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談應(yīng)用型本科《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》教材建設(shè)與實(shí)踐
摘要：為編寫(xiě)適用于應(yīng)用型土木工程專(zhuān)業(yè)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》教材，文章首先分析了本課程教材的現(xiàn)狀，闡述了所編教材的改革思路。根據(jù)應(yīng)用型土木工程專(zhuān)業(yè)人才的培養(yǎng)目標(biāo)和教學(xué)實(shí)踐，提出了“理論夠用，重在應(yīng)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(nèi)容，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了全面梳理和更新。
關(guān)鍵詞：土木工程;應(yīng)用型本科;教材;混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理
自1999年高校擴(kuò)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(guó)開(kāi)設(shè)土木工程專(zhuān)業(yè)的高校已達(dá)370余所，在校生9萬(wàn)余人。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，建設(shè)市場(chǎng)對(duì)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(jiān)理等部門(mén)就業(yè)，在高校、科研設(shè)計(jì)單位就業(yè)的大學(xué)生越來(lái)越少。目前，培養(yǎng)土木工程專(zhuān)業(yè)人才的高校不僅數(shù)量多，而且絕大多數(shù)的定位為培養(yǎng)應(yīng)用型人才�；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理作為土木工程專(zhuān)業(yè)的重要專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，編寫(xiě)適用于培養(yǎng)應(yīng)用型土木工程專(zhuān)業(yè)人才的《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》教材意義重大。
一、教材現(xiàn)狀分析
國(guó)內(nèi)本課程現(xiàn)有教材主要有三大類(lèi)。第一類(lèi)是適用于國(guó)內(nèi)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(guó)內(nèi)一流高校編寫(xiě)，多數(shù)繼承了高校擴(kuò)招前土木工程專(zhuān)業(yè)本科對(duì)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(dǎo)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(qiáng)調(diào)理論知識(shí)，重視理論研究。教學(xué)目標(biāo)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(xiàn)了高等職業(yè)教學(xué)對(duì)該課程的教學(xué)要求。該類(lèi)教材的共同特點(diǎn)是強(qiáng)調(diào)工程實(shí)踐，教學(xué)目標(biāo)明確。第三類(lèi)是近幾年編寫(xiě)的試圖適用于高校擴(kuò)招后應(yīng)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(nèi)容模塊進(jìn)行簡(jiǎn)單的重組或增減，對(duì)教學(xué)內(nèi)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(biāo)和學(xué)習(xí)要求，編寫(xiě)質(zhì)量普遍不高，不能完全滿足應(yīng)用型土木工程專(zhuān)業(yè)本科對(duì)該課程的教學(xué)要求。因此，編寫(xiě)教學(xué)目標(biāo)明確、適用于應(yīng)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(kuò)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(guó)家對(duì)土木工程專(zhuān)業(yè)本科的培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)只有一個(gè)，建設(shè)部出臺(tái)的專(zhuān)業(yè)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行教學(xué)，以應(yīng)用型人才作為培養(yǎng)目標(biāo)的大多數(shù)學(xué)校只好疲于應(yīng)付。課程教學(xué)時(shí)，盡管使用的是同一層次的教材，但面對(duì)不同層次的學(xué)生和不同的培養(yǎng)目標(biāo)，教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)只能有所調(diào)整，這勢(shì)必造成了課程教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)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(xiàn)約有1/3的學(xué)生對(duì)教材內(nèi)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(duì)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)，學(xué)校對(duì)課程的教學(xué)內(nèi)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，取得了比較滿意的效果，但講義內(nèi)容與教材內(nèi)容的差別較大，對(duì)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(guó)高等學(xué)校特色專(zhuān)業(yè)建設(shè)點(diǎn)的有利條件，我們開(kāi)始著手對(duì)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》教材進(jìn)行了重點(diǎn)建設(shè)。
三、本教材的主要特色與創(chuàng)新
(一)教材內(nèi)容的更新與梳理原則
根據(jù)應(yīng)用型土木工程專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)和教學(xué)實(shí)踐，我們提出應(yīng)用型本科對(duì)該課程的要求為“理論夠用，重在應(yīng)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(yīng)用，要突出自己的特色和需求，并以此作為對(duì)教學(xué)內(nèi)容更新與教材編寫(xiě)的原則，在處理好理論知識(shí)與工程實(shí)踐知識(shí)的關(guān)系的同時(shí)，進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的梳理與更新。(注：本課程的教學(xué)內(nèi)容主要由結(jié)構(gòu)的受力性能、設(shè)計(jì)計(jì)算和構(gòu)造措施三個(gè)知識(shí)模塊組成。受力性能為本課程的理論知識(shí)，設(shè)計(jì)計(jì)算和構(gòu)造措施為本課程的工程實(shí)踐知識(shí)，也是工程設(shè)計(jì)規(guī)范的主要內(nèi)容。)
(二)理論知識(shí)的更新與梳理原則
本課程的理論知識(shí)主要為試驗(yàn)研究及其受力性能分析，主要為推導(dǎo)設(shè)計(jì)計(jì)算公式做準(zhǔn)備，因此，針對(duì)應(yīng)用型本科該課程的理論知識(shí)，提出按下列原則進(jìn)行梳理與更新：既對(duì)推導(dǎo)計(jì)算公式有用，又能在工程實(shí)踐中對(duì)把握結(jié)構(gòu)的受力性能有益的理論知識(shí)原則上做保留;僅為推導(dǎo)計(jì)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(shí)。
且在工程實(shí)踐中對(duì)把握結(jié)構(gòu)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(yīng)根據(jù)該理論知識(shí)的基礎(chǔ)性、重要性、對(duì)工程實(shí)踐的有益程度和篇幅長(zhǎng)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(yīng)保持完整，層次分明，條理清晰。例如：對(duì)于受彎構(gòu)件正截面受彎承載力的計(jì)算方法，文獻(xiàn)[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(yīng)力一應(yīng)變曲線系數(shù)k1和k2”，并由此引出4.3.2節(jié)“求用系數(shù)k1和k2表達(dá)的受壓區(qū)混凝土的壓應(yīng)力的合力及其作用點(diǎn)”，最后介紹等效矩形應(yīng)力圖。由于“混凝土受壓應(yīng)力一應(yīng)變曲線系數(shù)k1和k2”對(duì)在工程實(shí)踐時(shí)把握結(jié)構(gòu)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(yīng)力圖兩部分內(nèi)容。
(三)實(shí)踐知識(shí)的更新與梳理原則
本課程的工程實(shí)踐知識(shí)主要是設(shè)計(jì)規(guī)范內(nèi)容的介紹，與規(guī)范不同的是，教材還介紹了規(guī)范中各計(jì)算公式的使用場(chǎng)合?如何使用?使用過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)哪些問(wèn)題?這些問(wèn)題又應(yīng)如何解決等?在編寫(xiě)該部分內(nèi)容時(shí)，首先，對(duì)設(shè)計(jì)計(jì)算的介紹和例題的選取應(yīng)符合工程實(shí)際;其次，每一計(jì)算類(lèi)型配有規(guī)范化的計(jì)算流程圖，流程圖的格式全書(shū)一致。例如：在對(duì)第6章的偏心受壓構(gòu)件計(jì)算類(lèi)型分類(lèi)時(shí)，現(xiàn)有教材大多分為大偏心受壓構(gòu)件和小偏心受壓構(gòu)件，然后分別介紹大偏心受壓構(gòu)件和小偏心受壓構(gòu)件的計(jì)算類(lèi)型、計(jì)算方法和計(jì)算步驟，即進(jìn)行分類(lèi)，這與實(shí)際工程設(shè)計(jì)時(shí)的做法不相符。
在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，首先知道的是截面設(shè)計(jì)問(wèn)題還是截面復(fù)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(shè)計(jì)和截面復(fù)核，然后分別介紹截面設(shè)計(jì)和截面復(fù)核的計(jì)算類(lèi)型、計(jì)算方法和計(jì)算步驟，即進(jìn)行分類(lèi)，以便與實(shí)際工程設(shè)計(jì)時(shí)的做法一致。
(四)教學(xué)內(nèi)容的先進(jìn)性
該課程的教學(xué)內(nèi)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(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，而國(guó)家的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)一般10～l5年左右更新一次，因此，課程教學(xué)內(nèi)容的先進(jìn)性不應(yīng)一味地體現(xiàn)在介紹學(xué)科研究的前沿方面，而是主要體現(xiàn)在與現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的一致性上，因此，教材編寫(xiě)時(shí)，堅(jiān)決刪除陳舊的知識(shí)，并按最新國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010)和《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D62)進(jìn)行編寫(xiě)。
(五)教材的結(jié)構(gòu)完整性
與系統(tǒng)性按照“適于教，利于學(xué)”的原則組織教材內(nèi)容，既要保證教材體系完整、系統(tǒng)性強(qiáng)、連貫性好，條理清晰、層次分明、可讀性強(qiáng)，易于教師引導(dǎo)和教學(xué)，又要充分考慮學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，易于學(xué)生學(xué)習(xí)理解。不僅要有緒、正文和參考文獻(xiàn)，而且每章還要有教學(xué)提示、學(xué)習(xí)要求、本章小結(jié)、思考題和習(xí)題。教材表達(dá)要簡(jiǎn)潔明了、圖文并茂、文字規(guī)范、語(yǔ)言流暢，盡可能用表格、圖標(biāo)等形式對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行直觀的歸納總結(jié)，避免對(duì)試驗(yàn)現(xiàn)象、受力性能等內(nèi)容進(jìn)行大篇幅地文字?jǐn)⑹�，便于閱讀方便。
四、教材的主要內(nèi)容
教材共10章，主要結(jié)合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010)進(jìn)行編寫(xiě)，包括：緒論，混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則，鋼筋混凝土受彎構(gòu)件、受壓構(gòu)件、受拉構(gòu)件、受扭構(gòu)件以及預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的受力性能與設(shè)計(jì)，混凝土構(gòu)件的變形、裂縫寬度驗(yàn)算與耐久性設(shè)計(jì)，并在每章的最后一節(jié)介紹了《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D62)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法。與其他教材相比，更加注重課程內(nèi)容的設(shè)計(jì)，每章節(jié)基本由受力性能、設(shè)計(jì)計(jì)算和構(gòu)造措施三個(gè)知識(shí)模塊組成。
五、結(jié)語(yǔ)
幾年的教學(xué)實(shí)踐表明，該教材符合應(yīng)用型人才的培養(yǎng)要求，教學(xué)效果良好，已被遴選為江蘇省高等學(xué)校立項(xiàng)精品教材，并被遴選為21世紀(jì)全國(guó)本科院校土木建筑類(lèi)創(chuàng)新型應(yīng)用人才培養(yǎng)規(guī)劃教材，2010年2月由北京大學(xué)出版社出版 。此外，基：于應(yīng)用型人才的培養(yǎng)要求，我們對(duì)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》課程進(jìn)行了全面建設(shè)，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(píng)。
參考文獻(xiàn)：
[1]高等學(xué)校土木工程專(zhuān)業(yè)指導(dǎo)委員會(huì).高等學(xué)校土木工程專(zhuān)業(yè)本科教育培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)方案及課程教學(xué)大綱[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2002.
[2]東南大學(xué)，天津大學(xué)，同濟(jì)大學(xué)合編.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理(第三版)[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2005.
[3]邵永健，段紅霞，方有珍，等.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理[M].北京：北京大學(xué)出版社，2010.
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