談應用型本科《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》教材建設(shè)與實踐
摘要：為編寫適用于應用型土木工程專業(yè)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》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)應用型土木工程專業(yè)人才的培養(yǎng)目標和教學實踐，提出了“理論夠用，重在應用”的教材編寫原則，并按照“適于教，利于學”的原則組織教材內(nèi)容，對教學內(nèi)容進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(jié)構(gòu)設(shè)計原理
自1999年高校擴招以來，土木工程專業(yè)本科教育已經(jīng)發(fā)生了很大的變化。截至2008年全國開設(shè)土木工程專業(yè)的高校已達370余所，在校生9萬余人。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，建設(shè)市場對土木工程專業(yè)人才的需求也發(fā)生了深刻地變化，土木工程專業(yè)本科畢業(yè)生80% 以上在施工、監(jiān)理等部門就業(yè)，在高校、科研設(shè)計單位就業(yè)的大學生越來越少。目前，培養(yǎng)土木工程專業(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)應用型人才�；炷两Y(jié)構(gòu)設(shè)計原理作為土木工程專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課，編寫適用于培養(yǎng)應用型土木工程專業(yè)人才的《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》教材意義重大。
一、教材現(xiàn)狀分析
國內(nèi)本課程現(xiàn)有教材主要有三大類。第一類是適用于國內(nèi)一流土木工程專業(yè)本科教學的教材。這類教材大多由國內(nèi)一流高校編寫，多數(shù)繼承了高校擴招前土木工程專業(yè)本科對該課程的教學要求，即按高等學校土木工程專業(yè)指導委員會2002年頒布的“課程教學大綱”編寫。該類教材的共同特點是強調(diào)理論知識，重視理論研究。教學目標明確，編寫質(zhì)量普遍較好。第二類是適用于高職院校土木工程專業(yè)教學的教材。這類教材大多由高職院校教師編寫，體現(xiàn)了高等職業(yè)教學對該課程的教學要求。該類教材的共同特點是強調(diào)工程實踐，教學目標明確。第三類是近幾年編寫的試圖適用于高校擴招后應用型土木工程專業(yè)本科教學的教材。由于受編寫時間和教學實踐等方面的限制，目前出版的該類教材大多是將第一類和第二類教材的內(nèi)容模塊進行簡單的重組或增減，對教學內(nèi)容沒有進行很好地梳理，沒有明確的課程教學目標和學習要求，編寫質(zhì)量普遍不高，不能完全滿足應用型土木工程專業(yè)本科對該課程的教學要求。因此，編寫教學目標明確、適用于應用型土木工程專業(yè)本科教學的高質(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年的教學實踐。高校擴招后，土木工程專業(yè)本科實際已形成了分層次教育，但目前國家對土木工程專業(yè)本科的培養(yǎng)標準只有一個，建設(shè)部出臺的專業(yè)評估標準也只有一個，這使得不同層次學校的土木工程專業(yè)本科都按同一標準進行教學，以應用型人才作為培養(yǎng)目標的大多數(shù)學校只好疲于應付。課程教學時，盡管使用的是同一層次的教材，但面對不同層次的學生和不同的培養(yǎng)目標，教學標準只能有所調(diào)整，這勢必造成了課程教學標準的混亂。2001年，蘇州科技學院在該課程教學過程中發(fā)現(xiàn)約有1/3的學生對教材內(nèi)容理解有困難。2002年、2003年又兩次更換教材，教學效果仍然不堪理想。為此，針對應用型人才的培養(yǎng)，學校對課程的教學內(nèi)容進行研究，并開始自編講義用于教學。從教學效果和學生反饋信息來看，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，對教學效果影響較大。2008年，借助于蘇州科技學院土木工程專業(yè)為全國高等學校特色專業(yè)建設(shè)點的有利條件，我們開始著手對《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》教材進行了重點建設(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)應用型土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標和教學實踐，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，并以此作為對教學內(nèi)容更新與教材編寫的原則，在處理好理論知識與工程實踐知識的關(guān)系的同時，進行教學內(nèi)容的`梳理與更新。(注：本課程的教學內(nèi)容主要由結(jié)構(gòu)的受力性能、設(shè)計計算和構(gòu)造措施三個知識模塊組成。受力性能為本課程的理論知識，設(shè)計計算和構(gòu)造措施為本課程的工程實踐知識，也是工程設(shè)計規(guī)范的主要內(nèi)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(shè)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，提出按下列原則進行梳理與更新：既對推導計算公式有用，又能在工程實踐中對把握結(jié)構(gòu)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。
且在工程實踐中對把握結(jié)構(gòu)的受力性能沒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的，應根據(jù)該理論知識的基礎(chǔ)性、重要性、對工程實踐的有益程度和篇幅長短進行綜合考慮，決定其取舍或取舍程度。進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(gòu)件正截面受彎承載力的計算方法，文獻[2]首先介紹4個基本假定，且在介紹基本假定3時引出了“混凝土受壓應力一應變曲線系數(shù)k1和k2”，并由此引出4.3.2節(jié)“求用系數(shù)k1和k2表達的受壓區(qū)混凝土的壓應力的合力及其作用點”，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系數(shù)k1和k2”對在工程實踐時把握結(jié)構(gòu)的受力性能沒有作用，所以本教材l3 只介紹了4個基本假定和等效矩形應力圖兩部分內(nèi)容。
(三)實踐知識的更新與梳理原則
本課程的工程實踐知識主要是設(shè)計規(guī)范內(nèi)容的介紹，與規(guī)范不同的是，教材還介紹了規(guī)范中各計算公式的使用場合?如何使用?使用過程中會出現(xiàn)哪些問題?這些問題又應如何解決等?在編寫該部分內(nèi)容時，首先，對設(shè)計計算的介紹和例題的選取應符合工程實際;其次，每一計算類型配有規(guī)范化的計算流程圖，流程圖的格式全書一致。例如：在對第6章的偏心受壓構(gòu)件計算類型分類時，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)件的計算類型、計算方法和計算步驟，即進行分類，這與實際工程設(shè)計時的做法不相符。
在實際工程設(shè)計中，首先知道的是截面設(shè)計問題還是截面復核問題，再經(jīng)過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)計和截面復核，然后分別介紹截面設(shè)計和截面復核的計算類型、計算方法和計算步驟，即進行分類，以便與實際工程設(shè)計時的做法一致。
(四)教學內(nèi)容的先進性
該課程的教學內(nèi)容是與工程實踐密切相關(guān)的，工程實踐的原則是遵循現(xiàn)行國家標準，而國家的結(jié)構(gòu)設(shè)計標準一般10～l5年左右更新一次，因此，課程教學內(nèi)容的先進性不應一味地體現(xiàn)在介紹學科研究的前沿方面，而是主要體現(xiàn)在與現(xiàn)行國家標準的一致性上，因此，教材編寫時，堅決刪除陳舊的知識，并按最新國家標準《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50010)和《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》(JTG D62)進行編寫。
(五)教材的結(jié)構(gòu)完整性
與系統(tǒng)性按照“適于教，利于學”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、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，又要充分考慮學生的認知規(guī)律，易于學生學習理解。不僅要有緒、正文和參考文獻，而且每章還要有教學提示、學習要求、本章小結(jié)、思考題和習題。教材表達要簡潔明了、圖文并茂、文字規(guī)范、語言流暢，盡可能用表格、圖標等形式對教學內(nèi)容進行直觀的歸納總結(jié)，避免對試驗現(xiàn)象、受力性能等內(nèi)容進行大篇幅地文字敘述，便于閱讀方便。
四、教材的主要內(nèi)容
教材共10章，主要結(jié)合國家標準《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50010)進行編寫，包括：緒論，混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學性能，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本原則，鋼筋混凝土受彎構(gòu)件、受壓構(gòu)件、受拉構(gòu)件、受扭構(gòu)件以及預應力混凝土構(gòu)件的受力性能與設(shè)計，混凝土構(gòu)件的變形、裂縫寬度驗算與耐久性設(shè)計，并在每章的最后一節(jié)介紹了《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》(JTG D62)的設(shè)計計算方法。與其他教材相比，更加注重課程內(nèi)容的設(shè)計，每章節(jié)基本由受力性能、設(shè)計計算和構(gòu)造措施三個知識模塊組成。
五、結(jié)語
幾年的教學實踐表明，該教材符合應用型人才的培養(yǎng)要求，教學效果良好，已被遴選為江蘇省高等學校立項精品教材，并被遴選為21世紀全國本科院校土木建筑類創(chuàng)新型應用人才培養(yǎng)規(guī)劃教材，2010年2月由北京大學出版社出版 。此外，基：于應用型人才的培養(yǎng)要求，我們對《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》課程進行了全面建設(shè)，該課程2010年被遴選為江蘇省高等學校精品課程，受到廣泛好評。
參考文獻：
[1]高等學校土木工程專業(yè)指導委員會.高等學校土木工程專業(yè)本科教育培養(yǎng)目標和培養(yǎng)方案及課程教學大綱[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002.
[2]東南大學，天津大學，同濟大學合編.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)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(jié)構(gòu)設(shè)計原理[M].北京：北京大學出版社，2010.
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