易壯鵬，曾有藝，粟淼，李學文

（長沙理工大學 土木工程學院，湖南長沙 410114）

我國高校本科教育步入了嶄新的階段，近年來，教育部印發(fā)了一系列文件，以打造適用于新時代高校教育教學改革要求的“金課”。作為一流本科課程建設的核心，“金課”的內涵可以歸結為高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度[1-3]。土木工程是長沙理工大學“雙一流”建設主干專業(yè)，我國土木工程建設已進入了一個嶄新的階段，以港珠澳大橋等為代表的重大工程更是國家形象的代表。于是，本文在高?！敖鹫n”建設背景下對橋梁工程課程設計[4-6]課程的教學創(chuàng)新探索和實踐進行探討，闡述以該課程為代表的土木類課程[7-9]教學創(chuàng)新過程中的“金課”內涵。

1 橋梁工程課程設計“金課”建設概況

1.1 “金課”建設面對的問題

（1）專業(yè)知識缺乏連貫性。運用已學知識進行設計出現了碎片化現象，本應相互聯系的知識點脫節(jié)，承前啟后的概念割裂，導致學生認識事物片面，綜合處理問題能力得不到提升。

（2）對相關規(guī)范的內容理解不夠。學生在橋梁工程課程設計階段存在不能熟練掌握所涉規(guī)范中一些相關概念的現象，對知識不熟悉且難以靈活運用，這是在“金課”建設過程中需直面的問題之一[9-11]。

（3）不能熟練借助軟件提升設計效率。計算、辦公、繪圖等軟件運用十分廣泛，可大幅提升設計的效率，但部分學生在這方面能力不足，是“金課”建設過程中需要解決的問題之一。

1.2 “金課”建設的教學目標

（1）將所學橋梁的設計、構造等知識與方案擬定、分析驗算進行聯系和實際應用。

（2）在工程實踐中通過組織、配合，相互合作共同完成任務，具備團隊意識。

（3）綜合運用橋梁工程中的設計、構造等知識，培養(yǎng)發(fā)現問題與解決問題的能力。

1.3 “金課”建設的典型案例

典型案例1：各種類型橋梁發(fā)展的概況和總結。對近10 年來新建/在建各類橋梁（按受力體系分類：梁式橋、斜拉橋、拱橋、懸索橋）進行進一步分類總結，每3～4 位學生一組，按照該類型橋梁的跨徑、材料、結構體系、施工方法等進行細化歸類，概述其發(fā)展規(guī)律并預測其發(fā)展趨勢。

典型案例2：裝配式預應力混凝土簡支T 型梁橋設計。分組完成裝配式預應力混凝土簡支T 型梁橋的設計，按標準跨徑、橋寬、汽車荷載等級與人群荷載選擇不同的參數，給定材料參數、橋面系參數。在給定參數條件下完成主梁間距與主梁片數確定、主梁截面尺寸、橫截面沿跨長的變化以及橫隔梁設置等工作，然后依據規(guī)范進行內力計算，完成設計計算后繪制主梁一般構造圖。

典型案例3：懸鏈線等截面無鉸箱形拱橋設計。分組完成懸鏈線等截面無鉸箱形拱橋設計，按凈跨徑、凈矢跨比、橋面寬度、汽車荷載等級、人群荷載選擇不同的參數，給定材料參數、橋面系參數。在給定參數條件下完成截面幾何特性計算，通過五點重合法確定拱軸系數，計算結構內力并依據現行規(guī)范進行組合，在完成設計與計算工作的基礎上繪制拱上建筑及主拱圈斷面圖。

2 橋梁工程課程設計的“金課”實踐

2.1 多樣化的教學內容具有時代性、挑戰(zhàn)性

（1）設計過程承前啟后，夯實了本科階段基礎知識、專業(yè)知識的連貫性。典型案例的設計需用到結構力學、結構設計原理等已修課程的知識，也是橋梁施工、橋梁電算等后續(xù)課程乃至橋梁畢業(yè)設計、實橋設計的基礎，具有重要的承前啟后功能。在設計時大量回顧和調用已有知識，使得本科階段知識具有系統(tǒng)性并形成整體，這是一種能力提升，對學生發(fā)展大有裨益。典型案例設計是畢業(yè)設計、實橋設計的預演，設計思想貫穿其中，鍛煉了學生整體思維能力、舉一反三能力[12-14]。

（2）貼近工程實踐的典型案例具有時代性特征。按受力體系總結近10 年來新建及正建橋概況，由于橋梁發(fā)展日新月異，按跨徑、材料、施工方法等細化統(tǒng)計并預測其發(fā)展趨勢的過程必將具有鮮明的時代特征，反映了該類橋梁近年發(fā)展概況，統(tǒng)計報告以類似綜述論文的形式提交，對每位學生都是新課題。裝配式預應力混凝土簡支T 梁橋與懸鏈線無鉸箱拱橋的設計參數源于實橋，依據的規(guī)范為不斷演化和完善的最新版本，學生到工程師的角色轉變在潛移默化中完成。

（3）基于典型案例獲取知識的途徑具有挑戰(zhàn)性。加強熟練使用計算機的能力，借助各種軟件及多媒體平臺可大大提高效率。典型案例需用AutoCAD、Office 辦公軟件、Flash 音視頻等教學輔助軟件以及網絡教學平臺、QQ、Wechat 等工具，文獻調研則包括CNKI、Baidu 等搜索渠道，以及網絡圖片資源、視頻資源。以上素材的順利獲取需要花費一定的精力，要跳一跳才能達到目的，這方面的挑戰(zhàn)與“金課”內涵十分契合。

2.2 多樣化的教學形式具有先進性、前沿性

（1）開發(fā)小程序協(xié)助計算，加強了計算機的運用。典型案例中不同參數具有類似的設計過程，基于此特點，通過Excel 編譯計算小程序，在輸入基本參數的情況下可以迅速獲得計算結果，可提高計算效率、方便檢查結果，鍛煉編程思路和借助計算機解決問題的能力。對于懸鏈線拱橋的設計[5]，還可通過Excel 計算任意m值對應的彈性中心、截面內力等參數，計算效率提升明顯。這種教學形式具有顯著的先進性，符合“金課”的要求，值得大力推廣。

（2）錘煉出以規(guī)范為基準解決橋梁設計問題的思維。土木類專業(yè)課程教學突出應用特點，課程設置與行業(yè)規(guī)范息息相關，課程設計內容及對應的知識點需結合規(guī)范進行專門講解，其難度適當高于教學大綱，使教師的教和學生的學均具有一定的挑戰(zhàn)度，達到“金課”建設的目的?，F行規(guī)范中荷載取值、內力組合均是橋梁工程課程設計的知識點，強調這些概念在規(guī)范中的處理方法。深刻理解規(guī)范，可以錘煉出以規(guī)范為基準解決橋梁設計問題的思維。

（3）典型案例教學可以鍛煉學生分析問題和解決問題能力。傳統(tǒng)教學方法從教師主觀愿望出發(fā)，完成認識性任務即可，而典型案例教學方法引導學生把注意力集中到分析問題、解決問題上。在典型案例的分析討論過程中，師生之間的關系是平等的，對設計參數的選擇等問題直接進行面對面討論。于是，學生成為學習主體，激發(fā)了主觀能動性，教師成為引導者，幫助學生提高了分析問題能力和解決問題能力，這也是課程的特色，體現了“金課”的創(chuàng)新性。

（4）課程設計過程中的dialogue-criticaldebate。在大學課堂教學的五重境界[1]中，典型案例的教學主要存在dialogue 和critical。開始階段師生之間討論設計全過程、注意事項，設計中途會對設計方案提出質疑，該方案是否合理、是否最優(yōu)，設計完成階段會對設計方案提出更優(yōu)化建議。這種氛圍中學生的學習主觀能動性被完全激發(fā)，能力得到鍛煉，“金課”的創(chuàng)新性得到充分體現，這些為大學課堂教學通向最終層次的debate 境界打下了良好的基礎。

2.3 多樣化的考核方式體現探究性、個性化

采用五級計分制評價橋梁工程課程設計的成果。平時成績在保證出勤的前提下著重對設計過程的dialogue 與critical 進行考核，要求學生參與師生之間的討論，能夠提出質疑及優(yōu)化建議的學生成績?yōu)閮?yōu)秀。所提交的計算書、圖紙或報告中除內容、格式的基本要求外，對標“金課”高階性、創(chuàng)新性重點考查學生對規(guī)范的理解和計算機的使用，要求規(guī)范版本及引用正確，提供Excel 計算過程。這樣的考核方式充分體現了“金課”探究性、個性化的特點，受到師生一致好評，具有很好的效果。

3 結束語

橋梁工程課程設計針對“金課”建設過程中面對的問題，以“兩性一度”標準在教學內容、教學形式和考核方式等方面進行了改革實踐，注重知識連貫性，貼近實踐選取典型案例，強調計算機的運用，錘煉基于規(guī)范解決問題的思維，鼓勵設計過程的dialogue 與critical。未來將上述“金課”內涵進一步落到實處，將橋梁工程課程設計打造為真正的“金課”。