桥梁工程方向本科生基于电算的毕业设计教学改革探索

　　桥梁工程专业曾是新成立后我国最早成立的专业之一，至今已有60年的历史，其间为国家培养出了大批人才，满足了我国工程建设迅速发展的需要，是促进我国桥梁事业迎头赶上并开始腾飞的基石与源泉。自成立至今，桥梁工程专业发生了显著变化：其一，第二次世界大战以后，电子计算机和有限元法的应用逐渐传入土木工程界，大大拓展了结构计算的范围，提高了结构计算的精度和效率。桥梁结构分析的一般模式逐渐走进了基于计算机的新时代，电算方法成为了桥梁工程设计全过程中不可或缺的工具，也成为了桥梁工程师必须掌握的重要能力；其二，桥梁工程专业课程设置起初仿照苏联窄口径模式，在几十年来的教学与实践中暴露出知识结构狭窄单一、应对复杂综合性工程能力较弱等问题，教育部在1998年颁布新的本科专业目录，将窄口径桥梁工程专业转变为宽口径土木工程专业桥梁工程方向，旨在为培养具有较宽理论基础、较强适应能力、较广专业视野的土木工程专门人才提供更合理的专业路径；其三，教育部于2010年进一步强调了企业在学生培养中的深度参与，强调了高校要按行业标准与通用标准来培养学生，强调了学生工程能力和创新能力的培养。基于以上三点变化，桥梁工程方向（原桥梁工程专业）的课程设置也亟待相应的改革与完善。本文因此就新形势下桥梁工程方向本科生毕业设计环节所应实行的改革措施做一些探索。

　　一、新形势下传统桥梁工程方向毕业设计的一些共性问题

　　1.宽口径人才培养模式下，课程深度有所降低，学生开始毕业设计前的预备知识普遍不足。窄口径桥梁工程专业的课程设置专注于桥梁工程这一特定结构大类，对工民建、岩土等相关结构大类极少涉及。学生有充足的课时来学习桥梁工程的专业课程，对课程内容的掌握是较为深入的。为了顺应学科交叉的大趋势，培养具有驾驭综合性工程能力的工程师，在宽口径桥梁工程方向人才培养模式下，学生所学课程的广度大为增加，在课时总量基本不变的前提下，很多专业课程的规模被大幅压缩甚至全部删除，课程内容已不能够涵盖桥梁设计的全过程，学生能否驾驭传统毕业设计内容存在疑问。

　　2.传统毕业设计选题差异性小，质量难以保证，无法满足当代人才需求。桥梁工程是实践性很强的学科。在施行窄口径人才培养模式时，电子计算机尚未得到大规模应用，限于手算方法及培养目标的局限性，本科生毕业设计选题往往集中于简支梁、连续梁等少数几个桥型，且独重结构设计，对斜拉桥、悬索桥等桥型极少涉及。同时，毕业设计选题之间差异性小。学生在完成毕业设计时普遍发现有抄袭、照搬的情况，极大影响了毕业设计的效果和质量。

　　3.课程设置滞后于设计行业现状，学生在毕业设计阶段电算能力普遍缺失。在桥梁工程专业成立之初，电子计算机尚未得到广泛应用，课程主要关注手算原理与应用，只有极少的篇幅介绍电算原理。但随着时代的发展，电子计算机乃至有限元法逐渐得到广泛应用，使得桥梁工程的设计方式得到了翻天覆地的变化。现今，电子计算机在桥梁工程的设计全过程中都已经成为了一个不可或缺的重要工具。而与之相应的专业课程却没有相应适时更新，严重滞后于设计行业现状，影响了毕业设计的进度和质量。

　　4.评价体系亟待完善，对学生的监督与激励作用不甚明显。传统的毕业设计中，对毕业设计内容的评价一般集中在学生毕业前夕的答辩环节。而在上世纪90年代末高校扩招后，高校师资力量与储备较之前有所下降，对于评价体系中的每周检查辅导以及中期检查往往流于形式。在最后的答辩环节中，高校大部分采用公开答辩和小组答辩配合的形式，公开答辩需要同学主动申请。很多同学抱着“只求毕业”的不良心态，只被动参加要求较低的小组答辩。由此可见，传统评价体系在毕业设计全过程都不能对学生产生足够的正向激励，由于学生主观重视不够或自控能力不强导致的进度拖延以及质量低下成为普遍现象。

　　5.毕业实习与毕业设计割离，学生参与度低，内容和质量难以保证。传统的毕业实习往往安排在本科第八学期的前两周。而在这段时间，学生往往忙于寻找工作或准备研究生入学考试的复试环节，客观上没有太多精力投入毕业实习。同时，由于经费和师资原因，毕业实习地点往往就近安排在学校周边工地，与毕业设计关联度低，难以保证质量。在这样的安排下，学生在本身精力有限的情况下更难有较高的参与度。

　　二、桥梁工程方向毕业设计的改革措施探索

　　1.宽口径人才培养模式下，在毕业设计环节大胆下放专业内容。毕业设计环节贯穿第八学期，时间较长，任务较多，学生接受的是前所未有的涵盖设计全过程的系统操练。在此期间，学生难免遇到很多问题和困难，自学本身是一个常态化的过程。基于以上情况，可尝试将由窄口径向宽口径模式转变中删减的专业内容下放到毕业设计环节学生的自主学习中，主体依靠学生的自学、互学，教师给予必要的指导。在课程总量大体保持不变的前提下，确保了毕业设计的广度和深度，提高了学生的自学能力。

　　2.精心选题，保证题目的多样化、实际性与时代特征，强调学生间的团队合作。好的毕业设计命题是保证毕业设计质量的基本前提。毕业设计题目的拟定宜结合教师近期的工程实践，做到源于真题，一人一题，题目脱胎于实际工程，具有鲜明的时代特点。选题应改变以往独重结构设计的窄口径人才培养模式思路，可尝试将一实际工程拆分成结构设计、施工、管理、检测、加固等多方面内容，形成选题组群。同一组群中的题目彼此相对独立又有密切联系。学生可结合自身的未来规划自主选题，在完成毕业设计的过程中有目标地提高自身业务能力，对今后的求学或职业道路有所助益，积极性从而得到显著提升。组群间的题目存在互补效应，学生在处理自身选题中的交叉内容时积极相互学习交流，大大提高了学习效率，培养了团队合作能力，贯彻了“卓越工程师”的培养要求。在完成真题的过程中往往能激发出学生作为工程师的使命感与成就感，对毕业设计的整体效果有不可忽视的积极作用。

　　3.强调电算工具在毕业设计中的应用，切实提高学生的电算能力。电算是桥梁工程的大方向和趋势，目前在桥梁设计中已具有不可替代的作用。对此，桥梁工程方向课程设置应与时俱进。在施行宽口径人才培养模式后，学生一般在前两年学习《理论力学》、《材料力学》、《结构力学》、《混凝土结构基本原理》、《钢结构基本原理》、《荷载与结构设计原则》等基础课程后，接着在第三年进入桥梁工程课群组后，接着学习《桥梁工程》、《钢与组合结构桥梁》等必修课和一些更有针对性的选修课。但这些课程之间关于计算方面的知识点仍是较为分散的、不成体系的。高校可考虑再独立增设《桥梁结构计算》课程，以强调基本概念原则下电算能力的培养作为主线，以主流电算软件作为工具，将原先各门课程中涉及到的桥梁结构计算知识点进行整合，作为基础知识和实践能力间的重要纽带。通过先前基础课程和《桥梁结构计算》等课程的逐步渗透，学生可逐渐培养起使用电算工具的基本能力，从而确保学生能够利用电算工具保质保量完成毕业设计。应当注意到，电算工具的广泛应用大大改观了设计全过程中的时间分配，工程师将更多的时间投入于概念设计、结构优化等环节，投入于繁复手算的时间大为节省，这也为学生在毕业设计总时间不变的前提下，自学互学因宽口径模式课时局限而在课堂上涉及不多的内容提供了可能。

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