橋梁工程畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)改革與探討

盧春玲 劉均利 王志兵

摘要：橋梁工程畢業(yè)設(shè)計(jì)是土木工程道橋方向教學(xué)計(jì)劃中最后的重要教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)。本文首先指出在橋梁工程畢業(yè)設(shè)計(jì)這一環(huán)節(jié)中出現(xiàn)的問(wèn)題，接著，針對(duì)這些問(wèn)題分析討論如何在畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)更好地貫徹實(shí)施“高素質(zhì)”具備工程能力本科畢業(yè)生培養(yǎng)的途徑和方法。

關(guān)鍵詞：橋梁工程；畢業(yè)設(shè)計(jì)；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）38-0097-02

我國(guó)“十三五規(guī)劃綱要”第七篇“構(gòu)筑現(xiàn)代基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)”中提到2020年，我國(guó)高速鐵路營(yíng)業(yè)里程達(dá)到3萬(wàn)千米，覆蓋80%以上的大城市，新建改建高速公路通車?yán)锍碳s3萬(wàn)千米，新增城市軌道交通運(yùn)營(yíng)里程約3000千米，基本建成京津冀、長(zhǎng)三角、珠三角等城市群城際鐵路網(wǎng)，建設(shè)其他城市群城際鐵路網(wǎng)主骨架。從此規(guī)劃可以看出，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和鐵路、公路網(wǎng)、軌道交通新建及改造建設(shè)工作的不斷深入，道橋工程技術(shù)人員在當(dāng)前和今后一段時(shí)期內(nèi)需求量還將不斷上升。但隨著高校畢業(yè)生的增多，在人才市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈，用人單位對(duì)畢業(yè)生也提出了更高的要求。如何提高學(xué)生在就業(yè)市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力，高校的培養(yǎng)教育是非常重要的。

2004年由麻省理工學(xué)院、瑞典皇家工學(xué)院等4所大學(xué)創(chuàng)立CDIO教育模式。CDIO是構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)施（Implement）、運(yùn)行（Operate）4個(gè)英文單詞的縮寫(xiě)，它是“做中學(xué)”和“基于項(xiàng)目教育和學(xué)習(xí)”的集中概括和抽象表達(dá)，它以工程項(xiàng)目從研發(fā)到運(yùn)行的生命周期為載體，讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程，使學(xué)生養(yǎng)成現(xiàn)代工程技術(shù)的職業(yè)素養(yǎng)[1]。

2007年，美國(guó)土木工程師學(xué)會(huì)（ASCE）出版的專題報(bào)告《2025年的土木工程》，在有關(guān)工程師培養(yǎng)改革方面，進(jìn)一步明確了大學(xué)教育將工程理論和工程實(shí)踐結(jié)合的重要性，指出了持續(xù)學(xué)習(xí)的能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作與溝通能力、創(chuàng)造性的思維能力是21世紀(jì)土木工程師的立業(yè)之本。這與CDIO工程教育理念（全過(guò)程培養(yǎng)學(xué)生的工程能力）基本相同。

綜上所述，對(duì)土木工程這一與實(shí)踐緊密結(jié)合的學(xué)科專業(yè)，我國(guó)及世界多個(gè)國(guó)家都認(rèn)識(shí)到：當(dāng)今社會(huì)，學(xué)校不僅要培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)知識(shí)，還要培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、溝通能力、創(chuàng)新思維、工程管理等多方面的素質(zhì)，造就適應(yīng)現(xiàn)代土木工程需求的“高素質(zhì)”人才[2-3]。

本文將結(jié)合我校土木工程道橋方向橋梁工程畢業(yè)設(shè)計(jì)這一教學(xué)計(jì)劃中最后的重要教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)。首先指出我校在畢業(yè)設(shè)計(jì)這一環(huán)節(jié)中出現(xiàn)的問(wèn)題，接著，針對(duì)這些問(wèn)題分析討論如何在畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)更好地貫徹實(shí)施“高素質(zhì)”具備工程能力本科畢業(yè)生培養(yǎng)的途徑和方法。

一、橋梁工程畢業(yè)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題

1.學(xué)生對(duì)待畢業(yè)設(shè)計(jì)態(tài)度不夠端正，不認(rèn)真，不積極主動(dòng)，缺少鉆研精神。相當(dāng)一部分同學(xué)對(duì)待畢業(yè)設(shè)計(jì)的態(tài)度是敷衍了事，但求及格能畢業(yè)就行。在這樣的態(tài)度下，進(jìn)行橋梁方案比選時(shí)盡可能地選擇較為容易完成的等截面的簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)橋型方案。只有少部分同學(xué)進(jìn)行變截面連續(xù)梁或者連續(xù)剛構(gòu)的設(shè)計(jì)。對(duì)于鋼管混凝土等橋型則基本沒(méi)有同學(xué)愿意做。在進(jìn)行橫向分布系數(shù)計(jì)算、沖擊系數(shù)等手算內(nèi)容時(shí)也是根據(jù)范例照葫蘆畫(huà)瓢，缺少自己的獨(dú)立思考，對(duì)于計(jì)算結(jié)果的對(duì)錯(cuò)也不加判斷，直接將其帶入進(jìn)行后續(xù)的內(nèi)力計(jì)算，從而導(dǎo)致最后的結(jié)果也是錯(cuò)誤的。例如：有的同學(xué)連續(xù)梁的基頻算出來(lái)小于1.5HZ，有的是大于14HZ，明顯不符合連續(xù)梁的基頻合理范圍，從而導(dǎo)致求得的沖擊系數(shù)過(guò)小或是過(guò)大，影響活載內(nèi)力結(jié)果。

2.CAD工程圖繪制能力弱，缺少基本的繪圖常識(shí)。畢業(yè)設(shè)計(jì)要求提交的圖紙成果較多。主要有方案比選圖、橋型布置圖、主梁構(gòu)造圖、鋼束布置圖等。很多同學(xué)在圖紙繪制時(shí)犯一些低級(jí)錯(cuò)誤：例如不按實(shí)際尺寸繪圖，各部分構(gòu)造比例不協(xié)調(diào)；立面圖與平面圖不對(duì)應(yīng)，尺寸標(biāo)注字體太小，圖紙布局不合理等。由此反映出很多同學(xué)對(duì)于基本的繪圖常識(shí)不了解，平時(shí)對(duì)實(shí)際工程圖紙關(guān)注少，對(duì)一些基本的繪圖命令掌握不好，沒(méi)有養(yǎng)成良好的圖紙繪制習(xí)慣。

3.利用專業(yè)軟件完成畢業(yè)設(shè)計(jì)主要的計(jì)算內(nèi)容，缺乏對(duì)結(jié)果正確與否的判斷。由于畢業(yè)設(shè)計(jì)橋型為多跨連續(xù)梁，為多次超靜定結(jié)果，學(xué)生主要依靠橋梁博士軟件或者M(jìn)IDAS完成主體計(jì)算內(nèi)容。在畢業(yè)設(shè)計(jì)中需要花時(shí)間學(xué)習(xí)如何利用軟件進(jìn)行建模，特別是施工過(guò)程如何準(zhǔn)確地在軟件中加以模擬費(fèi)時(shí)較多。所以很多同學(xué)只管利用軟件能算出個(gè)結(jié)果，而對(duì)于結(jié)果的對(duì)錯(cuò)卻缺少初步的判斷。例如有同學(xué)在支座不均勻沉降值輸入時(shí)小數(shù)點(diǎn)搞錯(cuò)，多輸入10倍，造成活載內(nèi)力結(jié)果很大卻還繼續(xù)往下配筋，做了無(wú)用功。有的同學(xué)在施工過(guò)程中邊界條件設(shè)置錯(cuò)誤造成計(jì)算結(jié)果有誤卻不知道問(wèn)題出在哪里。在進(jìn)行配筋后的驗(yàn)算時(shí)，很多同學(xué)對(duì)于截面應(yīng)力驗(yàn)算不能通過(guò)的情況不知道如何進(jìn)行調(diào)整，亂調(diào)一氣，造成越調(diào)整問(wèn)題越多。出現(xiàn)以上問(wèn)題，總的來(lái)說(shuō)還是學(xué)生基本力學(xué)概念不清晰，出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)不懂得如何從受力原理出發(fā)分析產(chǎn)生問(wèn)題的原因從而有的放矢地進(jìn)行調(diào)整來(lái)解決問(wèn)題。

4.部分同學(xué)對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)投入時(shí)間、精力不夠。部分同學(xué)在畢業(yè)設(shè)計(jì)初期尚未找到工作，因此無(wú)心做畢業(yè)設(shè)計(jì)，耗費(fèi)較多時(shí)間外出找工作。另外，考研同學(xué)因?yàn)橐獪?zhǔn)備研究生復(fù)試，在接近一個(gè)月的時(shí)間里也基本沒(méi)有進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)。這樣就導(dǎo)致這部分同學(xué)需要在畢業(yè)設(shè)計(jì)剩下的時(shí)間內(nèi)趕進(jìn)度，造成畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量不佳。

5.“雙師型”畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師數(shù)量嚴(yán)重不足。近幾年學(xué)院教師學(xué)歷學(xué)位的不斷提升，一大批高學(xué)歷的年輕教師走上了大學(xué)的講壇，盡管這些年輕教師理論基礎(chǔ)雄厚，自學(xué)能力強(qiáng)，思維敏捷，但大多從高校到高校，從書(shū)本到書(shū)本，理論知識(shí)具備但缺乏實(shí)踐鍛煉，動(dòng)手能力欠缺，普遍存在“重科學(xué)研究，輕工程實(shí)踐”，再加上高?！爸卣撐摹⑤p應(yīng)用”等評(píng)價(jià)體系的錯(cuò)位，使專業(yè)教師自身不重視工程實(shí)踐。

二、橋梁工程畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)改革途徑和方法

1.將生產(chǎn)實(shí)習(xí)與畢業(yè)設(shè)計(jì)及今后工作相結(jié)合。我校道橋?qū)I(yè)學(xué)生的生產(chǎn)實(shí)習(xí)安排在大四上學(xué)期，總共八周。同時(shí)將暑假的時(shí)間也利用起來(lái)實(shí)習(xí)，所以學(xué)生在實(shí)習(xí)單位能夠有16周的實(shí)習(xí)時(shí)間。在安排實(shí)習(xí)時(shí)，詳細(xì)了解實(shí)習(xí)單位將來(lái)的用人需求，然后將符合條件的學(xué)生安排過(guò)去。由于有足夠長(zhǎng)的實(shí)習(xí)考察期，用人單位一般都會(huì)優(yōu)先錄用在實(shí)習(xí)期間表現(xiàn)良好的學(xué)生。這些同學(xué)的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目跟生產(chǎn)實(shí)習(xí)期間的工程項(xiàng)目結(jié)合起來(lái)做，學(xué)生進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的興趣較高，愿意主動(dòng)思考解決在畢業(yè)設(shè)計(jì)中遇到的問(wèn)題。還有的同學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)選題為今后工作的內(nèi)容，為了提高在今后就業(yè)單位的競(jìng)爭(zhēng)力，這部分同學(xué)愿意選擇一些具有挑戰(zhàn)性的題目，并且很積極主動(dòng)地完成。例如：有個(gè)同學(xué)的就業(yè)單位主要是進(jìn)行鋼管混凝土拱橋的施工，他的畢業(yè)設(shè)計(jì)橋型就選擇了鋼管混凝土拱橋，且利用MIDAS軟件進(jìn)行建模計(jì)算，雖然該同學(xué)之前從未用過(guò)該軟件。但在老師的指導(dǎo)和自己的鉆研下順利地利用MIDAS軟件完成了鋼管混凝土拱橋的3維建模以及施工過(guò)程的模擬，最終很好地完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)，該畢業(yè)設(shè)計(jì)還被評(píng)為學(xué)校優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)。

2.對(duì)學(xué)生進(jìn)行工程圖紙繪制基本常識(shí)的培訓(xùn)。在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)前，在計(jì)算機(jī)房，花兩天時(shí)間對(duì)畢業(yè)生專門(mén)講解工程繪圖的一些常識(shí)，包括圖框怎么確定；說(shuō)明字體、標(biāo)題、標(biāo)注字體大小如何確定；如何利用分層進(jìn)行繪圖；圖紙如何合理布局；常用的一些繪圖命令的講解。并且針對(duì)以往同學(xué)容易犯的錯(cuò)誤專門(mén)進(jìn)行強(qiáng)調(diào)。然后結(jié)合交通部T梁和斜腹板小箱梁標(biāo)準(zhǔn)圖進(jìn)一步讓同學(xué)們認(rèn)識(shí)到正規(guī)的施工圖紙應(yīng)該繪制成什么樣。實(shí)踐表明通過(guò)這樣集中培訓(xùn)后，基本可以杜絕以往同學(xué)易犯的繪圖中的一些低級(jí)錯(cuò)誤，且繪圖效率和圖紙質(zhì)量明顯提高。

3.加強(qiáng)過(guò)程控制，定期組織集中討論。指導(dǎo)老師除了平時(shí)在網(wǎng)上通過(guò)QQ、微信等方式及時(shí)解答同學(xué)在畢業(yè)設(shè)計(jì)中遇到的問(wèn)題外，每周至少組織所帶同學(xué)集中在一起面對(duì)面的交流畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)展以及討論相關(guān)問(wèn)題。通過(guò)這樣的交流討論更能激發(fā)同學(xué)的學(xué)習(xí)熱情，許多問(wèn)題也在討論中迎刃而解，且大家印象深刻。同時(shí)也鍛煉了大家的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

4.提高專業(yè)課程教師工程素養(yǎng)，加強(qiáng)“雙師”型師資隊(duì)伍建設(shè)。一是向?qū)I(yè)教師開(kāi)展有計(jì)劃、有步驟、有重點(diǎn)的培養(yǎng)培訓(xùn)工作，健全專業(yè)教師到生產(chǎn)單位進(jìn)行工程實(shí)踐、學(xué)習(xí)交流的機(jī)制。鼓勵(lì)支持教師赴企業(yè)掛職鍛煉，參加工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)、產(chǎn)學(xué)研合作項(xiàng)目研究和技術(shù)服務(wù)。二是積極開(kāi)展國(guó)際合作與技術(shù)交流，培養(yǎng)具有國(guó)際視野的教師隊(duì)伍，選派教師到國(guó)外高等院校學(xué)習(xí)和開(kāi)展合作項(xiàng)目研究，選派教師到國(guó)際知名企業(yè)進(jìn)行培訓(xùn)。三是建立一支數(shù)量質(zhì)量穩(wěn)定、來(lái)自生產(chǎn)一線、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富的兼職教師隊(duì)伍，健全專兼結(jié)合、校外專家兼職授課機(jī)制。四是提倡、鼓勵(lì)、促進(jìn)教師積極參加注冊(cè)工程師考試認(rèn)證、申報(bào)工程系列職稱，努力承擔(dān)工程設(shè)計(jì)、檢測(cè)、鑒定、咨詢等技術(shù)服務(wù)項(xiàng)目，參與各種工程技術(shù)評(píng)審會(huì)議，全方位地提升專業(yè)教師的工程素養(yǎng)。

三、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)近幾年來(lái)在道橋方向橋梁工程畢業(yè)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題分析及探討。文章給出針對(duì)性的解決問(wèn)題的方法及手段。通過(guò)將其運(yùn)用于橋梁工程畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)中取得了比較明顯的教學(xué)效果改善，畢業(yè)設(shè)計(jì)以及人才培養(yǎng)的質(zhì)量也得以提高。

參考文獻(xiàn)：

[1]包秋燕.基于CDIO理念探討大學(xué)生現(xiàn)代工程意識(shí)培養(yǎng)[J].福建工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2008，6（5）：451-454.

[2]徐光亞，劉小燕，易壯鵬.橋梁工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)中創(chuàng)新能力培養(yǎng)的研究與實(shí)踐[J].中國(guó)電力教育，2013，263（4）：158-159.

[3]王榮霞，宋娃麗，黃海新.基于工程能力培養(yǎng)的橋梁工程畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)改革研究[J].高等建筑教育，2015，24（3）：135-138.