以工程實(shí)踐為導(dǎo)向的橋梁工程課程教學(xué)方法改革

劉均利+盧春玲+王曉峰

摘要：為提高畢業(yè)生的工程實(shí)踐能力，橋梁工程課程教學(xué)改革勢(shì)在必行。本文就橋梁工程課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法存在的問(wèn)題進(jìn)行詳細(xì)闡述，并提出針對(duì)性的改革措施。教學(xué)改革實(shí)踐證明，教學(xué)方法的改革對(duì)培養(yǎng)和提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣具有重要意義。

關(guān)鍵詞：橋梁工程;教學(xué)方法;教學(xué)內(nèi)容

中圖分類號(hào)：G642.41 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號(hào)：1674-9324（2015）23-0080-02

桂林理工大學(xué)土木與建筑工程學(xué)院土木工程專業(yè)下設(shè)有道路橋梁工程、巖土工程和工民建3個(gè)方向，入學(xué)按大土木招生，大一下學(xué)期按學(xué)生志愿分方向?！稑蛄汗こ獭肥堑缆窐蛄汗こ谭较虻闹鞲烧n程，在教學(xué)中占有非常重要的地位，這一門(mén)課程教學(xué)質(zhì)量直接影響學(xué)生專業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)，影響人才的培養(yǎng)質(zhì)量，進(jìn)而影響畢業(yè)生的就業(yè)。本文首先從橋梁工程的課程特點(diǎn)入手，分析了橋梁工程教學(xué)中存在的問(wèn)題及其導(dǎo)致的后果，提出了以工程實(shí)踐為導(dǎo)向的橋梁工程課程教學(xué)方法改革。

一、課程特點(diǎn)

1.綜合性強(qiáng)?！稑蛄汗こ獭氛n程以《材料力學(xué)》、《結(jié)構(gòu)力學(xué)》、《土木工程材料》、《鋼筋混凝土原理》等課程為基礎(chǔ)，又是這些專業(yè)基礎(chǔ)課在橋梁結(jié)構(gòu)中的具體應(yīng)用，而這幾門(mén)課程恰恰是土木工程專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)?！稑蛄汗こ獭氛n程要求學(xué)生通過(guò)對(duì)本課程的學(xué)習(xí)，系統(tǒng)掌握各類橋梁的設(shè)計(jì)和構(gòu)造原理、計(jì)算理論和方法以及施工要點(diǎn)。這一特點(diǎn)決定了《橋梁工程》課程的學(xué)習(xí)難度較大。

2.教學(xué)內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)多且煩瑣、枯燥。橋梁工程課程內(nèi)容多，包括以下幾方面的內(nèi)容，橋梁的基本概念：橋梁的基本組成、分類、特點(diǎn)、適應(yīng)條件等;橋梁設(shè)計(jì)：橋梁的設(shè)計(jì)原則、橋型選擇、橋梁總體布置、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與構(gòu)造設(shè)計(jì);橋梁計(jì)算：基本橋梁結(jié)構(gòu)（簡(jiǎn)支梁橋、拱橋）的主要計(jì)算內(nèi)容和計(jì)算方法、其他橋梁結(jié)構(gòu)（連系梁、懸臂梁、T型剛構(gòu)等）的計(jì)算要點(diǎn)、荷載選擇、荷載計(jì)算與組合;橋梁的施工方法：每種施工方法的適用橋型、適用范圍、施工步驟。上述幾方面的內(nèi)容又有著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系。

3.實(shí)踐性強(qiáng)?！稑蛄汗こ獭肥且婚T(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，涉及知識(shí)面廣，是對(duì)基礎(chǔ)課程的綜合和深化;需要學(xué)生將學(xué)習(xí)寓于應(yīng)用之中，學(xué)以致用，即集理論與實(shí)踐為一體。

可見(jiàn)，橋梁工程是一門(mén)綜合性、實(shí)踐性和多學(xué)科交叉，需要空間想象力，依托感性認(rèn)識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和構(gòu)造圖示才能較好地把握、理解的課程。

二、教學(xué)存在的問(wèn)題

1.知識(shí)體系過(guò)于科學(xué)化，重視知識(shí)和方法的傳授，忽視思維方式的培養(yǎng)?，F(xiàn)代工程教育將工程知識(shí)抽象成數(shù)學(xué)、力學(xué)、材料等獨(dú)立課程的教學(xué)[1]。橋梁工程教學(xué)也采用了這一方法，將課程分解為“總論”、“梁橋”、“拱橋”、“斜拉橋”、“橋梁墩臺(tái)”等獨(dú)立章節(jié)分別教學(xué)，這種科學(xué)化的教學(xué)方法重視知識(shí)和方法的傳授，用于數(shù)學(xué)、力學(xué)甚至鋼筋混凝土設(shè)計(jì)原理等科學(xué)性的課程，教學(xué)效率高，可以幫助學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)掌握主要知識(shí)。但用于橋梁工程這種實(shí)踐性課程時(shí)，無(wú)法解決知識(shí)點(diǎn)如何還原到工程中去的難題，導(dǎo)致學(xué)生計(jì)算能力強(qiáng)，設(shè)計(jì)能力差，對(duì)如何選用常用橋梁構(gòu)造、尺寸、計(jì)算方法和施工工藝無(wú)從下手，設(shè)計(jì)出來(lái)的橋梁呆板、乏味。

2.教材知識(shí)陳舊，與實(shí)踐脫節(jié)。近20年來(lái)，國(guó)內(nèi)開(kāi)展大規(guī)模工程建設(shè)，橋梁工程設(shè)計(jì)理念、施工工藝等進(jìn)步極為迅速，而教材無(wú)法跟上技術(shù)進(jìn)步的步伐。一般而言，教材落后于專著約5年，專著落后于工程前沿又是5年，故教材與工程前沿的差距約10年[2]，教學(xué)中不對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行補(bǔ)充更新，會(huì)導(dǎo)致學(xué)生走向工作崗位時(shí)，發(fā)現(xiàn)所學(xué)與所用格格不入。

3.教材中案例選擇不當(dāng)，與教學(xué)大綱脫節(jié)。橋梁工程課程大綱要求掌握中小跨徑橋梁的現(xiàn)狀和發(fā)展、構(gòu)造與設(shè)計(jì)、施工、計(jì)算等。而教材的案例主要介紹世界和國(guó)內(nèi)的橋梁發(fā)展史、橋梁現(xiàn)狀，各種橋梁的最大跨徑排名，輔以各地地標(biāo)性橋梁建筑的圖片，內(nèi)容精彩，很能吸引眼球。學(xué)習(xí)橋梁工程概論時(shí)，學(xué)生學(xué)習(xí)趣味盎然，但進(jìn)入到梁橋、拱橋的教學(xué)后，學(xué)生逐漸失去學(xué)習(xí)興趣。在學(xué)習(xí)中小跨徑梁橋、拱橋時(shí)，一般的教材和參考書(shū)卻找不到相應(yīng)的案例。

文獻(xiàn)[3]認(rèn)為，當(dāng)代工科大學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)應(yīng)包含三方面：第一，要有足夠的工程實(shí)踐知識(shí)，不僅在工科教育方面，還應(yīng)包括人文教育方面;第二，要有扎實(shí)的理論訓(xùn)練，學(xué)會(huì)一種嚴(yán)格的思維方式，夯實(shí)基礎(chǔ)理論知識(shí);第三，強(qiáng)化理論和實(shí)踐之間的計(jì)算。以上問(wèn)題直接導(dǎo)致我們畢業(yè)生工程實(shí)踐知識(shí)不足，進(jìn)而影響理論知識(shí)的深化，最終影響學(xué)生的就業(yè)和今后的職業(yè)發(fā)展。同時(shí)，學(xué)生的工程實(shí)踐能力差也是我國(guó)高等工程教育普遍存在的問(wèn)題[4]，企業(yè)對(duì)工程畢業(yè)生需求量大，卻又招不到合格的人才，如一項(xiàng)對(duì)在華跨國(guó)公司和國(guó)內(nèi)科技公司的調(diào)研發(fā)現(xiàn)：這些公司只能從國(guó)內(nèi)10所大學(xué)雇傭到合適的工科畢業(yè)生，而其他大學(xué)的工程教育則未能保證其畢業(yè)生的質(zhì)量[5]。

很多專家學(xué)者進(jìn)行了深入的研究和探討，提出了很多有益的建議和對(duì)策，如加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，新建專業(yè)實(shí)驗(yàn)室，增加實(shí)驗(yàn)臺(tái)套數(shù)以改善實(shí)驗(yàn)的硬件條件;通過(guò)開(kāi)展學(xué)科競(jìng)賽（大學(xué)生創(chuàng)新活動(dòng)和學(xué)生參加科研等）增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力，但這些改革仍突出強(qiáng)調(diào)工程科學(xué)的學(xué)術(shù)性，而忽視工程科學(xué)的技術(shù)應(yīng)用性，學(xué)生的工程素養(yǎng)如工程實(shí)踐能力、工程設(shè)計(jì)能力和工程創(chuàng)新能力的培養(yǎng)問(wèn)題多年來(lái)并沒(méi)有得到很好的解決。

三、措施

為提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力，從2009級(jí)的橋梁工程課教學(xué)開(kāi)始采取以下措施。

1.多媒體教學(xué)。桂林理工大學(xué)的《橋梁工程》理論課時(shí)有74學(xué)時(shí)，教學(xué)內(nèi)容卻在不斷擴(kuò)展。采用PPT課件、三維動(dòng)畫(huà)模擬等現(xiàn)代化多媒體教學(xué)手段進(jìn)行教學(xué)，其優(yōu)點(diǎn)有三：一是可以補(bǔ)充教材沒(méi)有的教學(xué)內(nèi)容，如在學(xué)習(xí)預(yù)制板橋時(shí)，補(bǔ)充了預(yù)制板橋構(gòu)造發(fā)展歷程及單板受力病害內(nèi)容，有利于學(xué)生理解鉸縫構(gòu)造要求，學(xué)習(xí)完梁橋后和主要課程后，補(bǔ)充講解了當(dāng)前公路勘察設(shè)計(jì)院在高速公路建設(shè)中的中小跨徑橋梁、懸臂施工連續(xù)梁橋的設(shè)計(jì)指導(dǎo)要點(diǎn)等當(dāng)前最新公路橋梁設(shè)計(jì)研究成果。二是可以把乏味的教學(xué)內(nèi)容（如橋梁的構(gòu)造、設(shè)計(jì)、施工等）直觀、生動(dòng)地反映在學(xué)生面前，有利于學(xué)生接受。三是可以節(jié)約大量的板書(shū)時(shí)間，提高學(xué)時(shí)利用率。

2.安排具有針對(duì)性的參觀實(shí)習(xí)。在學(xué)習(xí)完橋梁總論后，在學(xué)習(xí)梁橋之前，安排一次具有針對(duì)性的參觀實(shí)習(xí)。公路常規(guī)橋梁以中小跨徑的梁橋、拱橋?yàn)橹鳎@也是橋梁工程學(xué)習(xí)的重點(diǎn)。首先帶領(lǐng)學(xué)生在桂林市內(nèi)參觀環(huán)城高速跨漓江橋、環(huán)城高速跨六合路橋、虞山大橋3座學(xué)校周邊的梁橋。在學(xué)習(xí)拱橋前，參觀桂林市解放橋、七星公園花橋和桃花江飛鸞橋。在參觀時(shí)，向?qū)W生介紹橋梁結(jié)構(gòu)形式、構(gòu)造要求和施工方法，作為課堂學(xué)習(xí)的一次預(yù)習(xí)課，在課堂教學(xué)中，以參觀過(guò)的橋梁為案例，引導(dǎo)學(xué)生思考我國(guó)不同年代建設(shè)橋梁的結(jié)構(gòu)形式、施工方法、施工質(zhì)量等方面的差異。

3.案例教學(xué)。對(duì)數(shù)學(xué)、力學(xué)甚至鋼筋混凝土原理這樣的理論性課程，學(xué)生只要掌握了書(shū)本知識(shí)，并通過(guò)作業(yè)加深認(rèn)識(shí)、熟練應(yīng)用，就可學(xué)好;對(duì)橋梁工程這樣的實(shí)踐性課程，僅通過(guò)聽(tīng)課、看書(shū)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，這樣做甚至連書(shū)本知識(shí)都不能正確理解，務(wù)必通過(guò)大量工程案例的學(xué)習(xí)，才能達(dá)到“操千曲而后曉聲，觀千劍而后識(shí)器”的效果。選取與課程的教學(xué)內(nèi)容相適應(yīng)的教學(xué)案例，通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生將案例與教學(xué)內(nèi)容相結(jié)合，激發(fā)學(xué)生在具體的案例中主動(dòng)思考與探索，從而培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)具備的工程實(shí)踐能力?！稑蛄汗こ獭方虒W(xué)內(nèi)容強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)知識(shí)，不強(qiáng)調(diào)學(xué)科前沿性，因此，在選擇案例時(shí)，摒棄了其教材中采納的國(guó)內(nèi)外排名前列的橋梁，主要采用當(dāng)前公路、城市橋梁中常采用的橋梁，如學(xué)習(xí)板橋時(shí)，選用了高速公路用6～10m跨徑鋼筋混凝土整體板橋和13～20m預(yù)應(yīng)力空心板橋，考慮到學(xué)生沒(méi)有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在課堂上引進(jìn)親身經(jīng)歷的板橋失敗案例，使學(xué)生留下深刻記憶。

除了在教學(xué)中給學(xué)生舉一些工程案例外，也要指導(dǎo)學(xué)生通過(guò)中國(guó)知網(wǎng)主動(dòng)檢索一系列工程案例，以鞏固橋梁理論知識(shí)，在學(xué)習(xí)20～40m跨徑T梁橋和分體小箱梁橋時(shí)，指導(dǎo)學(xué)生在中國(guó)知網(wǎng)檢索交通部標(biāo)準(zhǔn)圖編制組的技術(shù)人員發(fā)表的相關(guān)論文;在學(xué)習(xí)拱橋時(shí)，讓學(xué)生搜索關(guān)于桂林市解放橋的相關(guān)文獻(xiàn)，搜索石拱橋的相關(guān)文獻(xiàn)，在學(xué)生閱讀相關(guān)文獻(xiàn)后，指定一個(gè)主題，讓學(xué)生撰寫(xiě)小論文，計(jì)入平時(shí)成績(jī)。這種做法使學(xué)生的學(xué)習(xí)能理論聯(lián)系實(shí)際，學(xué)會(huì)橫向思考，學(xué)會(huì)對(duì)各部分內(nèi)容進(jìn)行綜合，強(qiáng)化學(xué)生的工程意識(shí)。

4.施工圖的研讀。圖紙是工程師的語(yǔ)言，在講解橋梁的結(jié)構(gòu)形式及構(gòu)造時(shí)，千言萬(wàn)語(yǔ)也不如一張施工圖來(lái)得直接、全面。筆者已收集了近百套實(shí)際橋梁的施工圖，既有紙質(zhì)版，又有電子版。在不引起版權(quán)糾紛的前提下，指導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真研讀實(shí)際橋梁的設(shè)計(jì)圖紙是提高學(xué)生工程能力的一個(gè)非常有效的方法。在學(xué)習(xí)中小跨徑橋梁時(shí)，從交通部2008年版公路橋梁標(biāo)準(zhǔn)圖中選擇典型跨徑橋梁，將其發(fā)給學(xué)生，指導(dǎo)其識(shí)圖;學(xué)習(xí)大跨徑連續(xù)梁橋和拱橋時(shí)，也給學(xué)生幾套圖紙供其研讀。

四、結(jié)語(yǔ)

在橋梁工程教學(xué)中，從橋梁工程課程特點(diǎn)和教學(xué)中存在的問(wèn)題入手，以提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力為目標(biāo)，綜合采用補(bǔ)充教材內(nèi)容、參加參觀性實(shí)習(xí)、案例教學(xué)和工程識(shí)圖等多種措施。從兩年來(lái)學(xué)生的橋梁工程課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)表現(xiàn)來(lái)看，上述措施取得了良好的教學(xué)效果。

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