基于“卓越計(jì)劃”高級(jí)工程人才培養(yǎng)的《橋梁工程》教學(xué)改革

葉錫鈞 孫卓 曹颯颯

摘 要：基于國(guó)家精品資源共享課《橋梁工程》現(xiàn)有的豐富教學(xué)資源和工作基礎(chǔ)，針對(duì)卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃要求、目前《橋梁工程》課程教學(xué)中存在的問題和蓬勃發(fā)展的交通建設(shè)行業(yè)對(duì)專業(yè)人才提出的新需求，進(jìn)行《橋梁工程》課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法及校企合作培養(yǎng)模式的創(chuàng)新研究和改革，形成具有鮮明特色的教學(xué)實(shí)踐體系，旨在培養(yǎng)具備“基礎(chǔ)理論知識(shí)+工程實(shí)踐+創(chuàng)新意識(shí)及能力”的高級(jí)工程人才。

關(guān)鍵詞：卓越計(jì)劃；橋梁工程；高級(jí)工程人才；教學(xué)與實(shí)踐改革

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2096-000X（2017）05-0041-02

Abstract： Bridge engineering， which based on the sharing of excellent national resources， boasts rich teaching resources and has a solid working foundation. Aiming at the requirements of excellent engineer cultivation plan， problems in the teaching of bridge engineering and new demands of booming traffic construction industry to professional talents， this paper conducts innovative researches and carries out reform on the teaching contents and methods of bridge engineering and training modes of school-enterprise cooperation. In that way a practical teaching system with distinctive features can be formed， aiming at cultivating high-level engineering talents with basic theoretical knowledge， engineering practice ability and innovation consciousness and ability.

Keywords： excellent engineer cultivation plan； bridge engineering； high-level engineering talent； practical teaching reform

2010年，教育部啟動(dòng)了“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”（以下簡(jiǎn)稱“卓越計(jì)劃”）[1]，這是貫徹落《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》和《國(guó)家中長(zhǎng)期人才發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》的重大改革項(xiàng)目，也是促進(jìn)我國(guó)由工程教育大國(guó)邁向工程教育強(qiáng)國(guó)的重大舉措。

廣州大學(xué)的土木工程專業(yè)開辦于1991年，《橋梁工程》課程是土木工程專業(yè)的主干課程，經(jīng)過二十多年的建設(shè)，其先后被評(píng)為市、省、國(guó)家級(jí)精品課程。我校土木工程專業(yè)是全國(guó)第二批開展卓越計(jì)劃的專業(yè)，面對(duì)卓越計(jì)劃人才培養(yǎng)目標(biāo)以及交通建設(shè)事業(yè)對(duì)專業(yè)人才的新要求，很有必要在《橋梁工程》課程原有工作和成效的基礎(chǔ)上，建立一個(gè)更加完善的《橋梁工程》課程教學(xué)體系[2]。

一、課程定位與目標(biāo)

廣州大學(xué)《橋梁工程》課程每屆約有80～100人不等的上課需求，課程內(nèi)容主要分為三部分，其培養(yǎng)目標(biāo)和課程定位如下：

1. 《橋梁工程I》是最基本、最重要的課程。該課程講授橋梁工程的基本計(jì)算原理和適用情況，目標(biāo)是使學(xué)生掌握橋梁工程的基礎(chǔ)知識(shí)，理解基本的計(jì)算原理，具備橋梁設(shè)計(jì)的基本技能。

2. 《橋梁工程II》是在《橋梁工程I》的基礎(chǔ)上，跟蹤橋梁工程行業(yè)最新的技術(shù)發(fā)展，將行業(yè)中的新結(jié)構(gòu)、新技術(shù)、新工藝、新材料以專題講座的形式展現(xiàn)給學(xué)生。目標(biāo)是開闊學(xué)生視野，深度與廣度上補(bǔ)充學(xué)生的專業(yè)知識(shí)。

3. 《橋梁工程畢業(yè)設(shè)計(jì)》、《橋梁工程課程設(shè)計(jì)》、《生產(chǎn)實(shí)習(xí)》等三個(gè)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，目標(biāo)是重在通過到施工現(xiàn)場(chǎng)觀摩學(xué)習(xí)、方案設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)計(jì)算、配筋計(jì)算、設(shè)計(jì)圖繪制等手段，培養(yǎng)學(xué)生的理論聯(lián)系實(shí)踐的能力，強(qiáng)化學(xué)生分析問題、解決問題的能力[3]。

二、理論與實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

（一）知識(shí)模塊設(shè)計(jì)

1. 《橋梁工程I》

課程教學(xué)時(shí)間為80學(xué)時(shí)，各章節(jié)的教學(xué)時(shí)間安排如下：

（1）總論（10學(xué)時(shí)）；（2）混凝土梁橋橋面構(gòu)造（2學(xué)時(shí)）；（3）混凝土簡(jiǎn)支體系梁橋的構(gòu)造與設(shè)計(jì)（6學(xué)時(shí)）；（4）混凝土簡(jiǎn)支梁橋的計(jì)算（15學(xué)時(shí)）；（5）懸臂梁橋簡(jiǎn)介（2學(xué)時(shí)）；（6）混凝土連續(xù)體系梁橋（6學(xué)時(shí)）；（7）梁式橋的支座（3學(xué)時(shí)）；（8）混凝土拱橋（14學(xué)時(shí)）；（9）斜拉橋（4學(xué)時(shí)）；（10）懸索橋（4學(xué)時(shí)）；（11）組合體系橋簡(jiǎn)介（4學(xué)時(shí)）；（12）橋梁墩臺(tái)（10學(xué)時(shí)）。

橋梁墩臺(tái)的構(gòu)造和設(shè)計(jì)、橋梁墩臺(tái)的計(jì)算

2. 《橋梁工程II》

課程教學(xué)時(shí)間為36學(xué)時(shí)，以兩個(gè)專題的形式進(jìn)行教學(xué)安排：

（1）專題1——預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁（18學(xué)時(shí)）；（2）專題2——鋼橋及鋼-混凝土組合橋入門（18學(xué)時(shí)）。

（二）課程的重點(diǎn)與難點(diǎn)

1. 重點(diǎn)

（1）橋梁（荷載）作用的組成和分類；（2）混凝土簡(jiǎn)支梁橋的計(jì)算與運(yùn)用；（3）預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁橋構(gòu)造與設(shè)計(jì)；（4）預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋構(gòu)造設(shè)計(jì)及計(jì)算；（5）上承式拱橋的設(shè)計(jì)與構(gòu)造，拱橋計(jì)算；（6）梁橋支座的類型與布置、板式橡膠支座的計(jì)算；（7）橋梁墩臺(tái)構(gòu)造、重力式墩臺(tái)驗(yàn)算、樁柱式墩臺(tái)計(jì)算特點(diǎn)。

2. 難點(diǎn)

（1）理解橋梁（荷載）作用。橋梁作用處于“總論”章節(jié)，是對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)行為深入認(rèn)識(shí)的起點(diǎn)。橋梁作用的種類繁多，又較抽象，對(duì)于沒有任何橋梁概念的學(xué)生來說，理解起來相當(dāng)困難。本部分講解應(yīng)深入淺出，貼近實(shí)際生活，多舉例子，引導(dǎo)學(xué)生有更深入理解。

（2）認(rèn)識(shí)橋梁的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造。橋梁的結(jié)構(gòu)形式多樣，各結(jié)構(gòu)的構(gòu)造細(xì)節(jié)是橋梁設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，但這部分內(nèi)容在講授過程中又是最“枯燥”的環(huán)節(jié)，學(xué)生不易理解。應(yīng)引入圖片、視頻等多媒體手段向?qū)W生展示，通過結(jié)合多媒體素材和實(shí)際工程案例，讓學(xué)生對(duì)其有更好的認(rèn)識(shí)。

（3）掌握實(shí)用空間計(jì)算原理、橫向分布系數(shù)、有效分布寬度等。這部分內(nèi)容是本課程教學(xué)中的重中之重，因其需要扎實(shí)的力學(xué)和數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，又需要有較強(qiáng)的空間想象力，老師在本部分的教學(xué)過程中應(yīng)注重計(jì)算原理的深入解讀，把來龍去脈和適用情況講授透徹，結(jié)合課后習(xí)題和課程設(shè)計(jì)內(nèi)容，幫助學(xué)生理解。

（4）確定合理拱軸線。由于合理拱軸線的確定需要一定的力學(xué)基礎(chǔ)，而學(xué)生在學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)力學(xué)課程時(shí)對(duì)拱的力學(xué)分析通常掌握不夠，因此學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容會(huì)有一定難度。

（三）實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)的設(shè)計(jì)

1. 實(shí)踐教學(xué)的設(shè)計(jì)思想

實(shí)踐教學(xué)包括了課內(nèi)實(shí)踐與課外觀摩、實(shí)習(xí)兩個(gè)方面，設(shè)計(jì)思路如圖1所示。

2. 實(shí)踐教學(xué)的預(yù)期效果[4]

（1）通過校內(nèi)外專家的橋梁專題講座以及認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)，開闊學(xué)生的眼界，形成初步的感性認(rèn)識(shí)，了解橋梁工程的基本特點(diǎn)。

（2）通過課程設(shè)計(jì)，鞏固基本知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生的思維從原理到實(shí)踐的轉(zhuǎn)變，初步掌握橋梁計(jì)算、畫圖等基本技能，養(yǎng)成獨(dú)立思考和分析問題的習(xí)慣。

（3）通過工地現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)實(shí)習(xí)，達(dá)到了了解施工程序與過程，掌握常用施工方法和技術(shù)，培養(yǎng)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)處理能力和協(xié)調(diào)能力。

（4）通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，達(dá)到了促使知識(shí)的融會(huì)貫通，獲得橋梁結(jié)構(gòu)的綜合設(shè)計(jì)能力。

三、教學(xué)方法與手段設(shè)計(jì)

根據(jù)各章節(jié)具體內(nèi)容的不同特點(diǎn)，因材施教，靈活運(yùn)用多種教學(xué)方法與手段，并借助現(xiàn)代教育技術(shù)，將傳統(tǒng)教學(xué)方式與現(xiàn)代化教學(xué)方式相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)創(chuàng)新人才的目的。

1. 傳統(tǒng)講授法。講授最基本、重要的概念和計(jì)算原理，過程中應(yīng)突出重點(diǎn)難點(diǎn)，引入經(jīng)典的例子，注意啟發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生思考，盡可能地使講授的內(nèi)容貼近學(xué)生的生活實(shí)際，或輔助以畫圖、通過學(xué)生手工操作，增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，將抽象的，甚至枯燥的計(jì)算原理寓于生活事例中[5]。

2. 多媒體教學(xué)法。充分利用廣州大學(xué)先進(jìn)的教學(xué)設(shè)備，講課過程以ppt課件、圖像、視頻講授為主，解決“橋梁構(gòu)造”章節(jié)中如拱肋的構(gòu)造、橫隔板的設(shè)置等枯燥問題，給學(xué)生最直接的展現(xiàn)。

3. 案例教學(xué)法。關(guān)注當(dāng)今橋梁工程行業(yè)的最新動(dòng)態(tài)，結(jié)合課本內(nèi)容，適時(shí)引入橋梁建設(shè)與檢測(cè)新技術(shù)、橋梁倒塌、新設(shè)計(jì)概念等，組織學(xué)生展開討論，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行獨(dú)立和批判性的思考，提高分析問題和解決問題的能力[6]。

4. 構(gòu)建網(wǎng)上教學(xué)平臺(tái)。本團(tuán)隊(duì)開發(fā)了廣州大學(xué)橋梁工程教學(xué)網(wǎng)站[7]，《橋梁工程I、II》以及《基礎(chǔ)工程》、《橋梁電算》、《橋梁結(jié)構(gòu)檢測(cè)與評(píng)估》、《本科畢業(yè)設(shè)計(jì)案例》等豐富的課件、視頻、期刊文章、實(shí)際工程案例等均可在教學(xué)網(wǎng)站上下載。教師可利用網(wǎng)站上的資源進(jìn)行教學(xué)，學(xué)生亦可在課前或課后利用網(wǎng)站上的資源進(jìn)行預(yù)習(xí)和拾遺補(bǔ)漏，鞏固課堂教學(xué)成果。

四、結(jié)束語

本次對(duì)傳統(tǒng)《橋梁工程》課程進(jìn)行教學(xué)改革，解決了專業(yè)課程教學(xué)中“教學(xué)內(nèi)容與工程實(shí)踐需求、經(jīng)典理論偏多偏深而實(shí)踐教學(xué)偏少偏淺與培養(yǎng)目標(biāo)定位、有限課時(shí)與海量工程新技術(shù)”之間的矛盾，突出應(yīng)用性，對(duì)傳統(tǒng)工科專業(yè)解決課程內(nèi)容與工程實(shí)踐發(fā)展不適應(yīng)的問題進(jìn)行了有益的探索與嘗試。

參考文獻(xiàn)

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[7]廣州大學(xué)橋梁工程教學(xué)網(wǎng)站[EB/OL].http：//br.gzhu.edu.cn/.