汪峰　劉鴻琳　劉章軍

摘要：以參加“高教杯”成圖競(jìng)賽為契機(jī)，對(duì)如何通過(guò)學(xué)科競(jìng)賽促進(jìn)橋梁工程課程教學(xué)改革進(jìn)行了研究。分析了全國(guó)大學(xué)生“高教杯”成圖競(jìng)賽的特點(diǎn)，從教學(xué)模式、教材選擇和實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方面剖析了目前橋梁工程課程存在的問(wèn)題，提出了媒體教學(xué)和傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合、注重與相關(guān)專業(yè)知識(shí)的銜接、設(shè)置教學(xué)課程互動(dòng)環(huán)節(jié)、參加模型參觀、開展施工圖研讀和建立開放式實(shí)驗(yàn)室等橋梁工程課程改革的具體措施。實(shí)踐表明：課程教學(xué)模式的改革對(duì)培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提升學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力具有重要意義。

關(guān)鍵詞：橋梁工程；教學(xué)模式；教學(xué)改革；學(xué)科競(jìng)賽

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1005-2909（2016）02-0078-04

隨著中國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，培養(yǎng)一大批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的綜合型創(chuàng)新人才已成為高等教育面臨的重要課題[1]。國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）明確指出[2-3]：要努力轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)辦學(xué)理念，不斷提高學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力。因此，在新形勢(shì)下，三峽大學(xué)土木與建筑學(xué)院以學(xué)科競(jìng)賽為抓手，就如何激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維、提升學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力等進(jìn)行了教學(xué)改革和探索。

“高教杯”全國(guó)大學(xué)生先進(jìn)成圖技術(shù)與產(chǎn)品信息建模創(chuàng)新大賽（以下簡(jiǎn)稱“‘高教杯成圖大賽”）是教育部高等學(xué)校工程圖學(xué)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)、中國(guó)圖學(xué)學(xué)會(huì)制圖技術(shù)專業(yè)委員會(huì)、中國(guó)圖學(xué)學(xué)會(huì)產(chǎn)品信息建模專業(yè)委員會(huì)共同主辦的面向大學(xué)生的群眾性科技活動(dòng)。從2008年開始每年舉辦一屆，競(jìng)賽分建筑、道橋、機(jī)械和水利四個(gè)類別。該比賽通過(guò)搭建一個(gè)規(guī)范化、信息化，面向?qū)嶋H工程結(jié)構(gòu)的大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新平臺(tái)，培養(yǎng)大學(xué)生快速應(yīng)用專業(yè)知識(shí)和技能的創(chuàng)新實(shí)踐能力，促進(jìn)大學(xué)生的溝通能力、獨(dú)立思考能力和團(tuán)隊(duì)意識(shí)，同時(shí)推動(dòng)高校土木工程類學(xué)科課程體系和課程內(nèi)容的改革。比賽的特點(diǎn)是與高校土木工程專業(yè)的課程體系、內(nèi)容、方法改革關(guān)聯(lián)，以促進(jìn)其課程教學(xué)和實(shí)驗(yàn)室建設(shè)工作。 一、比賽介紹

“高教杯”成圖大賽的每支參賽隊(duì)最多由9名學(xué)生組成，分為5人的團(tuán)體賽和4人的個(gè)人全能賽。比賽由尺規(guī)繪圖和計(jì)算機(jī)繪圖二部分組成，競(jìng)賽時(shí)間為一天。比賽期間要求學(xué)生會(huì)運(yùn)用繪圖工具和計(jì)算機(jī)完成專業(yè)結(jié)構(gòu)形體表達(dá)方法，熟悉道橋制圖標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定，掌握道路、橋梁、隧洞、涵閘等建筑物施工圖的識(shí)圖與繪制。其中，尺規(guī)繪圖競(jìng)賽90分鐘，滿分100分，通過(guò)繪圖工具和儀器繪制道橋類專業(yè)結(jié)構(gòu)圖（包括平、立、剖視圖）。計(jì)算機(jī)繪圖又分為計(jì)算機(jī)二維繪圖和三維繪圖。二維繪圖競(jìng)賽時(shí)間為60分鐘，滿分100分，需要完成圖樣的繪制，包含結(jié)構(gòu)幾何作圖、結(jié)構(gòu)示意圖。三維繪圖競(jìng)賽時(shí)間為120分鐘，滿分100分，需要完成道橋類專業(yè)結(jié)構(gòu)三維模型，能夠清晰表達(dá)其內(nèi)、外結(jié)構(gòu)模型，并對(duì)其三維模型進(jìn)行后期處理、輸出指定渲染效果圖。比賽結(jié)束時(shí)，要求提交A3鉛筆圖、CAD二維圖以及結(jié)構(gòu)三維模型圖。團(tuán)體成績(jī)?yōu)閰⒓訄F(tuán)體賽的5位參賽者的成績(jī)總和。歷屆競(jìng)賽的題目大致包括橋梁、隧洞、涵閘結(jié)構(gòu)的尺規(guī)繪制和計(jì)算機(jī)繪制。要高質(zhì)量完成這些競(jìng)賽題目需要綜合運(yùn)用建筑制圖、結(jié)構(gòu)CAD、結(jié)構(gòu)力學(xué)等專業(yè)知識(shí)，特別是橋梁工程知識(shí)必不可少。根據(jù)往年參賽經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，橋梁工程知識(shí)掌握的程度制約著制圖水平，影響比賽最終成績(jī)。

二、存在的問(wèn)題

三峽大學(xué)土木與建筑學(xué)院，每年派出道橋類隊(duì)伍參賽，取得過(guò)團(tuán)體一等獎(jiǎng)和個(gè)人全能一等獎(jiǎng)的好成績(jī)。從比賽選拔到正式競(jìng)賽，師生收益頗多，但比賽中也暴露了現(xiàn)有專業(yè)教學(xué)中的不足。道橋類參賽選手主要是大二、大三學(xué)生，參賽的學(xué)生積極性高，但基礎(chǔ)知識(shí)不扎實(shí)，缺乏綜合運(yùn)用專業(yè)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，對(duì)橋梁工程結(jié)構(gòu)和構(gòu)造原理及力學(xué)特點(diǎn)理解不清楚，影響了尺規(guī)繪圖和計(jì)算機(jī)成圖的質(zhì)量和效果。由比賽暴露的問(wèn)題反映到橋梁工程課程教學(xué)中，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

（一） 教學(xué)模式陳舊，教學(xué)方法單一傳統(tǒng)橋梁工程課程多為填鴨式教學(xué)[4]。教師在講臺(tái)嚴(yán)格按照橋梁結(jié)構(gòu)組成、構(gòu)件計(jì)算和施工方法等內(nèi)容進(jìn)行講授，注重課程本身的知識(shí)結(jié)構(gòu)體系，忽視了橋梁工程實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，很少將橋梁知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際。學(xué)生面對(duì)枯燥的公式推導(dǎo)和模型計(jì)算，缺乏學(xué)習(xí)興趣。所以，通過(guò)實(shí)際教學(xué)發(fā)現(xiàn)，雖然課堂上提供了大量的橋梁構(gòu)造信息，反復(fù)講述橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)算原理，但很多學(xué)生仍然無(wú)法想象出橋梁結(jié)構(gòu)組成及力學(xué)特點(diǎn)，這使得大部分學(xué)生覺得課程入門十分困難，知識(shí)點(diǎn)較難掌握。

（二） 教材更新滯緩、理論與實(shí)際脫節(jié)

橋梁設(shè)計(jì)理論和施工技術(shù)發(fā)展日新月異，而課程教材內(nèi)容相對(duì)滯后，不能滿足新的發(fā)展需要[5-6]。目前，橋梁工程課本中介紹的一些計(jì)算理論、施工方法是針對(duì)特定時(shí)期的橋梁結(jié)構(gòu)，隨著建橋水平的發(fā)展，已被新的理論和技術(shù)替代。而學(xué)生走向橋梁建設(shè)單位時(shí)需要用到的新技術(shù)、新材料、新工藝在課本中并無(wú)介紹。此時(shí)，傳統(tǒng)課程教學(xué)大綱也制約了新技術(shù)、新知識(shí)走進(jìn)課堂，僅憑專業(yè)教師在課堂引入最新的相關(guān)科研成果顯得杯水車薪。知識(shí)更新緩慢、理論與實(shí)際脫節(jié)，嚴(yán)重影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和積極性。

（三） 實(shí)驗(yàn)室建設(shè)滯后

橋梁工程課程有大量的實(shí)驗(yàn)要做，需要一定的專業(yè)設(shè)備，比如位移表、應(yīng)變儀、應(yīng)力計(jì)等。由于設(shè)備比較陳舊，給學(xué)生的實(shí)驗(yàn)帶來(lái)了困難，尤其是對(duì)畢業(yè)生走上工作崗位，將會(huì)帶來(lái)很大的負(fù)面影響。加之部分圖書資料匱乏，與課程配套的有關(guān)國(guó)內(nèi)外專業(yè)理論、工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)規(guī)范、施工規(guī)范及相關(guān)設(shè)計(jì)軟件和教輔資料較少，給日常教學(xué)帶來(lái)了一定的阻礙。

三、教學(xué)改革措施

針對(duì)橋梁工程教學(xué)中存在的問(wèn)題，本著提高學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力，以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向的原則，對(duì)橋梁工程課程教學(xué)改革做了如下嘗試。

（一）多媒體教學(xué)和傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合

三峽大學(xué)土木與建筑學(xué)院橋梁工程課時(shí)共64學(xué)時(shí)，傳統(tǒng)板書講授效率低、無(wú)法直觀反映橋梁結(jié)構(gòu)的構(gòu)造及其特點(diǎn)，導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性受限。采用多媒體課件，可以將乏味的橋梁知識(shí)（如橋型構(gòu)造、施工方法）轉(zhuǎn)變?yōu)樯鷦?dòng)直觀的教學(xué)內(nèi)容，易于學(xué)生接受。同時(shí)，注重學(xué)生課堂參與，緊跟學(xué)科發(fā)展前沿，及時(shí)更新教學(xué)內(nèi)容，采用啟發(fā)式、討論式教學(xué)方法，不斷激發(fā)學(xué)生的欲望，實(shí)現(xiàn)教學(xué)互動(dòng)，讓施工現(xiàn)場(chǎng)走進(jìn)課堂。

（二） 注重與相關(guān)專業(yè)知識(shí)的銜接

橋梁工程課程的學(xué)習(xí)實(shí)際上是一個(gè)與多門專業(yè)課程結(jié)合的過(guò)程。它既是混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理和結(jié)構(gòu)力學(xué)等課程的后續(xù)課程，又是大跨度橋梁施工控制、橋梁電算等專業(yè)課程的重要基礎(chǔ)。課堂講解時(shí)應(yīng)注意與相關(guān)課程的有機(jī)銜接，如橋梁結(jié)構(gòu)計(jì)算部分，需要利用理論力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)的知識(shí)建立結(jié)構(gòu)分析模型。對(duì)于力學(xué)基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生，講授計(jì)算原理時(shí)，應(yīng)講透基本原理和方法。如求解橫向分布系數(shù)的杠桿法和偏心壓力法，要求學(xué)生課前預(yù)習(xí)，上課時(shí)可先采用板書分步演算講解，隨后通過(guò)實(shí)體汽車模型和梁橋模型，講授計(jì)算方法的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。在主梁截面設(shè)計(jì)時(shí)，可讓學(xué)生主動(dòng)回憶混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論，以便理解橋梁截面尺寸設(shè)計(jì)和配筋思路。

（三） 設(shè)置教學(xué)課程互動(dòng)環(huán)節(jié)

打破滿堂灌的傳統(tǒng)教學(xué)模式，增設(shè)教師與學(xué)生的互動(dòng)環(huán)節(jié)，構(gòu)建以學(xué)生為中心的創(chuàng)新教學(xué)模式。制定學(xué)生感興趣的討論題目，課堂上增設(shè)分組討論環(huán)節(jié)，通過(guò)小組討論使每位學(xué)生都參與到橋梁知識(shí)的學(xué)習(xí)之中。討論后，派組長(zhǎng)在全班講解設(shè)計(jì)思路和方法，最后由教師點(diǎn)評(píng)，總結(jié)優(yōu)缺點(diǎn)。面對(duì)枯燥的橋梁專業(yè)知識(shí)，這樣的方式可以最大限度地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。此外，學(xué)校還可以組織具有創(chuàng)新性的大學(xué)生科技競(jìng)賽活動(dòng)，讓學(xué)生結(jié)合自己感興趣的專業(yè)選擇參加。如“高教杯”成圖大賽，可以動(dòng)員對(duì)道路橋梁制圖規(guī)范、結(jié)構(gòu)CAD和三維繪圖軟件使用技巧感興趣的學(xué)生積極參與，培養(yǎng)其創(chuàng)新實(shí)踐能力。

（四）安排針對(duì)性的模型參觀

在學(xué)習(xí)簡(jiǎn)支梁橋結(jié)構(gòu)構(gòu)造時(shí)，一節(jié)課利用多媒體講授構(gòu)造尺寸和特點(diǎn)，另一節(jié)課則安排學(xué)生到道橋?qū)嶒?yàn)室參觀橋梁實(shí)體模型。橋梁模型有簡(jiǎn)支梁橋、懸臂梁橋、連續(xù)梁橋、上承式拱橋、中承式拱橋、桁架拱、懸索橋、斜拉橋等。通過(guò)對(duì)每種模型的構(gòu)造要求、形式和施工工法進(jìn)行講解，讓學(xué)生直觀掌握橋梁構(gòu)造特點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生思考不同橋型的結(jié)構(gòu)形式、施工方法的差異，增加學(xué)生對(duì)橋梁工程的認(rèn)知和學(xué)習(xí)興趣。在條件許可的前提下，還可安排實(shí)地參觀。

（五）加強(qiáng)施工圖的研讀

橋梁圖紙是橋梁設(shè)計(jì)者智慧和規(guī)范應(yīng)用的具體展現(xiàn)，是橋梁施工的交流語(yǔ)言。注重收集相關(guān)實(shí)橋施工圖紙，在講解橋梁構(gòu)造和截面主筋設(shè)計(jì)時(shí)，指導(dǎo)學(xué)生研讀實(shí)際橋梁的設(shè)計(jì)圖紙，包括結(jié)構(gòu)尺寸大小的合理性，施工圖紙中的鋼筋符號(hào)、橋梁具體知識(shí)和圖紙線條的對(duì)應(yīng)關(guān)系，繪制圖紙的規(guī)范，等等。課后安排學(xué)生獨(dú)立用Autocad繪制橋梁構(gòu)造圖，并要求闡述構(gòu)造原理。這樣既可以有效提高學(xué)生的讀圖能力，同時(shí)也為參加“高教杯”成圖大賽、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大賽等競(jìng)技性比賽奠定基礎(chǔ)。

（六）建立開放式實(shí)驗(yàn)室

實(shí)驗(yàn)室提供基地、儀器設(shè)備、工具以及橋梁工程配套的工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)規(guī)范、施工規(guī)范以及最新工程書籍。學(xué)生可以在此瀏覽圖書，結(jié)合自己興趣擬定一種橋型方案，依據(jù)相應(yīng)規(guī)范，通過(guò)實(shí)驗(yàn)室提供的各種材料搭建模型，并測(cè)試其靜動(dòng)力性能。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中以學(xué)生為主，教師為輔。這些自主性實(shí)驗(yàn)隨時(shí)向有興趣的、準(zhǔn)備參加競(jìng)賽的學(xué)生開放，以培養(yǎng)學(xué)生的探索精神，提高學(xué)生的實(shí)踐能力和思考能力。

橋梁工程課程改革是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，除了上述教學(xué)方法和教學(xué)方式的改革，還應(yīng)該完善考核評(píng)價(jià)方式。傳統(tǒng)的考核方式主要以筆試為主，忽略了學(xué)生在平時(shí)學(xué)習(xí)過(guò)程中對(duì)知識(shí)掌握程度的變化，最終出現(xiàn)了考前臨陣磨槍，疲于應(yīng)付的心態(tài)，導(dǎo)致多數(shù)學(xué)生為了拿學(xué)分草草了事。因此，為了學(xué)生更牢固地掌握專業(yè)知識(shí)，應(yīng)該注重學(xué)習(xí)過(guò)程考核，可采用分階段考核方式，促使學(xué)生一邊學(xué)習(xí)，一邊檢驗(yàn)，為參加高水平的學(xué)科競(jìng)賽做好準(zhǔn)備。

四、教學(xué)效果與體會(huì)

近年來(lái)，以成圖大賽為載體，不斷深化橋梁工程課程教學(xué)改革已取得初步成效，同時(shí)也積極響應(yīng)了學(xué)院“一院一精品”的教育教學(xué)管理理念。學(xué)院道橋?qū)I(yè)學(xué)生連續(xù)參加了2013年、2014年、2015年“高教杯”成圖大賽，并屢創(chuàng)佳績(jī)。每屆都有學(xué)生獲得橋梁結(jié)構(gòu)尺規(guī)繪圖和計(jì)算三維繪圖一等獎(jiǎng)，其中2014年還獲得了道橋類團(tuán)體一等獎(jiǎng)。通過(guò)參加各種競(jìng)賽，學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性大幅提高，每年的畢業(yè)率和考研率也逐年增加。

橋梁工程課程建設(shè)是一項(xiàng)長(zhǎng)期的系統(tǒng)工程。學(xué)院借助各類學(xué)科競(jìng)賽平臺(tái)，不斷深化專業(yè)骨干課程的教學(xué)改革，在理論和實(shí)踐教學(xué)等方面取得了較好效果，積極參與各類學(xué)科競(jìng)賽有助于構(gòu)建良好的學(xué)風(fēng)，促進(jìn)教學(xué)改革，打造學(xué)院品牌，實(shí)現(xiàn)學(xué)院實(shí)踐教學(xué)的良性循環(huán)。

五、結(jié)語(yǔ)

橋梁工程是一門理論性和實(shí)踐性非常強(qiáng)的課程，傳統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)方法、形式單一，且偏重于理論、實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容缺乏自主性和創(chuàng)新性，因此轉(zhuǎn)變觀念，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力勢(shì)在必行。在橋梁工程教學(xué)中，從橋梁工程的課堂教學(xué)和“高教杯”成圖大賽暴露的問(wèn)題入手，以提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力為目標(biāo)，從多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)結(jié)合、相關(guān)專業(yè)知識(shí)的銜接、教學(xué)課程互動(dòng)環(huán)節(jié)設(shè)置、參加模型參觀、施工圖研讀和開放式實(shí)驗(yàn)室等方面展開深入探討，以期為學(xué)生自主學(xué)習(xí)提供更加豐富多樣的教育資源。今后，學(xué)院將繼續(xù)以學(xué)科競(jìng)賽為教學(xué)改革的突破口，不斷深化橋梁工程課程改革，為社會(huì)培養(yǎng)出更多高水平、實(shí)踐能力強(qiáng)的土木工程創(chuàng)新型、應(yīng)用型人才。

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（編輯 梁遠(yuǎn)華）