葉元芬 （廈門(mén)大學(xué)嘉庚學(xué)院土木工程學(xué)院，福建 漳州 363105）

“新工科”自2016年提出后，先后奏響了“復(fù)旦共識(shí)”“天大行動(dòng)”和“北京指南”。至此，“新工科”建設(shè)正式進(jìn)入實(shí)質(zhì)性推進(jìn)階段。土木工程作為傳統(tǒng)行業(yè)也面臨著標(biāo)準(zhǔn)化、工廠化、機(jī)械化、信息化等新型化工業(yè)變革；海綿城市、地下管廊等新興產(chǎn)業(yè)挑戰(zhàn)以及“一帶一路”背景下的國(guó)際市場(chǎng)新機(jī)遇。因此，培養(yǎng)符合“新工科”發(fā)展需求的具有創(chuàng)新性、動(dòng)態(tài)適應(yīng)能力及“大工程觀”的高素質(zhì)土木工程人才也成為學(xué)科建設(shè)迫在眉睫的任務(wù)。為此，本校已在廣泛調(diào)研市場(chǎng)需求的前提下，將人才培養(yǎng)方案進(jìn)行科學(xué)調(diào)整，但將“新工科”人才培養(yǎng)方案落實(shí)到位仍在進(jìn)行。在2020年3月頒布的《第二批新工科研究與實(shí)踐項(xiàng)目指南》中提到要進(jìn)一步完善新工科建設(shè)的理論體系和實(shí)施路徑。即進(jìn)一步抓政策落地，確保在教學(xué)各環(huán)節(jié)全過(guò)程踐行“學(xué)生中心、產(chǎn)出導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)”的質(zhì)量理念?！靶鹿た啤比瞬排囵B(yǎng)不是一個(gè)教師的單打獨(dú)斗，是整個(gè)學(xué)科體系的聯(lián)合機(jī)動(dòng)。但落實(shí)到具體教學(xué)過(guò)程中，針對(duì)每門(mén)專(zhuān)業(yè)核心課程建設(shè)應(yīng)如何操作，本文將以橋梁工程課程為例進(jìn)行探討。

橋梁工程是土木工程道路與橋梁工程方向的專(zhuān)業(yè)主干課。但在實(shí)際教學(xué)工作中存在以下問(wèn)題：①課時(shí)少，內(nèi)容多；②各知識(shí)點(diǎn)整體聯(lián)系不足，相互孤立；③學(xué)生被動(dòng)聽(tīng)講，課堂教學(xué)枯燥；④實(shí)踐教學(xué)不足，且學(xué)生尚未接觸實(shí)際工程，知識(shí)帶入感差；⑤學(xué)生前沿知識(shí)接觸不多，缺乏與時(shí)俱進(jìn)；⑥部分學(xué)生責(zé)任意識(shí)較弱；⑦專(zhuān)業(yè)割裂，學(xué)科交叉融合能力較弱。其中，問(wèn)題①、②、③直接導(dǎo)致學(xué)生理論知識(shí)不扎實(shí)、學(xué)習(xí)能力弱，無(wú)法實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新及動(dòng)態(tài)適應(yīng)能力培養(yǎng)。問(wèn)題④、⑤將導(dǎo)致所學(xué)與所用脫節(jié)，未實(shí)現(xiàn)產(chǎn)出導(dǎo)向，無(wú)法很好地服務(wù)社會(huì)。問(wèn)題⑥、⑦將導(dǎo)致綜合能力缺乏，無(wú)法實(shí)現(xiàn)“大工程觀”人才培養(yǎng)。為此，提出以下教改措施。

1 剔除落后知識(shí)，與時(shí)俱進(jìn)

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，橋梁工程的理論研究不斷深入，施工方法和施工工藝不斷更新提升。在教學(xué)內(nèi)容安排時(shí)，需將經(jīng)典理論及重要知識(shí)進(jìn)行升華，而一些不適宜的內(nèi)容可以剔除或者弱化，從而實(shí)現(xiàn)與時(shí)俱進(jìn)，持續(xù)創(chuàng)新。比如：在梁式橋介紹時(shí)，考慮到實(shí)際工程中懸臂梁橋因掛梁牛腿處或鉸處施工復(fù)雜及受力不合理已慢慢退出歷史舞臺(tái)，該部分內(nèi)容可簡(jiǎn)要介紹說(shuō)明結(jié)構(gòu)特點(diǎn)即可。在橋面鋪裝中，目前主要以瀝青混凝土及水泥混凝土橋面為主，瀝青泥結(jié)碎石等橋面鋪裝類(lèi)型由于行車(chē)安全性和舒適性的考慮也慢慢退出歷史舞臺(tái)，可剔除該部分內(nèi)容；在伸縮縫部分關(guān)于橋面簡(jiǎn)易連續(xù)介紹時(shí)，因接縫位置很容易出現(xiàn)開(kāi)裂等實(shí)際問(wèn)題，慢慢也不再使用該處理方法，也只需簡(jiǎn)要介紹其特點(diǎn)即可。教學(xué)過(guò)程的推陳出新，有利于學(xué)生感受時(shí)代律動(dòng)，主動(dòng)與時(shí)俱進(jìn)，提高創(chuàng)新能力及自我動(dòng)態(tài)適應(yīng)能力。

2 精心設(shè)計(jì)，以實(shí)際工程為導(dǎo)向

學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中往往容易將橋梁工程課程內(nèi)各相關(guān)知識(shí)點(diǎn)割裂及無(wú)法建立橋梁工程與前續(xù)課程的聯(lián)系。為此，倡導(dǎo)進(jìn)行以實(shí)際工程為導(dǎo)向的綜合能力訓(xùn)練。如關(guān)于橋梁概述部分的內(nèi)容，可以通過(guò)研讀一張《橋型一般布置圖》（如圖1所示）即可實(shí)現(xiàn)。在該圖中，會(huì)涉及橋梁的基本組成（橋跨結(jié)構(gòu)、支座、橋墩、橋臺(tái)、基礎(chǔ)及其他附屬設(shè)施，如橋面鋪裝、欄桿等），橋梁設(shè)計(jì)的內(nèi)容：平面設(shè)計(jì)（平面圖展示的內(nèi)容）、縱斷面設(shè)計(jì)（立面圖展示的內(nèi)容）、橫斷面設(shè)計(jì)（剖面圖展示的內(nèi)容），橋梁設(shè)計(jì)荷載等級(jí)（公路—I級(jí)，公路—II級(jí)及相關(guān)取值，如何加載），抗震設(shè)防要求等。除實(shí)際工程施工圖紙外，還可輔以實(shí)際工程照片、視頻，并帶領(lǐng)學(xué)生實(shí)地參觀考察，更能讓學(xué)生深刻理解相關(guān)知識(shí)。

圖1 橋型一般布置圖

通過(guò)實(shí)際工程為導(dǎo)向不僅可以串聯(lián)橋梁工程內(nèi)部知識(shí)點(diǎn)，還可以幫助建立橋梁工程與前序課程間的聯(lián)系，將邊緣交叉內(nèi)容進(jìn)一步聯(lián)合。如：引入《橋位平面圖》（如圖2所示），讓學(xué)生將道路勘測(cè)設(shè)計(jì)中的路線設(shè)計(jì)相關(guān)內(nèi)容與橋梁平面設(shè)計(jì)相結(jié)合，繼而在《橋型一般布置圖》中完成橋梁關(guān)鍵信息表（里程樁號(hào)、高程及平豎曲線設(shè)計(jì)等）（如圖1左下角所示）。引入《地質(zhì)縱斷面圖》（如圖3所示），讓學(xué)生將工程地質(zhì)中關(guān)于工程

圖2 橋位平面圖

圖3 地質(zhì)縱斷面圖

地質(zhì)報(bào)告的內(nèi)容與橋梁設(shè)計(jì)中關(guān)于橋位選取及下部基礎(chǔ)計(jì)算中所需工程力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)相結(jié)合。引入《下部結(jié)構(gòu)一般構(gòu)造圖》，將墩臺(tái)基礎(chǔ)關(guān)于基礎(chǔ)的各項(xiàng)特點(diǎn)及力學(xué)計(jì)算方法與橋梁的墩臺(tái)構(gòu)造及計(jì)算相結(jié)合，繼而結(jié)合上部結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果、工程地質(zhì)資料及墩臺(tái)構(gòu)造等實(shí)現(xiàn)對(duì)基礎(chǔ)的驗(yàn)算。將混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理中關(guān)于預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)/普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)與橋梁的幾何構(gòu)造相結(jié)合，確定上部結(jié)構(gòu)的配筋情況，完成《上部結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力鋼束布置圖/普通鋼筋布置圖》。

以實(shí)際工程為導(dǎo)向，才能更好地理論聯(lián)系實(shí)際，認(rèn)清目前實(shí)際工程存在的問(wèn)題，并提出解決方案，進(jìn)一步提高創(chuàng)新能力及動(dòng)態(tài)適應(yīng)能力。

3 以學(xué)生為中心，引入“翻轉(zhuǎn)”理念

產(chǎn)出為導(dǎo)向在土木工程人才培養(yǎng)中即以實(shí)際工程為導(dǎo)向。該教學(xué)理念無(wú)疑是實(shí)現(xiàn)學(xué)科內(nèi)各專(zhuān)業(yè)主干課及課程內(nèi)部各知識(shí)點(diǎn)有效聯(lián)系的先進(jìn)教學(xué)理念。實(shí)際工程項(xiàng)目的建設(shè)過(guò)程包括前期可行性研究階段、初期設(shè)計(jì)階段、后期施工及運(yùn)營(yíng)管理階段等。不同階段工作重點(diǎn)重心不盡相同。但就目前而言，這些工作均需依托實(shí)際工程圖紙進(jìn)行開(kāi)展?！皩?shí)際工程圖紙”是土木工程工作者的表達(dá)載體。因此，在教學(xué)過(guò)程中，除可直接帶領(lǐng)學(xué)生參觀已建或在建橋梁工程項(xiàng)目、項(xiàng)目照片及相關(guān)視頻外，最易實(shí)現(xiàn)全面認(rèn)識(shí)、分析項(xiàng)目信息的莫過(guò)于工程施工圖紙。當(dāng)然，因一個(gè)完整工程項(xiàng)目的圖紙非常繁多，學(xué)生在識(shí)圖過(guò)程中仍有較多困難。為此，提出以下幾點(diǎn)解決方法。

3.1 抓重點(diǎn)，找經(jīng)典案例

一個(gè)完整的公路項(xiàng)目中有眾多的子項(xiàng)目。一套完整的工程設(shè)計(jì)施工圖紙往往包括總體設(shè)計(jì)、路線、路基路面、橋梁涵洞、隧道、路線交叉、交通工程及沿線設(shè)施、環(huán)境保護(hù)與景觀設(shè)計(jì)、其他工程、筑路材料、施工組織計(jì)劃、設(shè)計(jì)預(yù)算及工程地勘資料等內(nèi)容，通常有數(shù)千頁(yè)A3圖紙。如果全部翻閱，一是時(shí)間不允許；二是容易引起困頓，繼而影響指導(dǎo)效果。為確保學(xué)生愿意看，且看了有效果，一定要精選工程項(xiàng)目。最終教研室選取了《麗水市生態(tài)產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)水閣至臘口公路工程兩階段施工圖設(shè)計(jì)》圖紙，該項(xiàng)目囊括的子項(xiàng)目?jī)?nèi)容豐富，且案例典型、有代表性?？紤]到目前中小跨徑橋梁仍較多采用簡(jiǎn)支——連續(xù)預(yù)應(yīng)力混凝土T梁橋設(shè)計(jì)，因此橋梁工程課程授課時(shí)，選用該項(xiàng)目中包含胡洋大橋的路線設(shè)計(jì)圖紙、胡洋大橋設(shè)計(jì)圖紙及通用圖（包括上部結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)通用圖及各類(lèi)橋梁附屬設(shè)施相關(guān)圖紙，圖紙數(shù)量60頁(yè)A3）進(jìn)行教學(xué)。其他圖紙作為課后選讀內(nèi)容分享給學(xué)習(xí)意愿更強(qiáng)、自我要求更高的學(xué)生繼續(xù)深入學(xué)習(xí)。

3.2 求自主，引入“翻轉(zhuǎn)”理念

“翻轉(zhuǎn)”課堂蘊(yùn)藏著課堂互動(dòng)、交往、合作與探究的理念。目前，土木工程專(zhuān)業(yè)課程因理論知識(shí)難度較大，學(xué)時(shí)較緊等原因，除部分院校的計(jì)算機(jī)繪圖及實(shí)驗(yàn)類(lèi)課程采用“翻轉(zhuǎn)”課堂外，基本采用老師講基本理論知識(shí)要點(diǎn)，課后完成作業(yè)的方式進(jìn)行，與傳統(tǒng)教育方式并無(wú)實(shí)質(zhì)性變化，學(xué)生實(shí)踐能力并無(wú)得到強(qiáng)化訓(xùn)練。但土木工程和所有的工科一樣，實(shí)踐性強(qiáng)，對(duì)學(xué)生實(shí)踐應(yīng)用能力要求高。人才培養(yǎng)現(xiàn)狀和需求的矛盾日益凸顯。所以本次橋梁工程的教學(xué)改革倡導(dǎo)引入“翻轉(zhuǎn)”理念，進(jìn)一步提高學(xué)生的主動(dòng)參與程度，繼而達(dá)到訓(xùn)練學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的目的。主要執(zhí)行方式為：首先，選擇部分適合“翻轉(zhuǎn)”的教學(xué)內(nèi)容。在課前，進(jìn)行實(shí)際工程相關(guān)內(nèi)容接觸：圖紙識(shí)圖或各類(lèi)超級(jí)工程視頻等（注意此處需要老師布置提出部分問(wèn)題，讓學(xué)生帶著問(wèn)題學(xué)習(xí)，效果更佳），并鼓勵(lì)學(xué)生自行提出問(wèn)題；課堂上，同學(xué)們進(jìn)行分享，老師對(duì)要點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)，對(duì)難點(diǎn)進(jìn)一步深入解讀并引導(dǎo)學(xué)生舉一反三，讓學(xué)生真正讀懂實(shí)際工程設(shè)計(jì)圖紙或視頻資料及隱藏的相關(guān)理論知識(shí)信息；課后，針對(duì)目前實(shí)際工程項(xiàng)目存在的問(wèn)題，要求學(xué)生提出改進(jìn)方案，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

其中，“翻轉(zhuǎn)”教學(xué)內(nèi)容選擇時(shí)有三點(diǎn)需要注意：①盡量難度適宜，讓學(xué)生參與度更高，更好實(shí)現(xiàn)“學(xué)生為中心”。②需與實(shí)際工程聯(lián)系緊密，更好實(shí)現(xiàn)“產(chǎn)出導(dǎo)向”。③需有一定的交叉性?？梢允菢蛄汗こ膛c道路勘測(cè)設(shè)計(jì)、路基路面工程、墩臺(tái)基礎(chǔ)等的學(xué)科內(nèi)交叉，也可以是橋梁工程與美學(xué)、機(jī)械、電子等學(xué)科間的交叉。進(jìn)而，進(jìn)一步促進(jìn)“大工程觀”人才的培養(yǎng)。通過(guò)“翻轉(zhuǎn)”，進(jìn)一步提高學(xué)生學(xué)習(xí)能力，提高其動(dòng)態(tài)適應(yīng)能力、創(chuàng)新意識(shí)及實(shí)踐能力。具體的翻轉(zhuǎn)知識(shí)點(diǎn)以第一篇總論為例，如表1所示。

《橋梁工程》教材內(nèi)容與實(shí)際工程案例對(duì)應(yīng)關(guān)系 表1

4 多管齊下，促“大工程觀”人才培養(yǎng)

4.1 大綜合訓(xùn)練找不足，勤總結(jié)

通過(guò)引入“翻轉(zhuǎn)”理念，以實(shí)際工程為導(dǎo)向，做到了化整為零各個(gè)擊破，讓學(xué)生將相關(guān)知識(shí)點(diǎn)牢牢掌握。但效果到底如何，還需進(jìn)一步驗(yàn)證。因此，在課程的后續(xù)，要求學(xué)生完成一座橋梁的綜合設(shè)計(jì)，通過(guò)化零為整讓學(xué)生形成一項(xiàng)完整的橋梁工程，并在實(shí)踐中進(jìn)一步提高實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)“大工程觀”。從2017級(jí)道路橋梁工程方向的學(xué)生提交成果看，部分同學(xué)對(duì)邊緣交叉性內(nèi)容的掌握還不到位，對(duì)上部結(jié)構(gòu)掌握較好，但下部計(jì)算相對(duì)偏弱，還需進(jìn)一步加強(qiáng)，也為后續(xù)的教學(xué)工作指明了方向。

4.2 多學(xué)科聯(lián)動(dòng)，促“大工程觀”人才培養(yǎng)

為了培養(yǎng)高素質(zhì)綜合性人才，我校人才培養(yǎng)方案中已安排大量通識(shí)類(lèi)課程（21學(xué)分通識(shí)必修課+12學(xué)分通識(shí)選修課）以及大量技能類(lèi)課程（22學(xué)分技能必修課+8學(xué)分技能選修課），讓學(xué)生能對(duì)感興趣的學(xué)科進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)。此外，在大一新生人才培養(yǎng)方案解讀時(shí)，就將今后專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)可能涉及的交叉邊緣學(xué)科和同學(xué)們分享，如與橋梁方案選定相關(guān)的美學(xué)和環(huán)境科學(xué)、與橋梁制造和健康監(jiān)控相關(guān)的計(jì)算機(jī)、機(jī)械、電子等。鼓勵(lì)學(xué)生將個(gè)人興趣與所學(xué)專(zhuān)業(yè)有機(jī)結(jié)合，進(jìn)一步促進(jìn)多學(xué)科融合，繼而實(shí)現(xiàn)“大工程觀”人才培養(yǎng)。

5 結(jié)語(yǔ)

為主動(dòng)應(yīng)對(duì)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的挑戰(zhàn)，服務(wù)國(guó)家戰(zhàn)略和區(qū)域發(fā)展需求，推動(dòng)新工科建設(shè)再深化、再拓展、再突破、再出發(fā)，務(wù)必要踐行“學(xué)生中心、產(chǎn)出導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)”。為了進(jìn)一步培養(yǎng)符合“新工科”發(fā)展需求的具有創(chuàng)新性、動(dòng)態(tài)適應(yīng)能力及“大工程觀”的高素質(zhì)土木工程人才，本文以橋梁工程為例，在以下幾個(gè)方面提出要求：

①剔除落后知識(shí)，與時(shí)俱進(jìn)，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)態(tài)適應(yīng)能力；

②精心進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，以實(shí)際工程為導(dǎo)向，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)教融合；

③以學(xué)生為中心，引入“翻轉(zhuǎn)”理念，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)能力，并提高其動(dòng)態(tài)適應(yīng)能力；

④多管齊下，不僅注重學(xué)科內(nèi)課程間交叉，還加強(qiáng)學(xué)科間融合，促進(jìn)“大工程觀”人才培養(yǎng)。