應(yīng)用型本科土木工程專業(yè)“橋梁工程”教改研究

張漣英 黃宏輝

摘要 新工科背景下，應(yīng)用型本科人才的培養(yǎng)既要與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展相適應(yīng)，又要緊跟工程技術(shù)創(chuàng)新的步伐。培養(yǎng)出的人才既要具備專業(yè)理論知識(shí)，又要具備工程實(shí)踐能力，勝任崗位需求。而橋梁工程作為土木工程專業(yè)課程的重要組成部分，在交通發(fā)展中起著重要的作用。文章在對應(yīng)用型高校“橋梁工程”課程存在的問題進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，創(chuàng)新教學(xué)改革，勇于開展實(shí)踐，為全面提升橋梁專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量提供經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞 應(yīng)用型本科；土木工程；橋梁工程；教學(xué)改革

中圖分類號：G642文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2023.9.027

當(dāng)前，我國的應(yīng)用型本科院校普遍采用的是口徑廣、基礎(chǔ)厚、能力強(qiáng)的培養(yǎng)模式。在總學(xué)時(shí)減少的情況下，通識(shí)課程占比較高。在某些應(yīng)用型本科院校，“橋梁工程”的教學(xué)時(shí)間少于30個(gè)小時(shí)。由于橋梁種類繁多，其應(yīng)力特性、施工方法以及計(jì)算原理也各有差異，單純靠課堂教學(xué)，很難讓學(xué)生對橋梁的設(shè)計(jì)原理及有關(guān)施工技術(shù)條件有深刻的理解。為了達(dá)到教學(xué)目的，改革教學(xué)內(nèi)容勢在必行。

1應(yīng)用型土木工程專業(yè)“橋梁工程”教改的目標(biāo)與內(nèi)容

應(yīng)用型本科橋梁工程教學(xué)改革的主要目標(biāo)是讓學(xué)生具備系統(tǒng)觀和責(zé)任感，并能運(yùn)用工程化方法進(jìn)行土木工程技術(shù)相關(guān)領(lǐng)域的管理、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營，更有較為開闊的前瞻意識(shí)、較強(qiáng)的實(shí)踐應(yīng)用與創(chuàng)新能力，具備較強(qiáng)的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力與環(huán)境適應(yīng)能力，能在多元社會(huì)環(huán)境下勝任交通土建產(chǎn)業(yè)相關(guān)工作。

實(shí)施新工科人才培養(yǎng)計(jì)劃，需要教師的知識(shí)結(jié)構(gòu)和專業(yè)技能適應(yīng)新工科人才培養(yǎng)目標(biāo)，這就對學(xué)科建設(shè)、教學(xué)內(nèi)容等方面提出了新要求。具體而言，在師資隊(duì)伍方面，要有一批具備工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、豐富的教學(xué)和科研實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、掌握現(xiàn)代信息技術(shù)并具有較強(qiáng)的創(chuàng)新能力以及熟悉國家政策和法規(guī)等方面的高素質(zhì)教師。

在師資隊(duì)伍建設(shè)計(jì)劃中，要加強(qiáng)教師與企業(yè)或工程項(xiàng)目之間的聯(lián)系，通過校企合作、建立校外實(shí)訓(xùn)基地等形式提升教師的教學(xué)實(shí)踐能力。在課程建設(shè)方面，在原有的“結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理”和“橋梁工程”課基礎(chǔ)上增設(shè)“橋梁競賽培訓(xùn)”與“模型制作”課，同時(shí)完善“橋梁工程”核心課程內(nèi)容建設(shè)及教材建設(shè)。在教學(xué)內(nèi)容方面，圍繞“理論—實(shí)踐—模仿—?jiǎng)?chuàng)新”培養(yǎng)模式，從知識(shí)傳授、能力培養(yǎng)到素質(zhì)養(yǎng)成等方面全面改革傳統(tǒng)課程體系。在教學(xué)方法上采用項(xiàng)目導(dǎo)向式教學(xué)法或任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)法、行動(dòng)導(dǎo)向式教學(xué)法等。爭取讓學(xué)生學(xué)習(xí)到最新、最全面、最實(shí)用的專業(yè)知識(shí)，從而提高工程實(shí)踐能力以及創(chuàng)新能力、創(chuàng)新意識(shí)。

最后還要重視實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)。對實(shí)驗(yàn)類課程進(jìn)行改革和創(chuàng)新可以使學(xué)生掌握更多的實(shí)驗(yàn)技能和相關(guān)理論知識(shí)；對實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)也應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整與改革，將理論與實(shí)踐相結(jié)合；最后改進(jìn)畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容，將畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容與學(xué)科競賽和工程實(shí)踐相結(jié)合，并將畢業(yè)設(shè)計(jì)的評價(jià)重心轉(zhuǎn)移到設(shè)計(jì)過程中?？傊?，應(yīng)用型本科橋梁工程教學(xué)改革應(yīng)堅(jiān)持以學(xué)生為中心、以就業(yè)為導(dǎo)向，立足地方經(jīng)濟(jì)，向周邊企業(yè)輻射，實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)教學(xué)模式向“新工科”人才培養(yǎng)模式的轉(zhuǎn)變。

2應(yīng)用型高?！皹蛄汗こ獭闭n程存在的問題

2.1課程學(xué)時(shí)不足

“橋梁工程”課程內(nèi)容繁雜，對應(yīng)的專業(yè)規(guī)范多，不同橋型力學(xué)分析計(jì)算難度大。近年來，隨著培養(yǎng)方案的調(diào)整，專業(yè)課程的學(xué)時(shí)和學(xué)分被壓縮，出現(xiàn)了傳授的知識(shí)增加與課時(shí)減少之間的矛盾。加之應(yīng)用型高校更要加大實(shí)踐環(huán)節(jié)的學(xué)時(shí)比例，就導(dǎo)致理論學(xué)時(shí)更加不能滿足教學(xué)的需求。例如某本科院校，土木工程專業(yè)“橋梁工程”的總學(xué)時(shí)為24個(gè)小時(shí)，理論學(xué)時(shí)16個(gè)，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)8個(gè)，與“橋梁工程”的500―600頁教材相比較，理論教學(xué)的時(shí)間十分緊張，16節(jié)理論課時(shí)很難適應(yīng)新一輪課程對學(xué)生能力的培養(yǎng)要求[1]。

2.2學(xué)生對橋梁工程課程的興趣不大

應(yīng)用型本科院校的學(xué)生素質(zhì)存在著較大的差距，力學(xué)知識(shí)對于大多數(shù)學(xué)生來說都是學(xué)習(xí)的難點(diǎn)，再加上復(fù)雜的分析計(jì)算，學(xué)生在學(xué)習(xí)的開始就存在畏難情緒，學(xué)習(xí)激情匱乏。隨著教育信息化的發(fā)展，教師在課堂上單純采用傳統(tǒng)的線上教學(xué)方式，很難讓學(xué)生對課堂內(nèi)容產(chǎn)生興趣，無法獲得學(xué)習(xí)的成就感，長此以往，厭學(xué)情緒累積，學(xué)習(xí)的重點(diǎn)從知識(shí)追求變成了學(xué)分需求。

2.3課堂銜接有待提高

橋梁工程項(xiàng)目都要經(jīng)歷規(guī)劃立項(xiàng)、設(shè)計(jì)施工、運(yùn)營養(yǎng)護(hù)等過程，應(yīng)用型高校培養(yǎng)的工程師要能勝任以上各環(huán)節(jié)。為滿足企業(yè)的用人需求，培養(yǎng)方案確定了設(shè)計(jì)、施工、管理、服務(wù)這四個(gè)方面的課程。課程體系分為通識(shí)教育和專業(yè)教育兩部分，專業(yè)教育以土木工程專業(yè)基礎(chǔ)課程為主導(dǎo)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行橋梁工程專業(yè)課程的學(xué)習(xí)。專業(yè)基礎(chǔ)課程是土木工程專業(yè)各方向都要學(xué)習(xí)的，由測量學(xué)、土質(zhì)學(xué)與土力學(xué)、基礎(chǔ)工程、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理、土木工程施工、土木工程管理等組成。橋梁工程專業(yè)課程設(shè)置了相應(yīng)的橋梁必修課和選修課，必修課是橋梁工程、橋涵水文等；選修課程為橋梁電算、橋梁檢測、橋梁模型制作。橋梁相關(guān)課程在大學(xué)期間逐步完成，時(shí)間跨度大，導(dǎo)致了各門課程教學(xué)孤立，不能遞進(jìn)融合，同時(shí)又出現(xiàn)部分知識(shí)點(diǎn)重復(fù)教學(xué)。在教學(xué)過程中，學(xué)生不能有效地進(jìn)行課程間的銜接，不利于學(xué)生實(shí)踐能力的全面培養(yǎng)[2]。

3創(chuàng)新“橋梁工程”教學(xué)方式改革

3.1注重理論與實(shí)踐教學(xué)

教師要從傳統(tǒng)課堂的主導(dǎo)者變成引導(dǎo)者，要以學(xué)生為中心，以項(xiàng)目主線，采用啟發(fā)式教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生參與多種類型的實(shí)踐活動(dòng)。以簡支梁橋的教學(xué)為例，先帶學(xué)生參觀橋梁，對橋梁結(jié)構(gòu)有一個(gè)客觀認(rèn)識(shí)；再學(xué)習(xí)橋梁相關(guān)計(jì)算理論，對簡支梁橋進(jìn)行受力分析計(jì)算，然后結(jié)合橋梁設(shè)計(jì)軟件的自學(xué)與運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)手算與電算相互驗(yàn)證；最后學(xué)生以小組為單位，編寫模型橋梁的實(shí)驗(yàn)方案，完成實(shí)驗(yàn)，采集實(shí)測數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析判斷，總結(jié)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，學(xué)生的實(shí)踐能力得到全方位的培養(yǎng)，既掌握了理論研究能力，可從事研發(fā)與設(shè)計(jì)工作；又進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)的操作，可從事施工、檢測、管理工作。不同于以往的認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)，走馬觀花；不同于以往的課程設(shè)計(jì)，脫離實(shí)際[3]。

3.2以就業(yè)為核心的實(shí)習(xí)課程內(nèi)容

根據(jù)應(yīng)用型本科院校的人才培養(yǎng)要求，“橋梁工程”實(shí)訓(xùn)課程應(yīng)著重于橋梁施工技術(shù)，并根據(jù)有關(guān)的橋梁設(shè)計(jì)與施工規(guī)程，介紹質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。在實(shí)踐教學(xué)時(shí)，應(yīng)充分發(fā)揮校企合作的優(yōu)勢，選擇具有較強(qiáng)實(shí)力和較高技術(shù)水平的橋梁施工企業(yè)為實(shí)習(xí)基地。由于應(yīng)用型本科院校應(yīng)屆畢業(yè)生的就業(yè)單位多為施工企業(yè)，而學(xué)生又多數(shù)不處在生產(chǎn)、施工的第一線，對工程質(zhì)量管控、施工技術(shù)認(rèn)識(shí)不夠透徹。因此，在實(shí)際操作中，應(yīng)使學(xué)生深入實(shí)踐，掌握常見的施工工藝與方法。對從來沒有到過施工現(xiàn)場的學(xué)生而言，橋梁的施工過程很抽象，要花很多的時(shí)間和精力去了解。盡管建筑動(dòng)畫和視頻能讓學(xué)生了解施工的方式與過程，但是學(xué)生的學(xué)習(xí)效果不如在施工現(xiàn)場深刻。

在施工現(xiàn)場橋梁工程師通過自身的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)為學(xué)生提供一些常見橋梁建設(shè)問題的解決方法，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。通過與工程技術(shù)人員的溝通，使學(xué)生能夠更加深入地理解教材中的理論知識(shí)，同時(shí)也能加深對自己將來所要從事工作的理解[4]。

3.3激發(fā)學(xué)生興趣

我國基建排在世界前列，是世界上最重要的橋梁強(qiáng)國之一，茅以升和李國豪等一大批橋梁專家便是其中的佼佼者。在教學(xué)過程中，教師要通過運(yùn)用技術(shù)案例，講解優(yōu)秀橋梁工程師的事跡，對學(xué)生進(jìn)行思想方面的教育，增強(qiáng)學(xué)生對專業(yè)課的學(xué)習(xí)熱情。例如，在介紹橋梁發(fā)展的過程中，可以利用新媒體技術(shù)，讓學(xué)生通過圖片、視頻、數(shù)據(jù)表格等各種形式更直觀、生動(dòng)地了解各種橋梁結(jié)構(gòu)的受力特性及構(gòu)件。在計(jì)算支座時(shí)，可以通過實(shí)例介紹軸承的載荷特征、常見軸承的種類和使用情況。通過個(gè)案與技術(shù)案例相結(jié)合，不但能使學(xué)生樹立專業(yè)的職業(yè)道德，更能使他們對自己的職業(yè)產(chǎn)生一種尊敬，進(jìn)而樹立起正確的價(jià)值觀念[5]。

3.4將信息化教學(xué)方法與教學(xué)內(nèi)容相結(jié)合

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，將信息技術(shù)運(yùn)用到教學(xué)過程中，讓抽象復(fù)雜的專業(yè)知識(shí)變得直觀易懂，既調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，又增加了學(xué)習(xí)的趣味性。在教學(xué)中，運(yùn)用超星學(xué)習(xí)通作為教學(xué)平臺(tái)，該平臺(tái)擁有優(yōu)秀的數(shù)據(jù)信息資源和優(yōu)良的教學(xué)體驗(yàn)。在學(xué)習(xí)通平臺(tái)上創(chuàng)建課程和班級，在課程中發(fā)布章節(jié)筆記，學(xué)習(xí)資源（圖片、視頻、規(guī)范等），發(fā)起教學(xué)活動(dòng)（討論，文件調(diào)查，課堂任務(wù)等），后臺(tái)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等信息化手段，輔助教學(xué)，提高教學(xué)成果。學(xué)生可通過手機(jī)端和電腦端，利用網(wǎng)絡(luò)隨時(shí)進(jìn)行學(xué)習(xí)。教師可通后臺(tái)數(shù)據(jù)，及時(shí)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，對課程教學(xué)作出有效調(diào)整。

4應(yīng)用型本科土木工程專業(yè)橋梁工程教改措施

4.1構(gòu)建以職業(yè)崗位為主線的遞進(jìn)式課程體系

根據(jù)道路、橋梁等學(xué)科的特性，建立一套以崗位為主線的漸進(jìn)課程體系：一是各學(xué)科均與地質(zhì)、水文、材料、施工、機(jī)械等相關(guān)領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)工程人才培養(yǎng)。二在學(xué)科教育的基礎(chǔ)上開展專業(yè)教育，實(shí)現(xiàn)橋梁工程專才培養(yǎng)。三是結(jié)合工程技術(shù)的發(fā)展和用人單位的用人需求，對創(chuàng)新性和實(shí)踐性課程進(jìn)行調(diào)整和更新。

4.2專業(yè)核心課程的改革

應(yīng)用型本科土木工程專業(yè)的學(xué)生畢業(yè)后都會(huì)到施工現(xiàn)場進(jìn)行施工管理或技術(shù)工作，通過工作培訓(xùn)和持續(xù)的學(xué)習(xí)，未來成為工程項(xiàng)目的經(jīng)理或技術(shù)骨干。教師在構(gòu)建專業(yè)課程的教學(xué)內(nèi)容時(shí)，應(yīng)基于國家職業(yè)資格知識(shí)體系，通過與施工企業(yè)優(yōu)秀人才深入交流，了解工程人員必須具備的能力素質(zhì)和知識(shí)結(jié)構(gòu)，在教學(xué)中有針對性地加以強(qiáng)化和補(bǔ)充。

4.3注重“雙師型”教師培養(yǎng)

“雙師型”的師資隊(duì)伍在課程改革實(shí)施中起著舉足輕重的作用。從學(xué)科特色與現(xiàn)實(shí)出發(fā)，以課程改革為契機(jī)，對本科院校教師進(jìn)行工程素質(zhì)的培養(yǎng)與提升。首先，要強(qiáng)化教學(xué)現(xiàn)場的教學(xué)活動(dòng)，要求青年教師，特別是在工程類學(xué)院直接任教的，不管學(xué)歷高低，都要在寒假期間參加建設(shè)企業(yè)的第一線項(xiàng)目，或是在周邊地區(qū)兼職。其次，要鼓勵(lì)廣大教師不斷地學(xué)習(xí)、提升自己，不斷地了解新工藝、新材料，并積極取得國家注冊設(shè)計(jì)師、工程師、造價(jià)工程師等職業(yè)資格。最后，要充分發(fā)揮教師的專長，積極參加各類與產(chǎn)業(yè)有關(guān)的社會(huì)服務(wù)及公益事業(yè)。通過這些途徑有效地提升教師的綜合素質(zhì)，讓教師在課堂上充分發(fā)揮自己的作用。

4.4構(gòu)建服務(wù)核心課程的虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)平臺(tái)

橋梁工程構(gòu)造物結(jié)構(gòu)龐大，建設(shè)過程復(fù)雜，每一施工工序不可重復(fù)，學(xué)生要想掌握橋梁建設(shè)的全過程，必須長期深入工地。各院校不具備把每個(gè)學(xué)生派往工地的條件。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開展，很好地解決了這個(gè)問題，并能拓展實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐教學(xué)的深度和廣度，模擬施工過程，學(xué)生的實(shí)踐能力得到了很好的訓(xùn)練。

5結(jié)語

綜上所述，通過對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行重新整合，以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目的，以實(shí)踐教學(xué)為主線，對橋梁工程課程教學(xué)改革進(jìn)行探索，在實(shí)踐教學(xué)中取得了較好的效果。在教學(xué)過程中，以培養(yǎng)方案為依據(jù)，加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力與綜合素質(zhì)培養(yǎng)，注重實(shí)踐教學(xué)，加強(qiáng)與專業(yè)領(lǐng)域、行業(yè)等社會(huì)需求相結(jié)合的實(shí)踐性環(huán)節(jié)，為持續(xù)的教學(xué)改革提供了方向。

*通訊作者：黃宏輝

基金項(xiàng)目：2019年貴州省交通運(yùn)輸廳科技項(xiàng)目“山區(qū)鋼結(jié)構(gòu)橋梁養(yǎng)護(hù)關(guān)鍵計(jì)算研究”（2019-122-004）。

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