土木工程專業(yè)橋梁工程課程教學(xué)

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摘要：本文以土木工程專業(yè)中橋梁工程課程教學(xué)為背景，探討該門核心課程的特點(diǎn)，課堂講課方式采用板書與多媒體相結(jié)合的方式，工程有限元軟件與橋梁工程課程的結(jié)合，以及為培養(yǎng)國際工程人才加入一些國外橋梁工程設(shè)計(jì)和施工與國內(nèi)的比較，同時(shí)盡量將專業(yè)術(shù)語用英文表達(dá)，為學(xué)生在國際工程的交流打下初步的基礎(chǔ)。通過以上幾點(diǎn)的教學(xué)探討，為在高校土木工程專業(yè)的橋梁工程的學(xué)習(xí)提供了參考。

關(guān)鍵詞：土木工程；橋梁工程；教學(xué)方法；國際化人才

一、土木工程專業(yè)橋梁工程課的特點(diǎn)

橋梁工程這門課包括橋梁的中、外發(fā)展歷史，橋梁的基本組成和分類，同時(shí)涉及到了橋梁的荷載的講述。此外，橋梁的基本體系中，該門課又從梁式橋、拱式橋、懸索橋、斜拉橋以及下部結(jié)構(gòu)等內(nèi)容分布于不同的篇章。需要多學(xué)科知識(shí)的串接和融合，往往其他一門專業(yè)基礎(chǔ)課的知識(shí)不夠扎實(shí)，會(huì)影響到學(xué)生對(duì)該課程學(xué)習(xí)理解的困難。由于涉及到不同的橋型，其受力不同，需要有扎實(shí)的力學(xué)基礎(chǔ)，如梁橋有簡(jiǎn)支梁橋、連續(xù)梁橋和簡(jiǎn)支變連續(xù)梁橋，而這些橋梁有自身受力會(huì)有不同，根據(jù)不同的施工方法均會(huì)有結(jié)構(gòu)體系的轉(zhuǎn)化，因此在學(xué)習(xí)這些內(nèi)容時(shí)，需要學(xué)生掌握很強(qiáng)的基本力學(xué)知識(shí)。目前現(xiàn)有的教材未能根據(jù)最新的規(guī)范進(jìn)行更新，因此在講授時(shí)相應(yīng)插入新規(guī)范的內(nèi)容，使上課的效果會(huì)有一些復(fù)雜，但過份依賴教材會(huì)讓學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)容比較陳舊。教材中部分內(nèi)容無需大篇幅去講解，如“荷載橫向分布系數(shù)”的學(xué)習(xí)，該部分內(nèi)容涉到杠桿法、剛性橫梁法、修正剛性橫梁法、鉸接板法等，而講解這部分內(nèi)容較為復(fù)雜，大量的查表以及計(jì)算，得出“荷載橫向分布系數(shù)”。但利用有限元軟件的“梁格法”能夠解決以上的問題，因此在講授該部分內(nèi)容里，僅可以讓學(xué)生理解“荷載橫向分布系數(shù)”意義即可。

二、該門課程的課堂教學(xué)方法探討

科-凱利（Dick&Carey）模式常常用于教學(xué)當(dāng)中，是從確定教學(xué)目標(biāo)開始，到終結(jié)性評(píng)價(jià)結(jié)束，組成一個(gè)完整的教學(xué)系統(tǒng)開發(fā)過程。在這個(gè)過程中對(duì)于教師要進(jìn)行教學(xué)過程的分析和分析學(xué)習(xí)者和環(huán)境，以及開發(fā)和選擇教學(xué)材料。教與學(xué)的最高境界是老師教的少而精，學(xué)生學(xué)的多，因此會(huì)有兩種不同的教學(xué)設(shè)計(jì)模式一種是以“教”為中心的教學(xué)模式，另一種是以“學(xué)”為中心的教學(xué)模式，如何將“教”與“學(xué)”相結(jié)合且達(dá)到較好的最終效果是值得研究的問題。在教學(xué)的過程中對(duì)于教學(xué)方法根據(jù)不同的課程內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，其中涉及到不同的課堂教學(xué)采用的媒介。課堂講授黑板和多媒體是兩種不同的教學(xué)方法，研究表明板書比多媒體更便于記憶，而多媒體更加易于激發(fā)學(xué)生的興趣，因此結(jié)合本門課可以采用兩種方式的課堂教學(xué)方法，對(duì)于概念的講解、理論的推導(dǎo)以及橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)造通過板書可以講授，便于學(xué)生深刻的理解和記憶，此外多媒體的可應(yīng)用于橋梁橋型展示和不同的橋梁的施工方法，可以結(jié)合圖片和拍攝較好的橋梁的施工視頻，提起學(xué)生的興趣，通過多媒體更好更直觀的認(rèn)識(shí)不同的橋梁的橋型和在施工過程中的施工方法和施工步驟，大大地減少了直接講解的枯燥和空洞的語言表達(dá)。為了讓學(xué)生學(xué)的多而廣，需要補(bǔ)充一些橋梁的歷史背景，如塔科馬大橋的風(fēng)振破壞，明石海峽大橋由于地震原因橋長的增長等一些課外的知識(shí)，去更多地了解橋梁相關(guān)的其他知識(shí)，既提高了專業(yè)學(xué)習(xí)的興趣，也擴(kuò)展了專業(yè)知識(shí)。因此，在教學(xué)過程中要根據(jù)不同的學(xué)習(xí)內(nèi)容來調(diào)整教學(xué)方法，使“教”與“學(xué)”完美結(jié)合。

三、橋梁工程課程與有限元軟件相結(jié)合

目前國內(nèi)各大設(shè)計(jì)院應(yīng)用的橋梁計(jì)算軟件有Midascivil、橋梁博士、慧加等軟件進(jìn)行橋梁的設(shè)計(jì)。該門課程在學(xué)習(xí)的過程中若能同時(shí)或滯后半學(xué)期來學(xué)習(xí)橋梁工程軟件，對(duì)于有限元計(jì)算橋梁有了初步的認(rèn)識(shí)，幫助橋梁工程以及其他專業(yè)基礎(chǔ)學(xué)科的學(xué)習(xí)。通過有限元軟件，介紹節(jié)點(diǎn)、單元、荷載、邊界條件、活載等，結(jié)合學(xué)到的“荷載橫向分布系數(shù)”的計(jì)算應(yīng)用到實(shí)際的橋梁上部板和梁的設(shè)計(jì)當(dāng)中，手算和工程軟件同時(shí)計(jì)算比對(duì)結(jié)果，既能掌握理論知識(shí)也能掌握初步的軟件應(yīng)用，在做橋梁工程畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)充分應(yīng)用工程軟件來設(shè)計(jì)橋梁，為今后工作中遇到橋梁設(shè)計(jì)和施工奠定了初步的基礎(chǔ)。

四、橋梁工程課程在國際化人才的培養(yǎng)作用

隨著我國綜合實(shí)力、國際競(jìng)爭(zhēng)力和工程技術(shù)裝備水平的不斷提高，我國在建筑行業(yè)對(duì)外工程承包業(yè)務(wù)的領(lǐng)域和規(guī)模在不斷擴(kuò)大，國際工程市場(chǎng)的承包份額穩(wěn)步提高。以交通土建行業(yè)為例，我國企業(yè)對(duì)外承包工程取得了顯著的成績，年均增長速度保持在20%左右，承擔(dān)的國際工程項(xiàng)目遍及所有發(fā)展中國家，涉及領(lǐng)域有建筑、鐵路、道路、橋梁、港口碼頭等。尤其隨著中國橋梁技術(shù)的不斷進(jìn)步，在國際上有一定的聲譽(yù)，港-珠-澳大橋、西堠門大橋、潤揚(yáng)大橋等橋梁的建成為承攬國際項(xiàng)目打開了大門。而面對(duì)這樣的機(jī)遇，在橋梁建設(shè)領(lǐng)域應(yīng)用型國際化人才的缺乏一直是困擾我國企業(yè)對(duì)外工程承包的主要問題，也是這些涉外企業(yè)與國際大承包商之間存在較大差距的重要原因。因此，在該門課程的講授中，部分內(nèi)容各個(gè)國家規(guī)范中取值或計(jì)算方法都不同，應(yīng)盡量介紹給學(xué)生，例如溫度梯度中國規(guī)范與英國規(guī)范的計(jì)算的不同，如活載中的汽車荷載中國規(guī)范、日本規(guī)范、英國和美國規(guī)范均有不同，如橋梁設(shè)計(jì)中中國和英國橋梁工程師的設(shè)計(jì)方法和更細(xì)的專業(yè)劃分的不同。同時(shí)講解不同國家橋梁發(fā)展的歷史以及橋梁設(shè)計(jì)和施工方法的不同。此外，幫助學(xué)生提高專業(yè)英語的能力，在授課中將專業(yè)術(shù)語全部以中、英文的形式呈現(xiàn)給學(xué)生，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中掌握一些橋梁方面的專業(yè)英語知識(shí)，在國際橋梁建設(shè)工程中，便于和業(yè)主及施工方進(jìn)行溝通，能夠較好地適應(yīng)當(dāng)?shù)氐脑O(shè)計(jì)及施工方法，為土木工程專業(yè)的學(xué)生進(jìn)入到國際橋梁建設(shè)工作中有初步的知識(shí)儲(chǔ)備。

五、結(jié)語

橋梁工程課程作為土木工程，尤其路橋?qū)I(yè)的核心課程，以學(xué)習(xí)其他的專業(yè)基礎(chǔ)課為背景來講授，綜合性強(qiáng)。引導(dǎo)學(xué)生串聯(lián)各門課與該課程之間的關(guān)系，弱化部分教材中的內(nèi)容，強(qiáng)化目前新規(guī)范和新的橋梁工程設(shè)計(jì)和施工的方法的內(nèi)容，使學(xué)生能夠接收到最新的橋梁工程知識(shí)。此外，對(duì)于課堂教學(xué)的方法，根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容，可以采用板書和多媒體進(jìn)行教學(xué)，一方面強(qiáng)化了學(xué)生對(duì)于知識(shí)的記憶同時(shí)也能夠提高學(xué)生學(xué)習(xí)該門課程的興趣。橋梁有限元軟件的學(xué)習(xí)對(duì)于橋梁工程的學(xué)習(xí)起到非常重要的作用，既能初步掌握軟件的應(yīng)用，又能在實(shí)際的橋梁施工和設(shè)計(jì)中進(jìn)行有限元計(jì)算，為畢業(yè)設(shè)計(jì)和將來的工作打下初步的應(yīng)用基礎(chǔ)。最后，對(duì)于目前國際化土木工程人才的缺少，在講授該門課的同時(shí)，引入各個(gè)國家規(guī)范的比較學(xué)習(xí)，通過一些國外橋梁的實(shí)際工程的講解，讓學(xué)生了解更多的國際橋梁建設(shè)的知識(shí)。此外專業(yè)術(shù)語采用中、英文標(biāo)注，為今后的國際工程的交流打下初步的基礎(chǔ)。

【參考文獻(xiàn)】

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作者：馬生強(qiáng) 單位：新疆大學(xué)建筑工程學(xué)院