曹 海，葉恭寶

（1.黃山學(xué)院 建筑工程學(xué)院，安徽 黃山245041；2.合肥工業(yè)大學(xué) 地基工程有限公司，安徽 合肥230009）

0 前 言

《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》為高等院校土木工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課。內(nèi)容包括緒論、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)計的基本原則、受彎構(gòu)件正截面受彎承載力計算、受彎構(gòu)件斜截面承載力計算、受壓構(gòu)件承載力計算、受拉構(gòu)件承載力計算、受扭構(gòu)件扭曲截面受扭承載力計算、鋼筋混凝土構(gòu)件的變形、裂縫及混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性、預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的設(shè)計原理[1]。本課程主要依據(jù)為我國新頒布的《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50010-2010)，內(nèi)容符合高等學(xué)校土木工程專業(yè)指導(dǎo)委員會編寫的高等學(xué)校土木工程專業(yè)本科教育培養(yǎng)目標和培養(yǎng)方案及《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》課程教學(xué)大綱的要求。黃山學(xué)院作為一所地方性的應(yīng)用型本科院校，一直把地方性和應(yīng)用型作為各類課程的教學(xué)指導(dǎo)思想，筆者在長期的教學(xué)實踐中積極探索適合《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》的課程設(shè)置與教學(xué)方法。本文就結(jié)合本門課程的特點介紹我校開展混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理課程教學(xué)改革的探索。

1 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理的教學(xué)特點

根據(jù)高等學(xué)校土木工程專業(yè)指導(dǎo)委員會制定的該專業(yè)培養(yǎng)方案，《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》為土木工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課或稱為平臺課，它是這個專業(yè)的每一位學(xué)生必修的課程?；炷两Y(jié)構(gòu)是鋼筋和混凝土結(jié)合而成的一種結(jié)構(gòu)，鋼筋混凝土材料與力學(xué)中的理想彈性材料或理想彈塑性材料有很大的區(qū)別。為了對混凝土結(jié)構(gòu)的受力性能和破壞特征有較好的了解，首先要求對鋼筋和混凝土的力學(xué)性能要有很好的認識。所以，理論力學(xué)、材料力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)是該課程的前續(xù)課程。通過本課程的學(xué)習，使學(xué)生掌握混凝土結(jié)構(gòu)學(xué)科的基本理論和基本知識，為繼續(xù)學(xué)習高層建筑結(jié)構(gòu)、工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計和砌體結(jié)構(gòu)等專業(yè)課以及畢業(yè)后在混凝土結(jié)構(gòu)學(xué)科領(lǐng)域繼續(xù)學(xué)習提供堅實的基礎(chǔ)。

混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理課程計算公式較多，且許多計算公式并非純理論的推導(dǎo)，是理論計算與工程經(jīng)驗的總結(jié)，屬于半經(jīng)驗半理論公式。雖然這些公式涉及方方面面，但它總體框架很清晰，包括正常使用極限狀態(tài)和承載能力極限狀態(tài)，如圖1 所示。而且混凝土結(jié)構(gòu)耐久性、溫度影響和地基不均勻沉降等難以用計算公式表示，只能根據(jù)長期的工程經(jīng)驗，總結(jié)出一些構(gòu)造措施來考慮這些方面的影響。因此，在學(xué)習本課程過程中，除了要了解和掌握各種計算公式外，還要熟悉各種構(gòu)造措施。

圖1 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理課程框架

為了指導(dǎo)混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計工作，各國都制定了專門的技術(shù)標準和設(shè)計規(guī)范。這些標準和規(guī)范是各國在一定時期內(nèi)理論研究成果和實際工程經(jīng)驗的總結(jié)，在學(xué)習混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理時，應(yīng)該很好的熟悉、掌握和運用規(guī)范。但是也要了解，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理是一門比較年輕和迅速發(fā)展的學(xué)科，許多規(guī)范公式和條文并不一定完善。也正因為如此，我國每隔一段時間會對規(guī)范進行修訂，使之更加合理。例如，《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50010-2010)就對(GB50010-2002)進行了修訂和補充。所以，在學(xué)習過程中也要注意新舊規(guī)范的區(qū)別，及時總結(jié)、靈活運用。

黃山學(xué)院作為一所地方性院校，由于土木工程專業(yè)辦學(xué)較晚，影響力有限，受生源的限制，許多學(xué)生主動學(xué)習的興趣不高，積極探索問題、解決實際問題的能力不強。只有掌握教學(xué)對象的基本情況下，才能更好的制定適合本校學(xué)生的教學(xué)方法和教學(xué)大綱。結(jié)合黃山學(xué)院地處在古徽州地區(qū)，在制定教學(xué)大綱過程中，加入了徽派建筑的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理的講解，不僅提高了學(xué)生的主動學(xué)習的興趣，也體現(xiàn)了應(yīng)用型和地方性的教學(xué)指導(dǎo)思想。

2 教學(xué)改革措施

2.1 教學(xué)課時的調(diào)整

經(jīng)過初期的調(diào)研與考察，發(fā)現(xiàn)大部分院校混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理課時安排為64 課時，具體課時見表1。針對我校是地方性院校和應(yīng)用型本科教育的培養(yǎng)目標，以及教學(xué)對象的特點，在普通學(xué)?；炷两Y(jié)構(gòu)課時安排的基礎(chǔ)上，減少了部分應(yīng)用性不強的內(nèi)容課時，增加建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件（PKPM、ANSYS等） 的工程應(yīng)用和徽派建筑混凝土結(jié)構(gòu)的講解課時（見表2），使之更好的指導(dǎo)課程設(shè)計以及今后的畢業(yè)設(shè)計，達到應(yīng)用型本科教育的目的。

表1 改革前的課時設(shè)置

表2 改革后的課時設(shè)置

2.2 教材內(nèi)容與規(guī)范條文相結(jié)合

《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50010-2010)是國家為了使工程技術(shù)人員在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中貫徹執(zhí)行國家的經(jīng)濟政策，做到安全、適用、經(jīng)濟，保證質(zhì)量，特制定該規(guī)范，可以說《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》就是結(jié)構(gòu)設(shè)計人員設(shè)計過程中的“法律法規(guī)”。為了使學(xué)生更好的將所學(xué)知識與實際應(yīng)用相結(jié)合，我們在課堂教學(xué)過程中將教材的具體內(nèi)容與規(guī)范的條文、公式結(jié)合在一起講解。例如，教材中第1 章“混凝土結(jié)構(gòu)用材料的性能”結(jié)合規(guī)范中“4.1 混凝土”和“4.2 鋼筋”；教材中第2 章“混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計方法”結(jié)合規(guī)范中“3.3 承載能力極限狀態(tài)計算”和“3.4正常使用極限狀態(tài)驗算”；教材中第4 章“受彎構(gòu)件正截面承載力計算”、第5 章“受彎構(gòu)件斜截面承載力計算”和第6 章“受扭構(gòu)件承載力計算”分別對應(yīng)于規(guī)范中 “6.2 正截面承載力計算”、“6.3 斜截面承載力計算”和“6.4 扭曲截面承載力計算”；等等[1-2]。改革后新增設(shè)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件的工程應(yīng)用章節(jié)學(xué)習使學(xué)生更加深入的把工程實際應(yīng)用與規(guī)范具體條文結(jié)合起來，達到吃透規(guī)范的目的。

2.3 案例教學(xué)法的應(yīng)用

案例教學(xué)法起源于19 世紀70年代哈佛大學(xué)[3]，實踐證明它對于提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力有很大幫助。案例教學(xué)法的難點和重點在于案例的選擇，不僅要求選擇使用的案例規(guī)模要適合教學(xué)，而且要求案例能夠涵蓋盡可能多的理論知識點。例如，在講授受彎構(gòu)件正截面承載力計算時，組織學(xué)生就近參觀學(xué)校知園一期的建設(shè)工地，因為該工地正好處于樓蓋鋼筋綁扎，方便學(xué)生了解混凝土框架梁的配筋形式； 在講授鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫、變形和耐久性時，選擇了黃山市濱江一號項目，當時該項目屬于結(jié)構(gòu)驗收階段，方便學(xué)生實地查看鋼筋混凝土梁的裂縫以及變形，同時聘請具有豐富工程經(jīng)驗的工程師來現(xiàn)場實地教學(xué)。案例教學(xué)法的目的是使學(xué)生通過具體、直觀的了解信息，增強學(xué)生對專業(yè)知識的學(xué)習興趣，積極探索實際問題的解決。它改變了傳統(tǒng)的教學(xué)方法，也大大提高了學(xué)習效率。

2.4 課程考核方法的改革

由于混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理是一門應(yīng)用性很強的課程，單純的閉卷考試不能完全反映出學(xué)生的學(xué)習能力和應(yīng)用知識能力。我們參照國家注冊結(jié)構(gòu)工程師考試的考試方法，實行開卷考試，將試卷試題與實際工程應(yīng)用緊密結(jié)合，由連鎖計算題、綜合概念題及獨立單選題組成，連鎖計算題各分題的計算結(jié)果一般不株連，問答題（即不需計算即可解答）占總分的15%左右。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件的工程應(yīng)用課程考核要求學(xué)生提交結(jié)構(gòu)模型、計算書和結(jié)構(gòu)施工圖，并組織學(xué)生進行課程答辯，這些舉措不僅增強了學(xué)生的讀圖、繪圖和工程結(jié)構(gòu)建模能力，也提高了學(xué)生土木工程專業(yè)學(xué)術(shù)語言的組織和表達能力。

3 結(jié) 語

黃山學(xué)院作為一所地方性應(yīng)用型普通本科院校，一直致力于應(yīng)用型課程的教學(xué)改革，本文根據(jù)教學(xué)對象的特點和實踐教學(xué)體會，對混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理課程教學(xué)過程中課時調(diào)整、教學(xué)方法的創(chuàng)新和考核方法的改革等環(huán)節(jié)進行了探索，實踐證明，這些措施對于提高學(xué)生綜合運用知識解決實際問題的能力有較大幫助，最終達到應(yīng)用型本科教育的目標，使學(xué)生畢業(yè)后能較快從事相應(yīng)的技術(shù)崗位。

[1]沈蒲生,梁興文.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理[M].北京:高等教育出版社,2012:1-235.

[2]混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2010:19-80.

[3]米偉哲.案例教學(xué)法在工程實踐教學(xué)中的應(yīng)用[J].實驗室研究與探索,2010,29(3):145-146.