桥梁基础课程设计范例6篇

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桥梁基础课程设计

桥梁基础课程设计范文1

1课堂教学内容改革

1.1夯实课堂教学

(1)注重基础知识,强化理论教学。任课教师要深入研究教学大纲,精选课程教材及教学内容、编写适宜的讲义、制定合理的教学计划、强化理论教学。课题教学过程中,加强引导学生认识基础课程,如:材料力学、理论力学、结构力学、结构设计原理和桥梁工程课程、后续的桥梁课程设计及毕业设计之间的相互关联,培养学生综合运用基础课程来分析和解决桥梁工程课程相关问题的能力。着重讲授行业相关桥梁规范、规程、标准,强调规范等对工程设计、施工的指导和约束作用,“规范意识”贯穿课堂教学的全过程。适时引入结合注册工程师考试的工程案例分析,展示案例工程中的各类桥型各部位之间的相互关系,加深学生对各种桥梁体系基础理论的理解,加强学生对理论联系工程、发现问题并解决问题等工程综合素质的培养。2)改革教学手段,提高教学质量。改革传统的教学手段,提高课堂教学效率、保证课堂教学质量。教师可以利用板书结合多媒体及网络教学等多种手段改革传统的教学手段,提高课堂教学效果。多媒体教学具有教学直观、信息量大的优点,是高校普遍采用的教学手段之一。多媒体课件应采用图片、施工现场教学视频、对施工过程进行动画模拟等手段进行教学,不但能增强学生对桥梁结构复杂体系的直观认识,也使枯燥的文字教学内容生动直观,还能缩短大量的板书及画图时间,课堂时间得以充分使用,利用率提高。根据经验,由于多媒体教学的节奏快,对于某些知识点,如:公式推导、力学分析等方面,使学生因走神等原因难以跟上教学进程,教学效果有时不好,所以应针对关键知识点,适时使用板书结合多媒体的方法,控制速度,强调推导过程并留给学生思考时间,达到预期课题教学效果。为避免教师单纯地说教,使课堂教学乏味枯燥,在课堂教学中引入并倡导启发式、讨论式教学方法,改变“以师为主”的传统教学模式,向“学生为主、教师引导”的新型教学模式转变,开发学生主观能动性、提高教学质量。还可将构造计算融于桥梁工程设计或施工实例中,如:讲授荷载横向分布计算内容时,可通过现场照片、视频和因计算失误导致桥梁事故的资料,使学生对于桥梁设计中计算的重要性得到充分认知,勇于挑战桥梁计算理论的学习。依托学校现有校园网建立网络教室、聊天室,把相关教学资源如:《桥梁工程》课程简介、教学大纲、电子教材、电子教案、习题与解答、桥梁设计精品实例、桥梁相关规范、构造图集等,上传到网上,方便学生课后学习、下载。还可设立《桥梁工程》课程学习答疑区及QQ群、微信群,便于老师与学生之间的互动。同时,还可建立国内外著名桥梁设计、建造单位及相关网站链接,以开拓学生眼界、加强工程素养、增强学习的趣味性、提高教学效果。

1.2引进案例教学

适当增加案例教学,并结合注册工程师考试,在每一模块有所侧重,如:在桥梁构造和设计模块结合注册结构工程考试案例试题;桥梁施工模块结合建造师(公路专业)考试案例试题。1)课前阅读案例资料。在案例教学课前,先下发案例资料供学生阅读,使学生充分了解本案例设计特点、施工方案并对方案有评价。为避免敷衍了事,课前还可让学生查找老师推荐的资料,通过资料,使学生的专业知识、主动性都可得到提高。综合阅读老师提供的案例资料和学生自己查阅到的资料之后,使学生对案例设计背景及设计关键步骤有了比较全面的了解,工程案例的设计信息和相关设计数据也得到全面认识。2)课中分析、讨论案例。任课教师要做好充分的案例课准备,制定出课堂教学计划及预案,确保案例课高效地进行。讨论时,教师要适当控制课堂进程,确保案例讨论按计划进行,杜绝讨论变成闲聊,让讨论围绕教学核心展开,把讨论引导到需要解决的问题上并导出与教学内容相关的基础知识。3)课后评析案例。教师在案例课之后,要对案例课总结,写出评价报告。在报告里,要有学生对该案例的理解、认识、收获以及遗留问题。任课教师还需要根据学生在课堂上的具体表现,做出全面测评,肯定正确的观点,列出错误观点及存在的不足和问题。例如,在桥梁支座的教学中,对每一种桥梁支座类型都给出实际工程案例,学生不但先仔细阅读了资料图片及PPT,而且展开讨论,让他们对各类桥梁支座的力学性能、外观、使用场合等都得到了直观的认识,课后,有的学生甚至构思出了一种自己设计的支座。由于案例教学使他们的创造能力和思维能力得以发挥,教学目的得到实现。

2考核方法改革

《桥梁工程》课程的教学目标:重点掌握桥梁的构造原理和设计计算方法,包括上部结构的构造、计算理论和设计,墩台的构造与设计等,具有从事中、小桥梁上部结构与墩台设计的能力。考核不但是检查教学效果的手段,而且是促进学生主动学习、实现教学大纲目标的措施。所以,根据《桥梁工程》课程特点与教学目标,《桥梁工程》课程的考核可以分为三个阶段:平时出勤、作业、考试。1)平时出勤:平时成绩占20%(平时出勤占10%,课堂反映占10%)。2)作业:占30%,改变以往的只重视基础知识,重视能力培养,适当增加调查报告、案例分析、施工图会审及小论文等多种形式。3)考试:考试的试卷分为两部分:第一部分采用闭卷形式,主要考查学生对基础理论、基础知识的掌握,目的是学生掌握了基础理论、知识,参加工作后才能有更大的潜力;第二部分为开卷形式,主要考查学生的工程应用技能。学生只有完成闭卷考题后,交上闭卷考卷,才能拿到第二阶段的开卷题。开卷部分试题,要求学生正确、熟练地应用规范、教材等辅助材料完成桥梁计算设计;或者给出一些工程案例,让学生去分析解决实际中的桥梁工程问题,也可以列举一些实际发生的重大桥梁工程事故,让学生查找资料分析原因。工程问题的来源不仅要选取桥梁工程中经常遇到的问题,而且是有实际意义的问题,难度适中。这种考试,主要注重能力考核,试题选择的宗旨:要能够充分体现工程师制度素质教育要求的知识、突出对学生能力的训练和考核,不局限在要求学生对书本内容的死记硬背上。

3结语

桥梁基础课程设计范文2

关键词:卓越工程师 桥梁工程 课堂教学 改革研究

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2016)08(a)-0091-02

“卓越工程师”培养计划是教育部2009年推出的一项高等工程教育改革措施,旨在为工程领域培养面向工程界、面向未来、面向世界的优秀工程技术人才。西南石油大学土木工程与建筑学院作为应用型本科院校被教育部列入了第二批“卓越工程师教育培养计划”名单。对于道路与桥梁工程专业人才培养而言,“桥梁工程”课堂教学的重要性毋庸置疑。

1 “桥梁工程”课程教学现状

“桥梁工程”是土木工程专业道路与桥梁方向一门必修专业课,在专业课程体系中占有极其重要的作用和地位。通过该课程的学习,要求学生熟练掌握梁式桥的结构构造和设计计算、了解拱桥、斜拉桥和悬索桥的主要特点和构造等。该课程涉及“六多两强”,“六多”指先修课程多、规范条文多、课程内容多、基本概念多、构造要求多和设计计算多,“两强”是指实践性强和综合性强,学生在缺乏实际工程经验的情况下,难以掌握。目前采用的教学形式主要是“教师讲、学生听”的“填鸭式”教学模式,在课堂教学中学生的主体作用被轻视,导致学生缺乏自主学习的积极性。由此暴露出了“桥梁工程”课堂教学的一系列问题,例如:⑴教材内容缺乏新意,创新性不足;⑵课程内容多,学时少;⑶教学手段单调,灵活性不够;⑷教学内容乏味,实践教学环节薄弱;⑸畏难心理导致学生缺乏主动思考能力;⑹课程考核方式单一,反映不出学生的综合素质。

2 “桥梁工程”课程教学改革思路及措施

针对“桥梁工程”课堂教学存在的弊端,结合国家卓越工程师培养计划的推进和落实,对该课程的教学模式、教学思路、教学方法进行如下改革探索。

2.1 根据课程内容,编制适合本科教学的教材

纵观我国大量桥梁工程的出版物对各种桥型的上部结构和墩台基础都进行了介绍,但大多存在只重点介绍简支梁桥和拱桥的构造与计算,而对于连续梁桥和桥梁墩台基础的构造与计算只是泛泛而谈,特别是现阶段常见的钢桥基本没有介绍。我校学生只学习桥梁工程这一门桥梁专业课,适应这类学生的桥梁工程教材内容应深入浅出,重在原理的介绍,理论和实践应能兼顾,并将最新的桥梁发展现状引入到教材内容中。

2.2 调整课程体系结构,增加“桥梁工程”课程学时

我校道路与桥梁方向学生的培养原则是重路轻桥,因此桥梁工程只有56个学时。通过调整课程体系结构,桥梁工程课程学时增加了56个学时,将这些学时中的24个学时添加到桥梁工程上,桥梁工程的学时变为80学时。另外32个学时增加一门桥梁墩台基础。这一改革设想目前已从2013级学生开始试行。

2.3 采用启发式、讨论式、体验式教学方法

改变以往教学模式,将启发式、讨论式、体验式教学方法引入到课堂教学中来。笔者通过对2011级、2012级学生试点启发式、讨论式、体验式教学方法,效果明显。启发式、讨论式以简支梁桥构造设计学习为例,在介绍了简支梁桥的受力特点后,可以启发式学生去归纳总结悬臂梁桥及连续梁桥的受力特点,并分组讨论由受力特点决定的各种桥梁截面异同。而体验式教学则是将课堂交给学生,由学生来完成小部分教学任务。以简支梁桥截面设计学习为例,学生在学习这部分内容之前两个星期,将任务布置下去,由学生以3人为一组来完成简支梁桥的截面特点学习。每个小组都要准备多媒体课件,且每个学生都需准备一种截面的讲解。上课时由学生代替教师带领全体同学来完成截面特点的学习,不足的地方教师在加以补充。大部分学生为了避免上去讲解时不懂的尴尬,在课下会花大量的时间准备多媒体课件、收集与截面特点相关的图片及工程实例。通过几次尝试后发现有部分同学准备充分、讲解时图文并茂、内容熟悉,可以和教师的讲解效果相媲美。同时绝大多数学生逐渐有了提前预习的习惯,学习的主动性也有所提高。

2.4 将动画和视频引入到课程教学中,并强化实践教学环节

对于实践要求较高的环节,可将现场教学、动画和视频引入到桥梁工程的课程教学中。例如对于桥梁的基本组成及重点构造,可以组织学生到学校附近的人行天桥上现场参观,这对体现教学思路,引起学习兴趣是非常有效的。

另外,要积极鼓励学生参与到校开放性实验中,并鼓励学生参加每年举行的结构设计大赛,让学生自己动手制作桥梁模型,在实际操作中发挥丰富的想象力和创新能力。

2.5 加大课程网站建设,充分利用网络化教学

我校的桥梁工程网络课堂已经在天空网络教室建立,一些基本资料,如多媒体课件、练习题及模拟试题等都挂在了课程网页上,学生可以随时阅读和下载复习。但学生知道的少,应加大网络教育宣传,让学生能够充分利用网络来学习。同时,应补充各类桥梁的图片、施工动画及视频资料。还可以开辟课程答疑、讨论专区,利用网络平台学生可以完成习题的练习和答疑,并对重点问题和难点问题进行讨论,通过网上留言、学生提问、学生自答、教师解答等方式提高学生的学习兴趣。让桥梁工程的学习变成随时随地可以进行的平常事情,从而克服学生的恐惧心理。

2.6 成绩评定方法

改变传统单一的考核模式,注重对学生学习过程和能力的考核。改革后的桥梁工程课程成绩评定拟考虑对学生基础知识、基础能力和工程应用及创新能力的考核。学生基础知识和基础能力由平时表现(包括出勤和平时作业)、讲课表现和期末考试成绩组成。工程应用及创新能力考核主要包括课程论文、读书报告及科技活动等。课程论文主要指在教学过程中布置的一些探讨性较强的小论文。

根据新构建的桥梁工程成绩评定系统,平时表现、讲课表现、课程论文、读书报告和科技活动情况等均纳入到平时成绩的考核中。考核方案如表1所示。

3 结语

桥梁工程课程的教学改革,优化了教学体系和内容,倡导启发式、讨论式、体验式的教学模式,形成了“以学生为主体、教师为主导”的格局。教学手段多样化、现代化,通过网络化教学,将桥梁工程的教学从课上转到课下,提高了课堂教学的效果和质量。部分改革措施已经试行,教学效果表明,采用此类改革方案明显活跃了课堂气氛,锻炼了学生的表达能力,将现场教学、动画及视频引入课堂教学之中,激发了学生学习兴趣,增强了学生学习的积极性、主动性和创造性。成绩评定方法的改革,使学生从死记硬背中解脱出来,同时也避免了学生考试抄袭的现象发生,端正了学习态度。在整个教学过程中,教师也应该不断提高自身的理论水平,总结教学经验,强化素质教育,力争和学生一起提高教学效果。

参考文献

[1] 陈东.基于卓越工程师计划的钢结构课程教学改革研究[J].重庆科技学院学报:社会科学版,2011(6):174-175.

桥梁基础课程设计范文3

一个地区的发展和建设离不开当地的高等院校的人才培养,地方高等院校自身的发展和服务地方的建设至关重要,尤其在培养专业技术人才方面要结合本地区的特色和特殊性做出及时的调整和适应。地方高等院校在各个专业的自身发展与服务地方的关系影响其健康持续发展,这个问题引起高等院校自身和学术界的广泛关注。从服务地方来看,大部分高校存在没有合理调整各个专业内容的设置及时应对当地发展和建设的需要,脱离当地建设的实际、针对性不强等一系列问题。盐城工学院作为一所传统的工科院校,近几年来一直将服务地方策略作为专业人才培养方案调整的重要依据,努力把学校建设成服务地方发展和建设的人才培养、科技创新的重要基地。自2010年我校土木工程专业准备住建部专业评估开始,土木工程学院启动以工程应用能力为主,结合地方建设为特色的土木工程人才培养课程教学模式改革工作。作为土木工程专业道路与桥梁方向,《桥梁工程》课程是一门非常重要的专业课程,是一门要求工程实践能力很强的专业课,与工程实际关系十分密切,因此通过一定的工程实际锻炼,能用已学的知识理论去解决工程实际问题将关系到学生专业能力素质。结合多年的桥梁工程教学经验,本文对工程应用能力培养进行探讨和思考。

1桥梁工程课程教学存在的问题

《桥梁工程》课程是继土木工程制图、材料力学、结构力学、结构设计原理、基础工程、桥涵水文、道路勘测设计等课程学完之后,以实际工程为背景,进一步运用力学知识和综合专业基础知识,解决桥梁实际工程问题。结合近些年当地桥梁工程建设的增多,这就对道路桥梁专业毕业生的专业知识层次要求产生了变化,我校桥梁工程课程理论教学增加到目前的88学时,注重了这门课教学的整体完整性,但也存在一些不足和需要改进之处。目前在教学中普遍存在的问题有:1)由于学生专业基础课程学习的不够扎实,一些专业基础课程设计未能按要求完成,而往往基础课和专业课是由不同老师讲授,导致桥梁工程学习中运用到已学过的知识理解新的概念、理论时不能及时掌握,随着课程的推进新的知识点越来越多时,学生学起来就感觉到困难,致使掌握程度浮于表面,甚至只是应付上课;2)由于课程相对密集的原因,没有更多的时间在学习过程中结合实践和运用,不能把理论知识和工程实际有效的结合,导致接下来的课程设计环节无法进行,甚至失去课程学习的兴趣和信心;3)考核方式多为结合平时上课出勤情况,书本上理论知识点的期末试卷考核,这种评价体系侧重于理论知识的考核,无法全面的对综合运用学过的专业知识去解决实际问题的能力进行评价,因此不能很好的培养具备能够提出问题—分析问题—解决问题的工程应用能力的人才,与目前倡导的卓越工程师的培养大相径庭。针对上述大部分高校桥梁工程课程教学存在的问题,目前常规的桥梁工程教学模式、教学方法亟待需要完善和优化,这对培养应用型专业人才十分必要。因此,结合自身多年在教学工作中的体会和做法,对桥梁工程教学的一些做法和改进进行探讨。

2以应用能力为主导的教学模式

众所周知,作为土木工程专业的学生学习理论知识的目的是毕业后能够运用到实践工程中去,在工作中遇到新的问题如何运用已学的知识去处理和解决。因此,作为桥梁工程课程教学改革,要与实际工程相结合,建立合理的教学课程体系,培养和锻炼学生具备工程应用能力,能够解决实际工程问题至关重要。

2.1理论课程学习模式的改革

作为桥梁工程课程的学习,一般学生常规的学习方式是进课堂集中听专业老师灌输式的讲授,这种教学模式不利于培养学生的工程应用能力,在教学过程中应体现工程特色,突出实践,强化应用。我校桥梁工程课程理论教学88课时,通过加大课时量做到教学内容完全体现深化桥梁理论知识学习,加强工程实际能力的培养。课程教学大部分章节以桥梁工程案例为依托,做到从工程中学习理论知识,到运用已学知识解决工程实际问题中去,增加学生工程意识和思维方式。建立了一套工程信息资料数据库,如BIM建模与应用模块,实际桥梁工程施工、设计、监理、造价及管理资料模块,桥梁工程视频、动画模块,与桥梁工程有关的微信(筑龙路桥等)、论坛精品资料模块、实验室实践学习模块、工程软件学习实践模块,产学研实习模块等等,并将其穿插应用于理论教学的始终,突出课程教学的工程特色,并通过结合学校周边近几年大型桥梁工程建设,激发学生学习桥梁工程课程的兴趣和爱好。在培养学生工程应用能力的同时,也注重自身工程应用能力的培养。近年来结合当地桥梁工程建设,有意识的投身到桥梁建设中的施工方案制定论证、桥梁的规划与设计等环节,加强实践锻炼使理论联系实践更有效的服务于教学。因此,在教学中充分使用收集的大量的桥梁工程实践资料,结合理论知识可以使所讲的专业知识更加切实、生动、易接受,通过自身结合工程学习能够更好的影响和培养学生的工程应用能力。如装配式梁式桥上部结构的施工章节,把自身实践的现场施工资料、图片分步骤的配以施工知识要点进行钢筋工程、混凝土工程、模板工程及吊装工程讲解,再结合图纸和规范,做到活学活用,既理解了施工的程序和步骤知识,又很好的明白施工规范的要求,也能看懂图纸并掌握理论知识要点,去除过于抽象枯燥的施工知识学习。制图、计算软件的运用也是桥梁工程学习的一个重要过程,文献中调查学生57人中约40人认为教学应结合工程设计软件,在教学中使学生能熟悉使用常用的一些制图、计算软件尤其重要,如复杂公式Excel表格化,连续梁桥使用CAD与桥博或MidasCivil交互建模计算等,针对道路桥梁方向,我校开设了土木工程CAD配套选修课程,学习道路桥梁设计计算软件,结合实践工程训练,使学生能够真正应用解决课程设计或毕业设计实践问题,为将来从事这方面工作打下良好的基础。

2.2课程实践训练环节模式的转变

以往我校的桥梁工程课程实践环节主要是通过虚拟一课题完成课程设计或大作业,进行设计一座预应力梁式桥或拱桥,并给出计算书和设计图纸。通过几届学生完成情况的观察,在两周的时间内,只有少数学生能够参考设计计算实例完成,只是依葫芦画瓢的照搬参考书上实例进行计算画图,没有真正的去理解体会完成一座桥梁的设计计算。针对这种情况,在教学过程中通过问卷调查和与学生互相交流得知,导致这种情况的原因是集中教学模式,加之实践中其他课程和实践环节过多,只有无暇的应付根本没有时间去思考和认真去做。因此,最近几年采取了一系列的措施改变上述的状况。首先,把一个课程设计分割成若干小的任务,在桥梁工程每一章节学完要求学生完成对应部分的内容,做到每人一题一练,加强对平时的检查和考核,注重平时让学生通过一些工地见习,实验室亲身的体验,分组交流讨论,加强与有设计经验的老师、工程师等交流与学习,做到真正的自己动手解决问题,掌握桥梁理论知识点的灵活运用。其次,注重实践环节成果图纸手绘与软件绘图相结合,加强计算分析软件的操作训练。反映一个学生设计一座桥梁最后的成果是图纸,手绘要求加强基本功的练习,CAD绘图要求能够熟练掌握绘图技巧,而在绘制桥梁图纸中结构尺寸和钢筋都需要理论公式的计算和验算,当手算繁琐时可以用计算分析软件进行计算和验算,如前面提到的桥梁博士或MidasCivil等,当然在后期熟练掌握理论知识进行设计计算的基础上可以采用现在很多流行软件如桥梁设计师等对常规桥梁进行设计计算及出图,节省反复的试算验算过多的环节,使学生腾出更多的精力去思考如何优化设计,使设计更加合理和安全可靠。最后,借助产学研基地加强工程的实地教学和应用,同时多组织一些工程实践动手比赛。在有些工程中,比如近期在我校北门建设的盐城内环高架桥,从一开始桩基施工,到现在的上部箱梁满堂支架施工,还有不远处的跨河流的挂篮施工,以及1km范围内的3层互通立交桥的整个施工等,高低年级的学生都可以不定期的去工地现场进行学习和参观,通过对整个施工过程的跟踪,不仅加深对桥梁基本知识结构的理解,也学习了道桥施工的流程和步骤,同时我校也定期的邀请施工一线的总工等来进行讲座交流学习,用身边的桥梁建设实例去解读本课程的知识理论,使学生有更深的切身体会,更容易接受,真正做到理论结合实践的学习,训练具有工程应用能力的素养,能发现工程问题,分析存在的问题和弊端,去提出合理的防范措施。除此之外,我校还鼓励学生参加一些课程建设实验室开放项目,教师的科研项目,全国的竞赛等,这些都能训练和锻炼一个学生的工程应用能力。如在我校学生可以自己申请自密实混凝土在桥梁工程中的应用项目,通过学校的资助完成桥用自密实混凝土的施工配合比试验研究,加强对专业知识的理解。

2.3建立课程工程应用能力考核机制

强度工程应用能力,并不是放弃量化的指标考核,建立在实际教学过程中能够进行综合评价一个学生的评价考核体系,使学生能够知道想学什么,要学什么,必须学什么。在考核中强度多元化的评价,如桥梁工程知识点的比赛,定期学生上台讲课汇报情况,让学生自己解决同组或本班其他学生存在的问题。真正做到以考促学,以考促教,加强平时考核,加强知识的综合运用能力的测评,加强自己动手解决问题的评价。总之,好的评价考核体系能够真正区分和识别谁是最好的学生。

3结语

桥梁基础课程设计范文4

随着钢桥应用的推广,钢桥课程教学越来越受到重视,钢桥课程设计是课程重要的实践教学环节。由于目前钢桥课程设计参考较少,为了配合新版教材和规范的教学和应用,对钢桥课程设计教学进行了设计和实践。实践过程充分考虑学生专业背景和知识结构,结合钢桥课程的特点,既考虑课程的共性,也兼顾学生个体的差异性。方案的设置和难点问题的解决,充分锻炼了学生解决问题的能力。文章总结了实践过程中的问题,提出了改进措施。

【关键词】

土木工程;课程设计;方案设置;改进措施

0引言

近年来,国内外大跨度桥梁大多以钢桥为主,中小跨进桥梁的钢桥应用也在逐步推广。随着钢桥应用推广和实际工程增多,钢桥的知识教育受重视程度也逐渐增高。《钢桥》是桥梁工程专业学生从事桥梁设计施工必须掌握的课程,是一门要求学生理论知识与认识实践相结合的桥梁工程类专业课。《钢桥》课程近几年在各大高校教学中越来越受到重视,经历了无专门课程到设置为选修课的过程。近几年,越来越多的高校已将《钢桥》课程设置为专业必修课,并设置了《钢桥课程设计》的实践环节。课程设计是将课程理论转化为课程实践的“桥梁",同时也是实践教学和大学本科教学中的一个重要环节[1,2]。由于《钢桥》课程正处于起步阶段,目前,《钢桥》课程设计参考资料较少。河海大学《钢桥》课程已经开设多年(包括选修课阶段)。在选修课阶段,由于课时较少,学习要求较低,应用目前已有的相关教材基本能满足教学需求。但自2012版教学大纲将其调整为必修课后,目前教材的适应性存在一些问题。而新钢桥规范的颁布,也必须对原有钢桥教材内容进行变更。为了适应当前的教学需要,河海大学桥梁工程研究所编写了《钢桥》教材[3]。为了配合新教材的教学,设置了课程设计实践环节。由于《钢桥》课程设计教学经验缺乏,在参考了相关资料的基础上,进行了该课程的课程设计实践,并基于实施情况,进行了一些反思,提出了改进思路。

1钢桥课程设计方案设置

1.1设计思路

在开展《钢桥》课程设计之前,对《钢桥》课程设计资料进行调研,发现《钢桥》课程设计主要以钢桁架铁路桥为主,个别采用钢箱梁的课程设计也是采用计算软件进行分析,对于尚未学习有限元软件的本科生来说较为困难。基于以上情况,尝试采用土木工程类基本软件可计算的连续梁钢箱梁桥的《钢桥》课程设计。课程设计采用三跨连续钢箱梁桥,重点设计为桥面系部分。由于课时限制,不关注基础与桥墩的计算,内容由其他课程设计进行。钢箱梁设定为单箱钢箱梁,内容主要包括基本设计资料与截面拟定、主梁的内力计算、结构刚度验算、结构应力计算、桥面系计算、次要构件计算以及设计图和材料表绘制。计算内容与桥梁工程课程设计和钢结构课程设计存在交叉,并紧密衔接钢桥知识点。主要内容为桥面系的计算,重点突出钢桥相关计算,包括加劲肋的验算、横隔板的验算、刚度与应力验算。与最新出台的《公路钢结构桥梁设计规范》(JTGD64-2015)相结合,强化设计过程中的规范应用。

1.2设计方案

课程设计时长为8天,要求学生在较短的时间内完成从查阅相关资料、基本资料设计、界面拟定到应力、刚度等验算内容,时间较为紧迫。对此,我们对《钢桥》课程设计方案进行了如下安排。因本次课程设计对象为本科生,学生所掌握的求解方法与应用软件较少。遇到的较大的问题有超静定结构的求解、加劲肋的验算与桥面系的内力计算三个方面。

1.3问题解决方案

1.3.1超静定结构求解

因采用三跨连续梁,故需要进行超静定计算。虽然学生在《桥梁工程》课程设计中有进行内力计算,但是大多数《桥梁工程》课程设计均采用简支梁桥,内力计算时为静定结构,学生手算即可。但是对于连续梁桥超静定结构,虽可采用结构力学方法进行计算,但是计算内容过多且难度很大。因此,在此次课程设计中采用了一种可计算超静定结构的力学软件进行计算。学生只需将尺寸、荷载等数据输入进软件中,并且确认最不利荷载布置方法即可进行超静定计算。既完成了对连续梁超静定结构的内力计算,又让学生巩固了结构力学中影响线的概念。

1.3.2加劲肋验算

加劲肋是钢箱梁桥的一大特征,所以《钢桥》课程设计中必然涉及到加劲肋的验算。《公路钢桥设计规范》5.1.6中对加劲肋的验算方法进行了详细的说明。但是,对于对钢结构桥梁构造了解较少的本科生来说,对加劲肋进行验算时,大部分学生在设计中都难以做到综合考虑和“瞻前顾后",经常出现设计参数前后矛盾的现象[4],导致学生将大量的时间浪费在调整尺寸构造上。所以,在进行加劲肋的计算前,笔者将几座类似桥型的构造参数发给学生,让学生对加劲肋的构造参数有一个基本的认知,并提供参考。

1.3.3桥面系的内力计算

本次课程设计最大的难点在于桥面系的内力计算。正交异性钢桥面板刚度在互相垂直的二个方向上有所不同[3],造成构造上的各向异性因为“加劲肋"钢箱梁这一特殊构造的存在,使得桥面系的计算变得极其复杂。对于正交异性钢桥面板的求解通常使用计算机软件进行求解,采用了很多新的数值法,对于尚未学习有限元软件分析的本科生验算是比较困难的。目前桥面系的计算方法主要有两种,分别是P.E(Pelikan-Esslinger)法与格子梁体系法。对于本科生来说,P.E法求解正交异性钢桥面板较难理解且利用较多的高等数学的知识,当荷载分布较复杂时难度过大。格子梁法通常采用有效分布宽度的方法计算[5],仍需配合有限元软件进行计算。笔者基于以上情况,提出了一种针对闭口加劲肋的简化箱梁方法,计算分为三个步骤。第一步:简化为连续梁的荷载的计算。取两个横隔板间的加劲肋进行考虑,将桥面板进行简化,将闭口加劲肋与桥面板焊接部位简化成为一个刚性支座,在横隔板处简化为固定支座。当纵向加劲肋布置的间距较小时,简化后的连续梁刚性支座过多,作用在其上的弯矩和剪力都很小,所以当纵向加劲肋的间距较小时可不进行纵向加劲肋的验算,只需要考虑横向加劲肋的验算。第二步:将闭口加劲肋简化为箱梁。闭口加劲肋的形状与斜腹板箱梁的形状基本一致,故可以将闭口加劲肋看作是一个小的斜腹板钢箱梁,但是箱梁存在剪力滞效应,所以闭口加劲肋的翼缘需要根据《公路钢结构桥梁设计规范》(JTGD64-2015)进行计算得到翼缘有效宽度。第三步:荷载组合与修正计算。根据前两步骤的计算可以得到荷载与闭口加劲肋的界面特性。但是针对闭口加劲肋的简化箱梁方法存在一定误差,且需要考虑到汽车荷载的冲击作用,故需要将荷载进行组合和修正。通过该方法,学生利用现有知识即可求解桥面系,加深了对剪力滞效应的理解,并熟悉了新版的《公路钢结构桥梁设计规范》(JTGD64-2015)。

1.4效果评价机制

为了培养学生的独立思考能力,避免学生在设计过程中出现抄袭现象,在课程设计中可采用分组设计和一人一题的方法[6]。本次课程设计分为综合设计计算书与答辩两个方面对学生课程设计效果进行考察。其中计算设计书要求学生制定详细的方案,大到桥梁整体布局,小到加劲肋的设计、变截面的尺寸变化。要求学生能完成设计图纸的绘制与材料表的计算。但是,仅仅依靠设计书对学生课程设计进行评价比较片面,学生可能存在懂得算法却不懂得原理的现象,因此要真实客观地反映学生的学习成果,就要综合考虑各个影响课程设计效果的环节,比如可以借鉴毕业设计考核方式,增设学生的课堂答辩[6],并要求学生对本次课程设计的方案进行评价与建议。

2实践问题总结

2.1实施效果

课程设计结束后,学生对此次课程设计进行了评价。对于现在少有的钢箱梁连续梁桥课程设计,网上资料少、计算难度大都是这次课程设计的问题。为了解决超静定问题与钢箱梁的截面特性问题同学们搜集了许多资料,试用了许多软件最终确定计算方法,锻炼了学生主动学习探索的思维与创新能力。在课程设计答辩中,加入了许多钢箱梁特性的问题,体现了本次课设的特色,例如剪力滞效应、桥面系简化算法的思路等。通过答辩发现学生们对剪力滞效应的概念十分清晰,达到了利用所学知识解决问题的效果。本次课程设计囊括了桥梁工程、钢结构、结构力学的知识。整个课程设计以桥梁工程知识为主线,主梁内力计算需要结构力学知识、加劲肋与顶板的焊缝验算也需要掌握钢结构的内容,本次课程设计达到了将知识进行整合利用的效果。课程结束后,学生评价良好,依托《钢桥》及其课程设计教学,笔者获得土木与交通学院第四届“我最喜爱的任课教师"第三名。

2.2存在的问题

(1)本次课程设计虽然每位同学的工况及参数都有所不同,但是计算过程方法相同,计算内容相似,计算结果相差不大,对于不同工况的部分学生为了计算方便采用相同的截面形式,存在雷同现象。绘制图纸时发现学生将已有做好的图纸进行修改,并没有从始至终地绘制一幅完整的设计图纸,没有达到让学生亲力亲为地设计一座桥梁的效果。(2)本次课程设计为了适应本科生所学知识采用了较多的简化算法,计算结果误差可能较大。大多采用简单易行、功能单一的软件计算,缺乏使用新技术新软件的的意识。(3)课程设计的探索过程主要由班里成绩较好的学生进行,待其确定计算方法后其余学生再开始计算,缺少了让每一同学探索、创新的过程。应加强不同层次需求和不同基础的学生全面锻炼的训练[7]。

2.3改进方案

(1)在设计中安排多种工况。例如要求钢箱梁分为直腹板与斜腹板,对设计车道有所区分等。让每个学生既要独立思考,又可以和同学进行交流合作。(2)将迈达斯等计算软件课程提至钢桥课程设计之前,让学生既能够准确计算又能够熟悉计算软件的使用方法,为以后的设计工作奠定基础。(3)改进反馈答辩机制,答辩时要考察学生理解整个课程设计的设计思路,将学生共同的学习成果全部吸收,增强对知识的理解与认知。(4)定期检查学生对资料文献的阅读情况,结合设计题目进行分析,选择与题目相适应的内容运用到设计中,培养学生“查-阅-析-用"的自主学习模式[4]。

3结语

本次《钢桥》课程设计不同于现有《钢桥》课程设计模板,提出了更适合于学习公路桥梁和知识储备量较少的本科生。让学生从提出方案到设计计算,全面体验设计一座桥梁的过程,为以后步入工作岗位奠定基础。在课程设计过程中,要求学生查阅文献、提出计算方法并进行验算,真正做到回归工程本质,平衡工程教育课程中“理论"与“实践"内容,构建集知识、技能和态度“三位一体"的课程目标,优化了课程结构,以应对知识经济对我国工程人才培养质量的挑战。

作者:傅中秋 吉伯海 姚悦 单位:河海大学

[参考文献]

[1]汤智林,韩龙君.课程设计教学环节的有效控制[J].廊坊师范学院学报(自然科学版),2008,8(3):28-30.

[2]刘敦文,杨光.安全工程专业实验课研究性教学与创新型人才培养[J].中国安全科学学报,2010,20(5):157-161.

[3]吉伯海,傅中秋.钢桥[M].北京:人民交通出版社,2016.

[4]吴仁伦,杨胜利.《矿山压力与岩层控制》课程设计教学改革与实践[J].教育教学论坛,2016,(6):139-140.

[5]小西一郎.钢桥[M].北京:中国铁道出版社,1980.

桥梁基础课程设计范文5

关键词:模块化 实践教学 教学模式

中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2013)004-171-02

1 前言

在过去的专业课教学中,理论讲述过多、课程内容过于宽泛陈旧,新工艺新方法新规范无法及时更新,学生学到的知识难以适应实际工程。通过对本课程的梳理及查阅了大量相关教材之后,结合工作实践经验,对桥梁工程课堂教学进行重新组织,初步摸索出一套更加适合高职教育的教学模式即模块化教学。即将桥梁工程实践教学进行模块化,搭建合理平台、构建基于工作过程的模块,进而培养出适合工程需要的高素质高技能人才。从四个方面进行模块化教学组织。

2 模块化的设计

专业基础模块、桥梁模型构件设计与制作模块、桥梁工程施工组织模块、桥梁工程施工管理模块。通过四个模块的教学实践,使学生的专项技能培养和综合能力得以大幅的提高。专业基础实验、专业实验、能力拓展实验及工程实践相对独立又紧密联系,形成有机整体。其中专业基础实验以课程实验教学为主,重点培养学生的专业基础技能;桥梁模型构件设计与制作模块以综合设计型实验项目为主,旨在培养学生专业知识综合能力和实际动手能力;桥梁工程施工组织模块、桥梁工程施工管理模块主要培养学生的个人兴趣、积累创新信息资源和激发学生创新意识;以专业实习、生产实践为主的工程实践活动,结合工程中的实际问题展开,拓展和延伸教学实践内容。通过模块化教学改变在教学过程教师的主体地位,形成以学生为主体的教学模式,课堂教学是应当以理论为主,可是完全脱离实践,学生不容易接受,教学实践模块中始终把学生放在中心位置,老师不再是填鸭式讲授知识而学生也不是被动接受者,而是积极主动参与学习;模块化教学激发他们迫切的学习愿望,学习兴趣。将晦涩难懂的专业知识融汇到实践教学中,逐步形成职业能力。

模块化教学引导学生完成各种工作任务,在完成工作任务的同时,学生掌握了知识,具备了职业能力,达到预期的教学效果。在长期的桥梁工程实验教学实践中,结合高职高专桥梁学科的特点,建立了面向桥梁工程实验教学平台;根据桥梁工程的培养目标设置了包含基础、综合设计、模拟及现场技术三个层次的实践项目,建成了“桥梁工程实践模块”教学体系,如图1。

3 模块式教学的组织实施

3.1 建立配套的师资队伍

模块实践性教学决定了教师队伍必须做到“双师型”配置,让学校的教师走向施工现场,即要求老师每年至少要去企业工作半年以上,同时下大力引进施工企业的技师走进教师队伍,提高人才培养的实用性与教学水平。

3.2 建立配套齐全的实验实训项目和基地

为了保证模块化教学的实践性要求,建立一套完整的桥梁工程实例和工地实践录像数据库,便于在实践教学中对某一工程项目进行综合设计、开发,建立完善的实验室和齐全的实训基地,并确保对模块式专业基本技能训练的投入,努力做到实验实训项目完全符合实际工程,新材料和新工艺符合工程实践,为专业课教学采用现场教学,为学生边学习、边实践创造良好的条件。

3.3 正确考核学生

桥梁工程模块化实践教学考核以一个完整的工程实践项目为依托,按照工程实践要求,实现学生与实际工程“零距离”接触,采用真题实做的形式,对学生从理论、设计、计算、检测、施工技术方法和工艺、加固维修等完整的课程体系层面,进行详细的考核;通过正确的评定,总结学生掌握操作技能的程度,鼓励学生努力实习,严格要求自己,养成安全文明生产习惯等;老师依据存在什么问题,从而改进教学工作,同时学生得到系统、真实的实践技能训练,达到“未出学校门,已是准岗人”。

4 模块化的教学分析

模块化教学建议以周为单位设计教学课时,承担对桥梁工程实践专项技能训练,一般以一个完整的案例分析为一个工作任务组织教学内容。比如桥梁施工测量:结合一个实例进行桥址选线测量、桥梁施工控制测量、桥梁墩台基础的施工放样等,在此基础上细化模块进行综合实训。同时,结合桥梁工程设计、施工等工作岗位,按施工特点一一去企业进行咨询,结合需要的人才特点,根据桥梁工程工作所需的综合能力与相关的专项能力,对教学模块进行专项能力分析,然后根据工程项目完成情况写出实际的要求、步骤、工具、知识、技能、态度和安全措施,并对每一专项能力所需知识、技能和态度进行分析总结。

对一个完整的工程实例,从理论、设计、计算、检测、施工技术方法和工艺、加固维修等方面进行模块设计,确保教学模块的教学目标、内容、工作进程、模块课件和学习指南符合施工特点并通俗易懂便于学生接受。以工作过程中典型施工方法为中心组织课程内容,加强课程内容与实际工程之间的相关性,整合理论与实践,提高实际职业能力。

由于桥梁工程模块实践教学加强了岗位能力的培养,突出实践技能,又注重了技能施工工艺过程,学生可以有的放矢的学习,学生的主体性得以充分的体现,学习的积极性很高。同时由于理论与实践密切结合,学生解决实际问题的能力得到很大提高,在实践中加深了对理论知识的理解,激发了学习兴趣。因此发挥了“思中学、用中学、学中思”的教学思想。模块化教学要求实践性,从而促使老师查阅大量的参考书组织教学,同时要求老师到现场去学习然后指导学生,桥梁工程施工组织的编写要求老师对施工方法、作业施工机械、施工方案等很精通,尤其是职业能力分析、设计模块教学指导书和建立评价标准等这需要老师必须认真学习请教同行共同研究确定,这也使老师自己和大家的实践和科研能力得以提升。

5 结论

模块化实践教学打破“教师、教材、课堂”传统模式,构建以实践能力为中心的职业能力现代教学模式体系,突出综合运用知识处理实际问题的特点。

模块化实践教学大大提高了教学的质量,强化了能力的训练,实现毕业生产实习等同工作,即毕业就能上岗,上岗则能胜任的能力培养。实践教学使老师能及时的把握专业发展前沿,了解本专业发展动向、掌握本专业的新工艺、新产品、新材料、新设备,并将其及时充实到教学设备及教材中。

模块化教学中可能部分实践项目专业性太强,部分同学一时不能得到很好的技能强化,这需要对技能训练落后学生,要予以关心注意因材施教。分析技能暂时落后的原因,给出合理的措施来提高他们的能力。

参考文献:

[1]黄克孝.构建高等职业教育课程体系的理论思考[J].职业技术教育,2004(3).

[2]刘涛.高等职业教育课程实际的技术路线[J].职业技术教育,2005(12).

[3]吴晓义.职业教育教学论.国家级骨干教师培训.吉林工程师范学院报告[R].2007.

桥梁基础课程设计范文6

关键词:土木工程专业 桥梁类课程教学改革

Abstract: with the development and progress of the society, the process of urbanization is in constant increase, in the process, also has achieved unprecedented development education career, including bridge class in civil engineering specialty course teaching is also in constant reform and innovation. In new period, with the intensification of urbanization, as an important node of Bridges by more and more the lifeline of the construction, therefore, need for bridge construction personnel more. All civil engineering major of colleges and universities should be comprehensive strengthening of Bridges of class teaching reform and innovation, and promote students better learning bridge or related professional knowledge, at the same time, combined theory with practice, let the students more involved in the practice, train more qualified personnel for bridge construction.

Key words: civil engineering bridge class curriculum teaching reform。

中图分类号:TU997 文献标识码:A

桥梁类课程是土木工程专业中最重要的课程之一,在社会不断发展过程中,桥梁工程在国家基本设施建设的程中发挥着越来越重要的作用,从而催生了对桥梁建设人才的需要,因此要全面的对桥梁类课程教学进行改革和探索,促进学生对桥梁的工程技术基础的掌握,在教学的过程中,不断的了解社会经济的发展趋势,增强对桥梁设计及施工新技术的学习。同时理论和实践相结合,增强学生的实践能力,重视实践教学环节,加强桥梁工程的现场学习。保证学生学习和实践之后,提高对桥梁工程的设计施工能力及专业知识的理解与运用,促进土木工程专业的桥梁课程的改革和创新,为社会的建设和发展输送合格的桥梁建设人才。

一、全面的加强对土木工程专业桥梁类课程教学改革的重要性

桥梁建设是社会不断发展、城市化进程不断加快过程中较为重要的环节之一,加强对桥梁工程的建设,能更好促进国家基础设施建设,促进社会的步和发展。因此,在未来的国民经济发展的过程中,更加需要桥梁类人才,所以,必须对桥梁类课程进行教学的改革,以培养合格建设人才。桥梁类课程是土木工程专业最重要的组成部分,加强对桥梁类课程改革,能在很大程度上促进培养具有桥梁专业知识和桥梁建设实践能力的人才,促进学生将桥梁理论和实践相结合,促进桥梁工程专业学生全面发展和进步。

在不断的发展和创新的过程中,在诸多的土木工程的建设的过程中,由于桥梁工程的专业特点,桥梁施工的要求是最严格的,在整个施工的建设的过程中全面的要求“强基础、宽口径、高能力”,加强土木工程专业桥梁课程的改革,不断的强化实践教学,能保证让学生在学习的过程中全面的了解诸多的桥梁施工方法,能了解相关的基础的方法和先进的技术,使学生通过不断的实地考察、施工实践,更好的参与到施工组织设计的执行及管理中,为毕业后从事桥梁工作打下良好的基础,能面的提高学生的实践能力和综合能力。

二、土木工程专业桥梁类课程教学的现状

桥梁类的课程是土木工程专业的最重要的组成部分,在这个过程中,在教学的过程中必须加强对桥梁教学的改革,保证学生更好的学习桥梁工程专业知识,并不断的根据工程实际的发展变化,全面的参与到实践中去,促进学生理论和实践相结合,在后续的工作中真正的发挥作用,成为一名优秀的土木工程师,投身于桥梁建设中去,为桥梁建设业做出贡献。但是在目前桥梁工程教学的过程中存在诸多问题,严重的影响了学生的学习兴趣及效果。下面就来分析一下土木工程专业桥梁课程教学的现状:

1.教育理念的传统

目前土木工程桥梁课程教学上的问题,最主要的原因就是教育理念上的落后。传统的教学理念在很大程度上是以教师为主的,在教学的过程中大多强调课本上的理论知识,较少让学生充分地参与到实践中去,造成了学生在桥梁课程的课堂上纸上谈兵,不能全面的促进学生的进步和发展。完全的利用教材上的知识点和教材对学生进行教学,会在很大的程度上挫伤学生学习专业的积极性,从而不能进一步地进行学习和发展。另一方面,传统的桥梁课程的教学课堂上,教师会给学生播放一些桥梁工程类的视频,但是在学生观看之后不能给学生进行详细的讲解,在很大程度上使得学生不能充分的了解桥梁建设中的诸多技术要点,严重的限制了学生的进步和发展,影响学生对桥梁工程课程学习的兴趣和积极性。

2.课程的内容比较老套

在进行桥梁建设的课程教学的过程中,不能切实的了解桥梁工程设计及施工的最新进展,学生不能全面了解桥梁建造的诸多新技术和新体系等等,在很大程度上就使得学生所学的知识不能符合工程实际的需要。在当今的桥梁课程的教学过程中,一些教学的体系和内容还停留在之前的阶段,使学生在进行分桥梁课程的学习时,不论是知识还是思想都不能了解本学科专业的最新进步和发展前景,不了解桥梁建设的新的观念、思想、技术和工艺等等,这种教材内容的创新性的不足,在很大程度上也限制了桥梁课程的改革和创新。

三、全面的促进土木工程专业桥梁类课程教学的改革和创新

1.加强对学生的实践能力的培养

在当前桥梁建设设计方法及施工工艺日新月异的新时期,要想全面的促进土木工程专业桥梁类课程教学的改革和创新,最关键的因素就是要加强对学生实践能力的培养。桥梁专业是注重实践性的一门学科,只有促进学生更好的参与到实践中去,才能在根本上使学生更好的掌握专业课知识,从而增强学生动手能力及现场管理能力。通过学生不断的进行实践参与,让课堂上学的专业知识与现场相结合,理论联系实际。另一方面,不断的加强桥梁课程的实践,能让学生在实践的过程中发现一些问题,比如钢筋在不同构件的配置,比如现浇混凝土与预应力混凝土的区别,反过来催进理论知识的消化,也能全面的了解桥梁设计、施工中的新的技术和工艺,为日后的工作打下良好的基础。

2.不断的培养学生的创新能力

要想保证桥梁工程教学的改革和创新,首先是要不断的在教学的过程中全面的培养学生的创新能力,能让学生不断的参与桥梁的设计与施工管理中去,充分的进行实际的考察和实践,发挥自身的创造能力和创新能力,保证能更好的理解桥梁课程的理论知识,并能在未来的工作中发挥自身的创造性的特点。一方面,在有条件的学校可以进行本科生导师制的尝试,通过学生参加导师的课题及项目,亲手进行模型试验及理论分析,在导师的指导下深入了解桥梁工程的难度与深度,拓宽知识视野。有利于创新能力的提高。另一方面,积极组织学生参加全国性的结构力学大赛及交通科技大赛。通过高层次的学习交流,可以提高学生学好专业的兴趣,激发学生努力成才的决心与信心。

四、结束语

随着社会的的发展及城市化进程的不断加剧,桥梁在社会的发展中发挥的作用越来越大,在这种情况下,要想切实的促进桥梁专业的学生进步和发展,成为对社会有用的桥梁建设人才,就要保证对土木工程专业桥梁课程进行教学的改革,对课程进行创新,全面的提高学生的综合能力,促进桥梁建设的发展,促进社会的进步。

参考文献:

[1]吴萱,董俊.土木工程专业实践教学体系的研究[J]. 高等建筑教育,2008,17( 2): 106-108.

[2]张国芳,叶建军.土木工程专业实践教学管理探讨[J].高等建筑教育,2008,17( 1): 102-104.

[3]李淑庆,任其亮.对交通运输类专业实施卓越工程师教育培养计划的思考[J]. 重庆交通大学学报: 社会科学版,2011,11( 2): 108-110.

[4]林健. 创新工程人才培养模式注重卓越工程教育本质[J].中国高等教育,2011( 6) :19-21.