全過程橋梁設(shè)計(jì)課程教學(xué)實(shí)踐、改進(jìn)與思考

管仲國 張超峰 阮欣

摘要：針對建立橋梁全過程設(shè)計(jì)課程的合理教學(xué)模式問題，基于兩屆橋梁全過程教學(xué)實(shí)踐，并通過網(wǎng)絡(luò)調(diào)查問卷反饋和針對性的改進(jìn)措施，探索建立了橋梁全過程課程設(shè)計(jì)的合理內(nèi)容與任務(wù)、課程安排和考核評價體系。采用開放性的設(shè)計(jì)選題，既能滿足課程建設(shè)的基本目標(biāo)，又能較好地適應(yīng)學(xué)生的差異化需求，引入案例教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生舉一反三。

關(guān)鍵詞：橋梁工程;全過程設(shè)計(jì);課程改革;問卷調(diào)查;持續(xù)改進(jìn)

中圖分類號：G642.477? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ?文章編號：1674-9324（2020）10-0192-03

一、引言

同濟(jì)大學(xué)土木工程專業(yè)開展了全過程專業(yè)設(shè)計(jì)的實(shí)踐教學(xué)改革，取消了既往的課程設(shè)計(jì)方法，集中在第七學(xué)期面向一個具體復(fù)雜工程項(xiàng)目開展包括總體規(guī)劃、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算和施工組織設(shè)計(jì)的全過程設(shè)計(jì)，旨在培養(yǎng)學(xué)生處理實(shí)際問題的能力、拓展其專業(yè)試驗(yàn)，提升其專業(yè)素養(yǎng)[1，2]。本文主要介紹了橋梁工程專業(yè)方向全過程的相關(guān)教學(xué)計(jì)劃與內(nèi)容安排設(shè)計(jì)、相應(yīng)的實(shí)踐反饋，以及針對性的改進(jìn)方案與實(shí)踐效果。

二、教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐反饋

橋梁工程全過程設(shè)計(jì)首次針對2014屆學(xué)生開始實(shí)施，根據(jù)課程建設(shè)主旨初步設(shè)計(jì)了具體的教學(xué)計(jì)劃。

（一）教學(xué)計(jì)劃安排

1.設(shè)計(jì)內(nèi)容與任務(wù)。橋梁全過程設(shè)計(jì)以一條總長為400m—800m的跨越既有道路和河流的接線橋梁為設(shè)計(jì)背景。設(shè)計(jì)任務(wù)涵蓋路線規(guī)劃、橋型方案選擇、主橋與引橋的分孔布跨;引橋采用標(biāo)準(zhǔn)跨徑，主橋設(shè)計(jì)根據(jù)路線等級和通航要求進(jìn)行具體設(shè)計(jì)[3]。根據(jù)上述設(shè)計(jì)任務(wù)要求，為了強(qiáng)化過程管控，將整個設(shè)計(jì)過程劃分為四個階段[4]。前兩個階段分別對應(yīng)總體設(shè)計(jì)和引橋復(fù)核計(jì)算，主橋的上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)單獨(dú)劃分為第三階段，下部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)部分的設(shè)計(jì)與施工組織方案設(shè)計(jì)合并為第四階段。

2.課程安排。課時計(jì)劃為每周7個課內(nèi)課時+7個課后課時。其中7個課內(nèi)課時采用3個授課課時與4個討論與輔導(dǎo)課時。3個授課課時主要為學(xué)生開展設(shè)計(jì)工作提供必要的講解和引導(dǎo)，本次共設(shè)置了17個知識板塊，具體內(nèi)容如下圖所示。4個討論與輔導(dǎo)課時由各班指導(dǎo)教師共同參與輔導(dǎo)[5]，根據(jù)共性問題，開展針對性的討論和輔導(dǎo)。7個課后課時由學(xué)生自行組織。

3.考核評價。全過程課程設(shè)計(jì)采用分階段的考核評價方式，各階段的考核成績按加權(quán)比例計(jì)入總成績。各階段均由學(xué)生進(jìn)行答辯，全體教師共同參與考評，并取各位教師的平均值作為學(xué)生的最終考核成績，以避免不同教師打分標(biāo)準(zhǔn)不一的問題[6]。

（二）調(diào)查反饋

對2014屆參加橋梁全過程課程設(shè)計(jì)的全體學(xué)生開展了匿名網(wǎng)絡(luò)問卷調(diào)查，主要調(diào)查結(jié)果如下。

1.總體情況。關(guān)于開展全過程教學(xué)與個人的專業(yè)能力提升的關(guān)系，79.25%的學(xué)生認(rèn)為作用很大，能夠?qū)韧闹R進(jìn)行系統(tǒng)的梳理和提升，18.87%的學(xué)生認(rèn)為作用一般，僅是對既有知識的梳理而已;1.89%的學(xué)生認(rèn)為無作用。

2.設(shè)計(jì)任務(wù)。對于全過程橋梁設(shè)計(jì)題目，77.36%的學(xué)生認(rèn)為對不同的橋型方案有合適的選擇空間，22.64%的學(xué)生認(rèn)為無合適選擇空間[7]。在選擇具體橋型時，62.26%的學(xué)生因?yàn)榭佳邢Ｍ嘧灾髦鋾r間，30.19%的學(xué)生希望嘗試新東西，提高自己的專業(yè)能力。這一比例關(guān)系與學(xué)生的實(shí)際分化狀況基本一致，即30%的學(xué)生已確定保研或已落實(shí)工作，60%的學(xué)生準(zhǔn)備考研。此外，本次課程設(shè)計(jì)的第三階段考核與考研初試時間相隔僅一周，這導(dǎo)致許多考研的學(xué)生難以兼顧，約61.54%的學(xué)生認(rèn)為第三階段任務(wù)最重。

3.課程安排。對于具體的授課內(nèi)容，59.62%的學(xué)生認(rèn)為應(yīng)結(jié)合某個實(shí)際工程案例，進(jìn)行選型、構(gòu)造、計(jì)算分析方面的演示，案例可以僅是簡支變連續(xù)的梁式橋，學(xué)生可以舉一反三;僅21.15%的學(xué)生認(rèn)為應(yīng)更注重結(jié)合規(guī)范，闡述橋梁工程、設(shè)計(jì)原理等前述課程中的原理問題在規(guī)范中具體是如何落實(shí)的。

4.考核評價。對于橋梁全過程的分階段考核，90.2%的學(xué)生認(rèn)為積極作用明顯，有助于督促全過程設(shè)計(jì)進(jìn)度，7.84%的學(xué)生認(rèn)為作用不明顯，僅有1.96%的學(xué)生認(rèn)為作用消極，增加學(xué)生負(fù)擔(dān)。對以班組為單位進(jìn)行集體考核的評價方式，88.24%的學(xué)生認(rèn)為滿意，認(rèn)為其有助于統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和公平[8]。

三、教學(xué)計(jì)劃改進(jìn)與實(shí)踐反饋

初次開展的橋梁全過程教學(xué)總體評價較好，積極作用明顯，但也存在一些不足，主要體現(xiàn)在設(shè)計(jì)內(nèi)容開放性略顯不足、學(xué)生選擇空間受限、案例教學(xué)不足等方面。

（一）教學(xué)計(jì)劃調(diào)整

1.設(shè)計(jì)任務(wù)與考核階段。對2015屆學(xué)生的橋梁全過程設(shè)計(jì)，路線設(shè)計(jì)直接采用學(xué)生在第6學(xué)期《道路與鐵道工程》課程設(shè)計(jì)中的題目與成果，這樣既可以與前續(xù)課程形成有機(jī)的聯(lián)系，也有利于減少重復(fù)。與此同時，在新的路線設(shè)計(jì)中把河壩內(nèi)寬提升至260m，設(shè)置雙向通航孔。主橋既可以選擇多跨連續(xù)梁方案，也可以選擇更有挑戰(zhàn)性的橋型，比如采用斜拉橋或者拱橋一跨過河。這就可為不同學(xué)生提供更加廣泛的選擇空間，體現(xiàn)“共性基礎(chǔ)+個性發(fā)展”的培養(yǎng)模式。

本次課程設(shè)計(jì)仍然分為四個階段，但由于第一階段的路線設(shè)計(jì)部分接續(xù)《道路與鐵道工程》課程而減少了任務(wù)量，該階段時間縮短至3周，第二和第三階段考核時間相應(yīng)提前，其中第三階段考核與考研初試的時間差距進(jìn)一步拉大至4周，避免學(xué)生無暇兼顧。

2.授課內(nèi)容。17個授課板塊的內(nèi)容由原來重視理論教學(xué)轉(zhuǎn)向重視案例教學(xué)，增加了“設(shè)計(jì)過程實(shí)例”與“復(fù)雜橋設(shè)計(jì)實(shí)例”。同時，更多地把工程實(shí)例作為授課內(nèi)容，將最新的設(shè)計(jì)與施工方法以PPT或者動畫視頻的形式在課堂上教授給學(xué)生，這種靈活的授課方式將會大大提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，以案例為依托進(jìn)行授課，生動形象，能夠加深學(xué)生對知識的理解與掌握，進(jìn)而提高學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力。

（二）調(diào)查反饋

為評估調(diào)整后的橋梁全過程教學(xué)實(shí)踐效果，對2015屆參加全過程課程設(shè)計(jì)的橋梁專業(yè)的全體學(xué)生進(jìn)行了一次網(wǎng)絡(luò)調(diào)查問卷，主要結(jié)果如下。

1.總體情況。關(guān)于開展全過程教學(xué)與個人的專業(yè)能力提升的關(guān)系，92.16%的學(xué)生認(rèn)為作用很大，能夠?qū)韧闹R學(xué)習(xí)起到系統(tǒng)的梳理和提升的作用，7.84%的學(xué)生認(rèn)為作用一般，僅是對既有知識的梳理而已，無學(xué)生認(rèn)為作用消極，增加學(xué)生負(fù)擔(dān)。這顯示了課程改進(jìn)的積極實(shí)踐效果。

2.設(shè)計(jì)選題與課時投入。對于新的全過程橋梁設(shè)計(jì)題目，92.16%的學(xué)生認(rèn)為對不同的橋型方案有合適的選擇空間。進(jìn)一步對學(xué)生所選橋型方案的調(diào)查統(tǒng)計(jì)顯示，68.63%的學(xué)生選擇了連續(xù)梁橋，15.69%的學(xué)生選擇了斜拉橋，9.8%的學(xué)生選擇了拱橋，3.92%的學(xué)生選擇了矮塔斜拉橋，還有1.96%的學(xué)生選擇了其他橋型。可見，相比2014屆，課程改進(jìn)后更加擴(kuò)大了橋型方案的選擇范圍和設(shè)計(jì)題目的開放性。

3.課程安排。對于調(diào)整后的17個板塊的授課內(nèi)容，認(rèn)為最有幫助的課程的前三名分別是獲得74.51%占比的“橋梁電算方法與實(shí)例”、60.78%占比的“橋梁總體設(shè)計(jì)與案例”和60.78%占比的“主橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及施工”，這三部分在教學(xué)內(nèi)容上均明顯采用了案例教學(xué)。

四、思考與啟示

通過對同濟(jì)大學(xué)橋梁工程專業(yè)連續(xù)兩屆的全過程課程設(shè)計(jì)實(shí)踐與調(diào)查改進(jìn)，逐漸建立了與之相適應(yīng)的教學(xué)模式，在此過程中也引發(fā)了一些對現(xiàn)代高等教育教學(xué)理念與方法的思考與啟示。

1.開放性的教學(xué)模式。本次橋梁全過程設(shè)計(jì)選用了具有良好開放性的題目。允許不同的學(xué)生根據(jù)自己的實(shí)際情況做出不同的選擇，對于要考研復(fù)習(xí)的學(xué)生允許其選擇簡單橋型，滿足了課程基本目標(biāo)要求[9]，對于那些學(xué)有余力的同學(xué)則鼓勵其選擇較為復(fù)雜的具有挑戰(zhàn)性的橋型以鍛煉自身的創(chuàng)新能力。事實(shí)上，開放性的題目更多體現(xiàn)的是對學(xué)生的理解和尊重，在更深層次上則是體現(xiàn)“共性基礎(chǔ)+個性發(fā)展”的培養(yǎng)模式，實(shí)現(xiàn)“因材施教”[10]和多樣化人才培養(yǎng)的目標(biāo)。

2.案例教學(xué)與實(shí)踐能力培養(yǎng)。授課部分根據(jù)調(diào)查情況，由最初的偏設(shè)計(jì)規(guī)范講解轉(zhuǎn)為偏案例講解的方式，化抽象為具體，加深學(xué)生對知識的理解與掌握，同時輔以梳理理論知識與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范之間的關(guān)系，讓學(xué)生學(xué)會參考規(guī)范但又不被規(guī)范所限制，培養(yǎng)其處理實(shí)際問題的能力[11]。需要指出的是，教學(xué)中的案例教學(xué)并非直接給學(xué)生提供一個相似的范本進(jìn)行模仿，而是通過更為簡單的模型引導(dǎo)學(xué)生舉一反三，以此加強(qiáng)對學(xué)生的能力培養(yǎng)而不是單純要求其完成設(shè)計(jì)任務(wù)。

3.教學(xué)互動與持續(xù)改進(jìn)。本次橋梁全過程課程設(shè)計(jì)實(shí)踐中的一個很重要的經(jīng)驗(yàn)就是通過多次的問卷調(diào)查，及時了解學(xué)生對教學(xué)實(shí)踐的反饋意見，并據(jù)此進(jìn)行了針對性的教學(xué)模式改革。實(shí)際上，教學(xué)是一個雙向互動的過程，僅從教方的角度進(jìn)行的教學(xué)模式設(shè)計(jì)并不一定能符合學(xué)方的要求，應(yīng)通過適當(dāng)?shù)姆绞酱龠M(jìn)教師與學(xué)生的溝通和交流，讓學(xué)方能有機(jī)會發(fā)聲，讓教方也能有機(jī)會傾聽，并不斷地根據(jù)學(xué)生的反饋及時做出教學(xué)內(nèi)容和模式上的調(diào)整與改進(jìn)，不斷地融入新方法和新思維，真正地做到教學(xué)相長，共同促進(jìn)[12]。

五、結(jié)語

通過對橋梁工程專業(yè)連續(xù)兩屆的全過程課程設(shè)計(jì)實(shí)踐與改革，逐漸探索出行之有效的課程設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容和模式，既能夠滿足課程建設(shè)的初始目標(biāo)，同時又能較好地適應(yīng)學(xué)生的差異化需求，相關(guān)的開放性教學(xué)模式、重視案例教學(xué)和能力培養(yǎng)、堅(jiān)持教學(xué)互動與持續(xù)改進(jìn)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)也可為其他院校相關(guān)專業(yè)的課程改革提供借鑒。

參考文獻(xiàn)：

[1]韋佳，倪杰，吳遠(yuǎn)征.基于職業(yè)能力培養(yǎng)的應(yīng)用型本科實(shí)踐教學(xué)體系創(chuàng)建研究[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2015，32（3）：207-210.

[2]王志強(qiáng)，魏紅一.對“橋梁全過程課程設(shè)計(jì)”教學(xué)改革的思考[J].教育教學(xué)論壇，2019，400（06）：107-109.

[3]張菊輝，管仲國，王媛媛.以培養(yǎng)卓越工程師為目標(biāo)導(dǎo)向的橋梁工程教學(xué)改革[J].新校園旬刊，2016，（11）.

[4]李紅梅，盧葦，陳旭東，等.畢業(yè)實(shí)習(xí)與設(shè)計(jì)過程管理質(zhì)量保證體系的研究與實(shí)踐[J].高等工程教育研究，2012，（6）：167-171.

[5]劉山洪，吳海軍，周水興，向中富，徐君蘭.橋梁工程精品課程建設(shè)的實(shí)踐與探討[J].重慶交通學(xué)院學(xué)報(bào)（社會科學(xué)版），2006，（3）.

[6]藍(lán)磊.基于全過程教學(xué)的建筑施工技術(shù)課程改革與實(shí)踐[J].山西建筑，2014，40（36）：253-254.

[7]譚曉玲，譚俊.以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為目標(biāo)的地方高校課程考試改革研究與實(shí)踐[J].教育與職業(yè)，2013，（17）：169-170.

[8]汪艷麗.面向應(yīng)用型人才培養(yǎng)的課程考試改革與創(chuàng)新[J].教育與職業(yè)，2010，（20）：20-22.

[9]王燕芳，王安紅.高等院校工科專業(yè)學(xué)生考核方法改革初探——以嘉興學(xué)院為例[J].考試周刊，2013，（30）：8-9.

[10]康俊濤.從素質(zhì)教育的要求談《橋梁工程》教學(xué)改革[J].教文匯（中旬刊），2007，（5）.

[11]馬靜.高職橋梁工程課程教學(xué)改革研究[J].現(xiàn)代職業(yè)教育，2018，（34）.

[12]高琪，李位星，廖曉鐘.工科專業(yè)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)全過程考核評價體系研究[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，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