移计的工作中去，这样可以让学生更好地进行工程实践。同时，教师可以教授如何跳出“目测”的瓶颈，应用设备来进行混凝土桥梁的外观检测，讲解如数显式回弹仪、钢筋探测仪、超声波探伤仪等一系列仪器规范使用方法以及测试的混凝土桥梁相应指标以及测试原理。并且结合现场讲解活跃课堂，达到高水平的教学目标。针对研究生教学而言，不仅要求学生达到本科生课程要求的水平，更加要注重培养学生们提出问题、解决问题的能力。如：静载试验中，在桥梁底面反支位移计，但这种方法仅仅应用在桥梁净空高度较低的情况下，若净空高度非常高则将如何操作；若项目中要求检测跨铁道的连续梁桥，甚至没有条件在桥下安装位移计，这种情况下应该如何测量等等问题，培养学生善于思考的能力，并引导讲解近几年发展出的新型桥梁挠度测试方法。
3.在桥梁动载试验方面，由于相关理论性较强，穿插学科多，我专业现有设备东华测试DH-5920动态加速度采集仪，对于本科生教学，可简单教授其仪器相关操作以及原理，比如：采集仪配套软件是如何应用FFT快速傅立叶变换以及海宁窗函数将时间――加速度信号转变为频率――振幅信号的，并在现场做完静载试验后，指导学生操作DH-5920得到全桥的一阶频率；针对研究生教学而言，应指导学生跳出动力特性测试分析软件的“黑匣子”模式（即只给出一个分析结果），使同学们去思考分析桥梁动力特性的步骤以及分析过程，例如：如何应用有限元分析方法将桥梁离散化，形成独立的刚度阵以及质量阵，再应用桥梁频率计算公式以及应用计算软件matlab等计算出全桥一阶振动频率等。同时，学生们结合相关研究方向教师的课题研究对桥梁频率进行展开，如：可以深入研究桥梁结构不同程度的损伤以及不同温度对桥梁自振频率的影响，这无疑会使学生了解频率可以反映结构刚度；温度改变了混凝土弹性模量进而影响了桥梁自振频率等结论，同时会思考在温度及损伤耦合作用下桥梁频率值中如何能够剔除掉温度的影响值来得出损伤的真实效应结果等科技前沿问题，为研究生期间的科学研究打下良好的基础，更好地激发出学生的科研潜力。
四、结语
桥梁检测这门课程偏重于实践，但在教学中难免会偏重于理论，现在的课程实习时间较短却更加偏重于基础认知以及施工，会导致实习效果不佳，理论与实践脱节。笔者认为对于这样的现象，应该理清思路，站在学生的角度一步一步地去了解桥梁从设计到施工到检测，使这一课程真正作为道路桥梁与渡河工程专业同学的“收尾课程”，通过这门课让理论基础更加扎实，使学生学以致用、学为所用。
参考文献：
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[2]施尚伟.桥梁结构试验检测技术[M].重庆大学出版社，2012.
[3]谭国金，吴艳玲.“桥梁检测”课程教学方法探索[J].中国科教创新导刊，2013，（23）：139.
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