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“桥梁工程”是国家开放大学土木工程专业核心专业课程，课程共54学时、3学分，面向本科二年级学生开设，开设周期为一学期。本课程前置课程包括力学、结构设计原理、建筑材料，后续衔接课程设计、毕业设计，是连接理论知识与工程实践的关键纽带。
课程自2001年秋季首次开课，历经三个发展阶段：2001—2012年课程开设与初步探索；2013—2019年教学模式创新与实践；2020年至今深化实践教学与成果拓展。教学形式从IP课程、网络课程，逐步升级为AI+线上线下融合的智慧课程，持续适配行业发展与人才培养需求。
课程围绕桥梁工程专业核心知识体系展开，涵盖简支体系梁桥、连续体系梁桥、拱桥、斜拉桥、悬索桥等典型桥型的基本概念、结构组成、构造特点、设计理念、计算方法及施工技术，紧跟交通强国、数字中国、制造强国时代战略，融合新材料、新理论、新工艺、新算法等学科前沿内容，兼顾理论知识传授与工程实操能力培养，厚植学生家国情怀与专业认同感，以培养具备卓越工程素养、强烈创新意识、突出跨界迁移能力、高度责任感的创新型、应用型、复合型新时代土木工程人才为核心目标。
1.学习者基础差异显著
在职学生工程实践经验丰富，但数学力学基础薄弱、自主学习能力参差不齐，对结构原理、结构分析、结构计算等重难点内容理解困难，学习畏难情绪突出，工学矛盾突出，碎片化学习效率难以保障。
2.课程资源与实践脱节
原有课程资源理论性偏强，实践教学环节薄弱，课程内容与实际工程结合不紧密，学生专业知识应用能力不足，难以将理论知识迁移到工程实际。
3.考核评价方式单一
传统考核采用网络闭卷模式，形式相对固化，难以全面考查学生知识融会贯通能力、工程实践能力与改革创新能力，评价结果与岗位能力要求脱节。
4.规模化与个性化难以兼顾
选课学生规模大、辅导教师资源有限，传统答疑、作业批改效率低，一对一精准指导难以全覆盖；通用AI模型在理工专业领域适配性不足，专业性问题解答准确性有待提升。
本课程建设针对教学实践中的问题，重点探索并致力于解决以下关键环节：
（1）以工程案例+课程思政为主线重构教学内容，破解理论与实践难对应、原理与方案难衔接、技术与推广难迁移的问题。
（2）打造虚实融合、沉浸式实践资源，强化有限元电算实操教学，提升学生数字化素养与工程实践能力。
（3）依托AI智慧学伴实现全过程助学，构建精准学情分析与人机协同评价体系，兼顾规模化教学与个性化学习需求。
（4）建立AI+任务驱动的过程性考核模式，实现教考一体化，提升考核的实践性与针对性。
（5）形成可复制、可推广的理工类AI+任务驱动智慧课程建设范式，发挥示范作用。
本课程秉承以学生为中心、终身学习的教学理念，遵循思政引领、实践导向、数智赋能、考核革新的建设逻辑，以三维知识图谱为学习导航，借助AI智慧学伴全程辅助教学，通过游戏闯关式阶梯任务驱动学习，构建“理论学习—工程实践—智能评价—能力提升”一体化教学体系，实现知识传授、能力培养、价值引领深度融合，如图1所示。
图1 学习路径
1.内容重构：思政引领，任务驱动
（1）思政与专业深度融合：以茅以升公益桥、港珠澳大桥等为载体，融入“爱国、奉献、求实、创新”精神、工匠精神、工程伦理与安全至上理念，实现教学与育人同步。
（2）知识图谱重构体系：构建覆盖课程维度、先修课程、后续应用的三维知识图谱，梳理97个层级知识点，明确知识逻辑关系，优化课程内容结构，如图2所示。
图2 知识图谱
（3）科研反哺教学：立足科研项目前沿，提炼课程核心知识、科研思维与工程思维要点，以典型案例融入教学，实时传递专业前沿动态，系统培养学生科研思维、工程思维与创新意识，着力打造适配现代科技进步与产业升级需求的高素质新型工程人才，助力行业新质生产力高质量发展。
2.资源创新：虚实融合，沉浸式实践
（1）立体化资源库建设：优化视频、图文资源，搭建工程案例库、人物事迹库、工程事故案例库、职业资格考试案例库，配套课程资源35项。
（2）沉浸式工程教学：把课堂延伸至真实工程现场，全面强化学生工程实践能力；通过系统化、多层次教学设计，推动理论与实践深度融合，助力学生掌握前沿技术、积累工程经验，为未来职业发展筑牢坚实根基，如图3所示。
图3 沉浸式工程教学
（3）数字化实操强化：新增MIDAS/Civil/CIM有限元软件教学，指导学生完成结构建模、内力计算、承载力验算等实操任务，提升复杂工程问题解决能力，如图4所示。
图4 有限元教学
（4）游戏闯关式实践路径：将课程分为理论篇、实践篇，以简支梁桥、预应力混凝土连续梁桥、拱桥、缆索承重桥、钢桥为项目单元，设置项目导学、理论学习、实操演示、智慧质疑、项目进阶等闯关环节，提升学习趣味性与参与度，如图5所示。
图5 游戏化闯关
3.数智赋能：AI智慧学伴全程助学
（1）AI智能答疑：课程界面常设AI智慧学伴，提供专业知识点讲解、资料检索、框架梳理服务，精准适配桥梁工程专业内容。
（2）AI智慧质疑：搭建交互式质疑平台，学生提交实践成果后，AI自动发起针对性提问，引导学生查漏补缺、深化理解。
（3）AI学情诊断：自动生成远程学习小结报告，精准标注主梁内力计算、主梁验算等模块易错点，推送对应学习资源，实现个性化辅导。
（4）AI综合评价：生成学习进度、任务完成度、能力提升轨迹等综合报告，为学生优化设计方案、教师调整教学策略提供数据支撑。
4.体系支撑：三维图谱与专业知识库
（1）搭建知识、能力、应用三维知识图谱，贯通先修知识、本课内容与后续应用，形成完整知识网络。
（2）建立桥梁工程专属专业知识库，规范AI输出内容，规避通用模型泛化回答与“幻觉”问题，保障专业知识权威性与精准性。
（3）推进全校资源开放，筹备建设首个文理结合AI数据库，突破理工课程AI应用限制。
5.考核革新：AI+任务驱动，过程性评价
（1）摒弃传统闭卷考试，构建形成性测评+终结性测评一体化考核体系，实现教考融合。
（2）形成性测评：以“有温度”的工程实践任务为核心，通过任务发布、任务地图指导、AI智能质疑、AI综合评价，全程跟踪学习过程。
（3）终结性测评：采用开放式考核课件，完成简支梁桥设计、结构验算等核心任务，并支持任务“扩容”（如拓展钢桁架简支梁桥设计），全面考察实践能力与创新思维。
（1）思政贯穿教学全过程。将家国情怀、工匠精神、工程伦理、规范意识、安全理念融入课程设计、资源建设、实践任务、考核评价全环节，实现知识传授与价值引领统一。
（2）AI+任务驱动教学新模式。打造交互式课件与游戏化学习路径，将抽象的结构理论转化为可操作、可完成的阶梯任务，有效解决理工课程理论抽象、实践难落地、学习兴趣不足的问题。
（3）虚实融合重构单元。以虚拟仿真为核心抓手，重构简支梁桥等教学单元，实现“学、练、评、拓”一体化，提升课程实操性与应用性，如图6所示。
图6 单元重构
（4）理工课程AI应用创新构建专业知识库与定制化AI智慧学伴，提升AI在土木工程专业领域的适配性，缓解规模化教学与个性化学习的矛盾。
未来将持续深化土木工程专业AI大模型研发，提升AI对复杂专业问题、工程计算与规范解读的支撑能力；不断丰富虚拟仿真场景与工程案例库，覆盖更多桥梁类型、施工工况及运维场景，强化沉浸式实践体验；优化多模态智能评价体系，提高对结构设计、实操能力、工程素养与创新思维的智能识别及评价精度；全面开放全校资源，完善文理融合AI数据库，形成可复制、可推广的理工智慧课程建设标准；持续对接行业前沿，融入绿色桥梁、智能建造、数字化施工等新技术，培养适配新质生产力发展需求的高素质工程人才。
