王榮霞　宋娃麗　黃海新

摘要：根據國內高等工科院校的教育特點，結合國際CDIO工程教育理念，針對橋梁工程畢業(yè)設計的實踐教學課程，研究并探討了培養(yǎng)和提高學生的工程能力的教學改革途徑和方法，以期為國內類似專業(yè)課程畢業(yè)設計實踐教學提供借鑒和參考。

關鍵詞：橋梁工程；畢業(yè)設計；教學改革；工程能力

中圖分類號：G642.477；TU-4 文獻標志碼：A 文章編號：1005-2909（2015）03-0135-04

一、工程能力培養(yǎng)和CDIO工程教育理念

工程能力是現(xiàn)代工程師應該具備的重要基本素質之一，近年來在中國高等教育面向國際發(fā)展的新形勢下，越來越多的大學畢業(yè)生需要適應國際化的就業(yè)環(huán)境，需要具備綜合應用現(xiàn)代科學理論和技術手段的現(xiàn)代工程能力[1]。

但是，目前高等學校教育缺乏對大學生工程能力的培養(yǎng)，主要表現(xiàn)在重視理論教學而輕視實踐教學，重視培養(yǎng)個人的學術研究能力而輕視個體在團隊中的協(xié)作精神，重視對已有科技的應用而輕視對科技的創(chuàng)新，因此，如何在大學學習期間培養(yǎng)學生的工程能力成為高等工科院校目前急需解決的問題，也成為高校教學的重要目標。

CDIO（Conceiving–Designing–Implementing–Operation）作為國際最新的工程教育理念，針對高等院校學生的工程能力培養(yǎng)目標提出了全面而系統(tǒng)的指引方針和實施要求。其具體理念包括：充分利用高校專業(yè)學科齊全、學習資源豐富的優(yōu)厚條件，結合本科各專業(yè)核心課程的教學實踐，努力創(chuàng)建新機制和新模式，使學生在專業(yè)知識學習到生產實踐的過程中，

學習能力、科技創(chuàng)新能力、交流溝通和團隊協(xié)作能力、對本行業(yè)乃至社會大環(huán)境系統(tǒng)的適應與調控能力得到全面訓練和提高。為此，如何以CDIO教育理念為指導，培養(yǎng)學生的工程能力，提高學生適應國際社會大環(huán)境和工作崗位的能力是值得深入思考和研究的課題[2]。

結合學校橋梁工程畢業(yè)設計這一重要的教學實踐課程，以CDIO工程教育理念引領橋梁工程畢業(yè)設計教學改革，深入分析和探討基于工程能力培養(yǎng)的教學改革途徑和方法，以期為國內其他高校類似專業(yè)或課程教學提供參考。

二、橋梁工程畢業(yè)設計實踐教學現(xiàn)狀分析

橋梁工程畢業(yè)設計是土木工程專業(yè)和道橋專業(yè)重要的實踐教學課程，也是培養(yǎng)和發(fā)掘學生創(chuàng)新性思維最關鍵的實踐性教學環(huán)節(jié)。目前

橋梁工程畢業(yè)設計教學主要存在以下問題。

（一）學生缺乏對專業(yè)知識學習的主動性和自覺性

橋梁工程畢業(yè)設計涵蓋的內容較多，包括設計方案的選取、結構的設計計算以及施工圖的繪制，在此過程中需要學生有較強的自學意識和自學能力，能夠綜合運用所學的各種專業(yè)理論知識，獨立思考、分析和解決問題。

但是，從近幾年畢業(yè)設計的現(xiàn)狀來看，由于就業(yè)形勢及諸多因素的影響，學生在畢業(yè)設計期間紀律渙散，自主學習意識差，不能積極主動地完成畢業(yè)設計各階段要求的內容，有的甚至出現(xiàn)完全抄襲畢業(yè)設計的現(xiàn)象，導致學生在結構設計計算、工程繪圖等專業(yè)知識的學習能力方面未能得到充分鍛煉和提高，難以達到畢業(yè)設計的教學目的和要求，從而影響了學生的就業(yè)和發(fā)展，也影響到學校的聲譽。

（二） 學生的科研能力不強，設計橋型單一

畢業(yè)設計中，橋型的選擇應依據已有的地質水文、設計荷載等資料，在多種方案中比選。雖然學過的橋梁形式很多，但是學生在選擇設計方案時，一般是反向思維，即優(yōu)先考慮在給定的畢業(yè)設計時間內，哪個橋型好做，能方便找到參考示例，就以此橋型作為重點設計對象。而對各類拱橋、連續(xù)剛構橋、T型剛構橋、斜腿剛構橋、懸索橋等很多具有結構創(chuàng)新特點的，并且在實際工程中使用較多的橋型很少甚至沒有學生選擇，最終導致畢業(yè)設計成果嚴重雷同。不僅如此，一些優(yōu)秀的學生，由于缺乏對創(chuàng)新橋型的選擇，未能很好地發(fā)掘他們的研究潛能，使得其科研創(chuàng)新能力無法得到有效提升和鍛煉，這與CDIO工程教育理念和工程能力培養(yǎng)的目標相差甚遠。

（三） 畢業(yè)設計過多依賴計算軟件，忽視對基礎理論的理解和把握

近年來，

橋梁設計軟件功能的不斷完善與強大，為學生在畢業(yè)設計中選擇更多種形式的橋梁創(chuàng)造了條件， 為解決復雜的結構分析計算提供了有效途徑，增強了學生的就業(yè)競爭力。

但是，隨之而來出現(xiàn)了新的問題。一是，很多學生由于不能在短期內熟悉設計軟件的操作方法和基本理論，在畢業(yè)設計初期，忽略了對橋梁基本知識的學習，而只是埋頭于對設計軟件的操作練習，使原本緊張的設計時間大量壓縮，影響了設計質量和效果；二是，有的學生雖然能夠使用軟件進行設計計算，但是對結構設計相關概念模糊、計算原理不清楚，導致工程設計能力有所下降，甚至

有的學生對計算結果無法作出判斷和分析，缺乏深層次的思考，因此，難以保證所設計的結構安全性和合理性。

（四） 畢業(yè)設計與就業(yè)脫節(jié)，成績缺乏科學合理的評價

目前畢業(yè)設計成績評定主要由指導教師評分、評閱教師評分和畢業(yè)答辯評分三部分構成，是一個模糊、籠統(tǒng)而不具體的評價，難以讓學生深刻體會到自己設計成果的不足。

不僅如此，近年年，除了對考研學生的畢業(yè)設計有要求外，絕大部分學生只求及格即可。在這樣的環(huán)境影響和缺乏力度的成績考核下，學生放松了對自己的要求，

缺乏挑戰(zhàn)困難、大膽創(chuàng)新的動力，也就喪失了其工程能力培養(yǎng)的最佳時機。由此可見，完善現(xiàn)有的畢業(yè)設計考核方式，將畢業(yè)設計與學生就業(yè)掛鉤，對充分調動和發(fā)揮學生的積極性和主觀能動性非常重要。

綜上所述，根據CDIO 教育理念，為了更好地培養(yǎng)學生的專業(yè)理論知識、團隊協(xié)作精神和工程創(chuàng)新能力，綜合提高學生的個人素質和工程能力，對現(xiàn)有橋梁工程畢業(yè)設計教學進行改革和完善非常必要。

三、橋梁工程畢業(yè)設計教學改革途徑和方法研究endprint

針對橋梁工程畢業(yè)設計現(xiàn)狀，課題組從2012年開始對教學方法和手段進行了改革創(chuàng)新，并在之后歷年的畢業(yè)設計中予以實施和完善，效果顯著。

（一）采取嚴格的教學監(jiān)管措施，督促學生自主學習

1.提前擬定思考題，定期匯報，定期討論

指導教師在畢業(yè)設計任務書下達后，嚴格控制進度，掌握學生的學習情況。針對每個階段的設計內容，提前擬定思考題，采取每周定期匯報、定期集中討論的形式，督促學生真正深入自己的設計任務開展研究，鍛煉其獨立思考和自學的能力。例如在方案比選階段，在每次集中匯報討論時，要求每個學生結合思考題，把自己比選的方案逐一論述，包括：橋梁結構常用的上下部結構形式的優(yōu)缺點分析；不同橋梁結構適用的跨徑范圍；主梁截面形式如何選擇；橋長、橋面標高等關鍵尺寸如何擬定；所選方案的理由，等等。論述和討論問題的過程，不僅鍛煉了學生的語言和溝通表達能力，使他們對所學的專業(yè)基礎

知識有了更深入的了解，而且還可以督促引導學生自行學習和研究，提高自主學習的能力。

2.嚴格控制階段性成果及最終設計成果質量

畢業(yè)設計過程中要，嚴把質量關定期提交階段性成果。對不合格的設計作品或存在抄襲爭議的作品不允許進入下一流程，或退回修改或延遲提交，必要時增加中期答辯、推遲畢業(yè)答辯、畢業(yè)設計不予通過等處理措施，以此激勵督促學生重視自主學習，提高學習的主動性。

（二）舉辦各類專題講座，培養(yǎng)創(chuàng)新意識，鞏固基礎知識

指導教師應首先具有創(chuàng)新意識和指導能力，這是培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識并實施創(chuàng)新設計的前提[3]。兩年的實踐表明，舉辦各類專題學術報告，無論對教師還是學生創(chuàng)新意識的培養(yǎng)都非常有效。如：在畢業(yè)設計正式開始前，邀請設計院的專家為師生作專題報告，就城市景觀橋梁（包括天津大沽橋、赤峰橋、進步橋等新型城市橋梁）的設計理念、設計計算、施工管理等作介紹，增進師生創(chuàng)新橋梁設計的意識和興趣。邀請知名學者來校作關于

橋梁抗震新理念、橋梁沖刷研究等學術報告，引領師生進入學科最前沿，激發(fā)創(chuàng)新熱情和研究動力。除此之外，還多次舉辦了有關橋梁博士、Midas等橋梁設計軟件應用的專題培訓講座。

其次，在畢業(yè)設計過程中，為鞏固學生的專業(yè)基礎知識，針對不同的設計階段，結合重點知識模塊由指導教師開展專題講座，例如：橋梁尺寸擬定和方案比選；橫向分布系數(shù)的計算；預應力混凝土結構的配筋和驗算；施工圖紙的規(guī)范化繪制，等等。通過梳理和提煉這些重點知識內容，鞏固基礎理論，開闊思路，提高學生的設計能力，為培養(yǎng)學生的工程能力奠定基礎。

（三）設計選題多樣化，鼓勵創(chuàng)新設計

畢業(yè)設計中具有創(chuàng)新性的題目有兩類：一是來自于與工程實際相結合的科研項目，二是自擬設計選題，包括復雜橋型（如拱式橋、斜拉橋、懸索橋、連續(xù)剛構橋等）或傳統(tǒng)橋型的部分創(chuàng)新性研究內容（如不同施工方法、抗風抗震、優(yōu)化設計、拱軸線型確定及各類專題研究）[4]。 其中，科研性的題目一般由師生團隊合作完成，不僅可提高學生的學習能力、實踐能力、科研能力、創(chuàng)新能力，更能鍛煉他們的溝通和協(xié)作能力，是培養(yǎng)學生工程能力的重要途徑。尤其對于優(yōu)秀的學生，要鼓勵他們積極參與，大膽創(chuàng)新，并把是否有創(chuàng)新作為最終評價畢業(yè)設計成績的重要因素。

近年來，隨著計算手段的先進化和師生創(chuàng)新意識的提高，針對不同層次水平的學生，橋梁畢業(yè)設計向著多樣化、創(chuàng)新型方向積極發(fā)展，學生的創(chuàng)新設計熱情和信心逐年上升。連續(xù)幾屆畢業(yè)生的工程能力得到了提升，就業(yè)單位的水準也逐步好轉，這也反映出了畢業(yè)設計創(chuàng)新性選題對培養(yǎng)學生工程能力的重要作用。 表1和表2分別為近幾年學校橋梁畢業(yè)設計題目及學生選題情況。

由表1，表2可以看出，通過改革橋梁畢業(yè)設計教學方法，越來越多的學生選擇了具有創(chuàng)新性的題目作為主要設計內容，其創(chuàng)新意識的培養(yǎng)和工程能力的提高也成為他們個人的需求和努力的目標。在每年的優(yōu)秀畢業(yè)設計評選中，大約80%的優(yōu)秀畢業(yè)設計來自于他們的設計成果，教學改革效果明顯。

（四）完善畢業(yè)設計成績評價指標體系和評定制度

首先，在畢業(yè)設計成績的考核中突出科研和創(chuàng)新性內容的比重，增加科研和創(chuàng)新的評價指標，并賦予一定程度的鼓勵提高分。對完成了創(chuàng)新性畢業(yè)設計內容的學生，還將為他們提出更加詳細的評審意見，使學生能夠了解自身設計作品的優(yōu)勢和劣勢，為今后從事同類型工作提供借鑒。

除此之外，為了進一步調動學生畢業(yè)設計的積極性，建議進一步完善評定制度，適當壓縮通過率畢業(yè)設計的。對于畢業(yè)設計成果不太理想的學生，限定一定的比例進行二次答辯或者延期畢業(yè)。這種措施對于那些成績較差、學習缺乏積極主動性的學生是一種壓力，也是一種動力，在很大程度上能夠調動他們的積極性，提高畢業(yè)設計的質量。

（五）結合畢業(yè)設計成績，推行專業(yè)教師推薦學生就業(yè)政策

學生就業(yè)問題一直是社會關注的焦點和難點。由于目前社會環(huán)境的影響，很多學生缺乏畢業(yè)設計積極性的根本原因是認為成績與就業(yè)無關，這也成為徹底解決畢業(yè)設計教學的難題。在教學中推進學生公平就業(yè)，是作為專業(yè)指導教師義不容辭的責任。為此，近兩年，學院推行了以畢業(yè)設計成績?yōu)閰⒖?，專業(yè)教師推薦學生就業(yè)的政策，一方面可以充分發(fā)掘專業(yè)教師在本行業(yè)領域的社會資源，增加了學生公平就業(yè)的機會，另一方面可以激勵學生爭取做出優(yōu)秀的畢業(yè)設計，提高自己的工程能力和就業(yè)競爭力。兩年來，學院專業(yè)教師共為21名成績優(yōu)秀、工程能力較強的學生推薦了工作。實踐證明，這些學生由于在畢業(yè)設計中很好地鍛煉了自己的工程能力，就業(yè)后的環(huán)境適應能力和業(yè)務能力快速提高，得到單位領導的一致好評和認可。這一措施無疑將成為畢業(yè)設計教學改革的巨大推動力。

四、 結語

幾年來的教學改革及實踐表明，橋梁工程畢業(yè)設計在培養(yǎng)學生工程能力方面取得日益顯著的成效，基本達到了以CDIO教育理念為引領的大學生工程能力培養(yǎng)的教學目標。學生的畢業(yè)設計水平逐年提高，畢業(yè)設計質量顯著提升，為學生走向工作崗位奠定了堅實的基礎，深受廣大師生的認可。參考文獻：

[1]包秋燕.基于CDIO理念探討大學生現(xiàn)代工程意識培養(yǎng)[J].福建工程學院學報， 2008， 6（5）： 451-454.

[2] 吳鳴，熊光晶.基于工程能力培養(yǎng)的橋梁工程教學改革探索與實踐.長沙鐵道學院學報：社會科學版， 2010，1（11）：109-113.

[3]徐光亞，劉小燕，易壯鵬.橋梁工程專業(yè)畢業(yè)設計中創(chuàng)新能力培養(yǎng)的研究與實踐.中國電力教育，2013（4）：158-159.

[4] 孫立山，姚麗亞.本科生畢業(yè)設計中的創(chuàng)新能力培養(yǎng)淺析[J].土木建筑教育改革理論與實踐，2010，12（9）：107-108.

（編輯 梁遠華）endprint