王榮霞　宋娃麗　黃海新

摘要：根據(jù)國(guó)內(nèi)高等工科院校的教育特點(diǎn)，結(jié)合國(guó)際CDIO工程教育理念，針對(duì)橋梁工程畢業(yè)設(shè)計(jì)的實(shí)踐教學(xué)課程，研究并探討了培養(yǎng)和提高學(xué)生的工程能力的教學(xué)改革途徑和方法，以期為國(guó)內(nèi)類似專業(yè)課程畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：橋梁工程；畢業(yè)設(shè)計(jì)；教學(xué)改革；工程能力

中圖分類號(hào)：G642.477；TU-4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1005-2909（2015）03-0135-04

一、工程能力培養(yǎng)和CDIO工程教育理念

工程能力是現(xiàn)代工程師應(yīng)該具備的重要基本素質(zhì)之一，近年來(lái)在中國(guó)高等教育面向國(guó)際發(fā)展的新形勢(shì)下，越來(lái)越多的大學(xué)畢業(yè)生需要適應(yīng)國(guó)際化的就業(yè)環(huán)境，需要具備綜合應(yīng)用現(xiàn)代科學(xué)理論和技術(shù)手段的現(xiàn)代工程能力[1]。

但是，目前高等學(xué)校教育缺乏對(duì)大學(xué)生工程能力的培養(yǎng)，主要表現(xiàn)在重視理論教學(xué)而輕視實(shí)踐教學(xué)，重視培養(yǎng)個(gè)人的學(xué)術(shù)研究能力而輕視個(gè)體在團(tuán)隊(duì)中的協(xié)作精神，重視對(duì)已有科技的應(yīng)用而輕視對(duì)科技的創(chuàng)新，因此，如何在大學(xué)學(xué)習(xí)期間培養(yǎng)學(xué)生的工程能力成為高等工科院校目前急需解決的問(wèn)題，也成為高校教學(xué)的重要目標(biāo)。

CDIO（Conceiving–Designing–Implementing–Operation）作為國(guó)際最新的工程教育理念，針對(duì)高等院校學(xué)生的工程能力培養(yǎng)目標(biāo)提出了全面而系統(tǒng)的指引方針和實(shí)施要求。其具體理念包括：充分利用高校專業(yè)學(xué)科齊全、學(xué)習(xí)資源豐富的優(yōu)厚條件，結(jié)合本科各專業(yè)核心課程的教學(xué)實(shí)踐，努力創(chuàng)建新機(jī)制和新模式，使學(xué)生在專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)到生產(chǎn)實(shí)踐的過(guò)程中，

學(xué)習(xí)能力、科技創(chuàng)新能力、交流溝通和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、對(duì)本行業(yè)乃至社會(huì)大環(huán)境系統(tǒng)的適應(yīng)與調(diào)控能力得到全面訓(xùn)練和提高。為此，如何以CDIO教育理念為指導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生的工程能力，提高學(xué)生適應(yīng)國(guó)際社會(huì)大環(huán)境和工作崗位的能力是值得深入思考和研究的課題[2]。

結(jié)合學(xué)校橋梁工程畢業(yè)設(shè)計(jì)這一重要的教學(xué)實(shí)踐課程，以CDIO工程教育理念引領(lǐng)橋梁工程畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)改革，深入分析和探討基于工程能力培養(yǎng)的教學(xué)改革途徑和方法，以期為國(guó)內(nèi)其他高校類似專業(yè)或課程教學(xué)提供參考。

二、橋梁工程畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)現(xiàn)狀分析

橋梁工程畢業(yè)設(shè)計(jì)是土木工程專業(yè)和道橋?qū)I(yè)重要的實(shí)踐教學(xué)課程，也是培養(yǎng)和發(fā)掘?qū)W生創(chuàng)新性思維最關(guān)鍵的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。目前

橋梁工程畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)主要存在以下問(wèn)題。

（一）學(xué)生缺乏對(duì)專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和自覺(jué)性

橋梁工程畢業(yè)設(shè)計(jì)涵蓋的內(nèi)容較多，包括設(shè)計(jì)方案的選取、結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算以及施工圖的繪制，在此過(guò)程中需要學(xué)生有較強(qiáng)的自學(xué)意識(shí)和自學(xué)能力，能夠綜合運(yùn)用所學(xué)的各種專業(yè)理論知識(shí)，獨(dú)立思考、分析和解決問(wèn)題。

但是，從近幾年畢業(yè)設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀來(lái)看，由于就業(yè)形勢(shì)及諸多因素的影響，學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間紀(jì)律渙散，自主學(xué)習(xí)意識(shí)差，不能積極主動(dòng)地完成畢業(yè)設(shè)計(jì)各階段要求的內(nèi)容，有的甚至出現(xiàn)完全抄襲畢業(yè)設(shè)計(jì)的現(xiàn)象，導(dǎo)致學(xué)生在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算、工程繪圖等專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)能力方面未能得到充分鍛煉和提高，難以達(dá)到畢業(yè)設(shè)計(jì)的教學(xué)目的和要求，從而影響了學(xué)生的就業(yè)和發(fā)展，也影響到學(xué)校的聲譽(yù)。

（二） 學(xué)生的科研能力不強(qiáng)，設(shè)計(jì)橋型單一

畢業(yè)設(shè)計(jì)中，橋型的選擇應(yīng)依據(jù)已有的地質(zhì)水文、設(shè)計(jì)荷載等資料，在多種方案中比選。雖然學(xué)過(guò)的橋梁形式很多，但是學(xué)生在選擇設(shè)計(jì)方案時(shí)，一般是反向思維，即優(yōu)先考慮在給定的畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間內(nèi)，哪個(gè)橋型好做，能方便找到參考示例，就以此橋型作為重點(diǎn)設(shè)計(jì)對(duì)象。而對(duì)各類拱橋、連續(xù)剛構(gòu)橋、T型剛構(gòu)橋、斜腿剛構(gòu)橋、懸索橋等很多具有結(jié)構(gòu)創(chuàng)新特點(diǎn)的，并且在實(shí)際工程中使用較多的橋型很少甚至沒(méi)有學(xué)生選擇，最終導(dǎo)致畢業(yè)設(shè)計(jì)成果嚴(yán)重雷同。不僅如此，一些優(yōu)秀的學(xué)生，由于缺乏對(duì)創(chuàng)新橋型的選擇，未能很好地發(fā)掘他們的研究潛能，使得其科研創(chuàng)新能力無(wú)法得到有效提升和鍛煉，這與CDIO工程教育理念和工程能力培養(yǎng)的目標(biāo)相差甚遠(yuǎn)。

（三） 畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)多依賴計(jì)算軟件，忽視對(duì)基礎(chǔ)理論的理解和把握

近年來(lái)，

橋梁設(shè)計(jì)軟件功能的不斷完善與強(qiáng)大，為學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)中選擇更多種形式的橋梁創(chuàng)造了條件， 為解決復(fù)雜的結(jié)構(gòu)分析計(jì)算提供了有效途徑，增強(qiáng)了學(xué)生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

但是，隨之而來(lái)出現(xiàn)了新的問(wèn)題。一是，很多學(xué)生由于不能在短期內(nèi)熟悉設(shè)計(jì)軟件的操作方法和基本理論，在畢業(yè)設(shè)計(jì)初期，忽略了對(duì)橋梁基本知識(shí)的學(xué)習(xí)，而只是埋頭于對(duì)設(shè)計(jì)軟件的操作練習(xí)，使原本緊張的設(shè)計(jì)時(shí)間大量壓縮，影響了設(shè)計(jì)質(zhì)量和效果；二是，有的學(xué)生雖然能夠使用軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，但是對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相關(guān)概念模糊、計(jì)算原理不清楚，導(dǎo)致工程設(shè)計(jì)能力有所下降，甚至

有的學(xué)生對(duì)計(jì)算結(jié)果無(wú)法作出判斷和分析，缺乏深層次的思考，因此，難以保證所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)安全性和合理性。

（四） 畢業(yè)設(shè)計(jì)與就業(yè)脫節(jié)，成績(jī)?nèi)狈茖W(xué)合理的評(píng)價(jià)

目前畢業(yè)設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定主要由指導(dǎo)教師評(píng)分、評(píng)閱教師評(píng)分和畢業(yè)答辯評(píng)分三部分構(gòu)成，是一個(gè)模糊、籠統(tǒng)而不具體的評(píng)價(jià)，難以讓學(xué)生深刻體會(huì)到自己設(shè)計(jì)成果的不足。

不僅如此，近年年，除了對(duì)考研學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)有要求外，絕大部分學(xué)生只求及格即可。在這樣的環(huán)境影響和缺乏力度的成績(jī)考核下，學(xué)生放松了對(duì)自己的要求，

缺乏挑戰(zhàn)困難、大膽創(chuàng)新的動(dòng)力，也就喪失了其工程能力培養(yǎng)的最佳時(shí)機(jī)。由此可見(jiàn)，完善現(xiàn)有的畢業(yè)設(shè)計(jì)考核方式，將畢業(yè)設(shè)計(jì)與學(xué)生就業(yè)掛鉤，對(duì)充分調(diào)動(dòng)和發(fā)揮學(xué)生的積極性和主觀能動(dòng)性非常重要。

綜上所述，根據(jù)CDIO 教育理念，為了更好地培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)理論知識(shí)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神和工程創(chuàng)新能力，綜合提高學(xué)生的個(gè)人素質(zhì)和工程能力，對(duì)現(xiàn)有橋梁工程畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)進(jìn)行改革和完善非常必要。

三、橋梁工程畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)改革途徑和方法研究endprint

針對(duì)橋梁工程畢業(yè)設(shè)計(jì)現(xiàn)狀，課題組從2012年開始對(duì)教學(xué)方法和手段進(jìn)行了改革創(chuàng)新，并在之后歷年的畢業(yè)設(shè)計(jì)中予以實(shí)施和完善，效果顯著。

（一）采取嚴(yán)格的教學(xué)監(jiān)管措施，督促學(xué)生自主學(xué)習(xí)

1.提前擬定思考題，定期匯報(bào)，定期討論

指導(dǎo)教師在畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書下達(dá)后，嚴(yán)格控制進(jìn)度，掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。針對(duì)每個(gè)階段的設(shè)計(jì)內(nèi)容，提前擬定思考題，采取每周定期匯報(bào)、定期集中討論的形式，督促學(xué)生真正深入自己的設(shè)計(jì)任務(wù)開展研究，鍛煉其獨(dú)立思考和自學(xué)的能力。例如在方案比選階段，在每次集中匯報(bào)討論時(shí)，要求每個(gè)學(xué)生結(jié)合思考題，把自己比選的方案逐一論述，包括：橋梁結(jié)構(gòu)常用的上下部結(jié)構(gòu)形式的優(yōu)缺點(diǎn)分析；不同橋梁結(jié)構(gòu)適用的跨徑范圍；主梁截面形式如何選擇；橋長(zhǎng)、橋面標(biāo)高等關(guān)鍵尺寸如何擬定；所選方案的理由，等等。論述和討論問(wèn)題的過(guò)程，不僅鍛煉了學(xué)生的語(yǔ)言和溝通表達(dá)能力，使他們對(duì)所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)

知識(shí)有了更深入的了解，而且還可以督促引導(dǎo)學(xué)生自行學(xué)習(xí)和研究，提高自主學(xué)習(xí)的能力。

2.嚴(yán)格控制階段性成果及最終設(shè)計(jì)成果質(zhì)量

畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中要，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)定期提交階段性成果。對(duì)不合格的設(shè)計(jì)作品或存在抄襲爭(zhēng)議的作品不允許進(jìn)入下一流程，或退回修改或延遲提交，必要時(shí)增加中期答辯、推遲畢業(yè)答辯、畢業(yè)設(shè)計(jì)不予通過(guò)等處理措施，以此激勵(lì)督促學(xué)生重視自主學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。

（二）舉辦各類專題講座，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)，鞏固基礎(chǔ)知識(shí)

指導(dǎo)教師應(yīng)首先具有創(chuàng)新意識(shí)和指導(dǎo)能力，這是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)并實(shí)施創(chuàng)新設(shè)計(jì)的前提[3]。兩年的實(shí)踐表明，舉辦各類專題學(xué)術(shù)報(bào)告，無(wú)論對(duì)教師還是學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)都非常有效。如：在畢業(yè)設(shè)計(jì)正式開始前，邀請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)院的專家為師生作專題報(bào)告，就城市景觀橋梁（包括天津大沽橋、赤峰橋、進(jìn)步橋等新型城市橋梁）的設(shè)計(jì)理念、設(shè)計(jì)計(jì)算、施工管理等作介紹，增進(jìn)師生創(chuàng)新橋梁設(shè)計(jì)的意識(shí)和興趣。邀請(qǐng)知名學(xué)者來(lái)校作關(guān)于

橋梁抗震新理念、橋梁沖刷研究等學(xué)術(shù)報(bào)告，引領(lǐng)師生進(jìn)入學(xué)科最前沿，激發(fā)創(chuàng)新熱情和研究動(dòng)力。除此之外，還多次舉辦了有關(guān)橋梁博士、Midas等橋梁設(shè)計(jì)軟件應(yīng)用的專題培訓(xùn)講座。

其次，在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，為鞏固學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，針對(duì)不同的設(shè)計(jì)階段，結(jié)合重點(diǎn)知識(shí)模塊由指導(dǎo)教師開展專題講座，例如：橋梁尺寸擬定和方案比選；橫向分布系數(shù)的計(jì)算；預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的配筋和驗(yàn)算；施工圖紙的規(guī)范化繪制，等等。通過(guò)梳理和提煉這些重點(diǎn)知識(shí)內(nèi)容，鞏固基礎(chǔ)理論，開闊思路，提高學(xué)生的設(shè)計(jì)能力，為培養(yǎng)學(xué)生的工程能力奠定基礎(chǔ)。

（三）設(shè)計(jì)選題多樣化，鼓勵(lì)創(chuàng)新設(shè)計(jì)

畢業(yè)設(shè)計(jì)中具有創(chuàng)新性的題目有兩類：一是來(lái)自于與工程實(shí)際相結(jié)合的科研項(xiàng)目，二是自擬設(shè)計(jì)選題，包括復(fù)雜橋型（如拱式橋、斜拉橋、懸索橋、連續(xù)剛構(gòu)橋等）或傳統(tǒng)橋型的部分創(chuàng)新性研究?jī)?nèi)容（如不同施工方法、抗風(fēng)抗震、優(yōu)化設(shè)計(jì)、拱軸線型確定及各類專題研究）[4]。 其中，科研性的題目一般由師生團(tuán)隊(duì)合作完成，不僅可提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力、科研能力、創(chuàng)新能力，更能鍛煉他們的溝通和協(xié)作能力，是培養(yǎng)學(xué)生工程能力的重要途徑。尤其對(duì)于優(yōu)秀的學(xué)生，要鼓勵(lì)他們積極參與，大膽創(chuàng)新，并把是否有創(chuàng)新作為最終評(píng)價(jià)畢業(yè)設(shè)計(jì)成績(jī)的重要因素。

近年來(lái)，隨著計(jì)算手段的先進(jìn)化和師生創(chuàng)新意識(shí)的提高，針對(duì)不同層次水平的學(xué)生，橋梁畢業(yè)設(shè)計(jì)向著多樣化、創(chuàng)新型方向積極發(fā)展，學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)熱情和信心逐年上升。連續(xù)幾屆畢業(yè)生的工程能力得到了提升，就業(yè)單位的水準(zhǔn)也逐步好轉(zhuǎn)，這也反映出了畢業(yè)設(shè)計(jì)創(chuàng)新性選題對(duì)培養(yǎng)學(xué)生工程能力的重要作用。 表1和表2分別為近幾年學(xué)校橋梁畢業(yè)設(shè)計(jì)題目及學(xué)生選題情況。

由表1，表2可以看出，通過(guò)改革橋梁畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)方法，越來(lái)越多的學(xué)生選擇了具有創(chuàng)新性的題目作為主要設(shè)計(jì)內(nèi)容，其創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)和工程能力的提高也成為他們個(gè)人的需求和努力的目標(biāo)。在每年的優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)評(píng)選中，大約80%的優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)來(lái)自于他們的設(shè)計(jì)成果，教學(xué)改革效果明顯。

（四）完善畢業(yè)設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)指標(biāo)體系和評(píng)定制度

首先，在畢業(yè)設(shè)計(jì)成績(jī)的考核中突出科研和創(chuàng)新性內(nèi)容的比重，增加科研和創(chuàng)新的評(píng)價(jià)指標(biāo)，并賦予一定程度的鼓勵(lì)提高分。對(duì)完成了創(chuàng)新性畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容的學(xué)生，還將為他們提出更加詳細(xì)的評(píng)審意見(jiàn)，使學(xué)生能夠了解自身設(shè)計(jì)作品的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)，為今后從事同類型工作提供借鑒。

除此之外，為了進(jìn)一步調(diào)動(dòng)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)的積極性，建議進(jìn)一步完善評(píng)定制度，適當(dāng)壓縮通過(guò)率畢業(yè)設(shè)計(jì)的。對(duì)于畢業(yè)設(shè)計(jì)成果不太理想的學(xué)生，限定一定的比例進(jìn)行二次答辯或者延期畢業(yè)。這種措施對(duì)于那些成績(jī)較差、學(xué)習(xí)缺乏積極主動(dòng)性的學(xué)生是一種壓力，也是一種動(dòng)力，在很大程度上能夠調(diào)動(dòng)他們的積極性，提高畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

（五）結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)成績(jī)，推行專業(yè)教師推薦學(xué)生就業(yè)政策

學(xué)生就業(yè)問(wèn)題一直是社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)和難點(diǎn)。由于目前社會(huì)環(huán)境的影響，很多學(xué)生缺乏畢業(yè)設(shè)計(jì)積極性的根本原因是認(rèn)為成績(jī)與就業(yè)無(wú)關(guān)，這也成為徹底解決畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)的難題。在教學(xué)中推進(jìn)學(xué)生公平就業(yè)，是作為專業(yè)指導(dǎo)教師義不容辭的責(zé)任。為此，近兩年，學(xué)院推行了以畢業(yè)設(shè)計(jì)成績(jī)?yōu)閰⒖?，專業(yè)教師推薦學(xué)生就業(yè)的政策，一方面可以充分發(fā)掘?qū)I(yè)教師在本行業(yè)領(lǐng)域的社會(huì)資源，增加了學(xué)生公平就業(yè)的機(jī)會(huì)，另一方面可以激勵(lì)學(xué)生爭(zhēng)取做出優(yōu)秀的畢業(yè)設(shè)計(jì)，提高自己的工程能力和就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。兩年來(lái)，學(xué)院專業(yè)教師共為21名成績(jī)優(yōu)秀、工程能力較強(qiáng)的學(xué)生推薦了工作。實(shí)踐證明，這些學(xué)生由于在畢業(yè)設(shè)計(jì)中很好地鍛煉了自己的工程能力，就業(yè)后的環(huán)境適應(yīng)能力和業(yè)務(wù)能力快速提高，得到單位領(lǐng)導(dǎo)的一致好評(píng)和認(rèn)可。這一措施無(wú)疑將成為畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)改革的巨大推動(dòng)力。

四、 結(jié)語(yǔ)

幾年來(lái)的教學(xué)改革及實(shí)踐表明，橋梁工程畢業(yè)設(shè)計(jì)在培養(yǎng)學(xué)生工程能力方面取得日益顯著的成效，基本達(dá)到了以CDIO教育理念為引領(lǐng)的大學(xué)生工程能力培養(yǎng)的教學(xué)目標(biāo)。學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)水平逐年提高，畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量顯著提升，為學(xué)生走向工作崗位奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，深受廣大師生的認(rèn)可。參考文獻(xiàn)：

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（編輯 梁遠(yuǎn)華）endprint