一、教學(xué)改革思路
山東理工大學(xué)(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(xué)生接近80%在施工、監(jiān)理、管理等部門就業(yè),繼續(xù)深造學(xué)業(yè)和在設(shè)計單位工作的僅占17%。由此可知,“橋梁工程”課程的改革目標(biāo)應(yīng)該集中在培養(yǎng)學(xué)生從事橋梁工程技術(shù)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(shù)為主線,改革課程體系、知識學(xué)習(xí)方式、考核方式和評價標(biāo)準(zhǔn),加強(qiáng)實踐教學(xué)及能力培養(yǎng)方式等關(guān)鍵環(huán)節(jié),提高學(xué)生的工程意識和工程實踐能力,培養(yǎng)出創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)企業(yè)發(fā)展需要的應(yīng)用型土木工程師。
二、課程改革的具體措施
1.基礎(chǔ)教學(xué)
選用國家規(guī)劃教材,以“精、寬、新”的理念整合教學(xué)內(nèi)容。精:以一種橋型的橋梁建設(shè)過程為主線,由點到面、深入淺出把繁雜的內(nèi)容講活、講透,使學(xué)生舉一反三,即可對其他結(jié)構(gòu)形式采用粗講。建立以“學(xué)生為主體,以教師為主導(dǎo)”的教學(xué)模式,將工程實例(最基礎(chǔ)的混凝土梁橋、拱橋)引入課程教學(xué)。通過實施一個完整的項目來組織教學(xué)活動,采用類似科學(xué)研究與實踐的方法,促進(jìn)學(xué)生主動學(xué)習(xí)。具體做法是將5~6名學(xué)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(shè)計圖紙,抓住橋梁建設(shè)過程主線,講授橋梁設(shè)計基本原則、平縱橫斷面設(shè)計內(nèi)容、橋梁建設(shè)程序和方案比選、橋梁上的作用、橋面布置與構(gòu)造、上部結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算、支座、下部結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算和施工技術(shù)。對其他結(jié)構(gòu)類型橋梁則以課上簡介課下大作業(yè)的方式學(xué)習(xí)。寬:采用國家新標(biāo)準(zhǔn)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》(JTGD62-2004)教學(xué),對連續(xù)剛構(gòu)、鋼管混凝土拱橋、斜拉橋和懸索橋等大跨度橋梁進(jìn)行類比性、歸納性講解,使學(xué)生適應(yīng)我國迅速發(fā)展的橋梁建設(shè)事業(yè)。新:利用三維動畫模擬、電視錄像片和紀(jì)錄片等教學(xué)手段,把本專業(yè)最新動態(tài)和發(fā)展、科研成果、施工技術(shù)引進(jìn)課堂,拓寬學(xué)生視野。依據(jù)CDIO教學(xué)模式,實施多樣化教學(xué)方法。(1)引導(dǎo)性教學(xué)和自主性學(xué)習(xí)相結(jié)合。樹立學(xué)生為主體的教學(xué)思想,組建學(xué)習(xí)小組,開展課堂互助討論教學(xué),隨著課程進(jìn)展預(yù)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(xué)方法能調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性,增加學(xué)生之間的相互交流,在鍛煉學(xué)生的獨立分析能力的同時加強(qiáng)團(tuán)隊合作精神培養(yǎng),以課外補(bǔ)課內(nèi)來提高教學(xué)效果。(2)項目教學(xué)法教學(xué)。教學(xué)全過程中充分突出實踐、強(qiáng)化應(yīng)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(xué),培養(yǎng)學(xué)生的工程素質(zhì)和工程能力。(3)網(wǎng)絡(luò)化和信息化教學(xué)。通過課程網(wǎng)站建立網(wǎng)上互動平臺,學(xué)生可以在網(wǎng)站上查看并下載教學(xué)大綱、教學(xué)課件、各章習(xí)題、課程設(shè)計的任務(wù)書和指導(dǎo)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(jìn)行開放性討論,從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性。
2.實踐教學(xué)
基于應(yīng)用型土木工程人才培養(yǎng)目標(biāo)的定位特點,構(gòu)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(xué)體系,該體系由計算機(jī)輔助設(shè)計軟件學(xué)習(xí)、課程設(shè)計、模型制作、專題講座和認(rèn)識實習(xí)等部分組成。鼓勵并引導(dǎo)學(xué)生使用橋梁博士、橋梁通等橋梁工程計算機(jī)輔助設(shè)計軟件,改變課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計完全手算及手工繪圖的現(xiàn)狀,邀請設(shè)計院技術(shù)負(fù)責(zé)骨干進(jìn)行專題講座,依托實際工程進(jìn)行課程設(shè)計,在“做中學(xué),做中教”,培養(yǎng)學(xué)生的工程設(shè)計能力。[4]利用課程設(shè)計的成果,以學(xué)習(xí)小組為單位按比例制作橋梁的上部結(jié)構(gòu)模型,結(jié)合工程已有的其他部分圖紙補(bǔ)充下部結(jié)構(gòu)、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(yán)格按照設(shè)計圖紙施工,不能隨意變更設(shè)計,在課程結(jié)束時提交實體模型和設(shè)計說明書,利用PPT演示建橋的全過程并對成果進(jìn)行答辯,通過熟悉設(shè)計圖紙→課程設(shè)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(xué)生的工程能力。
3.考核方法
為鼓勵學(xué)生個性化發(fā)展,打破應(yīng)試教育的桎梏,采取多元化考核模式,在強(qiáng)調(diào)測試?yán)碚撝R的同時注重工程實踐能力和工程設(shè)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(jié)合的形式。4.課程教學(xué)體系建設(shè)畢業(yè)設(shè)計是教學(xué)過程最后階段采用的一種總結(jié)性的實踐教學(xué)環(huán)節(jié),要求學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)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(xué)、課程設(shè)計、認(rèn)識實習(xí)”三元一體模式實質(zhì)上是對畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)的基本訓(xùn)練,因此改革后的橋梁工程教學(xué)模式可和其他教學(xué)環(huán)節(jié)構(gòu)成如圖2所示的教學(xué)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(gòu)建了以學(xué)生工程能力培養(yǎng)為主線,分層次(基礎(chǔ)教學(xué)→課程設(shè)計→橋梁模型)、多模塊(認(rèn)識實習(xí)—課程教學(xué)—專題講座—畢業(yè)設(shè)計)、全過程、遞進(jìn)式的實踐教學(xué)課程體系,通過連續(xù)漸進(jìn)的典型工程項目設(shè)計,培養(yǎng)學(xué)生的工程素質(zhì)、工程能力和設(shè)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(xué)生學(xué)習(xí)主動性,提高了學(xué)生學(xué)習(xí)能力、研究能力和工程實踐能力。在后續(xù)的生產(chǎn)實習(xí)中,教學(xué)培養(yǎng)基地企業(yè)反映該批次學(xué)生較之往屆“上手快,操作能力強(qiáng)”。第三,課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計成果質(zhì)量提高顯著。將項目教學(xué)法納入課程,使學(xué)生對現(xiàn)行規(guī)范的把握、識圖、畫圖能力加強(qiáng),將計算機(jī)輔助設(shè)計軟件應(yīng)用于設(shè)計驗算,在內(nèi)容難度加大的情況下學(xué)生的成績沒有出現(xiàn)下降趨勢。
四、結(jié)語
“橋梁工程”課程教學(xué)改革以實際工程為背景,以工程技術(shù)為主線,完成了課程體系、知識學(xué)習(xí)方式和考核方式的革新,兩屆學(xué)生實踐的良好效果證明本次教改構(gòu)建的分層次、多模塊、全過程、遞進(jìn)式教學(xué)課程體系能夠加強(qiáng)學(xué)生實踐教學(xué)及能力培養(yǎng),提高學(xué)生的工程意識、工程素養(yǎng)和工程實踐能力。