关键词：土木工程；桥梁；课程；改革
一、原有桥梁工程专业课设置与存在问题
从多年执行的效果看，这一课程设置方案的优缺点如下。
1.学生在已知桥梁结构形式与施工方法的条件下，计算分析能力很强，能正确分析常规桥梁的受力特点，并进行构件配筋设计。
2.从毕业设计效果与用人单位的反馈情况看，学生对桥梁总体设计与施工方法的掌握程度比较差，特别是根据实际使用要求与建设条件构思桥梁方案的能力很差。
3.学生对桥梁结构构造、计算方法与受力原理、材料特点、施工工艺之间的内在联系掌握得比较差，对如何选用常用桥梁构造、尺寸、计算方法和施工工艺感觉无从下手。
4.在计算机软件技术长足发展后，桥梁电算内容与目前实际应用中的计算机辅助设计与施工有较大脱节，在运用计算机结构分析软件时，对计算结果的判断能力差。
二、课程设置调整的总体思路
古代土木工程技术是以师傅传徒弟的方式代代相传的，自从现代科学体系形成以来，土木工程技术已经越来越科学化，目前的土木工程教育形成了一套整系统的科学体系。随着工程技术复杂程度的增加，原来的土木工程技术已经拆分为各种数学、力学、材料等独立的课程，土木工程教学的主要任务也变成了这些课程的教学，教学中往往注重知识点教学，这些知识如何还原到工程应用中去并没有得到重视，这就产生了学生不会构思的问题。基于上述认识，为了达到让学生在具备专业技能的前提下，具有创造性思维的能力，课程教学改革的教学思想主要是在按照科学体系安排课程的同时，尽量体现桥梁工程技术自身的特点，以建造技术贯穿课程安排。在教学内容上，将重点主要放在，对现有桥梁设计与施工方法的形成过程上，通过分析目前已有桥梁的构造、设计方法、施工方法形成过程中前人所经历的成功和失败，找到目前桥梁工程结构常规做法的合理性与缺点。
三、新桥梁工程专业课程方案设计
土木工程专业的基础及专业基础课程在一二年级的平台课上统一安排，桥梁方向的专业课在此基础上进行。专业课的教学目的就是要使学生综合运用所学基础知识，学会按照工程特点进行思维的方法，了解桥梁结构体系可能的创新方向。
新课程设置方案具有如下特点。
1.针对学生计算能力强、构思能力弱的问题，增设桥梁概念设计课程。该课程主要结合一个随堂的课程设计，在专业课的一开始，着重介绍桥梁与使用要求、建设条件、受力体系、材料应用等的关系，培养学生的思考与构思能力。课程讲解过程中配合随堂的课程设计，在方案概念构思的各个环节上，开展若干次课堂讨论。
2.桥梁工程课程的教学内容做了较大调整。将桥梁工程课程按照结构体系开展，上学期主要介绍梁式桥，下学期介绍拱桥、斜拉桥、悬索桥。在某一种结构体系下，综合介绍公路、铁路桥梁由于荷载不同的特殊要求，不再分钢与混凝土桥，而是强调在不同条件下如何根据不同材料自身的特点进行综合利用，任何桥梁体系条件下都强调架设方法与桥梁受力、构造的关系。在桥梁设计计算方面，缩减计算方法本身的介绍，着重强调计算方法与构造特点与施工方法之间的关系，培养学生习惯于在结构设计中对结构进行全面思考。
3.将钢与组合结构桥梁课程进行了压缩，去除关于大型桥梁结构体系部分的内容，着重介绍钢与组合结构桥梁的特殊构造以及特殊的计算分析问题。
4.将道路工程、桥涵水文由选修课转设为必修课，加强学生对使用要求与建设条件的认识。
5.针对中小跨度桥梁大量使用连续梁桥的实际情况，增设连续体系梁桥课程设计，要求对连续梁桥进行合理跨径布置，并利用现有桥梁结构分析软件对桥梁施工及运营过程进行结构受力分析与配筋计算。
7.将原来的桥梁结构电算课程转化为桥梁结构计算，设为选修课，着重介绍复杂桥梁结构的施工与运营过程分析原理。
四、桥梁工程课程教学大纲的修订
在上述课程设置方案中，桥梁工程课程教学内容是改革的关键，新大纲的编制中充分体现了对学生工程思考能力培养的要求，将各种工法、算法、构造方法的演变作为教学的重点。表3为桥梁工程（上）教学内容。
在桥梁工程专业方向专业课程设置方案的研究过程中得到如下结论。
1.桥梁工程专业课设置的过分理论化，阻碍了学生创新思维能力的培养。
(二)课程设计与设计规范未很好结合
目前，该校交通工程专业的混凝土结构设计原理课程采用的是建筑工程类教材，讲解偏重于建筑工程，有些桥梁设计规范的计算公式并未提及，所以学生往往容易照抄教材公式而忽视桥梁设计规范的公式。比如，在计算主梁斜截面抗剪承载能力时，桥梁设计规范的计算公式与建筑工程的规范规定就存在较大差异，另外，在计算预应力损失方面，也存在一定的差异。工程制图课程方面也存在专业基础课程采用建筑工程类专业技术要求及习惯的问题。就桥梁工程课程方面，目前许多教材中所涉及到的图纸仍是采用《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTJ023－85)(以下简称“旧规范”)，在混凝土的保护层厚度、箍筋直径及最小间距等方面，新、旧规范存在较大差异，这些在教材上均未体现，导致学生没有完全掌握规范内容而出错。
(三)课程设计与现实未很好结合
随着科学技术的进步和材料的不断发展，桥梁的设计和施工也在不断地优化，在主梁的横向连接方面，目前教材中采用的图纸是采用钢板连接或仅通过铺装层连接，而目前实际设计中，大多采用湿接缝连接，为了施工方便，将横隔梁局部掏空的形式，这导致我们的设计与目前实际的设计存在差异，使得学生毕业后与设计现实不能完美接轨。
(四)课程设计成果问题
课程设计成果包括两大部分，即设计计算书和图纸。桥梁设计专业软件课程桥梁博士、Midas等安排在桥梁工程课程设计之后，所以计算只能通过手算完成。学生也没学过计算机CAD绘图课程，课程设计教室没有安排在计算机机房内，所以图纸只能手工绘图。由于手算过程比较繁琐，往往由于对某个概念的理解不深，会导致设计工作从头开始的情况;有些同学为了省时省力，将错就错，导致设计成果可信度不高、前后不对应的情况。
二、解决措施
(一)关于课程设计题目选择问题
(二)与规范结合
(三)与实际结合
教师应结合从事项目情况和对桥梁工程设计现状的把握，从更高层次上对学生的课程设计进行具体的规划和指导，使学生了解设计流行趋势和习惯做法。
(四)设计成果问题
设计成果应明确各部分的具体要求，计算书应包括设计过程中选用参数的详细过程、理论依据和计算图示等。图纸应结合桥梁设计情况，对图纸的大小、线类型及宽度、字体类型、高度及高宽比、标注方式等要有明确的要求;在设计过程中应加强中间环节的监督和管理，可把设计过程划分为若干阶段，布置阶段任务，进行阶段检查，发现问题及时纠正和调整，确保设计成果的质量。
三、结论
关键词：桥梁工程；教学系统；改革；实践
一、现状与背景分析
二、基于创新能力培养的桥梁工程课程教学体系改革与实践
1.新教学大纲的制定。以培养学生的创新理念和创新思维能力为核心目标，结合大部分学生就业单位的用人要求、前几届学生的学习情况和我校培养应用型本科人才的特色，分析现有教学大纲中存在的缺陷，并对其进行修订。重点在于调整各章、节的基本内容，使其能更好地反映出本学科的新成就和学科发展的新方向；同时调整讲授课、习题课、实验课等分配比例和具体学时数，留给学生更多的实作空间。
3.实践教学方案的完善。对实践教学方案的完善主要包括课程设计环节和实验环节。课程设计方面，以往的课程设计中，学生常常是按老师提供的计算书和图纸样本依葫芦画瓢，一旦没有样本，就不知从何下手。这种课程设计的模式严重制约了学生的创新能力。因此，必须在课程设计的选题、课程设计的深度、细节要求等方面下工夫，对相应内容进行调整，形成完善的课程设计实施方案。另外，还应探索在课程设计和毕业设计中，桥梁概念设计的比重增加到何种程度才能更有效培养学生对总体目标的洞察力、对设计任务的驾驭能力和对工程技术的创新能力。
4.现有教学模式和教学方法的改进。将创新理念融入到全部教学环节中，将“以教师为主体”的传统教学模式向“以学生为主体、教师为主导”的教学模式转变，探索完善启发式、讨论式教学方法，促使学生由“被动学习”到“主动学习”。
5.教学模型的制作。桥梁工程与实践的结合非常紧密，教学内容主要包括计算和构造两部分。然而，对于一些设施的具体构造，教材上的图形往往比较模糊，即使教师授课时给学生展示了大量的图片，学生仍反映对此印象不深，譬如，T梁渐变段、伸缩缝、支座、锚具的构造等。将这些设施的教学模型带入课堂，逐一进行讲解，难题就迎刃而解。
7.加强桥梁电算教学。作为路桥方向的本科教育，桥梁结构电算应该是桥梁工程专业的一门必修课。随着材料、技术的不断进步，桥梁结构正在朝轻型、（超）大跨度方向发展，许多轻型桥梁结构也不断涌现。随之，桥梁设计理论和计算水平的也不断发展，桥梁结构分析的能力也不断增强。为适应实际工程需要，路桥专业的学生应熟练掌握一门桥梁结构分析软件，用于实现桥梁设计阶段的内力计算，并能充分考虑施工过程、非线性等因素，用于桥梁施工控制、试验检测和病害分析中。
三、具体成果
【关键词】
土木工程;课程设计;方案设置;改进措施
0引言
1钢桥课程设计方案设置
1．1设计思路
1．2设计方案
1．3问题解决方案
1．3．1超静定结构求解
因采用三跨连续梁，故需要进行超静定计算。虽然学生在《桥梁工程》课程设计中有进行内力计算，但是大多数《桥梁工程》课程设计均采用简支梁桥，内力计算时为静定结构，学生手算即可。但是对于连续梁桥超静定结构，虽可采用结构力学方法进行计算，但是计算内容过多且难度很大。因此，在此次课程设计中采用了一种可计算超静定结构的力学软件进行计算。学生只需将尺寸、荷载等数据输入进软件中，并且确认最不利荷载布置方法即可进行超静定计算。既完成了对连续梁超静定结构的内力计算，又让学生巩固了结构力学中影响线的概念。
1．3．2加劲肋验算
1．3．3桥面系的内力计算
1．4效果评价机制
为了培养学生的独立思考能力，避免学生在设计过程中出现抄袭现象，在课程设计中可采用分组设计和一人一题的方法［6］。本次课程设计分为综合设计计算书与答辩两个方面对学生课程设计效果进行考察。其中计算设计书要求学生制定详细的方案，大到桥梁整体布局，小到加劲肋的设计、变截面的尺寸变化。要求学生能完成设计图纸的绘制与材料表的计算。但是，仅仅依靠设计书对学生课程设计进行评价比较片面，学生可能存在懂得算法却不懂得原理的现象，因此要真实客观地反映学生的学习成果，就要综合考虑各个影响课程设计效果的环节，比如可以借鉴毕业设计考核方式，增设学生的课堂答辩［6］，并要求学生对本次课程设计的方案进行评价与建议。
2实践问题总结
2．1实施效果
课程设计结束后，学生对此次课程设计进行了评价。对于现在少有的钢箱梁连续梁桥课程设计，网上资料少、计算难度大都是这次课程设计的问题。为了解决超静定问题与钢箱梁的截面特性问题同学们搜集了许多资料，试用了许多软件最终确定计算方法，锻炼了学生主动学习探索的思维与创新能力。在课程设计答辩中，加入了许多钢箱梁特性的问题，体现了本次课设的特色，例如剪力滞效应、桥面系简化算法的思路等。通过答辩发现学生们对剪力滞效应的概念十分清晰，达到了利用所学知识解决问题的效果。本次课程设计囊括了桥梁工程、钢结构、结构力学的知识。整个课程设计以桥梁工程知识为主线，主梁内力计算需要结构力学知识、加劲肋与顶板的焊缝验算也需要掌握钢结构的内容，本次课程设计达到了将知识进行整合利用的效果。课程结束后，学生评价良好，依托《钢桥》及其课程设计教学，笔者获得土木与交通学院第四届“我最喜爱的任课教师"第三名。
2．2存在的问题
(1)本次课程设计虽然每位同学的工况及参数都有所不同，但是计算过程方法相同，计算内容相似，计算结果相差不大，对于不同工况的部分学生为了计算方便采用相同的截面形式，存在雷同现象。绘制图纸时发现学生将已有做好的图纸进行修改，并没有从始至终地绘制一幅完整的设计图纸，没有达到让学生亲力亲为地设计一座桥梁的效果。(2)本次课程设计为了适应本科生所学知识采用了较多的简化算法，计算结果误差可能较大。大多采用简单易行、功能单一的软件计算，缺乏使用新技术新软件的的意识。(3)课程设计的探索过程主要由班里成绩较好的学生进行，待其确定计算方法后其余学生再开始计算，缺少了让每一同学探索、创新的过程。应加强不同层次需求和不同基础的学生全面锻炼的训练［7］。
2．3改进方案
(1)在设计中安排多种工况。例如要求钢箱梁分为直腹板与斜腹板，对设计车道有所区分等。让每个学生既要独立思考，又可以和同学进行交流合作。(2)将迈达斯等计算软件课程提至钢桥课程设计之前，让学生既能够准确计算又能够熟悉计算软件的使用方法，为以后的设计工作奠定基础。(3)改进反馈答辩机制，答辩时要考察学生理解整个课程设计的设计思路，将学生共同的学习成果全部吸收，增强对知识的理解与认知。(4)定期检查学生对资料文献的阅读情况，结合设计题目进行分析，选择与题目相适应的内容运用到设计中，培养学生“查－阅－析－用"的自主学习模式［4］。
3结语
本次《钢桥》课程设计不同于现有《钢桥》课程设计模板，提出了更适合于学习公路桥梁和知识储备量较少的本科生。让学生从提出方案到设计计算，全面体验设计一座桥梁的过程，为以后步入工作岗位奠定基础。在课程设计过程中，要求学生查阅文献、提出计算方法并进行验算，真正做到回归工程本质，平衡工程教育课程中“理论"与“实践"内容，构建集知识、技能和态度“三位一体"的课程目标，优化了课程结构，以应对知识经济对我国工程人才培养质量的挑战。
作者：傅中秋吉伯海姚悦单位：河海大学
［参考文献］
［1］汤智林，韩龙君．课程设计教学环节的有效控制［J］．廊坊师范学院学报(自然科学版)，2008，8(3):28－30．
［2］刘敦文，杨光．安全工程专业实验课研究性教学与创新型人才培养［J］．中国安全科学学报，2010，20(5):157－161．
［3］吉伯海，傅中秋．钢桥［M］．北京:人民交通出版社，2016．
［4］吴仁伦，杨胜利．《矿山压力与岩层控制》课程设计教学改革与实践［J］．教育教学论坛，2016，(6):139－140．
［5］小西一郎．钢桥［M］．北京:中国铁道出版社，1980．
关键词：桥梁工程；CDIO；问题链
作者简介：杜建文（1985-），男，山东临沂人，南京理工大学泰州科技学院，助教；李十泉（1985-），男，江苏南通人，南京理工大学泰州科技学院，助教。（江苏泰州225300）
CDIO作为工程教育的创新工具，是面向学生的教育，即强调在构思（Conceive）-设计（Design）-实施（Implement）-运行（Operate）现实世界的系统和产品过程中，来学习工程的理论和实践[1-2]。“桥梁工程”是土木工程交通土建方向一门重要的专业必修课。通过对它的学习可以使学生理解桥梁的基本构造，掌握桥梁上部结构和下部结构的设计方法，为其今后的工作打下良好的基础。
一、“桥梁工程”的教学内容
桥梁是为了跨越各种障碍（如河流、沟谷或其他线路等）而修建的建筑物，是陆路交通运输中重要的组成部分，称为交通运输的咽喉。“桥梁工程”课程主要讲授桥梁的设计和桥梁常见的施工方法。本次教学实践主要针对桥梁设计进行，桥梁设计主要包括上部结构设计、支座设计和下部结构设计。
桥梁设计是依据“安全、经济、适用、美观”的基本原则进行的，主要包括以下具体内容[3]：桥梁结构的组成、分类和结构体系；桥梁平面设计；桥梁纵断面设计；桥梁横断面设计；桥梁的设计荷载，包括恒载和活载；主梁内力计算，包括恒载内力计算和活载内力计算，并进行作用效应组合；上部结构正截面承载力计算、斜截面承载力计算和变形计算；桥台和桥墩的尺寸拟定和构造要求；桥墩桥台的承载力验算；基础类型的选择和承载力计算。
因为规范中的条文规定在讲授时比较繁琐，比较枯燥，而且学生在学习时不知道该构造规定的作用，从而学习积极性较差，造成教学效果较差。为了改变这种消极的状态，将在实践环节安排的《桥梁工程课程设计》融入到教学当中，即以实际桥梁的设计贯穿整个“桥梁工程”教学，从而实现在“做中学”。
二、“桥梁工程”教学实践流程
在“桥梁工程”授课过程中，以实际桥梁的设计为主线，采用问题链的形式引导学生思考，从而激发学生学习的兴趣，主动学习。教师在第一次授课时，就将学生将要完成的桥梁设计课题布置给学生，也就是给学生一个桥梁的设计任务。以“3×13m钢筋混凝土简支空心板桥设计”课题为例，阐述如何实现桥梁工程的教学实践。
问题链指的是一些系列问题所组成的问题组。桥梁工程中的问题链是以桥梁设计的流程为主线进行设计的，由浅入深，由上部结构延伸至下部结构，层层递进，进而包含桥梁工程设计的主要内容。
问题1：设计题目中的“13m”表示什么含义？
提出问题后，首先请学生进行回答，同时给予学生适当的引导，通常教师给学生几个备选答案，以选择的形式进行提问。比如，13m表示的是标准跨径、计算跨径还是桥梁全长？让学生来进行选择，当学生回答完毕后，可以顺着其的回答进行延伸。
当学生回答是其他答案时，如计算跨径。可以幽默地让其重新选择，直至选到标准跨径，此时可以活跃课堂气氛。然后，引出标准跨径的概念，讲授桥梁构造的概念，进而弄清楚相近概念的区别。
问题2：设计题目中3×13m表示什么含义？
问题3：该桥梁的结构形式是简支板桥，它是从哪个角度进行分类的，还包括哪些常见的结构类型？
通过这个问题，引出桥梁的分类。桥梁从受力角度分为梁桥、拱桥、悬索桥、刚构桥和组合体系桥等。分别阐述梁桥、拱桥、悬索桥的受力特点和相互之间的区别，让学生对桥梁的体系有系统性的认识。通过提问学生明白其设计课题的类型即简支梁桥，属于梁桥的一种。
同时，梁桥还包括连续梁桥。那么，简支梁桥和连续梁桥在受力上的最大区别是什么？
问题4：该桥梁的主梁是什么形式？
问题5：空心板上面有哪些荷载作用？
最后，讲述规范中对这些作用如何进行作用效应组合，主要包括承载能力极限状态下的基本组合，正常使用极限状态下的长期效应组合和正常使用极限状态下的短期效应组合。这三种组合的计算公式和相应系数的取值。
问题6：简支梁桥跨中和支点处的弯矩和剪力如何计算？恒载和活载的计算有什么区别？
通过这个问题引出空心板梁的内力计算，再分别叙述恒载和活载的内力计算。恒载计算可以直接利用结构力学中关于均布荷载的情况下的内力计算就可以得到。活载内力计算主要包括汽车荷载和人群荷载，必要时还要计算风荷载等。汽车集中力作用在主梁上，求其内力的计算属于空间力学问题，求解非常麻烦，在工程实际中，引入了荷载横向分布系数的概念。
然后，阐述荷载横向分布系数根据横向刚度不同有5种不同的计算方法，说明这些方法的各自的基本假定和计算步骤。
让学生结合其各自的桥梁设计课题，采用杠杆原理法计算空心板支点处的荷载横向分布系数，采用铰接板梁法计算1/4跨至跨中处的荷载横向分布系数，对于支点至1/4跨采用线性内插的方法获得，并绘制荷载横向分布系数沿纵向的分布。接着利用影响线法求出汽车荷载和人群荷载在主梁中的内力。[3]
安排一次课时，让学生来讲述自己的主梁内力计算，教师对其讲述过程要进行控制，当其完成一个重要步骤时，就进行评价，如正确就加以肯定，如出现错误，及时进行纠正。
问题7：桥梁内力计算完成后，应进行作用效应组合，并进行承载力计算。那么，承载力计算包括哪些内容？
空心板承载力计算主要包括正截面抗弯承载力计算，斜截面抗剪承载力计算和正常使用极限状态下的变形计算。通过承载力的计算可以和前续课程“混凝土结构设计原理”[4]有效进行联系。
问题8：桥梁上部结构和下部结构的连接部件是什么？
通过这个问题，引出支座的作用，进而讲授支座的类型、分类和常见的支座形式。
结合钢筋混凝土空心板桥设计，详细阐述板式橡胶支座的工作原理和设计流程，即：确定支座的平面尺寸，计算形状系数；确定支座的高度；验算支座的偏转和压缩变形；验算支座抗滑性。
问题9：桥梁下部结构主要包括哪些部分？它们有哪些形式，如何进行设计？
通过这个问题，引出桥台、桥墩和基础的概念。根据不同的地质情况和结构形式，对于桥台部分，重点讲授重力式桥台和桩柱式桥台；对于桥墩部分，重点讲授重力式桥墩和桩柱式桥墩。
问题10：桥梁上部结构和桥墩（台）的荷载通过什么部分传递到地基上？
参考文献：
[1]查建中.论“做中学”战略下的CDIO模式[J].高等工程教育研究，2008，（3）.
[2]王刚.CDIO工程教育的模式的解读与思考[J].中国高教研究，2009，（5）.
[3]汪莲.桥梁工程[M].合肥：合肥工业大学出版社，2011.
[4]叶见曙.结构设计原理[M].第二版.北京：人民交通出版社，