卓越工程师教育培养计划下《桥梁工程》课程教学的工程回归

汪 莲，任伟新，江擒虎，邵亚会

（合肥工业大学 土木与水利工程学院，合肥 230009）

一、引 言

2010年，教育部启动了“卓越工程师教育培养计划”（以下简称“卓越计划”），这是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010－2020年）》和《国家中长期人才发展规划纲要（2010－2020年）》的重大改革项目，也是促进我国由工程教育大国迈向工程教育强国的重大举措［1］。对一批工科类实施卓越计划的专业来讲，目前正处于探索改进专业方向课程教学和加强工程实践培养环节创新的阶段。

合肥工业大学土木工程专业是全国首批开展卓越计划的专业。面对卓越计划人才培养目标以及社会对专业人才的新要求［2－4］，《桥梁工程》课程教学与工程实践教育改革创新是当务之急，因此，系统地研究、探索《桥梁工程》课程教学在新的培养目标下的教学改革及相应的运行机制，有其迫切的外部要求和内在需要。就桥梁工程专业如何落实卓越计划，本文拟从专业课程教改和工程实践教学两个方面进行研究。

二、《桥梁工程》课程教学存在的主要问题

通过对合肥工业大学土木工程专业毕业生的调查发现，学生在实际工作中存在以下问题：一是基础知识储备不足。高校基础知识教育表面上看起来大而全，但更多的是关注学生成绩的高低、考试通过率等。很多同学毕业后，即使从事着专业对口的工作，也可以发现他们的基础知识掌握得不牢，很多只是处于泛泛的了解状态，就其学到的理论知识，尚且不能做到理解和掌握，更不用说可以针对性地解决工程面临的实际问题。二是实践能力差。高校培养的人才更侧重于理论方面，而实际状况和理想状况大多相差甚远。这就要求高校培养的学生具有一定的工程现场处理能力，能随时应对施工现场突发的工程问题，并及时拿出处理方案，这需要在实践中积累经验。三是专业工作能力低，上手慢。由于所谓的宽口径培养，造成专业性越来越低。学生学的知识广而杂，专业学习的深度不够，因此从事具体专业工作的能力不足。四是综合素质达不到要求。桥梁专业由于其专业的特殊性，必须通过长期深入到施工现场，总结实践经验，经历若干实际项目，才能真正掌握桥梁的设计、施工工艺、施工技术、施工组织管理等方面知识。

如何更好地解决上述问题以提升学生实践能力，我们认为《桥梁工程》课程的教学改革是重要的思路之一。《桥梁工程》是土木工程专业的主要专业课，通过这门课程的学习，能够让学生建立对桥梁的基本理论以及各类桥梁设计、施工的整体概念，使学生掌握如何设计和把握有关桥梁工程的基本概念、设计理论、计算方法、结构构造原理、施工技术和施工方法等，启发学生开拓视野、创新思考和解决桥梁工程的实际应用问题。因而，高校的土木工程类专业，都相继开设了《桥梁工程》及其相关课程，并将其作为专业主干课程列入土木工程类专业课程体系中。

随着科技的进步和工程技术的发展，《桥梁工程》课程及实践教学存在着以下问题：一是课程教学往往采用师傅传徒弟的模仿式教学模式，现代理论及工程技术教育内容的延伸拓展效率低；二是教材和教学知识点与工程实际脱节，这也是我国目前工程实践教育的弱项；三是在传统的《桥梁工程》课程教学中，往往偏重于方法的传授，例如，偏重设计计算方法的运用以及构造布置如何取值，而轻视了创新思维方式的培养。其结果是学生的计算分析能力比较强，设计能力比较差。如学生能对已知桥梁进行正确地分析计算，并能进行构件配筋设计和验算，而根据已知的使用条件和建设条件来构思合理的桥梁结构的能力差，对如何选用常用桥梁各部件的构造形式、结构尺寸、计算方法、施工工艺等感到无从下手；四是学生的创造性思维没有得到很好地开发，通过审阅学生的桥梁工程课程设计或毕业设计，我们发现学生设计出来的桥梁大多显得呆板、乏味，没有创新性；五是缺乏课程教学与工程实践学习的有机衔接。上述五个方面问题的实质是专业人才培养模式及课程的教育教学没有面向发展中的工程实际回归。

三、卓越计划下《桥梁工程》课程教学总体改革思路

针对桥梁工程专业方向课程理论教学及实践教学存在的问题，面向专业培养基本标准和卓越计划培养目标，结合我们两年来的教学改革探索经验，本文提出《桥梁工程》课程教学系统的改革内容如下：

（1）科学制定桥梁工程专业方向“3＋1”的总体安排（总教学计划） 根据卓越工程师专业培养目标，重新制定具有专业特色的教学大纲，将桥梁工程专业方向实训纳入到桥梁工程课程中统一规划。

（2）改革实践教学的主要内容和环节（一年实训的内容和计划） 探索和明确一年实训的时间、地点、实训内容以及学生的安置方案，做好前期规划。

（3）细化实践教学的内容、时间、要求和实现方式 学校与承担实践教学任务的桥梁工程相关施工单位和设计单位妥善沟通，确保实训各环节的顺利进行。

（4）完善实训的管理及安全保证措施 选派业务素质高的教师组成实训督导组，以利于实训各项工作的展开，建立严格的管理和安全保证制度。

（5）健全指导及质量保证措施 熟悉桥梁工程建设项目的前期准备工作以及招投标过程；掌握桥梁工程项目施工阶段各环节的原理、方法；熟悉各种施工机械设备的工作原理参数和适用范围；掌握工程项目各个层次的验收内容、要求及组织管理。

（6）系统制定实训的过程监督及成绩评定方法 建立基于卓越工程师实训计划的监督措施和成绩评定方法，鼓励学生争先争优，保证实训项目的顺利展开。

（7）优化成本方案 建立卓越工程师实训方案成本优化方法，对卓越工程师计划的实施进行成本控制，提高实训费用的利用效率，提升实训质量。

（8）持续跟踪开展实训成效的评价研究 实训成绩评定涉及众多指标，且相互影响相互制约，因此我们需要对影响实习成绩的各种因素进行合理的定性分析，并提出科学的定量计算方法，使实习成绩评定更加客观、科学和标准化，可考虑采用模糊综合评价对实习成绩进行评定。

四、卓越计划下的《桥梁工程》课程教改框架

卓越计划是以培养应用型人才为目标，以就业为导向，以增强工程技能为目的的。卓越计划的实施应从课堂教学、课外培训、实训锻炼以及施工安全等各方面予以考虑［5－7］。因而，在《桥梁工程》教学中，一是要突出系统性和工程实用性，做到重点突出、内容精炼，确保基本理论知识教学的必要深度；二是要强调前瞻性和创新性，紧跟新规范、新技术和国内外行业发展形势，深入企业，贴近实际应用，及时、具体、全面地论述桥梁专业的发展与职业岗位要求，充实相关演练项目或实训计划；三是注重教学的生动性和互动性，图文并茂、深入浅出，结合科研和典型工程实际进行案例解析和多媒体辅助互动教学。因此，需要构建基于卓越计划《桥梁工程》的“基础理论知识学习＋工程实践教育＋创新意识及能力培养三位一体”的高级工程人才培养模式的教学平台。

1.基础教学

《桥梁工程》是有关桥梁勘测、设计、施工、养护、维修以及与桥梁相关的科学研究和工程技术的一门自然学科。课程比较详细地介绍了有关《桥梁工程》方面的概念、知识，桥梁结构的构造、设计方法及计算理论。它是土木工程的重要组成部分，是土木工程专业交通土建专业方向学生必须掌握的一门专业知识。从教学上要把握以下几点：

（1）桥梁的基本概念 桥梁的基本组成、分类、特点、适应条件等。课堂上要加强如何根据建设要求和建设条件构思桥梁的教学。

对式(7)和(8)依次求p和q的偏导数得到雅可比矩阵，通过对复制动态方程的分析，复制动态方程的平衡点就是(渐进)局稳定的，该平衡点即为演化稳定策略，可知存在以下五种情况:

（2）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等。教学中要引导学生思考构造与力学特点的关系，以及构造与施工方法的关系。

（3）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（连续梁、悬臂梁、T 型刚构等）的计算要点、荷载选择、荷载计算与组合等。教学中要加强设计计算方法形成的原因教学，通过课内外练习，锻炼学生对计算方法的应用能力。

2.企业实训

企业是一种以追求经济利益和利润为目标的组织，追求高效、实用。高校是以培养国家和社会需要的合格人才为目标的组织。二者的根本目标存在一定的差异，导致企业需求与高校人才培养之间存在着差异和矛盾。

针对企业用人需求和目前高校人才培养之间存在的差异和矛盾，结合卓越计划下《桥梁工程》的教学，我们认为应在大三阶段安排学生到与桥梁工程相关的设计院、施工企业等部门，进行为期3－6个月的实习。通过不同的岗位实践，使学生得到以下几方面的锻炼：一是桥梁设计训练，包括桥梁工程设计的原则和基本程序、简单体系桥梁的设计计算、CAD 制图、计算软件的选择与运用等；二是桥梁施工训练，包括桥梁现场施工测量、施工组织设计、施工方法、施工工艺、施工机械、桥梁结构总体施工流程控制、桥梁结构分部施工流程与施工质量控制等；三是桥梁管理训练，包括桥梁工程质量控制内容、控制部位与检测频率、检测方法、控制标准、控制过程等。

3.安全教育及管理

桥梁工程一般均为大型、复杂的工程，作业条件受地形、地质、气候等环境因素的影响较大，高空作业、地下和水下作业较多且立体交叉性强，再加上施工工艺复杂多样等，增加了劳动保护的艰巨性以及施工安全管理的复杂性，因此，安全教育及管理必不可少。教师不仅要通过课堂向学生传授安全知识，更要让学生深入到施工企业，接受安全教育培训。使学生牢记：在施工现场安全是第一位的，除自己和他人的人身安全外，桥梁结构安全、施工安全和现场交通安全等都要引起足够的重视。

五、对《桥梁工程》教学内容一些思考

1.增加典型工程图片、视频在课程教学中的比重

课堂上应适当减少文字性、理论性的教学篇幅，增加图片、视频在课堂教学中的比重，尤其注重相关教学视频的增加。因为图片、视频能够生动、形象地把事物或者是一件事的发展过程清晰地表现出来，使同学们有感性的认识，再加上教师的讲解，能更好地帮助同学们理解与记忆。学生往往没接触过实际工程，不熟悉工程情况，对于桥梁结构，尤其是一些构造细部，脑海中不能形成一些相关概念，再加上空间想像力不足，如果教师仅通过文字或静态图片进行授课，往往导致同学们在理解桥梁的构造细节以及施工要点时表现得较为吃力。例如《桥梁工程》教材上介绍的比较简单但理解起来比较抽象的细部构造——伸缩缝和桥梁支座，尤其是梁式桥的支座，书上只有简图，理解起来很困难。再如桥梁的顶推施工法和逐孔施工法，如果老师讲课时仅凭文字叙述和静态图片的展示，这两种方法不仅不容易理解，而且特别容易混淆，要是在讲课时用三维的动画视频对施工阶段进行模拟，或者用现场施工时拍摄的视频进行回放演示，会使这两种施工方法的过程和区别一目了然的。

2.增加识读桥梁施工图的内容

施工图是具有法律效力的正式文件，也是重要的技术档案。通常情况下，施工图被比喻成工程师的语言，是工程建设的重要依据，施工部门据此来施工，其重要性不言而喻。调查发现：学生对施工图的识读有困难，不能正确把握图上所反映出的结构信息。这与教材中无此内容是有关系的，而且土木工程制图课程是在大一开设，当时并无专业方面的知识，造成专业识图能力不够。因此，建议在《桥梁工程》教材中增加识读施工图的内容。

3.增加桥梁检测、加固的教学内容

近年来，随着桥梁建设事业的飞速发展，桥梁结构的使用荷载日益增加，大批既有桥梁结构也进入了老化期，桥梁的检测与加固工作显得十分重要。在《桥梁工程》教材中适当增加桥梁监测与加固方面的知识，如对桥梁检测的目的和内容、加固的方法、检测的仪器设备等作简要的介绍，让同学们就此有一个概念上的了解，在不花费很多学时的情况下增加学生的知识面。

4.及时更新教材中过于陈旧的内容

不论是我国还是世界上的其他国家，在桥梁工程的设计理论及施工技术方面都发展迅速，新理论、新材料、新工艺、新结构不断涌现，其发展速度远远超过了桥梁工程教材的更新步伐，以至于教师在上课时为了适应新规范，不能完全按照课本内容讲授，这容易导致学生跟不上老师的节奏，造成课堂学习效果不佳，这也失去了课本应有的作用。所以，建议及时对教材内容进行更新。增加与新规范匹配的电子教案，建立网络教学平台，对教材的陈旧部分进行及时的修改、补充，弥补教材的滞后。

5.改革考核与成绩评定的方式

《桥梁工程》是一门理论与实践相结合课程，一般只注重对理论的考核，而忽略了理论的灵活应用。结合卓越计划的目标与要求，在考核方面，建议减少以书本知识为主的考试内容，加强学生对理解知识、应用知识，尤其是综合性、创造性地应用知识能力的考核，并且部分成绩可以与实践学习挂钩，这也可以避免同学们考前突击、死记硬背、考试抄袭等不良行为的发生。

6.加强专业软件的应用能力培养

增加《桥梁工程》上机学时，适时更新上机软件，增派熟悉桥梁计算软件的教师参与上机指导。在学校指导教师和企业兼职导师的指导下，要求学生熟悉相关设计规范、标准图以及工程实践中常用的方法，且至少掌握一种计算软件（以桥梁博士和Midas为主），并能对简单体系桥梁结构进行建模计算和设计校核。通过学习计算软件，使学生能深入理解桥梁结构的受力状态和计算原理，并最终用于指导桥梁结构的设计和施工，为毕业设计和今后的工程设计实践打下良好的基础。

六、结束语

我国桥梁建设正在从桥梁大国向桥梁建设的强国迈进，桥梁工程从理论到实践都发生了质的飞跃，例如，拱桥和斜拉桥向长大跨飞速发展，与悬索桥形成强有力的竞争桥型，桥梁从以混凝土梁为主的大中跨向以钢梁为主的超大跨转变；计算分析从手算为主向以计算机通用和专用程序为主的仿真三维空间分析转变；施工技术和方法从满堂支架向悬臂现浇和悬臂拼装或整孔架设转变。这些都促进了桥梁工程的跨越式发展，也对桥梁工程系列课程教学提出了新的挑战和需求。我们相信，结合“卓越工程师教育培养计划”的实践，不断探索改革桥梁工程教学及人才培养的内容与方法，将有效提高桥梁工程专业教学及人才培养质量，能够实现新的发展形势下的专业教育及人才培养向工程的回归。

［1］王向红.工学结合课程体系构建模型的创新与实践［J］.高等工程教育研究，2010，（1）：31－36.

［2］林 健.注重卓越工程教育本质创新工程人才培养模式［J］.中国高等教育，2011，（1）：19－21.

［3］林 健.卓越工程师教育培养计划学校工作方案研究［J］.高等工程教育研究，2010，（5）：30－43.

［4］林 建.“卓越工程师教育培养计划”专业培养方案研究［J］.清华大学高等教育研究，2011，（2）：47－55.

［5］张文生，宋克茹.“回归工程”教育理念下实施“卓越工程师教育培养计划”的思考［J］.西北工业大学学报（社会科学版），2011，（1）：77－92.

［6］许继安.当前就业形势下大学生实践教育探析［J］.文教资料，2010，（1）：217－218.

［7］黄 值，郭见彩.实践教育与研究型大学创新人才培养［J］.河北理工大学学报（社会科学版），2010，（2）：63－65.