刘 杰，王立彬，王秋东

（南京林业大学 a.土木工程学院；b.教务处，江苏 南京 210037）

引言

当今时代，随着智慧化、信息化水平的不断提升，智慧技术在推动社会发展进程的同时，也促进了各个行业的变革与创新。在此背景下，作为高校教学科目的重要组成部分，传统的土木工程专业教学受智慧时代的影响越来越大。同时，在教育不断改革创新的发展环境下，对土木工程教学的要求与标准越来越高，为了顺应智慧时代的发展，满足社会发展对新式先进人才的根本要求，需要切实提升土木工程教学的整体综合质量，推进土木工程教学改革，才能确保维护土木工程专业教学的良性发展，从而推动土木工程教学的不断完善，最终提高学生的专业综合能力。“桥梁钢结构”是面向土木工程本科生的一门专业核心与特色课程，该课程主要介绍了钢桥结构的基本知识、分析方法及要求，主要包括桥梁钢材、钢桥连接、钢板桥梁、钢箱梁桥、钢桁架桥、组合梁桥、钢斜拉桥与悬索桥结构体系、钢桥制造与施工、钢桥病害与维护等内容，具有逻辑性、体系性、抽象性、灵活性强的特点，其前序课程包括“理论力学”“材料力学”“结构力学”“塑性力学”等。

随着我国从建筑大国向建造强国的迈进，“智慧建造”基本理论研究是提高我国建筑设计品质的重要组成部分。智慧建造是经济社会发展的重要支撑，随着信息时代的到来，势必要统筹传统和新型基础设施发展，打造节约高效、经济适用、智慧绿色、安全可靠的新型现代化桥梁智慧设计建造及维护体系。“桥梁钢结构”课程主要介绍了钢桥结构的基本知识、钢桥结构设计建造方法及相关要求，但鲜有涉及“智慧化”建设背景下新型桥梁设计的基础知识与方法原理。为了培养适应信息时代下新一轮科技革命和产业变革的一流人才，迫切需要对该课程进行更新建设，探索出一条融合传统基础设施与新一代信息技术及智慧终端技术的智慧课程建设之路。

一、现阶段土木工程教学存在的困境与问题

（一）理论教学与实践教学倒挂

现阶段，由于“桥梁钢结构”课程的教学内容涉及众多钢桥结构的基本理论知识及相关分析方法等内容，教师教学的重点更加倾向于课堂上的理论教学，因而理论教学讲解所占的比重较大，以至于对实践教学讲解稍显不足，出现了理论教学与实践教学倒挂的问题。“桥梁钢结构”课程的教学目的是为了让学生熟练掌握与钢桥结构相关的理论知识基础，在实际工程中加以有效运用，但是出现了理论教学与实践教学倒挂的问题，这在一定程度上阻碍了学生的专业发展，无法增长学生的学科认知和专业见识。同时，学生缺乏实践操作锻炼的机会，导致学生的实践操作能力不强，限制了学生的认知能力与实践操作能力的共同进步、共同发展［1］。

（二）教学方法过于单一化

现阶段，部分高校的“桥梁钢结构”教学方法过于传统化、单一化，习惯性地沿用过于陈旧的课堂教学方式。在此模式下，教师占主体地位，没有充分考虑学生的主观意识，学生只能被动地接受关于“桥梁钢结构”课程的相关理论知识内容，致使学生缺乏学习兴趣。同时，相比于其他科学专业，“桥梁钢结构”课程的知识点综合性较强，涉及“材料力学”“结构力学”“塑性力学”等，门类众多、繁杂，导致学生不易理解。同时，由于课程教学时间的限制，教师为了在有限的课时内完成教学进度，会忽视与学生的互动环节。基于此种学习情况，学生面对“桥梁钢结构”知识内容，已经稍显吃力，更无法对课程知识进行全面内化与吸收，长此以往，会影响学生对知识的掌握，学生对学习的兴趣会逐渐降低，影响学生的学习效率及听课效果。

（三）没有充分发挥信息化、先进化的教学作用

现阶段，信息化教学已经成为各学科教学中不可或缺的教学方式，这也是教育教学走向信息化、先进化发展的重要表现。多媒体计算机已经成为教师必备的教学工具。在目前的“桥梁钢结构”课程教学中，部分高校还停留在播放课件阶段，甚至有高校的课件完全与教学内容一致，并没有在土木教学的内容上利用信息技术对教学内容进行整合、设计、规划，教学内容缺乏系统化和科学化［2］。

“桥梁钢结构”的教学效果不理想。在学习过程中，由于课程内容和方法所限，学生难以充分理解“桥梁钢结构”的几何构造，容易产生枯燥感。同时，存在教师任务重、学生学习难度大、教与学双向不对接等问题［3］。因此，通过对“桥梁钢结构”课程教学进行研究，初步探索了以“智慧桥梁”为主题的课堂双向讨论教学，包括智慧设计、智慧施工、智慧监测、智慧检测与维护等讨论环节，极大地调动了学生的学习兴趣与积极性，为后续的课程教学积累了一定的借鉴经验。

二、基于智慧建造视野的“桥梁钢结构”课程教学思考

（一）课程改革的建设目标

“桥梁钢结构”课程建设以进一步推进“智慧化”与一流课程建设为目标，融合智慧终端、大数据、物联网与移动互联网等新一代信息技术和理论，对“桥梁钢结构”课程进行教学内容与方法的更新，使学生进一步掌握智慧桥梁结构规划设计的基本知识、方法与原理，并结合实际工程案例分析和应用，科学、合理、全面、系统地指导新型智慧基础设施工程建设，培养学生接受新事物、善用新事物的素养，以及主动学习、探究学习、解决复杂工程问题（尤其是桥梁结构问题）的能力。

（二）“桥梁钢结构”教学改革的创新思路

1.课程建设与应用方面。随着我国从建筑大国向建造强国的迈进，智慧建造（或“智慧建造”）基本理论研究是提高我国建筑设计品质的重要组成部分。以适应新一代信息技术革命、深入推进智慧化与一流课程建设为目标，将新一代信息技术与理论（如大数据、物联网、移动互联网）融入传统钢桥结构设计建造过程中，探索大数据时代下智慧化课程的建设之路，以期促进智慧化新型基础设施工程建设。

2.教学理念与方法改革方面。努力尝试改革传统的教授方式，开发创新教学模式，在教学过程中开发新的教学模式，采用线上线下混合教学模式，引导学生进行课前学习，并于课前发布思考内容；课间以多媒体为载体，引导学生接触国内外前沿的智慧建造技术及BIM系统，对其中的桥梁钢结构内容进行针对性讲学；课下组织开展智慧化桥梁钢结构设计建造及养护主题讨论等，使学生在掌握传统教学内容的同时培养创新思维，充分提高学生的学习主动性和发散性；探索开展翻转课堂，鼓励学生课前预习，课上以双向交流讨论的形式答疑解惑，合作探究。

（三）思路方法

从以下三个方面逐步探索和推进“桥梁钢结构”的智慧化及新工科课程的建设。

1.以新一代信息技术为融合点构建课程知识框架。在信息化时代下，教师应意识到BIM课程设置的必要性，并在此基础上合理设置“桥梁钢结构”课程的教学内容，充分考虑学生的前期专业学习基础，例如“建筑施工”“结构知识”“建筑工程计价”课程等，进而让学生在学习BIM课程前奠定良好的学习基础。学生只有全面掌握建筑工程的相关理论知识，才能更好地理解BIM技术的应用，提高实践技能水平。与此同时，由于BIM课程涉及众多实践与理论知识，因此需要教师具备丰富的土木建筑工程相关专业知识，能够合理设计教学内容，并利用信息技术手段，将抽象、复杂的建筑图纸变得生动具体，降低学生的学习难度，提高学生的学习效率。在此种思路下，教师在教授基本知识、方法与原理的基础上，充分挖掘桥梁钢结构与新一代信息技术和智慧终端的融合点，增设智慧化教学内容，即基于新一代信息技术下的智慧建造技术：智慧化体系—BIM技术—智慧建造装备与服务—智慧建造核心技术—智慧建造的应用及展望，由宏观到具体，由整体到局部，最后回归主题展望，对“桥梁钢结构”教学内容进行知识框架的再构建。

2.重视理论教学与实际工程应用相结合，提高学生的综合素质。国家发展需要的应用型人才应该具有较强的实践能力和创新意识。土木工程专业是一门应用型极强的专业学科，涉及的知识范围广，学科视野宽，需要多结合实际，以理论促实践、以实践印证理论。高校教师应该基于国家的发展与行业人才的需求，重组工程实践的内容设计，在原有教学的基础上进行合理增删，通过探索型实验，鼓励学生自创、自研、自学、自用，最终培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力及实践能力。在“桥梁钢结构”教学过程中，邀请行业或企业专家分阶段远程或现场剖析实际工程运用案例，将产业视角代入教学环境，帮助学生了解产业前沿及行业动态，强化教学效果。通过提供实际工程背景，让学生独立完成桥梁设计规划方案、实践操作等工作。在此基础上，加强课程理论教学与实际工程运用的结合，鼓励或指导学生参加行业竞赛（如大学生结构创新大赛、“互联网+”创新创业大赛等），将所学知识与社会发展实际需求相结合，真正使学生学有所得、学以致用。

3.以重视行业动态及市场需求为导向，着手教学考核体系改革，具体体现在教学考核目标从原有的“重课本”转向“重实践”。学生终归要面临市场的检验，因此满足市场需要始终是一杆人才标尺。因此，“桥梁钢结构”的课程教学应始终坚持以市场人才需求为导向，以塑造有用人才为目标，多维驱动。针对课程教学，优化课程设计，全过程精心设计课程任务点，实现任务驱动模式，对教学成果的考核方式进行多元引入，改革传统的试卷测试考核，兼顾课堂表现、作业考核、实验表现、实践环节、期末测试等多元考核的有机转变，实现全过程考核和评价，构建创新人才培养的“软环境”，破除“死读书”的应试教育模式。在各项环节中全过程地记录学生的学习动态，反馈学习效果，客观评价学生的综合应用实践能力。

除了基本课程教学外，还应多向学生提供课外实践创新机会，积极提供大学生科研训练计划、个性化实验等实践创新项目（包括大学生“互联网+”创新创业大赛、大学生结构创新大赛等比赛活动），利用“互联网+”及结构大赛竞争平台，激发学生的思辨能力和创新热情，弘扬创新精神，塑造创新个性品质，更好地服务国家和社会。

结语

在智慧时代下，社会对新式综合人才的需求量逐渐加大，土木工程专业学生作为未来发展的希望和国家的栋梁之材，教师应意识到提高土木工程教学质量的重要性。“桥梁钢结构”作为土木工程专业领域中较为综合性、专业性的课程之一，要求学生掌握更多的专业知识内容，这在客观上增加了学生的学习难度。但是，现阶段传统的“桥梁钢结构”课程的教学观念存在一定的时代滞后，难以满足社会发展的根本要求，因此加大“桥梁钢结构”课程的教学改革力度已经成为社会发展的必然结果。通过多种方式实现教学的创新与发展，才能使土木工程顺应新时代的发展，满足社会对人才的根本需求，促进学生的全面发展。