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談應用型本科《混凝土結構設計原理》教材建設與實踐
摘要：為編寫適用于應用型土木工程專業(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(xiàn)狀，闡述了所編教材的改革思路。根據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”的原則組織教材內容，對教學內容進行了全面梳理和更新。
關鍵詞：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，土木工程專業(yè)本科教育已經發(fā)生了很大的變化。截至2008年全國開設土木工程專業(yè)的高校已達370余所，在校生9萬余人。隨著社會經濟的發(fā)展，建設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)人才的高校不僅數量多，而且絕大多數的定位為培養(yǎng)應用型人才。混凝土結構設計原理作為土木工程專業(yè)的重要專業(yè)基礎課，編寫適用于培養(yǎng)應用型土木工程專業(yè)人才的《混凝土結構設計原理》教材意義重大。
一、教材現(xiàn)狀分析
國內本課程現(xiàn)有教材主要有三大類。第一類是適用于國內一流土木工程專業(yè)本科教學的教材。這類教材大多由國內一流高校編寫，多數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理論知識，重視理論研究。教學目標明確，編寫質量普遍較好。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容模塊進行簡單的重組或增減，對教學內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，但講義內容與教材內容的差別較大，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)建設點的有利條件，我們開始著手對《混凝土結構設計原理》教材進行了重點建設。
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系的同時，進行教學內容的梳理與更新。(注：本課程的教學內容主要由結構的受力性能、設計計算和構造措施三個知識模塊組成。受力性能為本課程的理論知識，設計計算和構造措施為本課程的工程實踐知識，也是工程設計規(guī)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理論及其延伸部分，或者僅僅是為研究服務的理論知識。
且在工程實踐中對把握結構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，應根據該理論知識的基礎性、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k1和k2”，并由此引出4.3.2節(jié)“求用系數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k1和k2”對在工程實踐時把握結構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計規(guī)范內容的介紹，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?在編寫該部分內容時，首先，對設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章的偏心受壓構件計算類型分類時，現(xiàn)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型、計算方法和計算步驟，即進行分類，這與實際工程設計時的做法不相符。
在實際工程設計中，首先知道的是截面設計問題還是截面復核問題，再經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型、計算方法和計算步驟，即進行分類，以便與實際工程設計時的做法一致。
(四)教學內容的先進性
該課程的教學內容是與工程實踐密切相關的，工程實踐的原則是遵循現(xiàn)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，課程教學內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《混凝土結構設計規(guī)范》(GB50010)和《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》(JTG D62)進行編寫。
(五)教材的結構完整性
與系統(tǒng)性按照“適于教，利于學”的原則組織教材內容，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、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容進行直觀的歸納總結，避免對試驗現(xiàn)象、受力性能等內容進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(guī)范》(GB50010)進行編寫，包括：緒論，混凝土結構材料的物理力學性能，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(jié)介紹了《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)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(jié)基本由受力性能、設計計算和構造措施三個知識模塊組成。
五、結語
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《混凝土結構設計原理》課程進行了全面建設，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：北京大學出版社，2010.
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