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摘要:橋梁工程是土木工程人才培養(yǎng)的重要課程之一，新工科對其課程教學(xué)提出了新要求。本文從橋梁工程教學(xué)存在的問題、改革意義、改革措施及教學(xué)效果等方面出發(fā)，用新思想、新技術(shù)、新知識來解決新工科視域下的《橋梁工程》課程新問題，通過強(qiáng)化“形而上”觀念和工程創(chuàng)新思維，構(gòu)建新工科視域下橋梁工程教育教學(xué)新體系，可有效提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞:橋梁工程;新工科;創(chuàng)新思維;人才培養(yǎng)

一、緒論

“新工科”內(nèi)涵深厚、意義非凡，交叉與融合、協(xié)調(diào)與共享、繼承與創(chuàng)新的新途徑，此“三新”思想貫穿“新工科”的整個建設(shè)發(fā)展過程。戰(zhàn)略型、系統(tǒng)化、開放式、創(chuàng)新性作為新工科特征的概括，得到了教育界學(xué)者的高度認(rèn)可［1］。針對“新工科”的實(shí)踐改革，在各地高校展開探索，“新工科”釋放了它的潛力和魅力。隨著新工科建設(shè)與改革的逐漸深化，各高校的工科教育和研究將會取得飛躍式的進(jìn)步，培養(yǎng)出一批又一批“新工科”人才［2］。橋梁工程作為土木工程的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，涉及橋梁勘測、設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)和檢定等方向，需結(jié)合新時代建設(shè)特點(diǎn)和建設(shè)內(nèi)容，從新工科視角入手，不斷完善教學(xué)改革體系，形成新的教學(xué)模式，提高教學(xué)效果，以實(shí)現(xiàn)知識與實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合，進(jìn)而推動課程建設(shè)。

二、傳統(tǒng)橋梁工程教學(xué)存在的問題

橋梁工程的教育教學(xué)質(zhì)量和效果直接關(guān)系到土木專業(yè)人才質(zhì)量培養(yǎng)的成敗。為適應(yīng)新工科教學(xué)需求，從橋梁工程教育中存在的問題出發(fā)，探究解決新工科視域下橋梁工程教育教學(xué)改革的措施和方法，這是橋梁工程教育者目前迫切需要解決的問題。當(dāng)前橋梁工程教學(xué)環(huán)節(jié)中，主要存在以下問題:

(一)課時少，內(nèi)容多

橋梁工程在專業(yè)上屬于土木工程的分支，與其他學(xué)科交叉融合，所涉及知識面廣泛。隨著新興科技與產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，對計(jì)算、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)的要求越加嚴(yán)格了，《橋梁工程》中規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)大多已經(jīng)過時，不適合橋梁發(fā)展現(xiàn)狀，需更換成最新的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。橋梁工程的課時從原來的64節(jié)課時慢慢少成了48課時，甚至更少，學(xué)生短時間難以完全掌握課本知識?！罢n時少，內(nèi)容多”現(xiàn)象嚴(yán)重，使得學(xué)生的專業(yè)知識掌握程度不高，不利于學(xué)生學(xué)習(xí)和思考習(xí)慣的培養(yǎng)［3］。

(二)教學(xué)內(nèi)容抽象，與工程實(shí)踐脫節(jié)

橋梁工程作為橋梁類的基礎(chǔ)課程，具有內(nèi)容抽象、概念模糊不清、公式繁雜等特點(diǎn)。目前橋梁工程課程的教學(xué)主要側(cè)重于橋梁結(jié)構(gòu)基本概念和應(yīng)用的講解，并結(jié)合具體工程案例進(jìn)行簡要說明。老師教學(xué)內(nèi)容較抽象，少有開展工程實(shí)踐探索活動，偏離橋梁工程與工程實(shí)踐的側(cè)重點(diǎn)，無法滿足課程教學(xué)的要求，教學(xué)效果不佳。

(三)教學(xué)模式單一，評價方式不靈活

“老師講學(xué)生聽”的課堂現(xiàn)象普遍存在，教學(xué)模式過于單一，讓學(xué)生處于被動學(xué)習(xí)的局面，缺乏對學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)。通過擬定選擇題、簡答題、計(jì)算題等題干信息進(jìn)行期末統(tǒng)考，是對復(fù)雜工程的簡化說明，并不適用工程項(xiàng)目，也難以做到對學(xué)生全方位的綜合素質(zhì)考查。以“平時成績”和“期末統(tǒng)考”相結(jié)合的固定考核單向模式作為評價方式，顯得不夠靈活多變，學(xué)生積極性不高，課堂教學(xué)質(zhì)量評估不理想［4］。

三、新工科背景下橋梁工程課程改革意義

(一)新工科建設(shè)需求

橋梁工程專業(yè)建設(shè)在土木工程的高等工程教育中占有重要地位?！靶鹿た啤钡暮诵亩ㄎ皇侨瞬刨|(zhì)量，是高校建設(shè)的目標(biāo)，是我國人才培養(yǎng)的關(guān)鍵所在。隨著土木行業(yè)智能化、現(xiàn)代化的發(fā)展，綠色環(huán)保、智能與智慧、裝配式等新型結(jié)構(gòu)不斷出現(xiàn)，將人才培養(yǎng)目標(biāo)從“學(xué)科導(dǎo)向”轉(zhuǎn)向“產(chǎn)業(yè)需求導(dǎo)向”，注重培養(yǎng)應(yīng)用型新工科人才，滿足新工科建設(shè)需求，構(gòu)建以橋梁工程為載體的“新工科”工程教育教學(xué)新體系。

(二)工程教育認(rèn)證制度和學(xué)科發(fā)展的需要

國際工程教育認(rèn)證制度是通過制定國際工程教育標(biāo)準(zhǔn)，讓各協(xié)議簽約國在人才培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)上有據(jù)可依，保證人才培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)的合理統(tǒng)一。2016年6月2日，《華盛頓協(xié)議》全會全票通過中國的轉(zhuǎn)正申請。為完成具有中國特色且達(dá)到國際規(guī)定的等效工程教育專業(yè)認(rèn)證制度還任重而道遠(yuǎn)，為滿足橋梁工程專業(yè)的學(xué)科發(fā)展，需完善教學(xué)內(nèi)容，改革教學(xué)方法，總結(jié)出一條適合我國實(shí)際教學(xué)情況的工程教育改革之路，推動專業(yè)建設(shè)和“新工科”理念的落實(shí)，提高中國教育教學(xué)質(zhì)量［5］。

(三)培養(yǎng)復(fù)合型創(chuàng)新人才的需求

隨著產(chǎn)業(yè)需求的多元發(fā)展，招聘的崗位也更加多元化，在提供學(xué)生工作崗位的同時，也給學(xué)生制造了新的問題和挑戰(zhàn)。工程教育為更好地引導(dǎo)學(xué)生就業(yè)，不僅要求學(xué)生在學(xué)習(xí)書本的理論知識，也要結(jié)合自己的工作期望，去學(xué)習(xí)新工科背景下最熱門的軟件或者研究方向，及時增補(bǔ)工程前沿相關(guān)知識。在推進(jìn)橋梁工程學(xué)科建設(shè)和改革過程中，需構(gòu)建創(chuàng)新的、實(shí)用的專業(yè)知識體系，培養(yǎng)強(qiáng)有力社會競爭力的復(fù)合型創(chuàng)新人才［6］，以滿足新時代復(fù)合型創(chuàng)新人才培養(yǎng)的需求。

四、新工科背景下橋梁工程教學(xué)改革舉措

(一)課程教學(xué)改革總體思想

在新工科工程教育背景下，不同高校對橋梁工程進(jìn)行不同方面的改革，大多通過壓縮專業(yè)課學(xué)時、增加教學(xué)內(nèi)容等方式，如何在減少課時的前提下，保證良好的教學(xué)質(zhì)量，以適應(yīng)“新工科”建設(shè)要求，是橋梁工程專業(yè)課建設(shè)所面臨的難題。以橋梁工程方向的橋梁工程課程為例:1998年之前，安排的橋梁工程課總共12學(xué)時。1998年作為獨(dú)立學(xué)科的橋梁工程合并到了土木工程的橋梁方向后，橋梁工程課減少到了8學(xué)時。2013年制定的“卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃”，把課時減少了5學(xué)時［7］。目前就國內(nèi)橋梁專業(yè)建設(shè)而言，需從學(xué)時少、內(nèi)容難等角度出發(fā)，以新的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法來傳授學(xué)生專業(yè)知識，以新的考核方式來培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，以新工科觀念構(gòu)建課程改革總體思想，主要從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容、考核方法等角度出發(fā)，對橋梁工程教學(xué)進(jìn)行改革，具體的改革流程如下圖所示。

(二)橋梁工程教學(xué)內(nèi)容改革

(1)從教學(xué)內(nèi)容選取方面下功夫。由于“課時少，內(nèi)容多”的現(xiàn)象存在，總結(jié)考試重點(diǎn)和教學(xué)改革的要求，將教學(xué)內(nèi)容與工程實(shí)踐相聯(lián)系，是內(nèi)容選取的關(guān)鍵所在。內(nèi)容選擇方面，幫學(xué)生解決難點(diǎn)和疑點(diǎn)，多從學(xué)生的角度出發(fā)，制定符合學(xué)生的培養(yǎng)學(xué)習(xí)計(jì)劃，說清考試重點(diǎn)和工程實(shí)際知識，給學(xué)生打好“預(yù)防針”，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)和方向，滿足新時代人才質(zhì)量培養(yǎng)的需求［8］。例如:隨著新的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、新材料、新技術(shù)等的出現(xiàn)，橋梁的構(gòu)造形式變得更加多樣，以前的做法都是工程實(shí)踐中常見的形式，教學(xué)內(nèi)容往往落后于工程技術(shù)的更新，規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)也落后于現(xiàn)代建設(shè)需求，從《公路橋梁抗震設(shè)計(jì)原則》出發(fā)考慮，更新的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容有:①增添非規(guī)則橋梁的抗震設(shè)計(jì)內(nèi)容和設(shè)計(jì)原則;②單一模式的強(qiáng)度抗震設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為“強(qiáng)度與變形”相結(jié)合的抗震設(shè)計(jì);③增加橋梁延性抗震設(shè)計(jì)、構(gòu)造細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)、抗震分析建模原則及方法等規(guī)范要求。

(2)從教學(xué)內(nèi)容安排方面下功夫。結(jié)合學(xué)生課程需求，安排教學(xué)內(nèi)容，對橋梁工程的基本概念及構(gòu)件簡要介紹，從最基本的橋型入手，講解梁橋、拱橋、斜拉橋、懸索橋的基本結(jié)構(gòu)類型。通過講解工程事故案例，樹立學(xué)生終身責(zé)任制的工程意識，激發(fā)學(xué)生的自主創(chuàng)新能力，嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真地對待工程問題，處理好計(jì)算的細(xì)節(jié)問題。例如:通過實(shí)際工程建設(shè)問題培養(yǎng)學(xué)生的工匠精神，以湖南鳳凰橋事故為例。事故原因如下:①縮短了養(yǎng)護(hù)周期;②橋墩出現(xiàn)嚴(yán)重裂縫;③沙土含土量過高等。從這個事故案例中可以看出工程事故帶來的危險是可以避免的，嚴(yán)格認(rèn)真對待工程建設(shè)問題，遇到問題就解決，不拖不逃避，樹立終身責(zé)任制的工程意識，從失敗中積累經(jīng)驗(yàn)，從錯誤中發(fā)現(xiàn)解決方法，可以有效規(guī)避不必要的工程事故。

(三)橋梁工程教學(xué)方法改革

1．課堂教學(xué)方式多樣化，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

采取多媒體技術(shù)將枯燥無味的課堂講學(xué)變得生動有趣起來，將《橋梁工程》中具體概念和計(jì)算，通過具體工程案例進(jìn)行簡要說明，或者圖片和紀(jì)錄片的形式具體表現(xiàn)出來，用框圖、動畫介紹各種理論方法的使用原理，將書上例題和公式的推導(dǎo)布置為學(xué)生課后作業(yè)，構(gòu)建多媒體橋梁專業(yè)資料庫，幫助學(xué)生認(rèn)清理論和工程的關(guān)系，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣［9］。

2．開設(shè)習(xí)題討論課，培養(yǎng)學(xué)生思考能力

開設(shè)橋梁工程專門習(xí)題課和討論課，培養(yǎng)學(xué)生自主探索的思考習(xí)慣和積極發(fā)言的說話方式，將教材內(nèi)容的計(jì)算方法和理論以課后作業(yè)的形式加強(qiáng)對學(xué)生的訓(xùn)練，加深學(xué)生對專業(yè)知識的理解，將理論知識的學(xué)習(xí)與社會生活聯(lián)系起來，發(fā)掘生活小知識，培養(yǎng)學(xué)生思考能力［7］。3．開展橋梁工程教學(xué)論壇，提高學(xué)生分析能力開展課程教學(xué)論壇，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。嘗試在學(xué)校官方網(wǎng)站開設(shè)橋梁工程教育教學(xué)專題論壇，作為師生課后交流的平臺和有效載體，探討熱門工程問題，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和思考能力，培養(yǎng)學(xué)生的分析習(xí)慣。從兩個方面考慮:一是完成課程教學(xué)任務(wù)后，一起探討本節(jié)課后思考題，了解學(xué)生的知識掌握情況;二是將課本內(nèi)容與工程實(shí)踐相聯(lián)系，探究解決遇到的工程問題。

(四)橋梁工程實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的改革

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，在新工科土木工程教育影響下，傳統(tǒng)實(shí)踐教育在當(dāng)前土木工程人才培養(yǎng)中面臨的挑戰(zhàn)愈發(fā)凸顯，為了迎接新時代面臨的復(fù)雜問題，將工程實(shí)踐與課程內(nèi)容有機(jī)結(jié)合，探索出屬于橋梁工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的改革之路，需從四個方面出發(fā)，如:(1)實(shí)踐教學(xué)體系與人才培養(yǎng)目標(biāo)的聯(lián)合;(2)實(shí)踐教學(xué)給學(xué)生工程綜合素質(zhì)提升帶來的影響;(3)實(shí)踐教學(xué)給學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)造能力提升帶來的影響;(4)培養(yǎng)學(xué)生將理論與實(shí)踐有機(jī)結(jié)合、自主學(xué)習(xí)、創(chuàng)新創(chuàng)造、團(tuán)隊(duì)合作的能力［10］。將土木工程實(shí)踐教學(xué)創(chuàng)新與大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)競賽作為實(shí)踐教學(xué)的重要平臺和實(shí)質(zhì)載體，通過培養(yǎng)學(xué)生的動手和思考能力，與新工科背景下“新工科”人才培養(yǎng)目標(biāo)有機(jī)結(jié)合，充分發(fā)揮出“學(xué)科交叉融合”的顯著優(yōu)勢。堅(jiān)持“以人為本”教育方針，同時為實(shí)踐教學(xué)改革提供模式和方法，人才培養(yǎng)向多樣化、有效化、多元化方向發(fā)展。例如:講解完梁橋知識點(diǎn)后，利用課余時間帶學(xué)生到工程項(xiàng)目上進(jìn)行實(shí)地學(xué)習(xí)，了解梁橋構(gòu)造組成和施工工藝，學(xué)習(xí)具體儀器的使用和相關(guān)數(shù)據(jù)的檢測，通過實(shí)踐學(xué)習(xí)，讓學(xué)生真實(shí)了解橋梁工程的新技術(shù)和新方法，讓學(xué)生學(xué)到實(shí)用的知識，并用之于實(shí)踐之中，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力，讓枯燥無味的課堂學(xué)習(xí)變得生動有趣，激發(fā)學(xué)生專業(yè)興趣，提高學(xué)生專業(yè)自豪感，保證理想的教學(xué)效果。

(五)橋梁工程課程考核體系改革

首先，將學(xué)期成績組成由單純的傳統(tǒng)的期末考試決定，轉(zhuǎn)變?yōu)橛煽荚嚭推綍r各項(xiàng)教學(xué)內(nèi)容評分綜合決定，內(nèi)容包括考試、課堂討論、課后作業(yè)與論文、論壇討論、課后思考題等，在學(xué)期開始時就將考核的方法、內(nèi)容在學(xué)生中公布，便于學(xué)生控制學(xué)習(xí)進(jìn)度，有規(guī)律地學(xué)習(xí)課程內(nèi)容，提高學(xué)生綜合素質(zhì)水平，保證教育教學(xué)質(zhì)量［11］。其次，考試題目設(shè)計(jì)由傳統(tǒng)的概念敘述、計(jì)算方法與流程應(yīng)用轉(zhuǎn)變?yōu)楣こ虇栴}的解決，自主決定應(yīng)用什么原理、如何應(yīng)用，多與實(shí)踐工程中的具體流程和操作聯(lián)系，讓學(xué)生將書本上的知識真正運(yùn)用到工程中，提高學(xué)生專業(yè)能力水平，符合新工科背景的人才培養(yǎng)目標(biāo)，培養(yǎng)出專業(yè)領(lǐng)域上的高素質(zhì)復(fù)合型“新工科”人才［12］。

五、新工科背景下橋梁工程的教學(xué)效果

通過開展新工科橋梁工程教學(xué)改革，在課程建設(shè)和學(xué)生培養(yǎng)方面取得了優(yōu)良的教學(xué)效果，在三個方面得到體現(xiàn):

(1)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和思考熱情高漲。土木工程3班的課堂教學(xué)上，多采取與學(xué)生多互動的方式，積極引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)和提出問題，讓學(xué)生成為課堂上的主要表現(xiàn)者和參與者，培養(yǎng)了學(xué)生自主思考創(chuàng)新能力，營造了良好的學(xué)習(xí)氣氛。

(2)班級學(xué)習(xí)氛圍得到了很大提升。通過對新工科視域下的橋梁工程改革，班上同學(xué)的專業(yè)自豪感和學(xué)習(xí)熱情得到了高漲，班級榮譽(yù)和紀(jì)律得到了明顯改善。在優(yōu)秀班集體評選活動中榮獲了“優(yōu)秀班集體”的榮譽(yù)稱號。

(3)學(xué)科競賽獲得了不少的獎項(xiàng)。班級學(xué)生積極參加大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)競賽，分別取得了校級一等獎和二等獎的好成績，給班集體帶來了榮譽(yù)感，讓班級學(xué)生懂得了團(tuán)隊(duì)合作的重要性?？傮w而言，通過《橋梁工程》新工科育人建設(shè)，輔以任課老師和學(xué)生等人員的協(xié)同作用，班級學(xué)習(xí)氛圍、自主學(xué)習(xí)思考能力、實(shí)踐動手能力、學(xué)科競賽參與積極性等得到巨大提升，實(shí)現(xiàn)了知識與實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合，推進(jìn)了課程建設(shè)。

六、結(jié)語

通過《橋梁工程》新工科育人建設(shè)，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容、考核體系等方面出發(fā)進(jìn)行改革與實(shí)踐，將實(shí)際工程與課程內(nèi)容有機(jī)結(jié)合，用新思想、新技術(shù)、新知識來解決新工科視域下的《橋梁工程》課程新問題，以立德樹人為引領(lǐng)，通過強(qiáng)化“形而上”觀念和工程創(chuàng)新思維，構(gòu)建新工科視域下橋梁工程教育教學(xué)新體系，可提高學(xué)生的創(chuàng)新思考能力。

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作者：戴理朝 單位：長沙理工大學(xué)土木工程學(xué)院