全过程桥梁设计课程教学实践、改进与思考
来源:用户上传
作者:管仲国 张超峰 阮欣
摘要：针对建立桥梁全过程设计课程的合理教学模式问题，基于两届桥梁全过程教学实践，并通过网络调查问卷反馈和针对性的改进措施，探索建立了桥梁全过程课程设计的合理内容与任务、课程安排和考核评价体系。采用开放性的设计选题，既能满足课程建设的基本目标，又能较好地适应学生的差异化需求，引入案例教学，引导学生举一反三。
关键词：桥梁工程;全过程设计;课程改革;问卷调查;持续改进
中图分类号：G642.477 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2020）10-0192-03
一、引言
同济大学土木工程专业开展了全过程专业设计的实践教学改革，取消了既往的课程设计方法，集中在第七学期面向一个具体复杂工程项目开展包括总体规划、结构设计与计算和施工组织设计的全过程设计，旨在培养学生处理实际问题的能力、拓展其专业试验，提升其专业素养[1，2]。本文主要介绍了桥梁工程专业方向全过程的相关教学计划与内容安排设计、相应的实践反馈，以及针对性的改进方案与实践效果。
二、教学设计与实践反馈
桥梁工程全过程设计首次针对2014届学生开始实施，根据课程建设主旨初步设计了具体的教学计划。
（一）教学计划安排
1.设计内容与任务。桥梁全过程设计以一条总长为400m—800m的跨越既有道路和河流的接线桥梁为设计背景。设计任务涵盖路线规划、桥型方案选择、主桥与引桥的分孔布跨;引桥采用标准跨径，主桥设计根据路线等级和通航要求进行具体设计[3]。根据上述设计任务要求，为了强化过程管控，将整个设计过程划分为四个阶段[4]。前两个阶段分别对应总体设计和引桥复核计算，主桥的上部结构设计单独划分为第三阶段，下部结构和基础部分的设计与施工组织方案设计合并为第四阶段。
2.课程安排。课时计划为每周7个课内课时+7个课后课时。其中7个课内课时采用3个授课课时与4个讨论与辅导课时。3个授课课时主要为学生开展设计工作提供必要的讲解和引导，本次共设置了17个知识板块，具体内容如下图所示。4个讨论与辅导课时由各班指导教师共同参与辅导[5]，根据共性问题，开展针对性的讨论和辅导。7个课后课时由学生自行组织。
3.考核评价。全过程课程设计采用分阶段的考核评价方式，各阶段的考核成绩按加权比例计入总成绩。各阶段均由学生进行答辩，全体教师共同参与考评，并取各位教师的平均值作为学生的最终考核成绩，以避免不同教师打分标准不一的问题[6]。
（二）调查反馈
对2014届参加桥梁全过程课程设计的全体学生开展了匿名网络问卷调查，主要调查结果如下。
1.总体情况。关于开展全过程教学与个人的专业能力提升的关系，79.25%的学生认为作用很大，能够对既往的知识进行系统的梳理和提升，18.87%的学生认为作用一般，仅是对既有知识的梳理而已;1.89%的学生认为无作用。
2.设计任务。对于全过程桥梁设计题目，77.36%的学生认为对不同的桥型方案有合适的选择空间，22.64%的学生认为无合适选择空间[7]。在选择具体桥型时，62.26%的学生因为考研希望更多自主支配时间，30.19%的學生希望尝试新东西，提高自己的专业能力。这一比例关系与学生的实际分化状况基本一致，即30%的学生已确定保研或已落实工作，60%的学生准备考研。此外，本次课程设计的第三阶段考核与考研初试时间相隔仅一周，这导致许多考研的学生难以兼顾，约61.54%的学生认为第三阶段任务最重。
3.课程安排。对于具体的授课内容，59.62%的学生认为应结合某个实际工程案例，进行选型、构造、计算分析方面的演示，案例可以仅是简支变连续的梁式桥，学生可以举一反三;仅21.15%的学生认为应更注重结合规范，阐述桥梁工程、设计原理等前述课程中的原理问题在规范中具体是如何落实的。
4.考核评价。对于桥梁全过程的分阶段考核，90.2%的学生认为积极作用明显，有助于督促全过程设计进度，7.84%的学生认为作用不明显，仅有1.96%的学生认为作用消极，增加学生负担。对以班组为单位进行集体考核的评价方式，88.24%的学生认为满意，认为其有助于统一标准和公平[8]。
三、教学计划改进与实践反馈
初次开展的桥梁全过程教学总体评价较好，积极作用明显，但也存在一些不足，主要体现在设计内容开放性略显不足、学生选择空间受限、案例教学不足等方面。
（一）教学计划调整
1.设计任务与考核阶段。对2015届学生的桥梁全过程设计，路线设计直接采用学生在第6学期《道路与铁道工程》课程设计中的题目与成果，这样既可以与前续课程形成有机的联系，也有利于减少重复。与此同时，在新的路线设计中把河坝内宽提升至260m，设置双向通航孔。主桥既可以选择多跨连续梁方案，也可以选择更有挑战性的桥型，比如采用斜拉桥或者拱桥一跨过河。这就可为不同学生提供更加广泛的选择空间，体现“共性基础+个性发展”的培养模式。
本次课程设计仍然分为四个阶段，但由于第一阶段的路线设计部分接续《道路与铁道工程》课程而减少了任务量，该阶段时间缩短至3周，第二和第三阶段考核时间相应提前，其中第三阶段考核与考研初试的时间差距进一步拉大至4周，避免学生无暇兼顾。
2.授课内容。17个授课板块的内容由原来重视理论教学转向重视案例教学，增加了“设计过程实例”与“复杂桥设计实例”。同时，更多地把工程实例作为授课内容，将最新的设计与施工方法以PPT或者动画视频的形式在课堂上教授给学生，这种灵活的授课方式将会大大提升学生的学习兴趣，以案例为依托进行授课，生动形象，能够加深学生对知识的理解与掌握，进而提高学生理论联系实际的能力。 （二）调查反馈
为评估调整后的桥梁全过程教学实践效果，对2015届参加全过程课程设计的桥梁专业的全体学生进行了一次网络调查问卷，主要结果如下。
1.总体情况。关于开展全过程教学与个人的专业能力提升的关系，92.16%的学生认为作用很大，能够对既往的知识学习起到系统的梳理和提升的作用，7.84%的学生认为作用一般，仅是对既有知识的梳理而已，无学生认为作用消极，增加学生负担。这显示了课程改进的积极实践效果。
2.设计选题与课时投入。对于新的全过程桥梁设计题目，92.16%的学生认为对不同的桥型方案有合适的选择空间。进一步对学生所选桥型方案的调查统计显示，68.63%的学生选择了连续梁桥，15.69%的学生选择了斜拉桥，9.8%的学生选择了拱桥，3.92%的学生选择了矮塔斜拉桥，还有1.96%的学生选择了其他桥型。可见，相比2014届，课程改进后更加扩大了桥型方案的选择范围和设计题目的开放性。
3.课程安排。对于调整后的17个板块的授课内容，认为最有帮助的课程的前三名分别是获得74.51%占比的“桥梁电算方法与实例”、60.78%占比的“桥梁总体设计与案例”和60.78%占比的“主桥结构设计及施工”，这三部分在教学内容上均明显采用了案例教学。
四、思考与启示
通过对同济大学桥梁工程专业连续两届的全过程课程设计实践与调查改进，逐渐建立了与之相适应的教学模式，在此过程中也引发了一些对现代高等教育教学理念与方法的思考与启示。
1.开放性的教学模式。本次桥梁全过程设计选用了具有良好开放性的题目。允许不同的学生根据自己的实际情况做出不同的选择，对于要考研复习的学生允许其选择简单桥型，满足了课程基本目标要求[9]，对于那些学有余力的同学则鼓励其选择较为复杂的具有挑战性的桥型以锻炼自身的创新能力。事实上，开放性的题目更多体现的是对学生的理解和尊重，在更深层次上则是体现“共性基础+个性发展”的培养模式，实现“因材施教”[10]和多样化人才培养的目标。
2.案例教学与实践能力培养。授课部分根据调查情况，由最初的偏设计规范讲解转为偏案例讲解的方式，化抽象为具体，加深学生对知识的理解与掌握，同时辅以梳理理论知识与标准规范之间的关系，让学生学会参考规范但又不被规范所限制，培养其处理实际问题的能力[11]。需要指出的是，教学中的案例教学并非直接给学生提供一个相似的范本进行模仿，而是通过更为简单的模型引导学生举一反三，以此加强对学生的能力培养而不是单纯要求其完成设计任务。
3.教学互动与持续改进。本次桥梁全过程课程设计实践中的一个很重要的经验就是通过多次的问卷调查，及时了解学生对教学实践的反馈意见，并据此进行了针对性的教学模式改革。实际上，教学是一个双向互动的过程，仅从教方的角度进行的教学模式设计并不一定能符合学方的要求，应通过适当的方式促进教师与学生的沟通和交流，让学方能有机会发声，让教方也能有机会倾听，并不断地根据学生的反馈及时做出教学内容和模式上的调整与改进，不断地融入新方法和新思维，真正地做到教学相长，共同促进[12]。
五、结语
通过对桥梁工程专业连续两届的全过程课程设计实践与改革，逐渐探索出行之有效的课程设计教学内容和模式，既能够满足课程建设的初始目标，同时又能较好地适应学生的差异化需求，相关的开放性教学模式、重视案例教学和能力培养、坚持教学互动与持续改进的实践经验也可为其他院校相关专业的课程改革提供借鉴。
参考文献：
[1]韦佳，倪杰，吴远征.基于职业能力培养的应用型本科实践教学体系创建研究[J].实验技术与管理，2015，32（3）：207-210.
[2]王志强，魏红一.对“桥梁全过程课程设计”教学改革的思考[J].教育教学论坛，2019，400（06）：107-109.
[3]张菊辉，管仲国，王媛媛.以培养卓越工程师为目标导向的桥梁工程教学改革[J].新校园旬刊，2016，（11）.
[4]李红梅，卢苇，陈旭东，等.毕业实习与设计过程管理质量保证体系的研究与实践[J].高等工程教育研究，2012，（6）：167-171.
[5]刘山洪，吴海军，周水兴，向中富，徐君兰.桥梁工程精品课程建设的实践与探讨[J].重庆交通学院学报（社会科学版），2006，（3）.
[6]藍磊.基于全过程教学的建筑施工技术课程改革与实践[J].山西建筑，2014，40（36）：253-254.
[7]谭晓玲，谭俊.以应用型人才培养为目标的地方高校课程考试改革研究与实践[J].教育与职业，2013，（17）：169-170.
[8]汪艳丽.面向应用型人才培养的课程考试改革与创新[J].教育与职业，2010，（20）：20-22.
[9]王燕芳，王安红.高等院校工科专业学生考核方法改革初探——以嘉兴学院为例[J].考试周刊，2013，（30）：8-9.
[10]康俊涛.从素质教育的要求谈《桥梁工程》教学改革[J].教文汇（中旬刊），2007，（5）.
[11]马静.高职桥梁工程课程教学改革研究[J].现代职业教育，2018，（34）.
[12]高琪，李位星，廖晓钟.工科专业本科毕业设计全过程考核评价体系研究[J].实验室研究与探索，2013，11（32）：361-364.
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
转载注明来源:https://www.xzbu.com/9/view-15143483.htm
