钢桥课程本科教学改革研究探讨

赵金钢 杜斌 贾宏宇 王玲玲

摘  要：随着我国推进公路钢结构桥梁建设和新版公路钢桥设计规范的颁布施行，对当前钢结构桥梁课程教学和人才培养模式均提出了新的挑战。根据在教学实践中发现的问题，从钢桥课程开设时间、讲授方式、考核方式和讲授内容等方面探讨了一些教学改革尝试，以适应当前教学需求。

关键词：钢桥;教学改革;考核方式;讲授内容

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2019）13-0115-03

Abstracts： With the promotion of highway steel bridge construction and the design and implementation of new highway steel bridges in China， new challenges have been raised for the current steel structure bridge teaching and talent training models. According to the problems found in the teaching practice， some teaching reform attempts were explored from the aspects of the opening time， teaching methods， assessment methods and teaching contents of steel bridge course， in order to meet the current teaching needs.

Keywords： steel bridge; teaching reform; testing mode; teaching content

一、概述

我国交通运输部于2016年印发了《关于推进公路钢结构桥梁建设的指导意见》决定推进钢箱梁、钢桁梁、钢混组合梁等公路钢结构桥梁建设，提升公路桥梁品质，发挥钢结构桥梁性能优势，助推公路建设转型升级。同时，为适应当前公路钢结构桥梁应用的需要，交通部于2015年底颁布施行了新版的《公路钢结构桥梁设计规范》（JTG D64-2015）[1]，新规范中采纳了桥梁可靠度的设计理念，要求钢结构桥梁分别按承载能力极限状态和正常使用极限状态两类极限状态进行设计，这不同于以前规范中应用的容许应力设计法。并且，新规范对钢结构桥梁的设计根据桥型的不同分别作出了相应的规定，这可进一步促进钢结构在我国公路和市政桥梁中的应用。

但是，当前国内对道桥专业桥梁钢结构教学的研究相对较少，较多的集中在房建专业钢结构教学的研究方面，由于道桥专业和房建专业依据的钢结构设计规范不同，并且结构构造有较大区别，因此道桥专业桥梁钢结构教学有自己特有的特殊性，需要进行专门探讨其讲授内容、讲授方式和课程安排，使学生能够通过课程的学习了解并掌握新版钢桥设计规范中对钢结构桥梁设计的相关规定。当前对于道桥专业桥梁钢结构課程改革方面的相关研究主要有：聂肃非等[2]基于道桥专业方向钢结构设计原理方面课程本科教学的特殊性，从教学内容的选择、运用可以激发学生积极性的教学方法、重视学生实践、合理安排考试环节等方面进行了钢结构教学的探讨，使教学相长，让学生从被动接受知识转化为自觉主动的学习;苏庆田等[3]根据钢桥教学实践过程中存在的问题和不足，提出了现代钢桥课程体系的调整，并在实践中取得了良好的效果;张志俊等[4]结合贵州理工学院的实际情况，以培养应用型人才为目标，探讨了钢桥课程教学改革方法，并以钢桁桥章节为例，提出采用问题-启发式教学模式，让学生自主学习增强掌握知识的能力。根据道桥专业桥梁钢结构课程的特点，本文将结合贵州大学土木工程专业桥梁方向《钢桥》课程的开设情况，从教学内容、教学方法以及考核方式等方面对《钢桥》课程的教学改革进行探讨研究。

二、课程概况

贵州大学土木工程学院道路与桥隧工程系下设道路工程和桥梁与隧道工程两个方向，《钢桥》课程为面向桥梁与隧道工程方向学生开设的专业选修课，该课程在第七学期开设，共32课时。课程教学任务是通过系统的讲授钢结构桥梁的构造特点和计算方法，使学生掌握钢桥设计的一般要求与原则、钢桥的连接形式、钢桥桥面结构、钢板梁桥、钢箱梁桥、组合梁桥和钢桁梁桥等相关知识，对现行《公路钢结构桥梁设计规范》和《铁路桥梁钢结构设计规范》[5]中关于公路钢桥和铁路钢桥的基本构造要求和相关规定有一定的了解。根据我校对土木工程专业桥梁方向学生的培养定位，当前钢桥课程选用的教材是由吉柏海和傅中秋主编，人民交通出版社出版的《钢桥》。

三、钢桥课程中存在的问题

由于钢桥课程仅有32课时，在有限的课时内无法向学生全面的讲授钢桥课程的内容。因此，贵州大学在第六学期向学生开设了钢结构设计原理课程，以使学生在学习钢桥课程之前，能够掌握一定钢桥构造、计算理论等钢结构桥梁的相关基础知识。但是，当前国内的《钢结构设计原理》教材基本都是基于适用于工业民用建筑的《钢结构设计规范》（GB50017-2003）编写的，其内容几乎从未涉及钢结构桥梁的专业知识，使得桥梁方向的学生在学习了一个学期的《钢结构设计原理》之后，对钢结构桥梁的构造与结构设计仍然一无所知[6]，对钢结构桥梁也没有一个整体的、专业的认识，并未达到钢结构设计原理课程设置时承上启下的目的，也限制了钢桥课程的学习效果。

随着我国铁路建设特别是高速铁路建设的迅速发展，使得桥梁方向的部分学生有机会参与铁路工程建设，并且我国于2015年底颁布施行了新版的公路钢结构桥梁设计规范，但是当前兼顾公路钢桥新规范和铁路钢桥规范编写的《钢桥》教材较少。例如，我校当前采用的吉柏海教授编写的《钢桥》教材在介绍桥梁用钢的基础上，以钢主梁类型为主线，系统地介绍了各类钢桥的受力和构造原理，非常适合选为桥梁方向学生的教材，但是该书主要是依托现行的公路钢结构桥梁设计规范编写，对于铁路钢桥规范的内容介绍较少;同济大学吴冲教授编写的《现代钢桥》（上册）对公路钢桥和铁路钢桥设计规范具有涉及，并对日本、美国和欧洲的钢结构桥梁设计规范中的相关内容进行讲解，但是该书编写于2006年，所采用的公路钢桥设计规范是1986年颁布施行的《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》，不能满足当前的钢桥课程教学需要。同时，钢桥课程在第七学期开设，即大四上学期，这一时期，学生面临考研、就业等压力，使得学生根本无法将全部精力投入到课程的学习中，也使得教学效果大打折扣。

四、教学改革的探讨

根据当前钢桥课程的实际情况，从钢桥课程开设时间、教授方式、考核方式和讲授内容等方面进行改革尝试，探索更加贴近工程实际、更加贴合新版公路钢结构桥梁设计规范的课程内容设置，使学生能够通过课程的学习，真正的掌握钢桥的相关专业知识。

（一）调整钢桥课程开设时间

由于大四上学期学生面临考研、就业方面的压力，无法全心投入课程学习，为提高学生学习效率，因此我系将钢桥课程开设时间由第七学期调整为第六学期（即大三下学期）。贵州大学当前每学期共有16教学周，调整后钢结构设计原理和钢桥每周均为4课时，钢结构设计原理在第六学期前8周开设、钢桥在第六学期后8周开设，可以同时满足两门课程各32课时的要求，并且不会对学生带来过多的课业负担。

（二）讲授方式调整

笔者在实际教学中发现，当前学生在课堂上不愿或怯于发言，导致老师与学生之间无法形成良好的互动。此外，钢结构桥梁构造复杂，如果教师采用满堂灌的教学方式，仅是通过语言描述是无法向学生讲解清楚的。因此，探索在课堂上设置互动环节，将学生分为若干学习小组，在讲完每一章讲完后，均安排一组学生紧密结合课程内容[7]，通过对周边钢结构桥梁工程实地调研、网上搜集资料等方式搜集相关资料，合作完成PPT并向全班同学讲解所搜集到的相關资料，探讨对相关类型桥梁构造的理解，授课教师和其余学生可以就讲解内容进行提问，以增强课堂互动性，并解决教学中“重理论，轻实践”的问题。

（三）考核方式改革

当前，钢桥课程的分数分配比例为平时成绩30%、期终考试成绩70%，其中平时成绩按照每名学生的到课率给出。这种课程成绩划分方法过于简单，无法调动学生参与课堂互动的积极性，并且不能充分反映学生对课程的掌握程度。因此，笔者探索将平时成绩和期终考试成绩分配比例调整为50%：50%，并且平时成绩由到课率和课堂表现两部分构成。期终考试试卷中除包括教材上的内容外，还应将上文中学生分组报告的内容纳入考试范围，以调动学生参与调研的积极性。

（四）课程教授内容调整

当前钢桥课程设置课时量较少，因此在钢结构设计原理课程讲授时，穿插讲授一些钢桥的基础知识，或将钢结构设计原理教材与钢桥相对应的内容替换为钢桥相关内容进行讲授。如，钢结构设计原理课程的“钢结构的连接和节点构造”部分内容，教材中为房建钢结构的连接和构造，将其替换为钢结构桥梁的连接和构造内容，这样处理既可以使钢结构设计原理课程贴近钢桥的内容，又可以使钢桥课程有足够的课时进行钢桥其他内容的讲授。

此外，在钢桥课程讲授时，除选用的《钢桥》教材内容之外，增加对铁路钢桥规范相关内容的讲解，使学生能够对公路钢结构桥梁和铁路钢结构桥梁的知识都有所了解，如：公路钢桥设计规范和铁路设计规范对竖向挠度容许值差别较大，因此在钢桥课程中给出两个规范的竖向挠度容许值对比（如表1所示），并扩展讲解公路和铁路桥梁规范中对移动荷载规定的差异，使学生能够对铁路钢桥有一定的了解，拓展知识面。

五、结束语

随着国家对钢结构桥梁的推广应用和新版公路钢桥设计规范的颁布施行，使得高校钢桥课程面临越来越多的挑战，因此应根据现实情况对钢桥课程进行改革，以满足社会需要。根据钢桥课程教学实践中存在的问题和不足，并从培养满足企业需要的实用型人才出发，笔者从钢桥课程开设时间、讲授方式、考核方式和讲授内容等方面进行了一些改革尝试，以逐渐提高钢桥课程的讲授效果，使学生能够掌握钢结构桥梁的相关知识，满足企业对钢结构桥梁设计、施工人才的需要。

参考文献：

[1]中华人民共和国交通运输部.公路钢结构桥梁设计规范（JTG D64-2015）[S].北京：人民交通出版社，2015.

[2]聂肃非，张卉.道路桥梁专业钢结构本科教学改革探讨[J].高等建筑教育，2009，18（4）：87-89.

[3]苏庆田，吴冲.钢与组合结构桥梁课程教学改革探讨[J].高等建筑教育，2013，22（4）：37-40.

[4]张志俊，张挣鑫.基于应用型人才培养的钢桥课程教学改革初探[J].高等建筑教育，2018，27（2）：68-71.

[5]国家铁路局.铁路桥梁钢结构设计规范（TB 10091-2017）[S].北京：中国铁道出版社，2017.

[6]原华，李运华，赵志亮.道桥方向《钢结构》本科教学改革研究[J].科技信息，2012（10）：454.

[7]陈华婷，高文学，黄艳.土木工程专业道桥方向《钢结构设计原理》课程教学的思考与实践[J].土木建筑教育改革理论与实践，2010（12）：192-195.