新工科背景下橋梁計算機輔助設計課程教學創新改革實踐

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2025）13-0070-04

Abstract：Theteachingphilosophyof\"student-centered\"educationisthecoreembodimentoftheprinciplethat \"students comefirst\".InthecourseofComputer-aidedDesignforBridges，basedonthecurentstatusof disciplinarydevelopment，we thoroughlyanalyzeteachingpainpoints，clarifyteachingchallenges，andinitiatecomprehensiveteachingreformsacordingly.By employingapplication-orientedandpractice-integratedteachingmethods，withafocusonpracticalaplication，weintroducecase studiesandproject-drivenapproaches，allowingstudentstoaplyknowledgeintheoreticallearningandfosteringinovative capabilities.Multiple-dimensionalassessmentsareemployed，incorporatingwhole-processevaluationandoutcomeorinted fedbackmechanisms.Theintegrationofideologicalandpoliticaleducationintothecoursecontentisemphasized，withsocial responsibilityconeptsreflectedthroughcaseanalyses，genuinelyintegratingideologicalandpoliticaleducationintothelas. Basedontheseinovativeteachinginititives，anewteachingmodelhasbeenestablished，achievingpositiveandefectieresults inteachingresearch，facultydevelopment，andstudentperformance，layingasolidfoundationforfurtherexcelenceincourse development.

Keywords： bridge engineering; computer-aid design; teaching diffculties;teaching innovation； promotion effect

中國自改革開放以來，經濟飛速發展，城市化進程迅猛，對交通運輸系統的需求也在不斷增加。為了適應社會經濟的發展，中國提出了建設“交通強國”的戰略目標。這一戰略旨在發展全方位、多層次、高效能的綜合交通運輸系統，包括公路、鐵路、航空、水運等多個領域。交通強國戰略的實施推動了橋梁工程領域的發展，促使橋梁工程更加科技化、智能化，以適應日益增長和復雜的交通需求[1-3]。新工科教育理念正是為了適應這種新時代產業發展對工程技術人才的需求而提出的4。傳統的工科教育側重理論知識和基礎技能培養，而新工科教育更注重培養學生的創新能力、實踐能力和團隊協作能力，以應對日益復雜、跨學科的工程問題5-。為此，新工科教育鼓勵不同學科之間的融合，培養學生具備多學科的知識背景，能夠更好地應對復雜的工程問題7-8]。同時，重視培養學生的創新思維和創業精神，使他們能夠在不斷變化的科技和產業環境中脫穎而出。

在交通強國戰略的背景下，橋梁計算機輔助設計課程發揮著重要的戰略性意義。這一課程為學生提供了先進的計算機工具和技術，加速了橋梁設計領域的數字化、信息化、智能化進程[9-0]。首先，通過培訓學生掌握橋梁設計軟件和技術，提高了設計效率，促使工程項目更迅速地實施，符合交通強國戰略的要求。其次，推動了橋梁工程領域的技術創新，培養了橋梁專業學生在數字化建設方面的先進能力，有助于我國在國際舞臺上更具競爭力。此外，該課程不僅關注工程專業知識，還培養學生的跨學科能力，使其能夠更全面地理解和解決橋梁工程中的復雜問題。通過團隊協作和溝通，學生能夠更好地應對不斷發展的技術和需求。最終，橋梁計算機輔助設計課程有助于降低工程成本和資源浪費，通過模擬和優化提前發現和解決問題，符合可持續發展的理念。總體而言，該課程在培養高水平工程技術人才、推動科技創新、提高工程效率等方面，為實現交通強國戰略目標提供了重要支持。

橋梁計算機輔助設計是面向橋梁專業本科三年級學生開設的專業必修課，學生在完成了橋梁專業基礎課程后，通過本課程進一步地學習橋梁有限元分析以及計算機輔助設計，從而深化對橋梁工程的認識，培養創造性思維，提升工程實踐能力。后續學生將能夠利用本課程所學技能針對橋梁結構計算與驗算更專業地進行工程培養。雖然本課程的教學思路符合新工科建設理念，但傳統的教學模式存在一些不足之處，導致課程未能充分發揮培養綜合型人才的潛力。因此，迫切需要進行教學創新改革，以更好地滿足培養要求。本文將從教學痛點、教學創新以及推廣效果方面對課程進行梳理總結，為同類課程提供改革思路。

一課程教學中遇到的痛點問題

橋梁計算機輔助設計專業課程教學改革經歷了多年探索，對該門課程的專業教學發展歷程中所存在的教學問題進行了系統梳理總結，其中包括了傳統教學的共性問題以及本門課程涉及的專業痛點。

當前的教學方法主要偏向理論，而對實際應用的關注相對較少，這導致要培養出有潛力的領軍人才面臨一些挑戰，而掌握實際的應用技能是塑造杰出工程領袖所必需的。本課程內容雖然涉及了力學模型和程序計算，具有理論與應用相結合的特征，但當前教學思路忽略了學生在實際問題中應用這些知識的能力。

當前教學方式相對傳統，主要依賴于傳統手段，例如粉筆和黑板，而輔助工具如電腦和多媒體僅被用于播放教師的課件。缺乏適當的教學平臺，未能將常用的結構計算軟件的操作與分析有效整合于課程教學之中，學生未能充分掌握專業軟件的應用技能。這種教學方式在當今信息化發展背景下存在明顯短板，特別是在培養學生創新意識和實踐能力方面難以達到預期效果。

課程范圍受限，在有限的教學課時內缺乏突出的應用性和綜合性，導致學生在特定領域的知識掌握相對狹窄。缺乏貼近實際的專業案例分析，使學生在解決實際問題時缺乏經驗和實踐基礎。此外豐富高質量的課外學習資源匱乏，限制了學生對廣泛知識領域的深入研究，從而影響了他們的綜合素養和終身學習能力的培養。因此，傳統教學模式在促進實踐教學和培養學生創新能力方面存在不足。

學生在學習過程中缺乏表達觀點的能力。雖然在單獨的答疑輔導中，學生們表現得十分積極，能夠充分表達自己的想法和意見，然而一到課堂展示的環節，他們卻顯得拘謹，有的甚至選擇回避。這可能是因為有些學生可能擔心自己的觀點與眾不同，怕得不到同學的認同，其次，缺乏自信心也是制約學生表達的一大障礙。一些學生可能因為自己的知識儲備不夠充足或對自己的觀點缺乏信心而選擇保持沉默，害怕自已的言論受到質疑。

一些學生可能會根據考核方式進行學習策略的調整，這種調整可能是出于對成績的追求或是對學科知識的適應。在某些情況下，學生可能會選擇采取一種被稱為“臨時抱佛腳\"的學習方式。這使得教師難以準確評估學生的日常學習態度和實際掌握程度，另外這種學習方式可能妨礙學生有效地調整學習狀態，因為他們未能在平時建立扎實的基礎，而僅僅依賴短期的努力。

學生對教師的教學能力和風格寄予了相當高的期望。然而有些學生可能對教師的授課能力表示疑慮，尤其是對于新來的教師，他們可能因經驗不足而難以有效組織教學，導致教學時缺乏自信，進而可能逐漸失去對教學的熱情。因此，學生們的期望與教師的實際表現之間存在一種微妙的平衡。

在橋梁計算機輔助設計這門課程中，思政教育的形式化呈現使得其在教學內容中顯得有些機械和刻板。盡管課程設有相關的思政教育模塊，但卻缺乏一種潛移默化的滲透，這使得學生難以深刻理解和領會其中蘊含的思想內涵。思政元素似乎只是被簡單地植入某些章節，而未能真正融入整個教學過程，缺乏貫穿全課程的主題線索。

二通過課程教學創新解決問題

自2021年起，課程組對課程教學體系進行改革，探索新形勢下的課程教學模式，制定了橋梁計算機輔助設計課程體系化改造方案，深入分析、總結以前課程教學中存在的問題，貫徹“以學生為中心”的教育理念，從教學理念、教學內容、教學設計、教學方法、考核方式等方面提出了課程改造方案，通過以下教學創新方式，“對癥下藥\"解決問題（圖1）。

（1） 應用導向，實踐貫穿

傳授理論知識固然重要，但在培養工程領袖這一目標上，注重實際應用的教學創新至關重要。為解決力學計算方面教學困境，教學策略需要轉向強調實踐應用。首先，引入案例研究、項目驅動的教學模式，使學生在理論學習的同時，通過真實案例和項目應用所學知識。其次，采用仿真軟件、實驗室實踐等形式，讓學生親身體驗力學模型的建立和計算實踐，加強他們的技能。同時，與行業合作，提供實習機會，讓學生在真實工程項目中應用所學，培養他們的領導潛力。這樣的教學創新將使學生更好地掌握力學模型、熟練計算，為塑造未來杰出工程領袖打下堅實基礎。

（二）技術整合，實踐引領

傳統教學方法限制了學生的創新和實踐能力的培養。為了解決這一問題，教學需要更多地整合現代科技和實踐。通過引人教學平臺，結合常用結構計算軟件，讓學生在課程中實際操作并分析數據，提升他們的實踐能力。同時，教師利用現代融媒體等方式展示更豐富的教學內容，激發學生的創新意識。教學不應只限于傳統手段，而是要充分利用現代工具，使教學更貼近實際工作場景，培養出更具創新能力的學生。

（三） 拓展課程視野，實踐結合

解決教學問題需要拓展課程范圍，提升應用性和綜合性。引人更多專業案例，并結合實踐，讓學生從課堂走向實際場景，培養創新能力。豐富課外學習資源也至關重要，如引入高質量的在線資源和實踐項目，以補充課堂教學。這樣的教學創新將促進實踐教學，激發學生的創新潛能，使他們能更好地應對未來的挑戰。

（四） 鼓勵自信表達，多元支持

學生表達能力的不足可能源于缺乏自信或對觀點的認同感不足。為解決這一問題，教學需要鼓勵學生表達自己的想法，并創造一個多元支持的環境。采用小組討論、展示等方式，讓學生在相對輕松的氛圍下表達觀點，逐漸建立自信。同時，教師給予積極反饋，鼓勵多元思維，讓學生感受到對不同觀點的尊重和接納。這種教學創新將有助于培養學生自信表達，拓展他們的觀點和想法。

（五）培養學習習慣，多維度評估

學生學習策略被考核方式所左右，這影響了真實學習狀態和評估。教學創新應該著眼于培養全面學習習慣，采取多維度評估。引入日常表現、課堂參與和項自評估等方式，讓學生學會持續性學習，不只是臨時備考。同時，評估方式也應更多元，考慮到學生的綜合能力和實際掌握程度，避免單一方式對學生學習策略的影響。這樣的教學創新將有助于學生建立持續性學習意識，提升他們的整體學習水平。

（六） 提供支持與指導，激發教學激情

學生期待教師的高水準教學，但對新教師可能持懷疑態度。為解決這個問題，需要給予新教師支持與指導。引入導師制度，由有經驗的老師給予新教師指導，分享教學經驗與技巧，幫助他們更有效組織教學。同時，學校教師發展中心可以提供專業發展課程培訓，讓新教師提升專業素養，增強信心。這種支持體系有助于新教師更好地適應教學環境，激發他們的教學潛力與熱情。

（七） 思政融合，體現價值

思政教育在課程中應更融入內容，而非單純形式存在。為解決這問題，教學創新需將價值觀、社會責任等元素融入教學內容。通過案例分析、討論，展示價值觀在實際問題中的應用，激發學生思考。教師應提倡學術誠信和社會責任觀念，并在課程中貫穿相關討論，引導學生逐漸形成自己的理念。這樣的教學創新將促使思政教育更融入課程，使其不再只是形式化存在，而是體現在課程內容中的實際價值。

三課程教學創新的推廣效果

（1） 構建了全新的教學模式

作為橋梁計算機輔助設計課程負責人，以培養學生運用知識和創新能力為自標，以全面提高教學質量為中心，主抓課程建設，積極進行教學改革，改變傳統教學思想和觀念，改進教學方式和方法，優化教學內容和過程。全面融合了分級分類、課堂內外、線上線下混合式教學等創新性教學形式，為學生提供了更靈活多樣的學習體驗。同時引入了過程性考核，使評價更加全面和貼近實際，從而更好地激發學生的學習動力和創新潛能。此外注重融入課程思政，通過思想引領，培養學生的社會責任感和使命感。啟發式教學和案例式教學也成為我們教學模式的重要組成部分，激發學生的思維深度和創造力。

（二） 教學研究取得一定的成果

通過深人的教學研究活動，不斷更新教育觀念，提升了教育教學水平，在橋梁計算機輔助設計課程方面取得了顯著的創新成果。在該課程的教學研究中，教學團隊主持了教育部產學研協同育人項目以及學校教改項目等，在學術刊物上發表了教改論文，不僅總結了過去的教學經驗，還分享了我們在橋梁計算機輔助設計領域的創新教學方法和理念。編寫了教學材料，對橋梁結構的理論和實踐進行了系統總結和深入解析，并利用教育部產學研平臺與全國高校共享。

（三） 師資隊伍建設得到加強

團隊教師對橋梁計算機輔助設計的教學充滿熱愛，全心全意育人，在領導、同事和學生中均有較高評價，獲得過第八屆橋梁工程教學研討會青年教師說課大賽三等獎，江蘇高校外國留學生教學觀摩比賽優勝獎，對其他教師起到了榜樣作用。積極倡導傳幫帶機制和“一對一\"導師制，向同類課程組教學名師請教，指導青年教師站穩講臺、勝任工作、立德樹人，為青年教師參加各級教學比賽和申請各類教改項目出謀劃策，培養青年教師走上名師成長之路

（四） 學生學習成績顯著提升

通過引入分級分類、課堂內外、線上線下混合式教學等創新性教學形式，學生學習橋梁計算機輔助設計的積極性有所提高，課堂參與度增強，學習自主能力得到提升，課程整體成績具有明顯改善。對比分析課程歷年學生成績可以看出，通過對課程的持續改革，學生平均成績以及優秀率均有顯著提高（圖2）。

（五） 學生學科競賽成績突出

為鼓勵學生積極參與學科競賽，教學內容融入了競賽元素，學生系統學習與競賽相關的知識和技能，包括問題剖析、模型設計、實驗測試等。通過開展競賽類作業，不僅提高了學生對橋梁力學理論的掌握程度，還培養了他們在有限時間內高效解決問題的能力。目前學生在國家級和省級比賽中取得了優秀成績，反映了實際教學效果。

改革只有起點，沒有終點。今后我們將繼續立足“立德樹人、為戰育人\"的人才培養目標，持續推進課程體系化改造。對標“兩性一度”的金課標準，在課程教學中不斷提升學生學習能力、實踐能力、創新能力及團隊協作能力。

四結束語

高校教學創新是培養創新能力、提高教育質量，適應社會需求，促進跨學科融合，推動科研進展，增強國際競爭力的必要手段。面對新形勢新背景，傳統教學改革勢在必行。本課程在解決教學問題、采用新手段、進行創新效果評價等方面取得顯著進展。首先，通過梳理教學問題，包括傳統教學模式的僵化、學科分割的局限性以及學生參與度不足等，改革旨在打破教學的束縛，實現更靈活、符合學生需求的教學。其次，引入多元化的教學手段，例如問題導向學習、案例分析、實踐項目等，以激發學生興趣、培養批判性思維和實踐能力。這些手段不僅拓展了教學內容，也促進了專業知識的吸收，使學生能夠更全面地理解和解決問題。最后，改革效果體現在培養更全面、具有創新精神的人才。通過調整課程設置，注重實踐環節，學生在課堂中能夠更好地將理論知識與實際應用相結合。這不僅提高了學生的綜合素質，還培養了他們的創新思維和解決問題的能力，使他們更好地適應社會的發展需求。總體而言，高校教學改革創新通過解決傳統教學中的問題，采用多元創新手段，取得了顯著成果，為培養更具創新能力和實際應用能力的學生提供了更有效的途徑。

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