桥梁工程教学存在问题及改革

桥梁工程教学存在问题及改革

摘要:《桥梁工程》课程是土木工程专业的必修课,并且是道路与桥梁方向学生的一门重要课程。在有限的教学课时内,要求学生掌握桥梁相关理论知识的同时,还要求他们有创新意识和解决实际问题的能力。根据目前的教学模式,要把理论与实践相结合还存在一定的问题。本文重在探讨现阶段桥梁工程教学过程中发现的一些问题,并提出解决的建议,期望在今后的教学中能起到一定的指导作用。

关键词:桥梁工程;教学问题;教学改革

1概述

《桥梁工程》是土木工程专业道路与桥梁方向的一门核心课程,在教学过程中要求学生掌握桥梁的构造特征、设计计算方法和施工技术。其理论知识涉及三大力学(结构力学、材料力学、理论力学)、土木工程材料、结构设计原理、勘察设计和施工等诸多课程。同时,又具有很强的专业性,比如,在房屋建筑的设计和计算中考虑到的活荷载主要是人群荷载,而桥梁在设计和计算中考虑的是汽车荷载;不同类型的桥梁也表现出很强的独立性,比如,梁桥和拱桥在受力分析、内力计算和施工工艺上也存在着很大的差异。桥梁工程的教学旨在培养学生掌握扎实的理论知识,能进行桥梁的设计和计算,具备解决实际问题的能力,把理论知识与实践相结合。但在目前的教学过程中,传统的教学模式还存在很多不足,学生缺乏实践性和创新性,如何培养应用型人才是目前我们仍然需要解决的问题。

2教学过程中存在的问题及改进措施

2.1教材落后,更新缓慢

目前桥梁的建造技术和施工工艺日新月异,桥梁有关规范的跟新速度也在逐渐加快,而现阶段所使用的教材更新速度慢,所提到的工程实例大部分也已经年代久远,出现了严重滞后于当前的施工技术和《公路桥涵设计通用规范》的问题。新颁布的《公路桥涵设计通用规范》(JT-GD60-2015)较2004版修订了很多内容,比如:旧规范中组合系数随着可变作用数目的增多而减少,而新规范中作用的组合系数统一的取0.75,不随可变作用数目的多少发生变化,保证桥梁结构的可靠性;新规范中将二级公路桥涵的汽车荷载等级提升至公路-Ⅰ级,只有当其交通量小、重型车辆少时,才采用公路-Ⅱ级汽车荷载进行设计;新规范中将车辆荷载的分项系数增加到1.8,车道荷载中集中荷载的起始计算标准值由180kN提高至270kN等。而现在的大部分教材仍然使用2004版的规范,给授课和学生的学习带来了很多问题,也容易使学生产生混淆。此外,大部分的桥梁工程教材内容多、教材厚,而授课课时少,在这么少的时间内要讲完桥梁的设计作用、各类桥的构造、设计计算、施工方法等是很难实现的。而且教材中的内容以桥梁的设计计算为主,就应用型高校来说,学生的就业方向主要是施工单位,而且对这部分的内容更感兴趣,但是教材中涉及到构造和施工工艺方面的内容少之又少。为了解决这些问题,在教学过程中应注意选用最新版的教材,并且结合最新版的《公路桥涵设计通用规范》来进行教学。考虑到学生未来的就业方向,在内容安排上应该更侧重于桥梁工程的施工、维护和检修等,对于设计和计算以钢筋混凝土简支梁桥为主来进行讲解,掌握混凝土简支梁桥的受力特点、结构构造、内力计算。

2.2教学模式单一

以北京科技大学天津学院为例,在现阶段的教学中,教学方式以板书和多媒体课件为主,学生的学习过程枯燥乏味,很容易失去兴趣。而且不同类型的桥梁其设计和计算方法完全不同,涉及到的数学、力学原理和公式推导过程复杂,桥梁工程课程课时设置只有48学时,授课时间受到限制,“填鸭式”的教学方式不能给学生充分的时间来思考,对于一些基础差的学生理解起来存在很大的困难,不知道公式的真正含义,导致在计算过程中生搬硬套公式,换一个参数或者换一个情境就不知如何下手,只是单纯的为了应付考试而学习。在桥梁工程的课堂教学中,注重传统教学方式的同时,更要结合现代化的教学手段,利用多媒体、慕课等设置网络教学环节,学生在课余时间可以通过网络课堂进行复习和知识点的强化,将课堂延伸到课外,使学生有更充足的时间来梳理桥梁设计计算的过程和公式的运用,加强学生学习的自主性和积极性,培养学生自己解决问题的能力。

2.3理论教学与实践严重脱节

桥梁工程是一门实践性很强的课程,对应用型本科来说,重点是培养学生的施工能力和解决实际问题的能力。课堂的教学受到课程安排和课时的限制,更侧重于混凝土简支梁桥的桥面板内力计算、主梁内力计算、横隔梁内力计算,一般都是课本例题和课后习题的重复,缺少实践环节。虽然学校设置了16学时的桥梁工程课程设计,但由于课时较少,也只能进行混凝土简支梁桥的相关计算,对于拱桥、悬索桥、斜拉桥以及实际工程中的大跨径桥梁接触较少,大多数学生也没有见过桥梁的建设过程。教学过程中,关于桥梁的结构和施工过程,只有图片和简单的文字描述,理解起来过于抽象,学生无法想象出桥梁的三维立体结构,对桥梁的平面图、纵横断面图和整体的效果图理解起来存在偏差。一些大型机械设备的使用和先进的施工方法接触较少,对施工工艺的理解也只停留在表面,导致理论知识和工程实际脱节严重。在课堂教学中,教师可以制作一些桥梁模型帮助学生理解桥梁的三维空间实体和各部分构件之间的连接。课堂上利用视频向学生展示桥梁的设计和建造过程,让学生更直观地了解当前的桥梁施工技术以及施工机械的使用,将课本知识与实际工程结合起来。同时也可以组织桥梁模型设计大赛,使学生对桥梁结构、构造、受力等方面有进一步的理解。培养学生对桥梁工程课程的学习兴趣、动手能力和创新能力。

3结语

本文对《桥梁工程》教学过程中存在的一些问题进行了分析,并且提出了相应的改进措施。而《桥梁工程》的教学是一个不断发现问题和不断解决问题的过程,教学的目的是将理论结合实际,培养学生解决工程实际问题的能力和创新能力。在不断优化课堂教学的同时,作为教师也更应该提高自己的综合素质,除了要具备扎实的理论知识和专业素养以外,还要走出课堂了解当前桥梁设计和建造过程当中的先进理念和先进工艺,培养更多优秀的应用型人才。

参考文献

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[3]邵旭东.桥梁工程(第五版)[M].北京:人民交通出版社,2019.

[4]李书平.应用型人才培养的“桥梁工程”课程教学改革的思考[J].辽宁科技学院学报,2017,19(5):41-42.

作者:马艳梅 田芳芳 郭佳 王璐 单位:北京科技大学天津学院