桥梁工程毕业设计教学改革与实践研究

王荣霞　张彦平　宋娃丽

摘要：本文根据国内高等工科院校的教育特点，以培养学生工程能力为目标，对桥梁工程毕业设计教学课程的现状进行了分析，并提出了该课程的教学改革途径和方法，可为国内具有类似专业课程的毕业设计实践教学提供借鉴和参考。

关键词：桥梁工程；教学改革；工程能力；实践

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）13-0104-02

一、工程能力培养的重要性

工程能力是现代工程师应该具备的重要和基本素质之一，其主要内涵为对现代工程的创新能力、实践能力、研究能力、团队能力、沟通能力、自学能力和道德能力等诸多方面。近年来在我国高等教育面向国际水平发展的新形势下，越来越多的大学毕业生需要适应国际化的就业环境，需要具备综合应用现代科学理论和技术手段等现代工程能力。

但是，目前高等学校教育缺乏对大学生工程能力的培养，主要表现在只重视理论教学而轻视实践教学，重视培养个人的学术研究能力而轻视个体在团队中的协作精神，重视对已有科技的应用而轻视对科技的创新。因此，如何在大学学习期间培养学生的工程能力成为高等工科院校目前急需解决的问题，也成为高校教学的重要目标。

本文将结合我校桥梁工程毕业设计这一重要的教学实践课程，深入分析和探讨基于工程能力培养的教学改革途径和方法，可为国内其他高校类似专业或课程教学提供参考。

二、桥梁工程毕业设计实践教学现状分析

桥梁工程毕业设计是我校土木工程专业和道桥专业重要的实践教学课程，也是培养和发掘学生创新性思维最关键的实践性教学环节。笔者基于多年指导桥梁毕业设计的经历，认为在以往的桥梁工程毕业设计教学中尚存在较多的问题，主要表现在：

1.学生缺乏对专业知识学习的主动性。作为大四学生最后学习阶段的一种总结性的实践教学环节，桥梁毕业设计的总体要求内容，包括从设计方案的选取、结构的设计计算以及施工图的绘制等，均需要学生有较强的自学意识和自学能力，能够综合运用所学的各种专业理论知识，提高独立思考问题、分析问题及解决问题的能力。但是，从近几年毕业设计的现状来看，由于就业形势及诸多因素的影响，学生在毕业设计期间纪律涣散，自主学习意识差，不能积极主动地完成毕业设计各阶段要求的内容，成为影响毕业设计成果质量的主要因素。有很多学生的毕业设计到最后并不是出于自身的设计成果，甚至存在完全抄袭毕业设计的现象，这就很难能达到毕业设计的教学目的和要求，影响了学生以后的就业和发展。

2.学生设计的桥型过于单一化。毕业设计中，虽然学过的桥梁形式有很多，但是学生在选择设计方案时，一般是反向思维，即觉得哪个桥型好做，能方便找到参考示例，就以哪个桥型作为重点设计对象。而对各类拱桥、连续刚构桥、T型刚构桥、斜腿刚构桥、悬索桥等很多具有结构创新特点的，并且在实际工程中使用得也较多的桥型却很少甚至没有学生选择，最终导致毕业设计成果雷同化的现象很严重，也使优秀学生的科研创新能力得不到很好的提升和锻炼。

3.毕业设计过多依赖设计软件，忽视对基础理论的理解。桥梁设计软件为学生在毕业设计中选择更多种形式的桥梁创造了条件，也为解决复杂的结构分析计算提供了有效的途径。但是，一些突出问题也随之而来。主要体现在两个方面：一是很多学生由于不能在短期内熟悉设计软件的操作方法和基本理论，在毕业设计初期，忽略了对桥梁基本知识的学习，而只是埋头于对设计软件的操作练习，影响了设计质量和效果；二是有的学生虽然能够使用软件进行设计计算，但是对结构设计相关概念模糊、计算原理不清楚，使得学生的工程创新能力和实践能力受到了限制。

综上所述，为了更好地培养学生的专业理论知识和工程创新能力，需要对现有的桥梁毕业设计教学进行相应的改革和完善。

三、桥梁毕业设计教学改革研究

针对桥梁毕业设计现状，课题组人员从2012年开始对其教学方法和手段进行了改革探索尝试，至今效果显著。现总结如下：

1.采取严格的教学监管措施，督促学生自主学习。①提前拟定思考题，定期汇报讨论。指导老师在毕业设计任务书下达后，针对每个阶段的设计内容，提前拟定一些思考的题目，采取每周定期汇报、定期集中讨论的形式，督促学生真正深入自己的设计任务进行研究和思考，锻炼他们的独立思考能力和自学能力。例如在方案比选阶段，要求每个学生结合拟定的思考题，把自己比选的方案逐一论述清楚，包括：桥梁结构常用的上下部结构形式的优缺点分析；不同的桥梁结构适用的跨径范围；主梁截面形式如何选择等等。论述和讨论问题的过程，不仅可以锻炼学生的语言和沟通表达能力，使他们对所学的专业基本知识有更深入的掌握，另一方面还可以督促引导他们自行学习和研究，提高自主学习的能力。②严格控制阶段性成果。毕业设计系统中要定期提交阶段性成果，需严把质量关。对那些不合格的设计结果或抄袭设计的成果，采取不允许进入下一阶段设计、退回修改或延迟提交，必要时增加中期答辩、推迟毕业答辩、毕业设计不予通过等处理。这些措施不应只流于表面，而是要切实落到实处，这样才能激励督促学生重视自主学习，提高学习意识和主动性。

2.举办各类专题讲座，培养创新意识。创新意识的培养不仅在于对学生，指导教师应首先具有创新意识和指导能力，这是培养学生的创新意识并实施创新设计的前提。两年的实践表明，举办各类专题学术报告，无论对老师还是学生创新意识的培养都是非常有效的途径和方法，具体实施如下：首先，在毕业设计正式开始前，邀请了天津城建设计院的总工为所有师生做了专题报告，就城市景观桥梁（包括天津大沽桥、赤峰桥、进步桥等新型城市桥梁）的设计理念、设计计算、施工管理等方面进行了详细的介绍，进一步拓展了广大师生的知识面，极大地增进了师生进行创新桥梁设计的意识和兴趣。除此之外，还邀请了同济大学等名校的教授，进行了桥梁抗震新理念、桥梁冲刷研究等方面的学术报告，这些都快速引导师生进入学科最前沿，激发了他们的创新热情和研究动力。另外，还多次邀请高校及设计院技术人员就桥梁博士、Midas等桥梁设计软件的应用进行培训讲座，这些都为创新设计提供了必要的手段和工具，也使创新设计成为可能，避免了前期占用大量的时间学习软件操作。endprint

3.设计选题中鼓励创新设计。毕业设计中具有创新性的题目有两类：一是来自于与工程实际相结合的科研项目，二是自拟设计选题，包括复杂桥型（如拱式桥、斜拉桥、悬索桥、连续刚构桥等）或传统桥型的部分创新性的研究内容（如不同施工方法、抗风抗震、优化设计、拱轴线型确定及各类专题研究）。其中科研性的题目，一般要由师生团体合作完成，不仅可提高学生的学习能力、实践能力、科研能力、创新能力，更能锻炼他们的沟通和团体协作能力，是培养学生工程能力重要的途径。尤其对于优秀的学生，要鼓励他们积极参与，大胆创新，并把是否有创新作为毕业设计最终评价体系的重要因素。

近几年，随着计算手段的先进化和师生创新意识的提高，针对不同层次水平的学生，桥梁毕业设计向着多样化、创新型方向积极发展，体现了教学改革的新气象。我校桥梁毕业设计除了常规的梁式桥设计外，更增添了多方面的创新型研究内容，其中与实际工程相结合的科研选题包括体外预应力或碳纤维加固钢筋混凝土T梁设计、倒T梁体系设计研究、既有桥梁检测与荷载试验、斜拉桥的设计优化研究、轻质混凝土梁桥设计，等等；复杂桥型的创新性设计包括自锚式梁拱组合体系拱桥设计、无背索斜塔式部分斜拉桥设计、波形钢腹板PC梁矮塔斜拉桥设计、大跨径组合体系拱桥设计、无桥台斜腿刚构桥设计、采用悬浇法施工的连续刚构桥或连续梁桥设计、斜拉桥设计，等等。在这样的教学环境影响下，学生进行创新设计的热情和信心逐年上升，连续几届的毕业生的工程能力得到了充分的提高，其就业水平逐步提升，也体现了毕业设计创新性选题对培养学生工程能力的重要性。

通过桥梁毕业设计教学方法的改革，越来越多的学生选择具有创新性的题目作为主要设计内容，其创新意识的培养和工程能力的提高也成为他们个人的需求和努力的目标。在每年的优秀毕业设计评选中，大约80%左右的优秀毕业设计均来自于他们的设计成果，教学改革效果明显。

几年来的教学改革及实践表明，桥梁毕业设计在培养学生工程能力方面取得日益显著的成效，基本达到了大学生工程能力培养的教学目标，使学生的毕业设计水平逐年提高，保证了毕业设计的质量，扭转了以往毕业设计教学的不足之处，为他们走向工作岗位奠定了坚实的基础，深受广大师生的认可。

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