分析桥梁工程的能力改革

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分析桥梁工程的能力改革:基于职业能力提升的《桥梁工程技术》课程改革研究

摘要：高职教育的目的是使学生在校期间具备基本的职业能力，围绕着这个目标对高职《桥梁工程》课程的授课内容、课堂教学、评价方式进行改革，改革后的课程以职业实践为主线，让学生参与桥梁建设的全过程，从而达到提升学生职业能力的目的。

关键词：高职教育；课程改革；职业能力

1 引言

高职教育经过近几年的发展后，越来越着重课程内涵的建设，而衡量课程内涵建设质量好坏的标准之一就是看本课程能否提供给学生应具备的职业能力。课堂是课程的重要环节，所以通过课堂让学生掌握相应的职业能力并提高其职业素养是对课程内涵建设的有力响应。目前《桥梁工程技术》这门课程在课堂教学时大多采用“老师说学生听”再辅以若干多媒体课件作为补充的模式，学生只能对教材上的内容有个模糊的概念，对于实际施工中学生应该掌握的方案甄选、技术交底、各工作岗位的协调能力无法得到锻炼。所以在《桥梁工程技术》课程的课堂教学中必须摈弃传统的教学方法和手段，重新组织，针对上述三项职业能力对学生加强训练。

2 课程改革内容

（1）授课内容改革

高职《桥梁工程技术》课程大多沿袭本科的内容，培养目标放在桥梁结构的力学分析，偏向于桥梁设计，理论性比较强。但高职学校培养目标是让学生掌握桥梁施工的基本内容，所以这些授课内容严重偏离培养目标，内容必须进行改革。围绕施工管理现场工程技术人员这一岗位要求，进行如下改革：

桥梁结构理论与工程识图相结合

桥梁结构理论讲解应该注意层次性，讲解的桥梁类型应该以工程最常见的桥梁类型为主，比如简支梁、连续梁、钢筋混凝土拱桥。讲授的理论知识以满足施工需要为目的，讲解重点放在桥梁在吊装和运营时受力特点、桥梁横向连接的装置及作用、受力钢筋和构造钢筋与桥梁受力特点的对应、施工过程中结构体系的转换、施工中容易出现的特殊受力状态等，并在讲授每种类型的桥梁时以相应的实际工程为例，通过讲解图纸让学生了解在实际工程中上述理论知识是怎么运用的，同时要求学生计算施工图纸的工程量以此来加深学生的识图能力。

桥梁施工工艺与技术交底相结合

桥梁施工工艺是桥梁工程技术这门课在讲解时一个重点，但是学生对于纯粹的施工工艺根本无法理解，只能死记硬背，效果很不理想。通过改革后，让学生首先掌握施工技术交底的基本步骤和目的，再让学生根据某一具体的施工工艺互相进行交底，这样学生通过学习这些内容能掌握施工技术交底这一基本职业技能同时还能加深对施工工艺的理解。

桥梁施工方案与项目管理相结合

对于高职道路桥梁工程技术专业而言，其培养目标是将学生培养成具备施工技术管理基本技能的人才。桥梁工程技术是一门专业核心课程，承担了完成这个培养目标的重要任务，所以在讲解桥梁施工方案应该和项目管理相结合，比如在讲解现浇法与预制安装法两种施工方案时，应该以一个实际工程为例，学生通过对施工图纸的理解组织施工，完成包括进度计划、项目组织、安全文明方案、以及支架搭设或吊装方案在内的施工方案。

（2）课堂教学改革

a. 教学载体改革

教学载体的选择要满足课程改革的要求。首先必须起到理论知识载体的作用，其次要具有吸引力即要具有一定的趣味性，最后要具有可操作性。因此教学载体必须要多样性，可以选择教材、实际工程图纸、实际工程施工组织设计或施工方案、施工技术交底以及相应的实物模型进行组合。通过对教学载体的改革可以提高学生学习这门课程的兴趣并且能够提高学生的职业认同感。

b. 教学方法改革

教学方法必须摒弃以前“老师说学生听”的教学方式，以情景教学为主要方式。授课过程中可以按照角色扮演的方式进行小组讨论教学，让学生通过角色扮演，提高他们的学习兴趣，把以教为主的教学方式改成学为主的教学模式，让学生积极参与到教学中来，以提高课堂教学效果。角色可以选择目前工程上的“六大员”，上课过程中学生按照“六大员”划分成六个小组，针对同一个授课内容，每一个小组按照自己的所扮演角色的工作职责进行小组讨论，课外可以形成团队完成学习资源的收集和整理，最后各小组共同完成工程的管理任务。教师在课堂上需针对实际工程将理论知识与实际工程结合起来，并引导学生完成所布置的管理任务。

c. 第二课堂的延伸改革

传统桥梁工程技术第二课堂的教学主要是以参观工地为主，而由于工程项目的建设周期较长、现场比较复杂以及学生人数的限制，这种第二课堂的学习只能是以观察为主而且也只能观察到施工过程中某个阶段，效果欠佳。现在提出的第二课堂延伸是指利用高职院校的实训场所，让学生完成桥梁上部结构设计、施工方案编制、施工交底并自己施工完成该项目、并完成上部结构加载试验。一方面通过自己动手加深对理论知识的理解，另一方面学生可以参与桥梁建设的全过程。这些是传统第二课堂中的工地参观所无法达到的效果。当然，实训项目的选择需要考虑学校教学组织的需要，对桥梁上部结构的尺寸和施工周期进行调整。

（3）评价方式改革

目前对学生学习成绩的评价方式主要为平时成绩和期末考试成绩，平时成绩局限在出勤、作业和回答问题这三个方面，这种评价方式无法对学生的职业素养进行全面考核，与高职院校的培养目标极不相称所以必须进行改革。改革之后的评价方式应该是全过程考核，从桥梁上部结构的设计、施工方案的选择、施工交底、所扮演项目技术管理人员角色的模拟、现场项目实施的过程一直到最后的期末考试都应该属于考核的内容，这样学生通过这个全过程考核对自己有比较全面的认识，而教师也可以通过考核过程的细化分解了解学生的优势和短板，并在教学指导过程中有针对性的进行加强。从而可以进一步提高学生的职业技能。

3 结语

职业能力的培养是高职院校教学过程中一个重要的教学目标，本文通过对授课内容、课堂授课以及考核方式进行改革，突出了“职业实践”这条主线，让学生在学校内就能参与桥梁建设的全过程，并且兼顾了理论知识的传授，是提高学生职业能力的一个比较好的方法。

分析桥梁工程的能力改革:基于工程应用能力培养的桥梁工程课程教学思考与实践

摘 要： 本文以桥梁工程课程教学为例，分析了目前桥梁工程课程教改中存在的问题，探讨了如何进行课程理论学习改革，结合实践训练环节模式的改变和有效的考核体制，形成以工程应用能力培养为核心的教改模式，对国内高校土木工程专业其他类似课程的教学提供一些参考和借鉴。

关键词： 工程应用能力 教学模式 实践 改革 桥梁工程

1.引言

一个地区的发展和建设离不开当地高等院校的人才培养，地方高等院校自身的发展和服务地方的建设至关重要，尤其在培养专业技术人才方面，要结合本地区的特色和特殊性做出及时的调整和适应。地方高等院校各个专业的发展与服务地方的关系，影响其健康持续发展，这个问题应引起高等院校自身和学术界的广泛关注[1，2，4，5]。从服务地方来看，大部分高校没有合理调整各个专业内容的设置，及时应对当地发展和建设的需要，出现脱离当地建设的实际、针对性不强等一系列问题。

我校作为一所传统的工科院校，近几年来一直将服务地方策略作为专业人才培养方案调整的重要依据，努力把学校建设成服务地方发展和建设的人才培养、科技创新的重要基地。自2010年开始，我校土木工程专业开始准备住建部专业评估，土木工程学院启动工程应用能力为主，结合地方建设为特色的土木工程人才培养课程教学模式改革工作。作为土木工程专业道路与桥梁方向，《桥梁工程》课程是一门非常重要的专业业务课程，是一门要求工程实践能力很强的专业课程，与工程实际关系十分密切。因此，通过一定的工程实际锻炼，能用已学的知识理论去解决工程实际问题将关系到学生专业能力素质。结合多年的桥梁工程教学，笔者对工程应用能力培养进行探讨和思考。

2.桥梁工程课程教学存在的问题

《桥梁工程》课程继土木工程制图、材料力学、结构力学、结构设计原理、基础工程、桥涵水文、道路勘测设计等课程学完之后，以实际工程为背景，进一步运用力学知识和综合专业基础知识，解决桥梁实际工程问题。

近些年桥梁工程建设的增多，使得道路桥梁专业毕业生的专业知识层次要求产生了变化，我校桥梁工程课程理论教学增加到目前的88学时，注重了这门课教学的整体完整性，但也存在一些不足和改进之处。目前在教学中普遍存在的问题有：（1）由于学生专业基础课程学习的不够扎实，一些专业基础课程设计未能按要求完成，且往往基础课和专业课由不同老师讲授，导致桥梁工程学习中运用到已学过的知识理解新的概念、理论时不能及时掌握，随着课程的推进，新的知识点出现越来越多，学生学起来就感觉到困难，致使掌握程度浮于表面，甚至只是应付上课；（2）由于课程相对密集的原因，没有更多的时间在学习过程中结合实践和运用，不能把理论知识和工程实际有效结合，导致接下来的课程设计环节无法进行，甚至失去课程学习的兴趣和信心；（3）考核方式多为结合平时上课出勤情况，书本上理论知识点的期末试卷考核，这种评价体系侧重于理论知识的考核，无法全面对综合运用学过的专业知识去解决实际问题的能力评价，因此不能很好地培养具备能够提出问题―分析问题―解决问题的工程应用能力的人才，与目前倡导的卓越工程师的培养大相径庭。

3.以应用能力为主导的教学模式

作为土木工程专业的学生，其学习理论知识的目的是毕业后能够运用到实践工程工作中，在工作中遇到新的问题如何运用已学的知识去处理和解决。因此，桥梁工程课程教学改革，要与实际工程相结合，建立合理的教学课程体系，培养和锻炼学生具备工程应用能力，能够解决实际工程问题至关重要。

3.1理论课程学习模式的改革

桥梁工程课程的学习，一般学生常规的学习方式是进课堂集中听专业老师灌输式的讲授，这种教学模式不利于培养学生的工程应用能力，在教学过程中，应切实体现工程特色，突出实践，强化应用。我校桥梁工程课程理论教学88课时，通过加大课时量，做到教学内容完全体现深化桥梁理论知识学习，加强工程实际能力的培养。课程教学大部分章节以桥梁工程案例为依托，做到从工程中学习理论知识，到运用已学知识解决工程实际问题中，增加学生工程意识和思维方式。建立了一套工程信息资料数据库，如BIM建模与应用模块，实际桥梁工程施工、设计、监理、造价及管理资料模块，桥梁工程视频、动画模块，与桥梁工程有关的微信（筑龙路桥等）、论坛精品资料模块、实验室实践学习模块、工程软件学习实践模块，产学研实习模块等，将其穿插应用于理论教学的始终，突出课程教学的工程特色。通过结合学校周边近几年大型桥梁工程建设，激发学生的学习桥梁工程课程的兴趣和爱好。

3.2课程实践训练环节模式的转变

以往我校的桥梁工程课程实践环节主要是通过虚拟一课题完成课程设计或大作业，进行设计一座预应力梁式桥或拱桥，并给出计算书和设计图纸。通过对几届学生完成情况的观察，在两周的时间内，只有少数学生能够参考设计计算实例完成，只是依葫芦画瓢地照搬参考书上实例进行计算画图，没有真正理解体会的完成一座桥梁的设计计算。针对这种情况，在教学过程中，通过问卷调查和与学生互相交流得知，导致这种情况是集中教学模式，加之实践中其他课程和实践环节过多，只有无暇应付，根本没有时间去思考和认真去做。因此，最近几年采取了一系列的措施来改变上述的状况。

3.3建立课程工程应用能力考核机制

强度工程应用能力，并不是放弃量化的指标考核，建立在实际教学过程中能够进行综合评价一个学生的评价考核体系，使学生能够知道想学什么，要学什么，必须学什么。在考核中强度多元化的评价，如桥梁工程知识点的比赛，定期学生上台讲课汇报情况让学生自己解决同组或本班其他学生存在的问题。真正做到以考促学，以考促教，加强平时考核，加强知识的综合运用能量的测评，加强自己动手解决问题的评价。总之，好的评价考核体系能够真正区分和识别谁是最好的学生。

4.结语

工程应用能力是工程师核心的竞争力，也是高等院校工程教育的薄弱环节。高校中开设的专业课程要理论知识结合实践训练，全方位、多角度地培养学生的工程应用能力。教师要不断增强工程意识，做到传授知识、培养学生解决实际工程问题意识、参与到工程实践中。学校、地方企业等参与到整个培养的过程中，为教学提供支撑条件，为能够培养出更好的卓越工程师创造良好的条件提供保障。

分析桥梁工程的能力改革:桥梁工程专业毕业设计中创新能力培养的研究与实践

摘要：结合当前桥梁工程专业的特点及毕业设计中存在的问题，从毕业设计选题、毕业设计组织方式、专业指导方式、加强中间过程管理和科学合理的评分方式等方面提出了新的适应于创新能力培养的教学方案并进行了教学实践，为工科高等教育创新型人才培养提出了新的思路。

关键词：桥梁工程；毕业设计；创新能力

创新是一个国家持续发展的永恒动力，是一个民族傲然屹立于世界之林的根本，高等教育的重要内容除了培养学生掌握基本的专业技能以外，更重要的是要培养学生的创新能力。当前的时代是一个知识经济的时代，知识经济的特征就是知识不断创新，在知识经济时代，拥有自主的知识产权就意味着财富和经济发展，而知识产权来自于知识和技术的原始创新。[1，2]创新能力对刚走入社会的大学生的个人发展也尤为重要，对于桥梁工程专业的毕业生来说，当前的就业形势日益严峻，一方面扩招带来的竞争压力使得只有相对优秀的毕业生才能获得较好的就业机会，另一方面桥梁建设领域新结构、新工艺的大量采用使得只有具有创新能力的学生才能更快地成长，更好地适应社会对人才的需求。因此，创新能力的培养不论对国家、民族、经济的持续发展还是对大学生个人的发展都具有极其重要的意义。

桥梁工程毕业设计是桥梁工程专业学生在大学阶段学习过程中最后一个综合性的实践教学环节，在这一阶段学生必须综合运用大学四年所学的专业课程知识来解决一个具体的实际问题，其综合性和实践性为创新能力的培养创造了良好的条件。在大学四年期间，创新性思维应贯穿于每门课程的教学之中，通过前面的积累，大学生实际上已普遍具有创新动机，对创新也有一定程度的认识，希望在学习中产生新思想与新理论，但基于条件所限，在课程的作业、试卷或者报告中很难形成真正的创新。而桥梁毕业设计相对于以前的课程来说是一个全新的平台，它是以一个具有具体地形地貌的桥位为基础，要求学生创造性的设计出一座安全、经济、适用、美观的具体桥梁结构物，该环节具有极大的灵活性，在指导教师合理的引导和学生强烈创新欲望的驱使下，必然能通过桥梁工程毕业设计这个良好的平台使得学生的创新能力得到很好的培养。因此选择在桥梁工程毕业设计这个环节来进行学生创新能力的培养是切实可行的。

一、当前桥梁专业毕业设计中存在的问题

桥梁工程毕业设计的目的是使学生熟悉一座桥梁设计的全过程，包括方案比选、尺寸拟定、内力计算（验算）、施工图的绘制、计算书的编制等等。通过以上过程锻炼学生的结构创新、计算分析、电算程序、计算机绘图、文档整理等各方面的能力。[3]然而由于种种原因，目前的毕业设计成果很难达到上述令人满意的结果，在创新性方面更是严重缺乏，甚至存在个别抄袭剽窃的现象，与毕业设计的初衷相去甚远。[4]在整个毕业设计过程中创新性不足主要表现在以下几个方面：

1.指导教师对创新能力培养的重要性认识不足

指导教师对毕业设计指导思想的认识直接影响到学生创新能力的发挥。由于对毕业设计工作的目的、意义、作用认识不足，以及当前学术研究中对创新的神圣化，部分指导教师认为本科生难以创新，只是将毕业设计作为学生的岗前职业训练，侧重于某项专业技能的训练，而忽视了设计指导过程中对学生综合素质的训练和创新能力的培养。[5，6]另外由于扩招的影响，一位教师经常要指导8～10名学生，同时指导教师自身还有正常的教学科研任务要完成，导致指导教师精力投入不足，因而很难对学生进行系统的创新能力培养。

2.桥型方案选择单一

桥型从大的方面来分可分为梁式桥、拱式桥、斜拉桥、悬索桥和各种组合式桥梁，学生在确定桥型方案时往往不是根据地形地貌、通航要求等技术要素来进行考虑，而是看哪种桥型好做，哪种桥型的毕业设计可以找到参考的模板，导致绝大部分学生选择的桥型方案均为梁式桥，并且又以梁式桥中的等截面或变截面连续梁桥为主，占所选方案的80%以上，而斜拉桥、悬索桥、斜腿钢构桥、钢架桥等很多非常有结构创新特点并且在实际工程中使用得也较多的桥型却没有学生选择。最终导致毕业设计成品同质化现象比较严重，并且在毕业设计过程中由于桥型的限制也很难进行创新能力的培养。

3.学生基础知识不牢，在毕业设计上投入的精力不足

近年来，随着我国大规模的扩招，学生就业形势日益严峻，在毕业设计期间，个别没有签单位的学生必然将主要精力放在了找工作上，使得毕业设计质量下降。另外，准备考研、实习等在客观上导致了学生投入毕业设计的精力严重不足，再加上有些学生本身学习基础就较差，因此想要在毕业设计阶段得到创新能力的培养难上加难。

4.缺乏科学合理的创新评价体系

目前的毕业设计主要通过指导教师评阅、评阅教师评阅和毕业答辩来进行评分，学生只知道自己最终的成绩等级，而并不清楚自己在哪些方面做得很好或者在哪些方面还有值得改进的地方，因此最终的成绩只是一个模糊的评价。虽在成绩评定书中也有指导教师评阅意见和评阅教师评阅意见，但通常只在学生的档案袋中，学生本人无法看到且这些意见也都是笼统而不是具体的，因此最终导致学生根本不了解自己的毕业设计有没有创新性，只是完成了任务，得到了一个成绩等级而已。当然这样的情况也导致学生失去了在毕业设计中进行创新的动机。

二、创新能力培养方案

针对以上普通高校毕业设计中在创新能力培养方面普遍存在的问题，结合长沙理工大学土木与建筑学院的实际情况，从以下几方面入手，构建了有利于创新能力培养的毕业设计模式。

1.创新性选题

毕业设计题目的选择对创新能力的培养至关重要，一方面应尽量选择与工程实际联系紧密的真题，并且做到一人一题；另一方面在毕业设计任务书中分桥型规定需要完成的创新性内容。如对于简支梁桥可把截面尺寸的优化设计和预应力的优化设计作为创新性内容；对于连续梁桥可把悬臂施工过程中的挠度和预拱度的详细计算作为创新性内容；对于连续钢构桥可把柔性墩合理形式的选择与优化作为创新性内容；对于斜拉桥可把斜拉索成桥索力的优化设计作为创新性内容；对于拱式桥可把拱轴线形的优化设计作为创新性内容等。当然创新性内容不拘限于以上内容，还可通过指导教师与学生的交流，结合学生自己的专业技能和兴趣共同来确定所选课题的创新性内容，然后将其明确到设计任务书中。只有明确了创新性内容，学生才能做到有的放矢，才能有针对性的进行创新能力的培养。在最终的毕业设计成果中，即使创新性内容部分没有做得很完整，只要常规内容做好了，其毕业设计成绩还是可以通过。这个过程不仅开发了学生的创新意识，而且锻炼了学生的创新能力。

2.因材施教，有针对性地进行创新能力的培养

由于每个学生对专业基础知识掌握的程度不一样，在个体能力和素质上也存在着差异，要求每个学生在毕业设计中都有创新是不现实的，因此在创新能力的培养中也要坚持因材施教的原则。具体的做法是：挑选6～8名学业优秀又有兴趣的学生成立毕业设计创新小组，相应地挑选骨干教师成立创新指导小组，人数也为6～8人，由他们专门负责毕业设计创新内容部分的指导。由于学生人数较少，在指导小组内部基本可以实现一对一的辅导，因此学生和教师能进行深入交流，更容易培养出学生的创新性成果。这些学生的毕业设计取得的较好效果也可以对其他学生起到辐射作用，使广大学生接受并自觉意识到创新能力培养的重要性。另外，创新小组的教学过程是开放式的，也欢迎其他学生来旁听和提问，只是对他们没有强制性的创新性内容的要求。这样在全体学生中容易形成创新性学习的氛围，有助于全体学生创新性能力的培养，同时又避免了教师和学生精力的分散。

3.专题性讲座巩固专业基础知识、开阔视野

有了良好的毕业设计选题和创新能力培养的组织模式后，创新能力的培养还需要学生具有扎实的专业基础。虽然通过前三年的学习，学生已具备了基本的专业素质，但知识系统还相对孤立和分散，为了进一步巩固以前的力学基础知识，同时开阔学生的视野和思路，针对毕业设计安排了一系列的专题讲座并贯穿于毕业设计的全过程。这些讲座包括：桥梁方案比选及各桥型方案特点，桥梁设计规范条文讲解及应用，MIDAS、ANSYS、桥梁博士软件在毕业设计中的应用，毕业设计步骤及如何做好毕业设计，桥梁毕业设计施工图绘制规范等等，这些讲座都由毕业设计创新指导小组的教师来主讲。另外，还可以邀请一些在建大型桥梁工程建设单位的项目经理或总工来校进行专题施工讲座，介绍当前大型桥梁工程中的一些创新设计、施工新技术，开拓学生的视野。通过这些措施使学生具备初步的创新设计能力。

4.毕业实习理论联系实际

毕业设计是一门实践性很强的综合课程，为了加深学生对桥梁实物的理解，在毕业设计之前安排了为期两周的毕业实习，毕业实习的内容安排完全为毕业设计服务。在毕业实习中，学生可以接触到各种桥型的实际构造（主要选取湘江1～6桥作为实习地点，包括了梁式桥、拱式桥、斜拉桥和悬索桥），指导教师会对各桥型的构造、施工方法和设计特点在现场进行详细讲解。通过两个星期的时间，使学生能理解各桥型作品的构造和背后所蕴涵的力学原理，同时对自己即将要进行的桥梁结构设计成品有一个初步实物的概念，以避免纸上谈兵。

5.强化过程管理

对毕业设计的过程管理实行指导教师负责制，制定详细的过程管理规章制度，学院负责对指导教师进行考核。由学院安排具体的答疑时间和地点，学生在固定教室而不是在宿舍进行毕业设计，指导教师可以随时抽查学生是否在进行毕业设计，这样方便了对学生的管理。指导教师必须保证每周两次，每次不低于4个小时的答疑时间，有效地避免了指导教师精力投入不足的情况。研究科学合理的指导方式，指导教师将整个毕业设计任务进行分解，制订每周要完成的毕业设计内容并进行进度检查，实行中期答辩制度，对进度严重滞后的学生上报学院进行警告，避免学生出现前松后紧的现象。在创新指导小组内部，每两周举行一次创新设计内容讲评会，首先由学生介绍自己在创新内容方面调研的成果和为完成创新内容所准备采用的思路和方法，然后教师对学生的方案、思路、计算方法进行指导，通过相互交流激发学生的创新思维，提高学生的创新能力。通过以上措施保证了教师和学生在毕业设计上投入的时间，提高了指导效率，提高了学生的主观能动性和自觉性，培养了学生的创新能力。

6.创新性质量评价体系

为毕业设计质量制订了详细的百分制评分细则，常规毕业设计内容占85分，创新性毕业设计内容占15分，在常规毕业设计内容完成的基础上才对创新性毕业设计内容进行评分。根据以上评分规则，完成常规毕业设计内容可以得到“良”的成绩，而在此基础上完成了创新性毕业设计内容则可以得到“优”的成绩。毕业设计的评分由指导教师、评阅教师和答辩小组共同完成，以确保评分的客观公正性。对于完成了创新毕业设计内容的毕业设计，指导小组还将对学生给出完整详细的评阅意见，对毕业设计内容进行具体点评，使学生了解自身的优势和劣势，对其今后从事同类型工作具有较强的参考意义。通过以上措施可以激发学生的创新积极性，对提高毕业设计质量也大有帮助。

三、创新能力培养实践

长沙理工大学土木与建筑学院在2007届桥梁工程毕业设计中进行了创新能力培养实践，共有11名同学报名组成了毕业设计创新小组（超过了预期），由桥梁工程系中的8名骨干教师进行指导。在11名同学中，桥型方案的选择包括了斜腿钢构桥、钢架桥、钢筋混凝土拱桥、斜拉桥、钢管拱桥、大跨度连续钢构桥等，桥型方案非常丰富。通过严格的过程管理，认真落实创新培养方案，充分发挥学生的主观能动性和积极性，最后毕业设计成果取得了较好的效果，经学院严格评审，有8名同学获得了毕业设计优秀的成绩，其中有3名同学的毕业设计还被评为全校优秀毕业设计，为提高桥梁工程专业毕业设计质量起到了良好的示范作用。

四、结语

桥梁工程专业毕业设计是以学生为主体、指导教师为主导的一个重要的实践教学环节，是桥梁工程专业学生进行工程教育和工程训练不可替代的教学环节。本文结合当前桥梁工程专业的特点及毕业设计中存在的问题，从毕业设计选题、毕业设计组织方式、专业指导方式、加强中间过程管理和科学合理的评分方式等方面提出了新的适应于创新能力培养的教学方案并进行了教学实践。初步结果表明在桥梁工程专业毕业设计中加强学生创新能力的培养能有效地提高毕业设计质量，锻炼学生在设计和科研等方面的综合能力，为学生走上工作岗位或进一步深造打下了良好的基础，是提高高等学校工程类本科教育质量的有效途径。

分析桥梁工程的能力改革:基于工程能力培养的“桥梁工程”课程教学改革与实践

摘要：针对目前工程教育存在的问题，以CDIO工程教育理念为指导，围绕“厚基础、强能力、重实践、倡创新”的改革思路，构建了以工程能力培养为目标、多样化教学和实践为途径、多元化考核方式为保障的桥梁工程课程立体化教学模式。实践证明，新的教学模式对培养学生的工程实践能力和创新能力有积极作用。

关键词：桥梁工程；教学改革；CDIO；工程能力

根据高等学校土木工程本科指导性专业规范的要求，高校要以强化工程实践能力、工程设计能力与工程创新能力为核心，重构课程体系和优化教学内容。[1]“桥梁工程”课程作为道路与桥梁工程方向的专业核心课程，是一门实践与理论并重的专业技术课，能体现材料力学、结构力学、结构设计原理等专业技术基础课在桥梁工程中的综合应用，其教学效果将直接影响到人才的培养质量，因此对其进行教学改革具有重要的现实意义。

CDIO是当前国内外先进的教育教学理念，CDIO即构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）、运作（Operate），它注重学生工程基础知识、实践能力、团队能力和工程系统能力的培养。[2-3]“桥梁工程”课程改革以CDIO工程教育理念和高等学校土木工程本科指导性专业规范为指导，整合课程体系、优化教学内容、改进教学方法、调整学生考核方式，使本课程教学适应行业发展的需要，为本专业培养创新能力强、适应企业发展需要的应用型土木工程师搭建平台。

一、课程教学改革背景

“桥梁工程”课程内容多、概念多、构造要求多、计算多、规范条文多、涉及到前期课程多，实践性、综合性强，学生在缺乏实际工程经验的情况下，难于掌握。教学形式单一，主要以灌输式和知识传授为主，忽视了学生在课程中的主体作用，使得学生缺乏自主学习的积极性。

受到“厚基础，宽口径”人才培养理念的影响，学校开设的课程要求多样化，重视自然科学知识和人文社会科学知识，突出英语教学和计算机技术应用，因此，在专业总的授课学时不能变更的前提下，专业课程的授课学时就被大幅度精简。鉴于授课学时有限，本课程的授课内容着重讲授简支梁桥和拱桥的构造与计算，对连续刚构、钢管混凝土拱桥、混凝土斜拉桥和悬索桥等大跨度桥梁则以简介兼自学为主，这种授课安排与我国迅速发展的桥梁建设事业不相适应。“桥梁工程”教学既要重视基本理论、基本方法和基本技能的培养，更应该重视新桥型、新技术、新材料和新方法在桥梁工程中的应用。

长期以来，“桥梁工程”课程的教学模式主要是课堂教学+1周课程设计+2周生产实习。实习时间较短，学生在实习中多为静态的参观。因桥梁建设周期较长，认识实习只能了解其中的部分工程或某个工序，无法全面了解整个设计、施工过程，更无法参与其中，达到理论与实践相结合的实习目的。对此，学生普遍反映所学的理论知识无法在生产实习中应用，对于桥梁建设从设计到施工的全过程没有清晰的思路。桥梁工程的课程设计在手算的前提下，设计的桥型被限定在混凝土简支桥，这也显然是远远落后于桥梁建设发展需求的。

二、教学改革思路

山东理工大学（以下简称“我校”）以往6届道路与桥梁方向毕业的本科生就业情况如图1所示，可以看出我校输送出的学生接近80%在施工、监理、管理等部门就业，继续深造学业和在设计单位工作的仅占17%。由此可知，“桥梁工程”课程的改革目标应该集中在培养学生从事桥梁工程技术及管理工作的基本能力和社会急需的实践能力上。其总体思路是以实际工程为背景，以工程技术为主线，改革课程体系、知识学习方式、考核方式和评价标准，加强实践教学及能力培养方式等关键环节，提高学生的工程意识和工程实践能力，培养出创新能力强、适应企业发展需要的应用型土木工程师。

三、课程改革的具体措施

1.基础教学

选用国家规划教材，以“精、宽、新”的理念整合教学内容。精：以一种桥型的桥梁建设过程为主线，由点到面、深入浅出把繁杂的内容讲活、讲透，使学生举一反三，即可对其他结构形式采用粗讲。建立以“学生为主体，以教师为主导”的教学模式，将工程实例（最基础的混凝土梁桥、拱桥）引入课程教学。通过实施一个完整的项目来组织教学活动，采用类似科学研究与实践的方法，促进学生主动学习。具体做法是将5～6名学生分成一个小组，给每个小组下发一份既有实际工程的设计图纸，抓住桥梁建设过程主线，讲授桥梁设计基本原则、平纵横断面设计内容、桥梁建设程序和方案比选、桥梁上的作用、桥面布置与构造、上部结构的设计计算、支座、下部结构的设计计算和施工技术。对其他结构类型桥梁则以课上简介课下大作业的方式学习。宽：采用国家新标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）教学，对连续刚构、钢管混凝土拱桥、斜拉桥和悬索桥等大跨度桥梁进行类比性、归纳性讲解，使学生适应我国迅速发展的桥梁建设事业。新：利用三维动画模拟、电视录像片和纪录片等教学手段，把本专业最新动态和发展、科研成果、施工技术引进课堂，拓宽学生视野。

依据CDIO教学模式，实施多样化教学方法。

（1）引导性教学和自主性学习相结合。树立学生为主体的教学思想，组建学习小组，开展课堂互助讨论教学，随着课程进展预留联系工程实例的“大作业”，这些“大作业”可以是课程的重点难点、行业的动态或综合性的知识，作业以小组提交。这种教学方法能调动学生学习的主动性，增加学生之间的相互交流，在锻炼学生的独立分析能力的同时加强团队合作精神培养，以课外补课内来提高教学效果。

（2）项目教学法教学。教学全过程中充分突出实践、强化应用，以实际工程项目为背景，将行业规范、现场案例、施工图纸和录像融入教学，培养学生的工程素质和工程能力。

（3）网络化和信息化教学。通过课程网站建立网上互动平台，学生可以在网站上查看并下载教学大纲、教学课件、各章习题、课程设计的任务书和指导书、工程实例、行业动态等，也可以在网站上留下自己的心得和疑问，由师生进行开放性讨论，从而提高学生的学习自主性。

2.实践教学

基于应用型土木工程人才培养目标的定位特点，构建以能力培养为核心，多模块、相对独立、相互衔接的实践教学体系，该体系由计算机辅助设计软件学习、课程设计、模型制作、专题讲座和认识实习等部分组成。

鼓励并引导学生使用桥梁博士、桥梁通等桥梁工程计算机辅助设计软件，改变课程设计、毕业设计完全手算及手工绘图的现状，邀请设计院技术负责骨干进行专题讲座，依托实际工程进行课程设计，在“做中学，做中教”，培养学生的工程设计能力。[4]利用课程设计的成果，以学习小组为单位按比例制作桥梁的上部结构模型，结合工程已有的其他部分图纸补充下部结构、支座、桥面铺装、栏杆、排水和照明完成全桥模型。在建造过程中，要求严格按照设计图纸施工，不能随意变更设计，在课程结束时提交实体模型和设计说明书，利用PPT演示建桥的全过程并对成果进行答辩，通过熟悉设计图纸课程设计制作模型成果答辩使理论知识具体化、实体化，不知不觉中培养学生的工程能力。

3.考核方法

为鼓励学生个性化发展，打破应试教育的桎梏，采取多元化考核模式，在强调测试理论知识的同时注重工程实践能力和工程设计能力的评价与考核。在考核方式上，采用闭卷笔试、小论文、大作业、模型制作、答辩、互评、自评相结合的形式。

4.课程教学体系建设

毕业设计是教学过程最后阶段采用的一种总结性的实践教学环节，要求学生综合应用所学各种理论知识和技能。桥梁工程课程的改革建立的“课堂教学、课程设计、认识实习”三元一体模式实质上是对毕业设计环节的基本训练，因此改革后的桥梁工程教学模式可和其他教学环节构成如图2所示的教学体系。

四、桥梁工程课程改革效果

经过两级六个自然班的课程实践，桥梁工程课程改革取得了显著的成效，主要表现在：

第一，构建了以学生工程能力培养为主线，分层次（基础教学课程设计桥梁模型）、多模块（认识实习—课程教学—专题讲座—毕业设计）、全过程、递进式的实践教学课程体系，通过连续渐进的典型工程项目设计，培养学生的工程素质、工程能力和设计能力。

第二，实施多元化考核评价方式，增加小组讨论、大作业、模型制作、答辩等环节，激发了学生学习主动性，提高了学生学习能力、研究能力和工程实践能力。在后续的生产实习中，教学培养基地企业反映该批次学生较之往届“上手快，操作能力强”。

第三，课程设计和毕业设计成果质量提高显著。将项目教学法纳入课程，使学生对现行规范的把握、识图、画图能力加强，将计算机辅助设计软件应用于设计验算，在内容难度加大的情况下学生的成绩没有出现下降趋势。

五、结语

“桥梁工程”课程教学改革以实际工程为背景，以工程技术为主线，完成了课程体系、知识学习方式和考核方式的革新，两届学生实践的良好效果证明本次教改构建的分层次、多模块、全过程、递进式教学课程体系能够加强学生实践教学及能力培养，提高学生的工程意识、工程素养和工程实践能力。

分析桥梁工程的能力改革:基于工程设计能力培养的《桥梁工程》课程教学改革实施与效果评价

摘要：本文以贵州大学土木工程学院《桥梁工程》教学为例，提出了基于工程设计能力培养的教学改革措施，包括编制课程设计指导手册、调整教学大纲，介绍指导手册的使用和具体实施思路，并对其预期效果进行了评价。

关键词：教学改革；指导手册；教学大纲

一、引言

随着交通行业的不断深化发展，实际生产对培养建设性人才的本科教育也提出了新的要求。在贵州大学《桥梁工程》课程教育教学改革的过程中，项目一直以提高桥梁工程方向本科学生的工程设计能力为宗旨，从课程设计改革的基本点出发，进一步探索课程改革的具体思路，从而培养出优秀合格的建设者。桥梁工程专业的毕业生在其工作的岗位上，要求其要对构造物有全面的把握，以保证设计、施工的结构合格。对于桥梁建设来说，桥梁工程设计能力主要指的是学生对桥梁构造物有足够的设计概念，对结构构造有充分的了解，能够完成相关工程的设计的能力。因此，培养提高学生工程设计能力与满足桥梁建设发展的需求在一定程度上是相互统一的。此外，培养和提高学生的工程设计能力还有助于学生在毕业阶段提交出优秀合格的毕业设计，在毕业后的工作中也增强了学生的工作能力。

作为一名合格的工程师，应当具备多种素质和能力，其中具有设计能力至关重要，这是衡量一名工程师是否合格的标志[1]。南京工业大学李湘健副教授在其论文中指出目前我国高等院校工科学生工程设计能力普遍下滑的现象，正确培养提高学生的工程设计能力成为了各个高校研究的热门研究课题。作为贵州省唯一一所211高校，贵州大学也面临着同样的问题。针对于我校的实际情况，《桥梁工程》课程教育教学改革课题通过调整《桥梁工程》教学大纲、编制课程设计指导手册等手段，以增强对学生工程设计能力的培养，实际改革实施内容具体如下。

二、调整教学大纲

贵州大学《桥梁工程》课程教材采用的是姚林森教授主编、人民交通出版社出版的第二版《桥梁工程》，其教学大纲也依据此教材为依据来编写安排的。原版的教学大纲在一定程度上受该教材的制约，且培养目的不足，学时安排和分配上也是不够的，所以建议修改和调整《桥梁工程》教学大纲。

调整后的教学大纲，以培养学生工程设计能力为教学目标，配合《桥梁工程》课程设计，同步培养学生的设计能力，具体的修改和调整如下：

1）正确定义《桥梁工程》教学目标

原版的教学大纲中对教学的目标定义为：“通过该课程的学习，使学生系统地掌握公路梁式桥、拱式桥的总体规划、设计及施工要点，熟练掌握我国常用中、小桥梁的构造原理和设计计算方法，了解大跨径斜拉桥、悬索桥的构造特点，获得有关桥梁方面系统的专业训练，并能运用自己的知识解决一般的桥梁问题。”

针对培养学生工程设计能力来说，以上对《蛄汗こ獭房纬探萄目标是不够的。通过桥梁工程的教学，应该要使学生能够掌握相关桥型的计算，并能独立完成相关桥梁的设计任务。只是掌握和理解而不能运用是不行的，一定要强调培养学生的设计能力，这也对教学任务提出了新的要求。

2）增加课时，合理分配课时

原本的教学大纲为72学时，现增加为148学时，并分上下两个学期进行，上学期为84学时，下学期为64学时。上学期主要进行理论讲解，重点放在简支梁桥、连续梁桥、刚构桥和拱桥的讲解上，其余内容适当讲解；下学期主要进行课程设计，配合课程设计指导手册进行，对各种桥型给出设计任务，完成对各种桥型的初步设计，并达到对各种桥型设计计算内容、设计要点、实际流程掌握熟悉。

3）增加课程设计数量，课程设计学期制

在原本的教学安排中，只安排了“钢筋混凝土简支梁桥设计”作为《桥梁工程》课程设计，这是远远不够的，现对课程设计数量增加为六个，分别为：钢筋混凝土简支梁桥设计、预应力简支梁桥设计、预应力连续梁桥设计、预应力连续刚构桥设计、钢筋混凝土拱桥设计和缆索承重桥设计。

4）与相关课程联系、增加教学实践程度

《桥梁工程》配合《桥梁电算》，在《桥梁工程》中的课程设计，再次通过电算程序进行设计计算，在对结构进行设计的同时也增加了学生对电算程序的掌握，其次还可以配合《钢结构》、《基础工程》等课程进行相关桥梁的设计，增加学生的知识面。

三、设计指导手册编制与实施

3.1手册的编制

培养学生工程设计能力是工程教育的核心目标，而课程设计则是实现此目标的重要手段[2]。但是若盲目地进行课程设计，没有专业的指导和方法是不能够很好地实现课程设计所要达到的目标的，为此，根据修改过的教学大纲，对所布置的课程设计任务编写对应的指导手册，有目的地指导学生完成课程设计，各手册的编制情况如下。

1）钢筋混凝土简支梁板桥上部结构设计计算指导手册

此册分为四个章节，按照结构设计的一般顺序划分为：尺寸拟定和构造要求、作用效应及组合、设计计算与验算、短暂状况应力验算。在内容上，除规范硬性规定的构造要求外，尺寸拟定中，如跨径的拟定、梁高的拟定、截面的拟定等，手册中只给出了钢筋混凝土简支梁桥在受力上、经上和常用的跨径范围，给学生留有一定的自主空间，按照规范对钢筋混凝土梁的设计计算要求，给出相关设计计算的要点，学生可以根据手册便可以知道此种结构要计算验算的主要内容，且在手册中有意识地将知识点引向专业书籍和规范，在学生使用手册的同时也将其引向其它知识点，学习更为系统。

2）预应力混凝土简支梁板桥上部结构设计计算指导手册

该册共分为五个章节，由于在结构形式上同属于简支结构，相关内容与上一侧是相似的，但是增加了对预应力混凝土材料的介绍章节，帮助学生了解预应力混凝土的材料性质和工作特性。章节的结构为：绪论、 尺寸拟定和钢筋（束）构造、作用效应计算及组合、结构的设计计算与验算、预应力混凝土的发展及未来的研究方向。重点内容在结构的设计计算与验算上，在这个章节中，除钢筋混凝土结构中原有的内容外，根据规范对预应力混凝土结构的设计计算要求，还增加了预应力筋（束）估算、持久状况应力验算等内容。本册从预应力的基本知识出发，系统地对预应力混凝土简支梁结构的设计计算及验算内容进行了归纳，知识相对全面。

3）预应力混凝土连续梁桥设计计算指导手册

在本册中，针对连续梁结构，按照前面手册的框架给出连续梁桥设计计算的相关内容，从连续梁桥的基本概念出发，到连续梁桥的计算验算。此处需要提出的是，由于连续梁桥属于超静定结构，在预应力次应力、温度次应力和不均匀沉降次应力等上面的计算会有所增加，施工验算时也对预拱度设置等关键设计做出了相关的叙述。

4）预应力混凝土连续刚构桥设计计算指导手册

在此册中，由于连续刚构桥和连续梁桥结构的相似性，在计算验算的内容上也大致相同，因此只对连续刚构桥中的相关设计要点进行了详细的说明。

5）钢筋混凝土拱桥设计计算指导手册

此手册共分为五个章节，按照桥梁设计的一般顺序编写，第一章对拱桥的构造以及特点进行阐述；第二章开始介绍拱桥设计，分别对拱桥的总体设计和各细部构件的设计进行介绍，包括确定桥型、跨径拟定、截面拟定、梁高拟定等；后面三章便进行几种常见形式的拱桥内力计算。手册按照《公路桥涵设计手册―拱桥》以及拱桥相关规范，从桥梁适用跨径、受力、经济等层面给出了上承式拱桥的构造特点和计算引导，其他桥式需要同学们自行查阅资料，养成自学的习惯。学生可以通过手册更快的了解所作桥型的设计及计算的大体过程，并通过手册的指引去翻阅更多的相关书籍和规范，达到系统学习的目的，学习更为主动，更为全面。

6）缆索承重桥设计计算指导手册

此册共分为六个章节，考虑到本科教学中的深度，手册中对缆索承重桥的基本概念对教材作了补充，但是在设计计算中并没有像其他几册一样给出详细的计算，这是因为结构自身的特点决定的。缆索承重桥不管是斜拉桥还是悬索桥都属于超高次静定结构，手算的计算方法已经不能再满足计算的精度，所以只给出了相关构件的设计计算的程序，考虑到初步设计的需要，在相关章节对相关构件，如索塔系统、缆索系统、加劲梁系统的近似计算做了叙述。

3.2指导手册在课程设计中的实施

在具备专业指导手册和充分的课时安排后，制定相关的实施方案是必要的。实施方案的主要内容是课时的分配和具体的设计任务布置，课程设计的实施如下。

1）课时的分配

按照各课程设计的难度对课程设计学期进行课时分配：①钢筋混凝土梁板桥设计计算8学时；②预应力钢筋混凝土设计计算12学时；③预应力连续梁桥设计计算14学时；④预应力连续刚构桥设计计算12学时；⑤钢筋混凝土拱桥设计计算12学时；⑥缆索承重体系桥6学时。

2）具体的实施

在进行每一个课程设计时，根据相关的课程设计任务书和对应的课程设计指导手册，自行拟定相关的桥梁结构的相关尺寸，根据指导手册完成结构的设计、计算和验算，在规定的课时内完成设计任务，并提交设计计算书，按设计要求提交相关设计图纸，由教师组织查阅评判，条件允许的情况下可以组织学生进行设计答辩，充分了解学生对此次设计的掌握程度。

四、预期效果评价

通过对教学大纲的修改、指导手册的编辑、相关课程辅助等针对性手段，对学生工程设计能力的提升效果是有预判的，在课改中涉及到的相关改革手段都在一定程度上服务于提升学生工程设计能力，各个改革手段相互促进并相互补充，在配合实施一定的时间后，学生的工程设计能力必然会有大幅度的提升。

首先，在教学大纲中规定，增加课程设计的数量，提高课程设计难度，并给出充足的学时，这让课程改革在课程政策上有支持，在课时上有了保证，学生有机会、有时间来进行更多的实践设计学习，这是十分重要的一点。

指导手册的编制是本次课程改革的关键，制定相关的课程设计任务，同时也要指导学生如何正确地完成设计。近年来《桥梁工程》课程设计指导教材寥寥无几，仅有的几本都只是以相关的计算示例来作为参考，达不到发散学生思维和促进学生对结构把握的效果，甚至会让学生产生依赖性，严格意义上讲，类似的设计指导教材是不合格的。在本次编制的指导手册中，内容上尽可能给学生自由思考的空间，让其在设计结构物时能够对结构有一个整体的构思，通过所设置的六个设计任务，学生可以基础地掌握基于手算的六种桥型的设计程序和基本的计算内容，对于电算程序的计算也起到了打基础的作用，进而服务学生的毕业设计。

与相关课程的联系同时起到辅助改革的效果提升。对于桥梁工程专业的学生，与培养工程设计能力联系的最为密切的莫过于是相关结构电算课程，一方面通过电算课程学生可以学习使用到目前行业中结构设计的软件，另一方面，通过用电算软件对结构的设计计算相当于对结构再进行了一次设计。

总的来说，通过三个措施的联合使用，桥梁工程专业的学生在桥梁结构上有了系统的学习，并掌握了一定的设计基础。从理论到实践，从手算到电算，综合地考虑了以现有资源情况下改革的可能性，加以一定的时间，可以肯定的是，我校桥梁工程专业的学生的设计能力会有明显、大幅度的提升，这便是本次课改要达到的目的。

五、结论

成功的课程改革需要协调各个方面，首先是政策上要有支持，对于本次改革来说，对教学大纲的修改还需要学院培养部门予以配合。其次是资源的调配，增加相关课程和课程课时，一方面需要配备专业教师，增加了教学任务，另一方面，增加的学时会和其他的课程有冲突，还需合理的调整课程安排。改革是一个循序渐进的过程，随着行业发展的需要，教学应该定期地进行调整。教W的成功与否是没有标准的，但对于工科的教学来说，学不致用便是教学的失败。本次基于工程设计能力的《桥梁工程》课程教学改革在实际中的效果需要时间和实践的进一步验证，届时还需要对改革的措施进一步的修正和完善，直至尽可能满足学生的工程设计能力的培养为止。