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談應用型本科《混凝土結構設計原理》教材建設與實(shí)踐
摘要：為編寫(xiě)適用于應用型土木工程專(zhuān)業(yè)《混凝土結構設計原理》教材，文章首先分析了本課程教材的現狀，闡述了所編教材的改革思路。根據應用型土木工程專(zhuān)業(yè)人才的培養目標和教學(xué)實(shí)踐，提出了“理論夠用，重在應用”的教材編寫(xiě)原則，并按照“適于教，利于學(xué)”的原則組織教材內容，對教學(xué)內容進(jìn)行了全面梳理和更新。
關(guān)鍵詞：土木工程;應用型本科;教材;混凝土結構設計原理
自1999年高校擴招以來(lái)，土木工程專(zhuān)業(yè)本科教育已經(jīng)發(fā)生了很大的變化。截至2008年全國開(kāi)設土木工程專(zhuān)業(yè)的高校已達370余所，在校生9萬(wàn)余人。隨著(zhù)社會(huì )經(jīng)濟的發(fā)展，建設市場(chǎng)對土木工程專(zhuān)業(yè)人才的需求也發(fā)生了深刻地變化，土木工程專(zhuān)業(yè)本科畢業(yè)生80% 以上在施工、監理等部門(mén)就業(yè)，在高校、科研設計單位就業(yè)的大學(xué)生越來(lái)越少。目前，培養土木工程專(zhuān)業(yè)人才的高校不僅數量多，而且絕大多數的定位為培養應用型人才�；炷两Y構設計原理作為土木工程專(zhuān)業(yè)的重要專(zhuān)業(yè)基礎課，編寫(xiě)適用于培養應用型土木工程專(zhuān)業(yè)人才的《混凝土結構設計原理》教材意義重大。
一、教材現狀分析
國內本課程現有教材主要有三大類(lèi)。第一類(lèi)是適用于國內一流土木工程專(zhuān)業(yè)本科教學(xué)的教材。這類(lèi)教材大多由國內一流高校編寫(xiě)，多數繼承了高校擴招前土木工程專(zhuān)業(yè)本科對該課程的教學(xué)要求，即按高等學(xué)校土木工程專(zhuān)業(yè)指導委員會(huì )2002年頒布的“課程教學(xué)大綱”編寫(xiě)。該類(lèi)教材的共同特點(diǎn)是強調理論知識，重視理論研究。教學(xué)目標明確，編寫(xiě)質(zhì)量普遍較好。第二類(lèi)是適用于高職院校土木工程專(zhuān)業(yè)教學(xué)的教材。這類(lèi)教材大多由高職院校教師編寫(xiě)，體現了高等職業(yè)教學(xué)對該課程的教學(xué)要求。該類(lèi)教材的共同特點(diǎn)是強調工程實(shí)踐，教學(xué)目標明確。第三類(lèi)是近幾年編寫(xiě)的試圖適用于高校擴招后應用型土木工程專(zhuān)業(yè)本科教學(xué)的教材。由于受編寫(xiě)時(shí)間和教學(xué)實(shí)踐等方面的限制，目前出版的該類(lèi)教材大多是將第一類(lèi)和第二類(lèi)教材的內容模塊進(jìn)行簡(jiǎn)單的重組或增減，對教學(xué)內容沒(méi)有進(jìn)行很好地梳理，沒(méi)有明確的課程教學(xué)目標和學(xué)習要求，編寫(xiě)質(zhì)量普遍不高，不能完全滿(mǎn)足應用型土木工程專(zhuān)業(yè)本科對該課程的教學(xué)要求。因此，編寫(xiě)教學(xué)目標明確、適用于應用型土木工程專(zhuān)業(yè)本科教學(xué)的高質(zhì)量教材迫在眉睫。
二、教材改革思路
本教材的改革思路源于近10年的教學(xué)實(shí)踐。高校擴招后，土木工程專(zhuān)業(yè)本科實(shí)際已形成了分層次教育，但目前國家對土木工程專(zhuān)業(yè)本科的培養標準只有一個(gè)，建設部出臺的專(zhuān)業(yè)評估標準也只有一個(gè)，這使得不同層次學(xué)校的土木工程專(zhuān)業(yè)本科都按同一標準進(jìn)行教學(xué)，以應用型人才作為培養目標的大多數學(xué)校只好疲于應付。課程教學(xué)時(shí)，盡管使用的是同一層次的教材，但面對不同層次的學(xué)生和不同的培養目標，教學(xué)標準只能有所調整，這勢必造成了課程教學(xué)標準的混亂。2001年，蘇州科技學(xué)院在該課程教學(xué)過(guò)程中發(fā)現約有1/3的學(xué)生對教材內容理解有困難。2002年、2003年又兩次更換教材，教學(xué)效果仍然不堪理想。為此，針對應用型人才的培養，學(xué)校對課程的教學(xué)內容進(jìn)行研究，并開(kāi)始自編講義用于教學(xué)。從教學(xué)效果和學(xué)生反饋信息來(lái)看，取得了比較滿(mǎn)意的效果，但講義內容與教材內容的差別較大，對教學(xué)效果影響較大。2008年，借助于蘇州科技學(xué)院土木工程專(zhuān)業(yè)為全國高等學(xué)校特色專(zhuān)業(yè)建設點(diǎn)的有利條件，我們開(kāi)始著(zhù)手對《混凝土結構設計原理》教材進(jìn)行了重點(diǎn)建設。
三、本教材的主要特色與創(chuàng )新
(一)教材內容的更新與梳理原則
根據應用型土木工程專(zhuān)業(yè)人才培養目標和教學(xué)實(shí)踐，我們提出應用型本科對該課程的要求為“理論夠用，重在應用”，既不能像研究型本科一樣過(guò)于重視理論，也不能像高職一樣摒棄理論只講應用，要突出自己的特色和需求，并以此作為對教學(xué)內容更新與教材編寫(xiě)的原則，在處理好理論知識與工程實(shí)踐知識的關(guān)系的同時(shí)，進(jìn)行教學(xué)內容的梳理與更新。(注：本課程的教學(xué)內容主要由結構的受力性能、設計計算和構造措施三個(gè)知識模塊組成。受力性能為本課程的理論知識，設計計算和構造措施為本課程的工程實(shí)踐知識，也是工程設計規范的主要內容。)
(二)理論知識的更新與梳理原則
本課程的理論知識主要為試驗研究及其受力性能分析，主要為推導設計計算公式做準備，因此，針對應用型本科該課程的理論知識，提出按下列原則進(jìn)行梳理與更新：既對推導計算公式有用，又能在工程實(shí)踐中對把握結構的受力性能有益的理論知識原則上做保留;僅為推導計算公式而引入的相關(guān)理論及其延伸部分，或者僅僅是為研究服務(wù)的理論知識。
且在工程實(shí)踐中對把握結構的受力性能沒(méi)有作用或作用不大的原則上做刪除，并做好刪除后的銜接;處于上述兩種情況之問(wèn)的，應根據該理論知識的基礎性、重要性、對工程實(shí)踐的有益程度和篇幅長(cháng)短進(jìn)行綜合考慮，決定其取舍或取舍程度。進(jìn)行梳理與更新后的課程理論體系應保持完整，層次分明，條理清晰。例如：對于受彎構件正截面受彎承載力的計算方法，文獻[2]首先介紹4個(gè)基本假定，且在介紹基本假定3時(shí)引出了“混凝土受壓應力一應變曲線(xiàn)系數k1和k2”，并由此引出4.3.2節“求用系數k1和k2表達的受壓區混凝土的壓應力的合力及其作用點(diǎn)”，最后介紹等效矩形應力圖。由于“混凝土受壓應力一應變曲線(xiàn)系數k1和k2”對在工程實(shí)踐時(shí)把握結構的受力性能沒(méi)有作用，所以本教材l3 只介紹了4個(gè)基本假定和等效矩形應力圖兩部分內容。
(三)實(shí)踐知識的更新與梳理原則
本課程的工程實(shí)踐知識主要是設計規范內容的介紹，與規范不同的是，教材還介紹了規范中各計算公式的使用場(chǎng)合?如何使用?使用過(guò)程中會(huì )出現哪些問(wèn)題?這些問(wèn)題又應如何解決等?在編寫(xiě)該部分內容時(shí)，首先，對設計計算的介紹和例題的選取應符合工程實(shí)際;其次，每一計算類(lèi)型配有規范化的計算流程圖，流程圖的格式全書(shū)一致。例如：在對第6章的偏心受壓構件計算類(lèi)型分類(lèi)時(shí)，現有教材大多分為大偏心受壓構件和小偏心受壓構件，然后分別介紹大偏心受壓構件和小偏心受壓構件的計算類(lèi)型、計算方法和計算步驟，即進(jìn)行分類(lèi)，這與實(shí)際工程設計時(shí)的做法不相符。
在實(shí)際工程設計中，首先知道的是截面設計問(wèn)題還是截面復核問(wèn)題，再經(jīng)過(guò)判別條件才知道是大偏心受壓還是小偏心受壓，因此，該教材首先將其分成截面設計和截面復核，然后分別介紹截面設計和截面復核的計算類(lèi)型、計算方法和計算步驟，即進(jìn)行分類(lèi)，以便與實(shí)際工程設計時(shí)的做法一致。
(四)教學(xué)內容的先進(jìn)性
該課程的教學(xué)內容是與工程實(shí)踐密切相關(guān)的，工程實(shí)踐的原則是遵循現行國家標準，而國家的結構設計標準一般10～l5年左右更新一次，因此，課程教學(xué)內容的先進(jìn)性不應一味地體現在介紹學(xué)科研究的前沿方面，而是主要體現在與現行國家標準的一致性上，因此，教材編寫(xiě)時(shí)，堅決刪除陳舊的知識，并按最新國家標準《混凝土結構設計規范》(GB50010)和《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》(JTG D62)進(jìn)行編寫(xiě)。
(五)教材的結構完整性
與系統性按照“適于教，利于學(xué)”的原則組織教材內容，既要保證教材體系完整、系統性強、連貫性好，條理清晰、層次分明、可讀性強，易于教師引導和教學(xué)，又要充分考慮學(xué)生的認知規律，易于學(xué)生學(xué)習理解。不僅要有緒、正文和參考文獻，而且每章還要有教學(xué)提示、學(xué)習要求、本章小結、思考題和習題。教材表達要簡(jiǎn)潔明了、圖文并茂、文字規范、語(yǔ)言流暢，盡可能用表格、圖標等形式對教學(xué)內容進(jìn)行直觀(guān)的歸納總結，避免對試驗現象、受力性能等內容進(jìn)行大篇幅地文字敘述，便于閱讀方便。
四、教材的主要內容
教材共10章，主要結合國家標準《混凝土結構設計規范》(GB50010)進(jìn)行編寫(xiě)，包括：緒論，混凝土結構材料的物理力學(xué)性能，混凝土結構設計的基本原則，鋼筋混凝土受彎構件、受壓構件、受拉構件、受扭構件以及預應力混凝土構件的受力性能與設計，混凝土構件的變形、裂縫寬度驗算與耐久性設計，并在每章的最后一節介紹了《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》(JTG D62)的設計計算方法。與其他教材相比，更加注重課程內容的設計，每章節基本由受力性能、設計計算和構造措施三個(gè)知識模塊組成。
五、結語(yǔ)
幾年的教學(xué)實(shí)踐表明，該教材符合應用型人才的培養要求，教學(xué)效果良好，已被遴選為江蘇省高等學(xué)校立項精品教材，并被遴選為21世紀全國本科院校土木建筑類(lèi)創(chuàng )新型應用人才培養規劃教材，2010年2月由北京大學(xué)出版社出版 。此外，基：于應用型人才的培養要求，我們對《混凝土結構設計原理》課程進(jìn)行了全面建設，該課程2010年被遴選為江蘇省高等學(xué)校精品課程，受到廣泛好評。
參考文獻：
[1]高等學(xué)校土木工程專(zhuān)業(yè)指導委員會(huì ).高等學(xué)校土木工程專(zhuān)業(yè)本科教育培養目標和培養方案及課程教學(xué)大綱[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002.
[2]東南大學(xué)，天津大學(xué)，同濟大學(xué)合編.混凝土結構設計原理(第三版)[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2005.
[3]邵永健，段紅霞，方有珍，等.混凝土結構設計原理[M].北京：北京大學(xué)出版社，2010.
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