| 标题 | 桥梁工程相关专业课程体系及教学改革研究 |
| 范文 | 王海良 董鹏 杨新磊 摘 ? ?要：文章在分析大学生学习情况，国家、社会、行业等对桥梁工程技术人员要求，以及现场技术人员能力现状基础上，阐述了桥梁工程相关专业课程体系改革、数字化、信息化实践能力培养、施工类专业课程教学改革等方面的探索与实践。结果表明：课程体系及教学改革对提升专业实力具有明显效果。 关键词：桥梁工程;课程体系;教学改革 中图分类号：G642.3 ? ? ? ? ?文献标识码：A ? ? ? ? ?文章编号：1002-4107（2019）11-0034-03 一、桥梁工程相关专业人才培养现状 鉴于目前我国中小学教育模式实际情况，许多学生进入大学后，不了解自己所学专业在国家社会发展中的地位、作用，更不清楚今后从事本行业所需要的专业技能，在大学一、二年级没有比较清晰的学习目标，存在为上课而上课现象，有的甚至沉迷于网络游戏。据天津城建大学近年学生学习成绩统计，大学一年级第二学期到二年级第一学期是学生成绩、状态分水岭，有很多学生由于在大学一年级没有明确的学习目标，造成很多课程补考，对后续学习产生拖累，学习困难如雪球般越滚越大，最后不得不留级、甚至退学。如何在低年级加强学生专业素养，使其树立清晰的学习目标，帮助学生尽早构建专业知识整体框架，是高校专业教师应该思考的问题。 桥梁工程结构在交通基础设施建设中占有非常重要地位，随着我国高速铁路发展，桥梁工程地位更加凸显，已建成通车的京沪高速铁路桥梁里程占全线总里程的86.5%，充分体现了桥梁工程在高速铁路建设中的重要地位。2013年，国家提出了“一带一路”发展战略[1]，又为作为交通基础设施中具有重要地位的桥梁工程发展提出了新要求、指明了新方向。 智能控制、数字化、BIM等已成为今后引领行业发展的方向[2-4]，得到国际社会的广泛认可，作为古老传统学科的桥梁工程，如何尽快转型，使所培养学生能适应社会、行业的发展，将决定学校桥梁工程相关专业、学科是否能健康可持续发展。 近年来，在我国桥梁工程建设过程中，发生了很多事故[5-6]，如分别发生在沈阳、福建的两起由于悬臂浇筑施工中0#块临时固结失效造成桥梁上部结构倾覆的事故，发生在山西由于碗扣支架失稳造成现浇段混凝土翻转坠落，分别发生在内蒙、陕西由于预应力钢筋定位不准而使张拉时引起对混凝土的过大拉应力，从而发生梁体底部混凝土剥离事故。这些事故充分暴露出发生事故的现场技术管理混乱，更暴露出现场技术人员技术能力的欠缺，反映出现场技术人员对实际问题前瞻性判断、工程能力、利用理论知识解决实际问题等能力的严重不足，也反映出我国桥梁工程相关专业人才培养过程存在的问题。 总结起来，存在的问题有以下几个方面：各高校在教学过程中更多强调专业知识技能学习，对人文素养、工程素质培养重视不足;专业人才培养的课程设置没有紧随人才需求变化，一些体现行业技术发展的课程没有在培养方案中体现，课程设置不能完全顺应行业需求;专业课程和基础课程之间，或专业课程之间的内容关联不够紧密，未能充分体现行业综合运用专业知识的要求，学生对专业知识体系也缺乏整体认识;教学知识点与工程实际联系不紧密，课程教学与工程一线情况有机衔接不够，等等。 如何帮助高校低年级学生尽快构建整体专业知识架构，树立学习目标，从而保证其大学四年健康发展;如何适应国内高速铁路发展及国家“一带一路”发展战略、行业发展引领方向等对桥梁工程人才需求，拓宽学生就业途径、就业质量;如何提高现场桥梁工程技术人员工程能力及素质，保证我国交通基础设施建设质量、安全。以上挑战都对从事桥梁工程相关专业高等教育工作者提出了要求，也应该引起广大教师的思考。 基于对目前桥梁工程相关专业教学存在问题认识及社会实际需求，天津城建大学“天津市道路桥梁及渡河工程专业教学团队”开展了教学改革，在课程体系改革，数字化、信息化实践教学，施工类专业课程教学方法等方面进行了尝试，取得了一些积极效果，希望能起到抛砖引玉的作用。 二、桥梁工程相关专业课程体系改革尝试 基于对目前低年级学生实际情况、行业需求的认识，在2013年教学大纲修订中，团队从学生学习目标树立、知识架构构建，包括结构分析、施工技术等技术能力培养方面进行了课程体系改革尝试。 （一）学生学习目标的树立与知识架构的构建 为树立低年级学生学习目标，专业教师应提早介入。为此在大一第一学期开设研讨课1，该课程为专业导论课，课程4学时，主要介绍学校本专业发展背景、在社会发展中作用，全方位地给大一新生展示桥梁工程专业广阔的发展前景，为大一新生未来学习生活指明前进方向，破除新生对大学生活的迷茫，增强其对专业清晰认知，提高学生学习积极性;在大三第一学期，开设研讨课2，该课程课时4学时，主要介绍我国、世界桥梁工程技术进展、发展方向，桥梁工程专业课学习应注意的问题，本校相关专业就业方向，行业技能要求等，在为后续即将开展的“桥梁工程”“钢结构”等专业课程教学起到铺垫、引领作用的同时，让学生清晰认识未来就业行业对从业者技术技能的具体要求，提高学生学习专业知识的积极性。 大一、大三开设的两门研讨课，均由具有丰富实践经验、较高学术影响的教师担任主讲教师，通过主讲教师在战略层面的引领，可给学生展示出更广阔的视野，指明专业发展道路，让学生树立学好本专业的信心，形成发自内心的强大学习动力，自发地努力成长为一个优秀的人;同時能有效拓宽学生专业知识面，帮助学生构建起专业知识整体架构，为学生今后良好发展奠定基础。 另外，在学生逐渐接触专业基础课程时，应培养学生学习专业基础、专业课程正确的学习方法。邀请若干教授、博士为学生开展“教授讲坛”“博士论坛”，包括专业学习、行业动态、科技创新等不同主题，激发学生参与科技竞赛、从事科研的兴趣和热情。通过大学生科研立项、创新创业项目、结构设计大赛、桥梁模型大赛等环节，引导学生提高学习专业知识积极性，解决学生应用专业基础知识遇到的困难，同时注意培养学生合作意识。通过生产实习，使学生深入工程一线，参加施工技术组织、施工管理及技术经济等方面的实际工作，锻炼其分析问题和解决问题的能力，并通过与工程技术人员的接触交流，使学生热爱自己的专业，并进一步有目的地培养自己专业素质，明确自己的社会责任和历史使命。 （二）结构分析与施工技术能力的培养 随着目前桥梁技术发展，其结构越来越复杂，对从业者结构分析能力也提出更高要求，考虑到各大设计院在设计时所采用的分析软件，在2013年教学大纲修订中，新增“结构分析软件应用”必修课，主要介绍桥梁工程目前常用结构分析软件——Midas Civil建模方法及分析过程，以培养学生结构分析能力。该课程的开设，不但可为学生毕业设计中复杂结构分析提供有力支撑，也可为学生未来就业后发展奠定良好基础。 考虑到学校学生未来就业方向，以及桥梁工程现场技术人员能力现状，在2013年教学大纲修订中，将原“桥梁工程施工技术”选修课程改为必修，同时将学时由24提高到32;新增“桥梁工程临时结构设计”选修课程，课程学时为32。通过加强桥梁工程施工类课程教学，以及从桥梁工程施工方法到施工临时结构设计的延伸，提高所培养学生能力和行业需求的适应度。 国内外技术水平发展对从事设计、施工、监理及运营管理技术人员要求不断提高，不但要求掌握其中一个方面知识，还需要其对设计、施工、检测等多方面技术有充分了解，教学团队着眼桥梁工程从业人员今后工作中可能面临问题的综合性、复杂性，为使学生能顺利适应未来工作，在教学方案、教学内容方面，从结构分析、测试技术、施工技术三个方面开展桥梁工程卓越技术人才培养。 在结构分析方面，桥梁工程专业软件Midas Civil课程的教学与实践同先修力学课程知识紧密联系，使学生掌握桥梁结构分析、设计的方法和技能。在测试技术方面，紧密跟踪行业发展，开设桥梁工程检测技术等相关课程教学，利用先进测试设备及方法，开设了“钢弦传感器结构应力测试”“结构自振特性测试”“结构无损检测”等实验项目。在施工技术方面，开展了道路桥梁施工、桥梁施工临时结构设计等课程的教学，在施工课程教学中，注意和先修结构设计原理、钢结构、建筑材料、建筑结构实验、桥梁工程、结构力学等课程内容的联系。 在教学组织方面，打破课程之间的壁垒，强化不同课程知识点之间的联系。在教学过程中，将结构分析、测试技术、施工技术要求通过具体工程案例得以诠释，使学生充分理解三方面内在联系及对工程建设的重要性;结构分析、测试技术、施工技术三方面专业知识既有各自特点，又相互渗透、融合，可帮助学生构建专业知识整体架构、提高其综合应用知识能力，形成“三位一体”工程能力培养方法。 三、大学生数字化、信息化实践能力培养实践 在教学过程中，除认识实习、毕业实习、课程设计、毕业设计等实践环节外，为适应社会、行业对桥梁工程人才需求，团队在学生数字化、信息化实践能力培养方面也开展了一些尝试。 利用团队获批的“天津市土木工程实验教学示范中心”，建设了桥梁施工过程、运营健康监测模拟平台，组织“桥梁工程施工过程控制”“桥梁健康监测”兴趣小组，由具有相关经验教师带领，主要开展以悬臂浇筑施工连续梁为对象的桥梁工程施工过程控制、桥梁健康监测内容教学，使学生在将结构分析、测试技术、施工技术等技能统一基础上，深入理解智能控制、数字化等对桥梁工程建设、运营的重要性，以有效拓展学生行业视野。 在桥梁工程建设中，BIM技术需求非常巨大，目前行业各单位在每年招聘学生时，都对具有BIM技能学生优先考虑。为提高天津城建大学桥梁工程相关专业学生就业质量、就业途径，学校和中国铁建大桥工程局集团有限公司一起申报、获批了工信部建筑信息模型（BIM）专业技术技能实训基地，利用该基地，对学生BIM专业技能进行培训、BIM应用工程师考试。目前每年有30名左右学生可获得BIM应用工程师，为学生信息化技能的提升开辟了新途径。 四、施工类专业课程教学改革探索 “桥梁工程施工”“ 桥梁施工临时结构设计”等施工类课程教学内容实践性、专业性较强，涉及桥梁结构构造、现场经验等内容，对没有从业经历的本科生，显得比较生疏、不好理解。在课程教学中，如何使学生能深刻理解相关内容，需要进行探索、尝试。 为提高这些课程的教学效果，通过以下方法进行了探索。 1.在课程教学中，注意将这些课程教学内容和学生前期已修力学、建筑试验、桥梁工程等课程教学内容联系，使各门课程间知识相互渗透，提高学生对施工类课程内容的理解。 2.编制专门PPT课件，在PPT课件中通过实际桥梁结构图像资料的展示、讲解，加深学生对相关知识的理解;建设课程网络教学平台，在平台中放入大量图片、视频资料，作为课外资料补充，充分利用课堂外时间，拓展学生知识视野。 3.提出“四层次递进”教学方法，并运用于“桥梁施工技术”“桥梁施工临时结构设计”等施工类课程中。“四层次递进”即在教学过程中，逐次开展结构构造、传力原理、设计（施工）方法、工程案例内容的教学，通过将讲授知识的有机划分，给学生更清晰的理解思路、知识脉络，最后通过实际工程案例中存在问题、成功经验的讲解，又将所讲授知识形成整体，从而加深学生对相关知识的理解，培养其灵活应用知识能力。 4.考虑到目前高校教师实际成长经历，通过开展结合实际工程的技术攻关，鼓励教师深入现场一线，充分挖掘教师自身能力，并将技术攻关成果反哺到日常本科教学中，随时跟进行业发展动态和最新研究进展，并把这些内容补充进入教学素材库，提高讲授知识适应行业的精准度，以更有效提高培养人才的行业适应程度。教师将实践中遇到的技术难题、解决方案等和学生分享，能深深吸引学生，在帮助学生学习专业知识的同时，塑造学生对桥梁工程建设的敬畏，很好体现了工程实践反哺教学的功能。在毕业设计选题过程中，充分结合工程实践，设置了由工程实践问题转化的毕业设计题目，这些题目体现了专业领域的前沿性、实用性。 通过以上方法，目的是提高学生解决实际问题能力、对实际工程中问题前瞻性判断能力、灵活应用力学知识处理实际问题能力。这些能力将为学生就业后发展奠定非常牢固的基础，可有效提升培养学生和行业需求的契合度，对行业建设质量、安全也将起到非常重要技术保障。 通过教学团队多年努力，天津城建大学土木工程专业桥梁工程方向、道路桥梁及渡河工程专业社会声誉明显提高，包括中国铁建大桥工程局集团有限公司在内的多家国有大型对口企业每年均来校招聘学生，学生毕业后在现场得到企业较好评价。同时，专业教学团队也获得社会认可，近五年，获得省部级教学团队、省部级实验教学示范中心，获得省部级教学成果二等奖、校级教学成果一等奖各一项，团队负责人获得省部级教学名师。 虽然团队在相关专业建设上取得了一定成绩，但和国家、社会、行业逐步提高的要求还有一定差距，在培养学生专业技能同时，如何加强其团队意识、担当精神、社會责任感;如何培养熟悉相关国家行业技术标准的高素质人才，以适应国家“一带一路”发展战略，仍需要我们做有针对性的具体工作。 参考文献： [1]辛越优，张炜，吴伟.面向“一带一路”的工程科技人才发展战略：需求、问题与对策[J].高等工程教育研究，?2018，（4）. [2]侯学良，杨思佳.BIM技术在工程结构课程教学中的应用?[J].高等建筑教育，2017，（6）. [3]杜聪.BIM技术在高校土建类专业教学中的应用[J].教育现代化，2018，（43）. [4]葛继平.基于装配式技术理念的墩台与基础课程教学探讨[J].高等建筑教育，2017，（3）. [5]王海良，董鹏. 桥梁工程施工技术[M].北京：人民交通出版社，2014：2-10. [6]徐洪涛，郭国忠，蒲焕玲，等.我国近年来桥梁事故发生的原因与教训[J].中国安全科学学报，2007，（11）. |
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