桥梁学科本科毕业设计现状分析与对策研究

2022-07-01谭红梅苏絮香

科教导刊 2022年15期

谭红梅，苏絮香，曾勇

（重庆交通大学土木工程学院，重庆 400074）

引言

土木工程（桥梁方向）的毕业设计（论文）需要综合运用桥梁工程理论知识和相关专业技能，分析和解决实际工程或科研问题，是理论性和实践性均很强的教学环节。对培养学生严谨求实的科学态度、良好的专业素养、创新精神、独立分析和解决问题的能力等具有重要的意义。桥梁学科毕业设计主要包括桥型方案比选、作用效应分析、整体和局部的验算以及编制施工图等；毕业论文则一般针对工程或科研中某个具体问题进行试验或数值模拟方面的研究和探索。

毕业设计面对的两个主体即教师和学生。其中，指导教师是领路人，从具体工程实践中提炼出问题，然后在整个毕业设计过程中，指导学生认识问题、分析问题、解决问题。学生是具体实践者，面对一个全新的或是综合的问题，在教师的指导下，通过充分查阅文献资料，运用一定的科学工具，最终解决问题。

本文从选题要求、培养过程、质量监控体系、成绩评定等角度，针对我校目前存在的选题单一化、指导模式落后等现状进行分析，并研究相应的对策，以适应“新工科”建设要求，培养具备创新意识、能力突出的新型工程技术人才。

1 桥梁学科本科毕业设计现状分析

1.1 选题单一化

我校桥梁学科基本上都是毕业设计。而且基于完成时间和难易度的考虑，选题基本上是大多数指导教师在实际地形图的基础上，改造之后的理想化的设计题目。与实际工程问题相关的施工专项分析，以及与科研相关的毕业论文等很少。这些题目涉及面较窄，往往脱离具体实际工程实践，也达不到“新工科”建设的要求。

根据近十年我校桥梁学科已完成的毕业设计来看，70%的学生均选择连续刚构桥的设计，其次是较为成熟的上承式钢筋混凝土拱桥设计。很少有学生选择中下承式拱桥、悬索桥、斜拉桥或异型桥梁。主要原因有三点，第一，这两种桥型的设计计算理论、施工技术已非常成熟。第二，学生很容易查阅到往年的同类型毕业设计，所谓“模板”，即学生根据课本、现有的资料或者模板，都能比较轻松地完成毕业设计。第三，指导教师的认知所限，或者担心学生完成不了，保守考虑。

选题单一化带来的问题就是，毕业设计与最新工程实践脱节，而且整体创新性不够。不仅不利于学生能力的提高，也会影响其今后的职业发展。

1.2 指导模式落后

目前，我校桥梁学科采取的是一位指导老师独立指导八名学生的传统面授教学模式。面对专业基础理论参差不齐、兴趣特长各不相同的多名学生，采用统一的教学方式、一样的阶段进度要求。另外，术业有专攻，存在部分教师常年专注于教学或科研某一方面，缺乏实际的工程经验，不了解最新桥梁乃至交通或土木行业的最新发展动态，不能解决最新的设计施工中遇到的相关问题，容易导致毕业设计流于形式，得不到质量上的提升。

这种传统面授指导模式下，学生往往比较被动，设计较大程度依赖于教师的指导。包括箱形截面腹板厚度具体尺寸的拟定、有限元软件出现的任何具体问题，都需要老师来讲解或分析，不会自己主动搜索纸质或线上资料，缺乏独立思考的能力。

1.3 质量监控体系不完善

整个毕业设计过程中，由于多数学生需要参加考研复试、公务员考试、忙于找工作等原因，这些学生只在开学和期末联系指导老师，中间长达一个月的时间，毕业设计都没有进展。等毕业设计快结束的时候，匆匆完成有限元计算，照着往年的所谓“模板”，完成计算书的撰写。最终也能完成毕业设计，成绩甚至在中等以上。

1.4 成绩评定因素单一

针对毕业设计的考核，我校目前采用的是指导教师评分、交叉评阅评分、答辩评分三项成绩的加权平均值。三者占的权重系数分别为40%、20%、40%。答辩时，学生汇报5分钟，回答提问5 分钟。答辩老师仅仅依据这10 分钟内学生的表现，给予答辩成绩。这种情况下，就会出现答辩老师还没有理解全面学生的设计意图就得打分的情况。考核内容也大多数依据设计图纸、计算说明书的质量，基于过程考核的指导教师评分占的比例偏低。毕业设计（论文）尚未根据“新工科”发展需求，调整教学目标和考核方式。

即使有一定的比例是针对毕业设计过程进行考核的，但其评价比较笼统，不细化，缺乏可操作性强的评价标准，导致过程考核评价流于形式，多以出勤率来考量，不能有效激发学生学习的积极性和主动性。

2 提高桥梁学科本科毕业设计质量的对策

2.1 毕业设计（论文）选题多元化

由于目前学生毕业走向多样化，毕业后的工作单位不局限于工程设计相关单位，比如多数学生计划读研、读博、考公务员、进入施工或者管理单位，故针对毕业生的选题也可多元化。在管理制度上，需明确来自教师科研、学科竞赛、工程实践的选题所占比例的最低要求；鼓励学生根据本身的专业特长和兴趣爱好自由选题。支持学生选择毕业论文，参与科研课题、解决工程实际问题，或者参加创新创业训练项目。桥梁学科是我校的优势学科，大多数毕业设计指导教师均有一定数量的科研项目或工程实践项目。所以，提倡指导教师根据自己的科研项目或工程实践设置相关的选题，尽早将毕业生纳入自己的课题组。

也可以改变原来单一的选题模式及固定套路，设置多学科交叉融合的复合型课题，促进不同学校以及不同学科的交流。通过调研，学生们选择能发挥自己兴趣专长的课题，之后，其毕业设计（论文）得到不同专业或特长的教师教导，与不同学科的同学进行交流，从而更能够扩大知识面，培养组织沟通、协同创新等各方面的能力。

2.2 多种教学模式指导

桥梁工程的毕业设计，需要综合运用多门课程的多个知识点。比如，混凝土桥面板、正交异性板的验算分别属于“桥梁工程”“钢混组合结构桥梁”课程；结构作用效应分析需要运用“结构力学”“有限元基础理论”“桥梁电算”相应知识；承载能力、正常使用极限状态的验算涉及“结构设计原理”“桥梁工程”的相关知识。往往有些学生基础理论知识不扎实，不能得出必选方案的内力包络图、变形图等，不能够对所建有限元模型及其计算结果正确与否给予准确的判断。即使学生在大四第一学期学过桥梁电算课程，很多软件操作问题也忘记了。

针对这些问题，在专业核心理论课程结束后，布置课程设计（或学习报告）、学年设计（小论文），进行阶段性训练；毕业设计时，设置联合指导教师组，在不同的毕业设计阶段安排具有对应优势的教师来指导。比如，在计算分析阶段，就可安排精通桥梁通用计算软件Midas（迈达斯）或“桥梁博士”的老师来指导。授课方式可多样化，比如讲座、报告、指导课程等等。

除此之外，结合线上教学资源进行指导。引导学生在网上搜索相关课程的在线开放课程，自行学习或复习对应的内容。在软件学习上，现今各大软件公司比如迈达斯、桥梁博士等，均已开设了对应的软件培训课程，可引导学生报名学习并按实际情况给予学分认证。哔哩哔哩、优酷等视频网站上，也有有限元软件使用的视频，学生可以搜索相关的学习视频，自行查漏补缺。

2.3 校企联合的培养方式

结合联合培养基地、产学研合作基地、大学生校外实践教育基地等开展校企、校校联合毕业设计（论文）。学校与企业（或其他兄弟院校）合作,派出毕业生前往专业相关的设计院、工程局、公路局、施工现场等工程一线参与工程实践（或科研试验）。并派出指导教师，基于工程现场（或科研项目）特点，与企业技术人员（或其他高校教师）联合指导。校企联合培养的学生在一线工程实践现场，观察分析工程实际问题，运用学校积累的专业理论知识、现场先进技术，解决现场实际问题；而校校联合培养方式中，学生学习其他高校的优势学科知识，扩大专业视野，提高专业技能、创新能力。

近几年，桥梁博士有限元软件公司均主动与各大高校建立了长期合作关系。因此，在软件操作的指导环节中，校方可邀请软件公司培训人员，以线上或线下的方式，给学生讲解、演示如何进行计算分析或答疑。在桥梁电算课程中，安排几个学时，培训人员结合几种常用桥型实例的操作演习进行精讲，让学生初步掌握基础的软件操作方法，具备有限元建模、作用效应分析、结构验算等基本技能。之后，在毕业设计阶段，安排学生自学软件两周。必要时，邀请软件公司培训人员再次进行一次或多次的集中培训，或者答疑解惑。

2.4 加强过程监管

教学管理方面，需要逐步完善、健全毕业设计（论文）相关规章制度，制定与选题、教师过程指导、考核等对应的工作实施细则。构建管理、教学共同协作、职责分明的教学质量监控体系。条件允许的情况下，开发毕业设计（论文）管理信息系统，使得毕业设计（论文）的管理更加规范化和高效化。

坚持题目审查制度，检查近三年题目的重复率。杜绝重复性题目（或题目相似度较高）的出现。实施指导记录制度，指导教师面对面指导的次数不少于规定次数，学生认真填写指导纪要，包括教师指导情况和每阶段的工作进展。除此之外，还要坚持中期检查制度。配合校级或院系的随机抽查，教导教师催促各位学生完成各阶段任务。

期中或期末，开设多次教学研讨会，教师之间相互交流存在的问题以及心得体会。在总结、学习中，提高自身的教学基本功。

2.5 基于过程的成绩评定体系

为发挥考核评价的导向功能，提升桥梁设计专业人才的培养质量，必须增加过程考核成绩在总成绩中的比重，能力与知识考核并重，建立指导教师（组）、评阅教师、答辩等多维度、多元化考核评价体系。

建立阶段考核、总评价评分标准，细化指导教师考核评价要求。重点考核以下四方面的能力：①信息获取与学习能力。评价学生对中外文文献等相关资料的检索、理解、归纳总结能力。②分析与设计能力。评价学生对所提供的工程实际问题的分析、解决问题的能力，比如，毕业设计中，评判必选方案是否可行、判断其合理性。③工具应用能力。评价学生是否能够根据需要选用合适的计算方法、施工技术、计算软件手段等，来解决工程实际问题。④沟通与表达能力。评价学生所表现出的对专业术语的总结、归纳能力，以及是否具备对研究思路或设计方案进行沟通交流与表达的能力。其中，第2、3 项因素是重点考核内容。

毕业答辩阶段，坚持公开答辩制度。随机抽取少数学生参加公开答辩，指导教师回避，答辩委员会对公开答辩的学生进行考核，全部指导教师均可现场观摩。

建立有效的激励机制。评选“优秀毕业设计”“优秀毕业论文”“本科最佳学术成就奖”等，奖励成绩突出的学生及其指导教师。开展毕业设计（论文）交流会，总结经验，反思不足。