对“桥梁全过程课程设计”教学改革的思考
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作者:王志强 魏红一
摘要：立足于卓越工程师培养计划，针对《桥梁工程全过程课程设计》教学改革，论文着重从教学大纲、教学效果等方面进行了陈述和分析，并为更好地提高桥梁工程应用型人才素质提出了建议。
关键词：桥梁工程；课程设计；教学改革
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）06-0098-03
一、关于《桥梁工程专业的卓越工程师》教学
教育部“卓越工程师教育培养计划”旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才，为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务。通过高等学校的具体实施培养，使学生在素质、知识和能力（表1）各方面都为成为卓越工程师打下坚实的基础和完成卓越工程师需要的基本训练。
配合“面向未来的卓越工程师人才培养”建设计划，同济大学桥梁工程系基于《创新型卓越桥梁工程师培养体系与课程建设》大框架进行了多年不断地深化，提出“基于思维培养和知识本质把握的自我学习与自我完善、基于创新素质和多文化交流融合的发现问题与综合解决问题能力”的未来人才属性[2]，并构建了结合课堂教学链、创新实践链和交流合作链的立体化、开放性人才培养体系。力求以“共性基础+个性发展”的模式培养学生在知识、能力和素质方面的发展。
在同济大学土木工程专业的教学改革过程中，一个重要的兼并（不懂）调整就是《土木工程全过程课程设计》实践课程的设置。该课程细分多个子课程，涵盖了桥梁工程、工业与民用建筑工程、地下工程等专业。经过一学期的“试运行”，是否达到了预期的教学效果或是需要更进一步完善？值得相关专业课教师共同商榷。
二、《桥梁工程全过程课程设计》的教学内容构架
桥梁工程是一项集规划、勘测、设计、施工、检测、养护维修等多环节的复杂系统工程。作为土木工程专业桥梁课群组的主干课程“桥梁工程”，其是一门实践性很强的课程，为了让学生对教学内容能够正确理解，尤其是桥梁构造、施工方法等，都需要实践环节做支撑，在这其中，教学体系中的各类设计课程起到了关键性的作用。
《全过程桥梁设计》是土木工程专业桥梁方向课群组必修的实践环节课程，是一门理论和实践并重的具有系统性和整体性特点的课程。
基于土木工程材料、结构力学I、结构力学III、结构设计原理、钢结构设计、钢与混凝土组合结构设计、桥梁工程（上）等前修课程，本课程的教学要求为：通过本课程的学习，熟悉桥梁工程设计全过程，掌握基于桥梁设计规范进行桥梁结构设计的基本计算理论和方法，具有桥梁结构设计的初步能力。通过融会和梳理已学过的各门专业基础课程、专业课程的相关知识，提升专业综合素养，并为后续《毕业设计》以及今后工作中遇到各种交通工程结构物的设计奠定必要的基础。
具体实施的教学进度计划如表2所示。
本课程的课时安排为每周7节课，共计17周。其中，每周的3节课由老师主讲，除了对先修课程的知识点进行梳理外，将教授《工程软件运用》、《施工组织设计》、《工程概预算》相关内容，指导学生如何理解和运用工程基础资料、如何依据桥梁设计规范着手开展设计。每周的另外4节课则是学生的实践过程，通过讨论、提问、上机、设计等方式对桥梁结构设计全过程进行领会和实战，以期达到由理论向实际的过渡和提升，增强严格遵循桥梁规范进行结构设计的认识，教育设计图纸必须正确反映设计意图的工程意识，为下阶段的毕业设计以及今后参与工程实际打下良好的基础。
课程成果要求：每人一题，每位学生需独立完成一个一般桥梁的设计，并完成一份书面计算书和6张施工图纸。课程成果评价则以表3所述的能力考核指标进行综合评分。
三、教学效果和评价
严格控制教学质量是同济大学的教学传统。伴随着《桥梁工程全过程课程设计》的进行，学校的教学质量监督在分层次、分阶段地跟进，即在课程进行中和课程最终评定时，分别由桥梁工程系、土木工程学院、同济大学质管办派督导进行听课，且按表4所列的要求给出评价。
从总体的教学质量上看，教师精心备课讲授，学生认真领会练习，课程教学达到了预期效果，尤其是在教学方法和效果上，使学生从理论到实践、从总体到具象获得了一次全方面的提升。
从教学督查的听课情况看，有几点需要陈述。
1.由于教学内容上有对先修课程知识点的梳理，但个别教师偏重于归并和陈述，忽视了讨论或提问等教学互动对加深学生知识点印象的作用。
2.从学生的设计进展看，教学计划和设计进展似乎不太同步或非渐次跟进，部分学生的设计完成率超前于理论教学。
3.总结11位学生的设计成果看，基本完成了引桥的简支变连续梁、主桥上部结构、下部结构桥墩和桩基础的设计以及施工组织设计中的进度计划安排。其中，对于主桥上部结构形式，有3位同学进行了拱桥设计，有1位同学选择了斜拉桥，7位同学设计了预应力混凝土连续梁或钢连续梁。突破先修课程内容的设计占比40%，表明学生的求知欲很高，且具有较好的表达能力，有想法，有自信。
四、对教学改革设想的思考
结合教育部“卓越工程师计划”和《桥梁工程全过程课程设计》的教学目的和教学效果，本文以为，《桥梁工程全过程课程设计》教学改革充分体现了“卓越工程师计划”培养要求，但在具体的教学进度计划和教学模式上存有商榷的地方。
培养学生于毕业之时就能投入桥梁工程设计一直以来都是同济桥梁专业的教学要求。故而，从教学进度计划上，是否可考虑以设计院的桥梁方案设计流程为主线进行教学安排，创造一个实际设计过程的氛围。在完成桥梁总体布置后，配合桥梁通用规范、钢筋混凝土和预应力混凝土设计规范、钢桥设计规范等内容的讲授，归纳总结桥梁构造布置、桥梁荷载、施工进程结构受力及组合状态等知识点，介绍有限元软件运用并指导实践，继而完成基于施工过程的预应力体系设计或钢结构设计、桥梁性能验算等，最后阶段讲解工程制图、施工组织设计和概预算。
再则，基于嚴格遵循桥梁规范进行设计的要求下，引导学生在正确理解施工方法对桥梁结构受力影响的基础上，借助于工程软件运用，进行结构受力分析、预应力体系设计以及结构性能验算等，是本课程设计的教学侧重点之一。但对于缺乏工程实践、且没有经历过参照设计指导书进行“依葫芦画瓢”设计的学生而言，直接进入目前的半自主式教学模式的设计过程是需要适应的。
由同济大学对《大跨径桥梁课程设计》课程教学进行的学生问卷调查[3]表明：要使设计课程取得较好的学习效果，最重要的是教师在课上清楚、细致地知识传授和课后认真、详尽地答疑。因对桥梁施工工法缺乏直观感受，学生对如何将主梁构造、施工工法、桥梁施工工序安排、有限元软件、预应力体系有机地结合起来，实现施工模拟分析存在困难。对于设计规范的理解和运用状况，依然有部分学生存在疑惑。所以，在当前的教学改革中应该考虑到学生的这些方面。
五、结语
“桥梁全过程课程设计”课程的教学目标是培养学生的桥梁结构设计综合能力，提高桥梁工程应用型人才的素质。虽然在初次尝试过程中，在教学进度计划以及教学模式上存在有待商榷及待改进的地方，但实际教学效果表明，开展以学生为中心的教学改革，引导学生自主学习，在全方位提升学生能力方面具有现实意义和重要作用。
参考文献：
[1]林健.“卓越工程师教育培养计划”通用标准诠释[J].高等工程教育研究，2014，（1）.
[2]吴迅，张志超.桥梁工程课群方向本科生卓越工程师培养方案改革[J].时代教育，2014，（22）.
[3]魏红一，黄奕诚，杨扬.关于桥梁设计课程教学的问卷调查和讨论[J].教育教学论坛，2013，（10）.
[4]魏红一.对桥梁工程设计课程教学体系和模式的探讨[J].辽宁省交通高等专科学校学报，2011，（10）.
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