一、教學改革思路

山東理工大學(以下簡稱“我校”)以往6屆道路與橋梁方向畢業(yè)的本科生就業(yè)情況如圖1所示,可以看出我校輸送出的學生接近80%在施工、監(jiān)理、管理等部門就業(yè),繼續(xù)深造學業(yè)和在設計單位工作的僅占17%。由此可知,“橋梁工程”課程的改革目標應該集中在培養(yǎng)學生從事橋梁工程技術及管理工作的基本能力和社會急需的實踐能力上。其總體思路是以實際工程為背景,以工程技術為主線,改革課程體系、知識學習方式、考核方式和評價標準,加強實踐教學及能力培養(yǎng)方式等關鍵環(huán)節(jié),提高學生的工程意識和工程實踐能力,培養(yǎng)出創(chuàng)新能力強、適應企業(yè)發(fā)展需要的應用型土木工程師。

二、課程改革的具體措施

1.基礎教學

選用國家規(guī)劃教材,以“精、寬、新”的理念整合教學內容。精:以一種橋型的橋梁建設過程為主線,由點到面、深入淺出把繁雜的內容講活、講透,使學生舉一反三,即可對其他結構形式采用粗講。建立以“學生為主體,以教師為主導”的教學模式,將工程實例(最基礎的混凝土梁橋、拱橋)引入課程教學。通過實施一個完整的項目來組織教學活動,采用類似科學研究與實踐的方法,促進學生主動學習。具體做法是將5~6名學生分成一個小組,給每個小組下發(fā)一份既有實際工程的設計圖紙,抓住橋梁建設過程主線,講授橋梁設計基本原則、平縱橫斷面設計內容、橋梁建設程序和方案比選、橋梁上的作用、橋面布置與構造、上部結構的設計計算、支座、下部結構的設計計算和施工技術。對其他結構類型橋梁則以課上簡介課下大作業(yè)的方式學習。寬:采用國家新標準《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》(JTGD62-2004)教學,對連續(xù)剛構、鋼管混凝土拱橋、斜拉橋和懸索橋等大跨度橋梁進行類比性、歸納性講解,使學生適應我國迅速發(fā)展的橋梁建設事業(yè)。新:利用三維動畫模擬、電視錄像片和紀錄片等教學手段,把本專業(yè)最新動態(tài)和發(fā)展、科研成果、施工技術引進課堂,拓寬學生視野。依據(jù)CDIO教學模式,實施多樣化教學方法。(1)引導性教學和自主性學習相結合。樹立學生為主體的教學思想,組建學習小組,開展課堂互助討論教學,隨著課程進展預留聯(lián)系工程實例的“大作業(yè)”,這些“大作業(yè)”可以是課程的重點難點、行業(yè)的動態(tài)或綜合性的知識,作業(yè)以小組提交。這種教學方法能調動學生學習的主動性,增加學生之間的相互交流,在鍛煉學生的獨立分析能力的同時加強團隊合作精神培養(yǎng),以課外補課內來提高教學效果。(2)項目教學法教學。教學全過程中充分突出實踐、強化應用,以實際工程項目為背景,將行業(yè)規(guī)范、現(xiàn)場案例、施工圖紙和錄像融入教學,培養(yǎng)學生的工程素質和工程能力。(3)網(wǎng)絡化和信息化教學。通過課程網(wǎng)站建立網(wǎng)上互動平臺,學生可以在網(wǎng)站上查看并下載教學大綱、教學課件、各章習題、課程設計的任務書和指導書、工程實例、行業(yè)動態(tài)等,也可以在網(wǎng)站上留下自己的心得和疑問,由師生進行開放性討論,從而提高學生的學習自主性。

2.實踐教學

基于應用型土木工程人才培養(yǎng)目標的定位特點,構建以能力培養(yǎng)為核心,多模塊、相對獨立、相互銜接的實踐教學體系,該體系由計算機輔助設計軟件學習、課程設計、模型制作、專題講座和認識實習等部分組成。鼓勵并引導學生使用橋梁博士、橋梁通等橋梁工程計算機輔助設計軟件,改變課程設計、畢業(yè)設計完全手算及手工繪圖的現(xiàn)狀,邀請設計院技術負責骨干進行專題講座,依托實際工程進行課程設計,在“做中學,做中教”,培養(yǎng)學生的工程設計能力。[4]利用課程設計的成果,以學習小組為單位按比例制作橋梁的上部結構模型,結合工程已有的其他部分圖紙補充下部結構、支座、橋面鋪裝、欄桿、排水和照明完成全橋模型。在建造過程中,要求嚴格按照設計圖紙施工,不能隨意變更設計,在課程結束時提交實體模型和設計說明書,利用PPT演示建橋的全過程并對成果進行答辯,通過熟悉設計圖紙→課程設計→制作模型→成果答辯使理論知識具體化、實體化,不知不覺中培養(yǎng)學生的工程能力。

3.考核方法

為鼓勵學生個性化發(fā)展,打破應試教育的桎梏,采取多元化考核模式,在強調測試理論知識的同時注重工程實踐能力和工程設計能力的評價與考核。在考核方式上,采用閉卷筆試、小論文、大作業(yè)、模型制作、答辯、互評、自評相結合的形式。4.課程教學體系建設畢業(yè)設計是教學過程最后階段采用的一種總結性的實踐教學環(huán)節(jié),要求學生綜合應用所學各種理論知識和技能。橋梁工程課程的改革建立的“課堂教學、課程設計、認識實習”三元一體模式實質上是對畢業(yè)設計環(huán)節(jié)的基本訓練,因此改革后的橋梁工程教學模式可和其他教學環(huán)節(jié)構成如圖2所示的教學體系。

三、橋梁工程課程改革效果

經(jīng)過兩級六個自然班的課程實踐,橋梁工程課程改革取得了顯著的成效,主要表現(xiàn)在:第一,構建了以學生工程能力培養(yǎng)為主線,分層次(基礎教學→課程設計→橋梁模型)、多模塊(認識實習—課程教學—專題講座—畢業(yè)設計)、全過程、遞進式的實踐教學課程體系,通過連續(xù)漸進的典型工程項目設計,培養(yǎng)學生的工程素質、工程能力和設計能力。第二,實施多元化考核評價方式,增加小組討論、大作業(yè)、模型制作、答辯等環(huán)節(jié),激發(fā)了學生學習主動性,提高了學生學習能力、研究能力和工程實踐能力。在后續(xù)的生產(chǎn)實習中,教學培養(yǎng)基地企業(yè)反映該批次學生較之往屆“上手快,操作能力強”。第三,課程設計和畢業(yè)設計成果質量提高顯著。將項目教學法納入課程,使學生對現(xiàn)行規(guī)范的把握、識圖、畫圖能力加強,將計算機輔助設計軟件應用于設計驗算,在內容難度加大的情況下學生的成績沒有出現(xiàn)下降趨勢。

四、結語

“橋梁工程”課程教學改革以實際工程為背景,以工程技術為主線,完成了課程體系、知識學習方式和考核方式的革新,兩屆學生實踐的良好效果證明本次教改構建的分層次、多模塊、全過程、遞進式教學課程體系能夠加強學生實踐教學及能力培養(yǎng),提高學生的工程意識、工程素養(yǎng)和工程實踐能力。