以工程实践为导向的桥梁工程课程教学方法改革

刘均利+卢春玲+王晓峰

摘要：为提高毕业生的工程实践能力，桥梁工程课程教学改革势在必行。本文就桥梁工程课程教学内容、教学方法存在的问题进行详细阐述，并提出针对性的改革措施。教学改革实践证明，教学方法的改革对培养和提高学生的工程实践能力，提高学生的学习兴趣具有重要意义。

关键词：桥梁工程;教学方法;教学内容

中图分类号：G642.41     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2015）23-0080-02

桂林理工大学土木与建筑工程学院土木工程专业下设有道路桥梁工程、岩土工程和工民建3个方向，入学按大土木招生，大一下学期按学生志愿分方向。《桥梁工程》是道路桥梁工程方向的主干课程，在教学中占有非常重要的地位，这一门课程教学质量直接影响学生专业素质的培养，影响人才的培养质量，进而影响毕业生的就业。本文首先从桥梁工程的课程特点入手，分析了桥梁工程教学中存在的问题及其导致的后果，提出了以工程实践为导向的桥梁工程课程教学方法改革。

一、课程特点

1.综合性强。《桥梁工程》课程以《材料力学》、《结构力学》、《土木工程材料》、《钢筋混凝土原理》等课程为基础，又是这些专业基础课在桥梁结构中的具体应用，而这几门课程恰恰是土木工程专业学生学习的难点。《桥梁工程》课程要求学生通过对本课程的学习，系统掌握各类桥梁的设计和构造原理、计算理论和方法以及施工要点。这一特点决定了《桥梁工程》课程的学习难度较大。

2.教学内容知识点多且烦琐、枯燥。桥梁工程课程内容多，包括以下几方面的内容，桥梁的基本概念：桥梁的基本组成、分类、特点、适应条件等;桥梁设计：桥梁的设计原则、桥型选择、桥梁总体布置、结构设计与构造设计;桥梁计算：基本桥梁结构（简支梁桥、拱桥）的主要计算内容和计算方法、其他桥梁结构（连系梁、悬臂梁、T型刚构等）的计算要点、荷载选择、荷载计算与组合;桥梁的施工方法：每种施工方法的适用桥型、适用范围、施工步骤。上述几方面的内容又有着千丝万缕的联系。

3.实践性强。《桥梁工程》是一门实践性很强的课程，涉及知识面广，是对基础课程的综合和深化;需要学生将学习寓于应用之中，学以致用，即集理论与实践为一体。

可见，桥梁工程是一门综合性、实践性和多学科交叉，需要空间想象力，依托感性认识、经验和构造图示才能较好地把握、理解的课程。

二、教学存在的问题

1.知识体系过于科学化，重视知识和方法的传授，忽视思维方式的培养。现代工程教育将工程知识抽象成数学、力学、材料等独立课程的教学[1]。桥梁工程教学也采用了这一方法，将课程分解为“总论”、“梁桥”、“拱桥”、“斜拉桥”、“桥梁墩台”等独立章节分别教学，这种科学化的教学方法重视知识和方法的传授，用于数学、力学甚至钢筋混凝土设计原理等科学性的课程，教学效率高，可以帮助学生在短时间内掌握主要知识。但用于桥梁工程这种实践性课程时，无法解决知识点如何还原到工程中去的难题，导致学生计算能力强，设计能力差，对如何选用常用桥梁构造、尺寸、计算方法和施工工艺无从下手，设计出来的桥梁呆板、乏味。

2.教材知识陈旧，与实践脱节。近20年来，国内开展大规模工程建设，桥梁工程设计理念、施工工艺等进步极为迅速，而教材无法跟上技术进步的步伐。一般而言，教材落后于专著约5年，专著落后于工程前沿又是5年，故教材与工程前沿的差距约10年[2]，教学中不对教材内容进行补充更新，会导致学生走向工作岗位时，发现所学与所用格格不入。

3.教材中案例选择不当，与教学大纲脱节。桥梁工程课程大纲要求掌握中小跨径桥梁的现状和发展、构造与设计、施工、计算等。而教材的案例主要介绍世界和国内的桥梁发展史、桥梁现状，各种桥梁的最大跨径排名，辅以各地地标性桥梁建筑的图片，内容精彩，很能吸引眼球。学习桥梁工程概论时，学生学习趣味盎然，但进入到梁桥、拱桥的教学后，学生逐渐失去学习兴趣。在学习中小跨径梁桥、拱桥时，一般的教材和参考书却找不到相应的案例。

文献[3]认为，当代工科大学生的知识结构应包含三方面：第一，要有足够的工程实践知识，不仅在工科教育方面，还应包括人文教育方面;第二，要有扎实的理论训练，学会一种严格的思维方式，夯实基础理论知识;第三，强化理论和实践之间的计算。以上问题直接导致我们毕业生工程实践知识不足，进而影响理论知识的深化，最终影响学生的就业和今后的职业发展。同时，学生的工程实践能力差也是我国高等工程教育普遍存在的问题[4]，企业对工程毕业生需求量大，却又招不到合格的人才，如一项对在华跨国公司和国内科技公司的调研发现：这些公司只能从国内10所大学雇佣到合适的工科毕业生，而其他大学的工程教育则未能保证其毕业生的质量[5]。

很多专家学者进行了深入的研究和探讨，提出了很多有益的建议和对策，如加强实验教学，新建专业实验室，增加实验台套数以改善实验的硬件条件;通过开展学科竞赛（大学生创新活动和学生参加科研等）增强学生的实践能力，但这些改革仍突出强调工程科学的学术性，而忽视工程科学的技术应用性，学生的工程素养如工程实践能力、工程设计能力和工程创新能力的培养问题多年来并没有得到很好的解决。

三、措施

为提高学生的工程实践能力，从2009级的桥梁工程课教学开始采取以下措施。

1.多媒体教学。桂林理工大学的《桥梁工程》理论课时有74学时，教学内容却在不断扩展。采用PPT课件、三维动画模拟等现代化多媒体教学手段进行教学，其优点有三：一是可以补充教材没有的教学内容，如在学习预制板桥时，补充了预制板桥构造发展历程及单板受力病害内容，有利于学生理解铰缝构造要求，学习完梁桥后和主要课程后，补充讲解了当前公路勘察设计院在高速公路建设中的中小跨径桥梁、悬臂施工连续梁桥的设计指导要点等当前最新公路桥梁设计研究成果。二是可以把乏味的教学内容（如桥梁的构造、设计、施工等）直观、生动地反映在学生面前，有利于学生接受。三是可以节约大量的板书时间，提高学时利用率。

2.安排具有针对性的参观实习。在学习完桥梁总论后，在学习梁桥之前，安排一次具有针对性的参观实习。公路常规桥梁以中小跨径的梁桥、拱桥为主，这也是桥梁工程学习的重点。首先带领学生在桂林市内参观环城高速跨漓江桥、环城高速跨六合路桥、虞山大桥3座学校周边的梁桥。在学习拱桥前，参观桂林市解放桥、七星公园花桥和桃花江飞鸾桥。在参观时，向学生介绍桥梁结构形式、构造要求和施工方法，作为课堂学习的一次预习课，在课堂教学中，以参观过的桥梁为案例，引导学生思考我国不同年代建设桥梁的结构形式、施工方法、施工质量等方面的差异。

3.案例教学。对数学、力学甚至钢筋混凝土原理这样的理论性课程，学生只要掌握了书本知识，并通过作业加深认识、熟练应用，就可学好;对桥梁工程这样的实践性课程，仅通过听课、看书是远远不够的，这样做甚至连书本知识都不能正确理解，务必通过大量工程案例的学习，才能达到“操千曲而后晓声，观千剑而后识器”的效果。选取与课程的教学内容相适应的教学案例，通过引导学生将案例与教学内容相结合，激发学生在具体的案例中主动思考与探索，从而培养学生应具备的工程实践能力。《桥梁工程》教学内容强调基础知识，不强调学科前沿性，因此，在选择案例时，摒弃了其教材中采纳的国内外排名前列的桥梁，主要采用当前公路、城市桥梁中常采用的桥梁，如学习板桥时，选用了高速公路用6～10m跨径钢筋混凝土整体板桥和13～20m预应力空心板桥，考虑到学生没有实践经验，在课堂上引进亲身经历的板桥失败案例，使学生留下深刻记忆。

除了在教学中给学生举一些工程案例外，也要指导学生通过中国知网主动检索一系列工程案例，以巩固桥梁理论知识，在学习20～40m跨径T梁桥和分体小箱梁桥时，指导学生在中国知网检索交通部标准图编制组的技术人员发表的相关论文;在学习拱桥时，让学生搜索关于桂林市解放桥的相关文献，搜索石拱桥的相关文献，在学生阅读相关文献后，指定一个主题，让学生撰写小论文，计入平时成绩。这种做法使学生的学习能理论联系实际，学会横向思考，学会对各部分内容进行综合，强化学生的工程意识。

4.施工图的研读。图纸是工程师的语言，在讲解桥梁的结构形式及构造时，千言万语也不如一张施工图来得直接、全面。笔者已收集了近百套实际桥梁的施工图，既有纸质版，又有电子版。在不引起版权纠纷的前提下，指导学生认真研读实际桥梁的设计图纸是提高学生工程能力的一个非常有效的方法。在学习中小跨径桥梁时，从交通部2008年版公路桥梁标准图中选择典型跨径桥梁，将其发给学生，指导其识图;学习大跨径连续梁桥和拱桥时，也给学生几套图纸供其研读。

四、结语

在桥梁工程教学中，从桥梁工程课程特点和教学中存在的问题入手，以提高学生的工程实践能力为目标，综合采用补充教材内容、参加参观性实习、案例教学和工程识图等多种措施。从两年来学生的桥梁工程课程设计和毕业设计表现来看，上述措施取得了良好的教学效果。

参考文献：

[1]崔军.回归工程实践：我国高等工程教育课程改革研究[D].南京大学博士学位论文，2011.

[2]彭熙伟，王向周，郑戍华.基于工程实践取向的实验教学改革与创新[J].高教论坛，2013，（3）：52-54.

[3]张有声.关于我国工程教育培养目标的思考[J].清华大学教育研究，2003，24（4）：104-107.

[4]韩萌，魏克新.以产业发展为导向的高等工程教育研究[J].高等工程教育研究，2012，（3）：66-68.

[5]林健.高校工程人才培养的定位研究[J].高等工程教育研究，2009，（5）：11-17.