嚴加寶 丁 陽 崔 健 宗 亮 石運東 羅云標 蘇俊省

摘? 要：該文分析“一帶一路”倡議背景下留學生混凝土結(jié)構(gòu)教學面臨的國際化教學挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)的混凝土教學模式在國外留學生加入教育背景下亟需改進。該文首先分析天津大學土木工程系留學生構(gòu)成比例及混凝土教學所面臨的不同國家混凝土設計規(guī)范差異，分析作者所教授的混凝土結(jié)構(gòu)設計和全英文高等混凝土結(jié)構(gòu)等課程特點，并提出加強課程思政、豐富教學方法、重視實習基地、因材施教調(diào)整教學內(nèi)容和多重考核方式的課程教學措施。以期達到提升混凝土教學質(zhì)量，提升中外學生培養(yǎng)質(zhì)量，增強中外學生人才培養(yǎng)素質(zhì)，助力我國“一帶一路”發(fā)展建設。

關鍵詞：混凝土教學；高等混凝土；土木工程；混凝土結(jié)構(gòu)設計；留學生

中圖分類號：G642? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2024）10-0019-05

Abstract： This paper analyzed the faced international teaching challenges of reinforced concrete structures in the background of "the Belt and Road" Initiative， and the traditional teaching methodology of reinforced concrete structures is required to be improved. This paper firstly analyzed the different components of international students of Department of Civil Engineering in Tianjin University and the differences in different design codes of different countries for the reinforced-concrete-structure teaching， analyzing the characteristics of the taught courses of Reinforced Concrete Structure Design and English course， Advanced Reinforced Concrete Structures， proposing the teaching methodologies of enhancing curriculum ideology and politics， enriching teaching methods， emphasizing practice base， adjusting multi-purpose teaching contents， and using multiple assessment methods. These measures aim to improving the teaching quality of reinforced concrete structures， improving the quality of Chinese and foreign students' training， enhancing the quality of Chinese and foreign students' talent training， and help China's "the Belt and Road" development and construction.

Keywords： teaching of the course of Concrete; Advanced Reinforced Concrete Structures; civil engineering; Design of Reinforced Concrete Structures; international students

自2013年習近平主席提出“一帶一路”倡議以來，共建“一帶一路”得到國際社會高度評價與熱烈響應[1-2]。我國提倡的開放合作、互利共贏發(fā)展理念深受“一帶一路”國家好評，日益深入人心。在此背景下，越來越多國外留學生包括“一帶一路”沿線國家留學生到中國留學，留學生人才培養(yǎng)日益成為我國高校人才教育的重要組成部分[1-3]。在留學生教育方面，土木工程等基建類專業(yè)是留學生選擇較多的專業(yè)之一。混凝土結(jié)構(gòu)課程作為高等院校土木工程系研究生教學重要的核心課程及課程體系組成部分發(fā)揮著重要作用，在從事混凝土、鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)等相關領域研究的留學生及研究生培養(yǎng)中發(fā)揮至關作用。因此，有必要針對中外學生特點進行課程建設與改革。

本文基于對中外學生課程教學實踐，對于高等混凝土結(jié)構(gòu)全英文及中文課程教學建設進行探討，為土木工程專業(yè)留學研究生教育教學質(zhì)量提升提供建設思路及思考。

一? 天津大學土木工程系留學研究生生源組成及混凝土教學現(xiàn)狀

（一）? 天津大學研究生留學生生源分布

截至2023年，天津大學建筑工程學院在校留學研究生144名，其中土木工程系留學研究生103名，平均每年30名左右，在校研究生國籍統(tǒng)計如圖1所示。圖1指出，天津大學土木工程系留學研究生多來自“一帶一路”沿線國家，主要生源地區(qū)為東南亞、北非、東非、西亞及中亞地區(qū)。在混凝土結(jié)構(gòu)分析設計方面，上述地區(qū)多采用美國混凝土協(xié)會（American Concrete Institute）規(guī)范ACI 318-14[4]及歐洲標準化委員會（CEN）制定的歐洲規(guī)范Eurocode 2[5]，部分國家采用英國混凝土規(guī)范BS 5950[6]。美國混凝土協(xié)會規(guī)范ACI 318-14具有較高的國際化程度，于2003年經(jīng)過ISO認證并成為國際標準，被中東、東南亞、中南美洲等地區(qū)所廣泛采納。歐洲規(guī)范Eurocode 2除被歐盟加盟國所采納外，在北非、西亞、中亞等地區(qū)也有廣泛應用。而我國混凝土結(jié)構(gòu)設計分析采用GB 50010—2010《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》國家標準[7]。因此，廣泛的國際生源分布及生源國所采用不同的混凝土結(jié)構(gòu)設計分析規(guī)范的差異給留學生混凝土教學帶來差異，更進一步給留學生人才培養(yǎng)帶來一定挑戰(zhàn)。因此，在課程建設時應充分考慮留學生源國混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范差異，并調(diào)整相應混凝土課程教學內(nèi)容。

（二）? 國內(nèi)外混凝土規(guī)范簡單比較

本文將從術(shù)語、混凝土強度、構(gòu)件承載力計算幾個方面，詳細比較中國混凝土規(guī)范GB 50010—2010、歐洲規(guī)范Eurocode 2及美國規(guī)范ACI 318-14異同點。

首先，歐洲規(guī)范Eurocode 2[5]從專業(yè)術(shù)語方面將材料及構(gòu)件強度進行明顯區(qū)分，設計材料強度層面，英文單詞采用“Strength”，構(gòu)件強度則用“Resistance”，例如抗壓強度為“Compressive strength”，受剪承載力為“Shear resistance”。中國規(guī)范GB 50010—2010[7]與歐洲規(guī)范Eurocode 2[5]的該專業(yè)術(shù)語非常類似，例如我國規(guī)范同樣對材料與構(gòu)件力學性能加以區(qū)分并分別采用強度及承載力。而美國規(guī)范ACI 318-14[4]對材料及構(gòu)件強度均不加區(qū)分而采用“Strength”，例如混凝土抗拉強度“Tensile strength of concrete”，混凝土梁受剪承載力“Shear strength of reinforced concrete beam”。因此，在教授 “一帶一路”沿線不同國家留學生全英文混凝土結(jié)構(gòu)相關課程時必然遇到專業(yè)術(shù)語學習障礙。因此，有必要對留學生進行專業(yè)術(shù)語背景介紹及術(shù)語統(tǒng)一。筆者在實際教學中統(tǒng)一采用歐洲規(guī)范Eurocode 2及我國GB 50010—2010規(guī)范術(shù)語，避免留學生在學習過程中遇到困惑。

其次，各國規(guī)范對材料強度定義存在一定差異。以混凝土抗壓強度為例，歐洲規(guī)范Eurocode 2[5]采用立方體抗壓強度（邊長為100或150 mm）及圓柱體抗壓強度（直徑×高度為150 mm×300 mm）；美國規(guī)范ACI 318-14與Eurocode 2基本相同采用立方體抗壓強度（邊長為100 mm）與圓柱體抗壓強度（直徑×高度為100 mm×200 mm）。中國規(guī)范GB 50010—2010[7]則略有不同，采用立方體抗壓強度（邊長150mm）與棱柱體抗壓強度（長度×寬度×高度為150 mm×150 mm×300或450 mm）。盡管不同試塊強度可通過換算關系公式進行轉(zhuǎn)換，但仍然存在一定差異。因此在教學中需對留學生進行說明并進行強調(diào)，不能盲目套用公式。

最后，在構(gòu)件承載力方面，由于各國規(guī)范采用不同的設計思路，因此設計公式也存在較大差異[8]。以不配受剪箍筋混凝土板受沖剪承載力為例，歐洲規(guī)范Eurocode 2[5]計算公式規(guī)定如下

由上述各國規(guī)范計算公式可見，中國規(guī)范GB 50010—2010[7]，歐洲混凝土規(guī)范Eurocode 2[5]，以及美國混凝土規(guī)范ACI 318-14[4]在計算混凝土板受沖剪承載力方面具有較大差異。歐洲規(guī)范考慮了縱向配筋率對抗沖剪承載力的影響，而美國規(guī)范及中國規(guī)范均忽略該影響。此外，上述各國規(guī)范在剪切角、沖剪應力及剪切控制面周長上具有一定差異。此外，上述國內(nèi)外混凝土設計規(guī)范在混凝土構(gòu)件正截面受彎，以及斜截面受剪、受壓、受壓彎等在混凝土構(gòu)件承載力方面具有一定的差異。因此，在留學生混凝土教學中應充分重視不同國家規(guī)范存在的差異，在課程教授中要做到全面。

二? 課程建設改革探討

（一）? 課程簡介

天津大學土木工程系混凝土結(jié)構(gòu)設計課程主要面向土木工程專業(yè)建筑工程方向本科生[9]，每年選課學生為90人左右，其中留學生約占10%～20%?；炷两Y(jié)構(gòu)設計課程學時共48學時，于大三下學期開設。主要內(nèi)容包括結(jié)構(gòu)設計入門、梁板結(jié)構(gòu)設計（結(jié)構(gòu)布置、單向板肋梁樓蓋、雙向板肋梁樓蓋、無梁樓蓋、樓梯和雨蓬）、單層廠房排架結(jié)構(gòu)設計（單層廠房結(jié)構(gòu)設計基本知識、結(jié)構(gòu)構(gòu)件類型與選型、排架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析和構(gòu)件設計）和框架結(jié)構(gòu)設計（框架結(jié)構(gòu)設計的基本要求、內(nèi)力及位移計算、內(nèi)力組合及截面設計、框架結(jié)構(gòu)構(gòu)造措施和多層框架結(jié)構(gòu)基礎設計）等內(nèi)容。

天津大學土木工程系全英文高等混凝土結(jié)構(gòu)課程主要面向土木工程專業(yè)、水利水電工程、港口海岸與航道工程和船舶與海洋工程4個專業(yè)留學生的專業(yè)建設需求。課程共計32學時，學生選課人數(shù)每期15～20名留學生。課程主要內(nèi)容包括課程簡介、建筑材料、塑性設計分析方法、混凝土構(gòu)件受壓彎承載力及分析方法、混凝土構(gòu)件受剪及受扭承載力及分析方法、拉壓桿模型和塑性絞線法及條帶法等。

（二）? 中外學生混凝土教學課程異同點

1? 混凝土結(jié)構(gòu)設計課程特點

1）偏實踐，與混凝土結(jié)構(gòu)原理課程結(jié)合緊密。

2）對基礎課程要求高?；炷两Y(jié)構(gòu)設計課程對相關基礎課程具有較高要求，需熟練掌握混凝土結(jié)構(gòu)原理、結(jié)構(gòu)力學、地基基礎，以及混凝土結(jié)構(gòu)相關設計規(guī)范。

3）知識點多，邏輯性弱?；炷两Y(jié)構(gòu)設計課程圍繞設計開展，過多構(gòu)造設計及規(guī)定削弱了課程邏輯性。

4）與中國規(guī)范聯(lián)系緊密，與國外設計規(guī)范聯(lián)系少，留學生學習相對吃力。

2? 留學生全英文課程高等混凝土結(jié)構(gòu)特點

1）偏理論，重方法。該課程側(cè)重于留學研究高等混凝土結(jié)構(gòu)分析方法，理論內(nèi)容較多，側(cè)重培養(yǎng)碩士研究生混凝土結(jié)構(gòu)分析研究能力。

2）學生基礎參差不齊。由于“一帶一路”沿線國家教育發(fā)展水平存在差異，學生學習基礎存在較大差異。

3）規(guī)范多樣性?！耙粠б宦贰毖鼐€國家混凝土設計規(guī)范存在較大差異，歐洲規(guī)范Eurocode 2，美國規(guī)范ACI 318-14，英國標準BS 5950，及中國規(guī)范GB 50010—2010。

4）文化差異、時差。在新冠感染疫情期間，多采用線上上課的方式，存在較大時差，給線上教學帶來一定困難。

5）成績考核。線上教學增加課堂紀律管理難度及課程考核難度。

基于上述課程特點，在新的留學生教育背景下，由此有必要開展課程建設，對教學方法進行改革。

三? 主要教學方法

圖2為主要教學方法邏輯關系圖。具體教學方法介紹如下。

（一）? 加強混凝土結(jié)構(gòu)教學課程思政建設

高度重視混凝土結(jié)構(gòu)設計課程思政建設，并在教學中積極實踐。教學中以家國情懷、民族復興激勵學生，在教學中加入中國對世界大型工程貢獻，明確混凝土結(jié)構(gòu)在上述重大工程中發(fā)揮的作用，厚植學生愛國情懷教育。同時使學生明確我國雖是工程大國但還不是工程強國；明確學生未來使命，培養(yǎng)具有家國情懷、擔當民族復興大任的社會主義建設者和接班人。通過課程思政教育，學生普遍反映對世界混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)展前沿，以及我國發(fā)展現(xiàn)狀有了普遍了解，并明確學習目標，樹立自己的學習觀、職業(yè)觀。

針對留學生全英文課程，將課程思政融入教學全過程。首先，課程中融入中國在土木工程基礎設施領域取得的成就，例如，三峽大壩、港珠澳大橋、大興機場等。充分體現(xiàn)“中國建造”輝煌成果。其次，介紹中國學者及天津大學土木工程系學者在結(jié)構(gòu)工程領域及混凝土結(jié)構(gòu)領域取得的領先成果。最后，課程中介紹中國企業(yè)在混凝土結(jié)構(gòu)領域參與的世界級工程等內(nèi)容。通過課程思政，德育引領，使留學生了解中國建造、認識大國工程、理解中國、熱愛中國，彰顯中華民族科學自信和文化自信，培養(yǎng)兩國友好交流使者。

（二）? 豐富教學方法

傳統(tǒng)的混凝土教學方法主要采用課堂講授、板書、實物模型、作業(yè)和討論相結(jié)合的傳統(tǒng)式教學方法。講授混凝土結(jié)構(gòu)相關重要公式時直接在黑板上推導設計原理中的重要公式，增強學生的理解和記憶。通過課下作業(yè)的完成鞏固學生對課堂內(nèi)容的理解。除傳統(tǒng)混凝土教學手段外，重點建設電子教案、教學課件、數(shù)字混凝土結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡課程的現(xiàn)代多媒體輔助教學方法[10]。在教學課件方面：大量的實際工程和最新形式的混凝土結(jié)構(gòu)工程案例；充分利用課程教學國際交流網(wǎng)絡平臺，增加教學中熱點問題交流討論，了解國外大學土木工程專業(yè)混凝土結(jié)構(gòu)課程教學情況，使學生面向前沿、面向未來。

（三）? 重視實習基地的作用

天津大學建筑設計規(guī)劃研究總院有限公司每年承擔大量的科研、設計、生產(chǎn)任務；具有不同形式混凝土結(jié)構(gòu)工程的圖紙、資料。同時校外的大型實習基地的認識實習和生產(chǎn)實習亦增強了學生對混凝土結(jié)構(gòu)的認識、設計及分析能力。混凝土結(jié)構(gòu)設計及高等混凝土結(jié)構(gòu)課程等對實踐具有較高的要求，因此，實習基地在混凝土教學中發(fā)揮重要作用，應加以重視利用。

（四）? 因材施教，調(diào)整教學內(nèi)容

針對混凝土結(jié)構(gòu)設計選修學生中優(yōu)秀 “茅以升班”學生，考慮其由土木工程、水利水電工程、港口海岸與航道工程和船舶與海洋工程4個本科專業(yè)優(yōu)秀學生組成，該班實行個性培養(yǎng)、制度激勵、注重實踐和全面強化等特色的培養(yǎng)管理模式。針對“茅以升班”課程設置方面強化力學、打通建筑工程領域各專業(yè)基礎、開展“通才”培養(yǎng)的教育模式，課程組制訂了專門的教學計劃和教學內(nèi)容，以保證培養(yǎng)滿足建筑工程領域?qū)I(yè)大類發(fā)展需求的拔尖創(chuàng)新型工程人才的目標。

在高等混凝土結(jié)構(gòu)教學中，針對留學生不同基礎，以我國規(guī)范及國外規(guī)范為指導的基礎上，注重講授力學基礎、受力機理、分析方法，重點闡述設計和分析方法背后機理，涵蓋不同規(guī)范對受力機理、承載力計算所考慮因素及設計公式原理，弱化規(guī)范系數(shù)、符號及相關構(gòu)造的要求。同時，為進一步強化知識理解，選取合適的中英文參考教材及文獻，方便學生學習理解，加深學生學習效果。在研究混凝土構(gòu)件受壓彎、受剪及受扭承載力及分析方法時，引入中國規(guī)范GB 50010—2010、歐洲規(guī)范Eurocode 2、美國規(guī)范ACI 318-14以及英國規(guī)范BS 5950等中外規(guī)范設計基礎，并通過實際設計案例對比不同規(guī)范設計結(jié)果，重點講述采用不同規(guī)范引起分析結(jié)果差異，加深留學生學習印象。此外，高等混凝土結(jié)構(gòu)具體講授過程中，考慮部分國家留學生基礎薄弱的情況，在教學方法上進行增加知識廣度、降低內(nèi)容深度、增加案例實際操作步驟介紹和對重點知識要點進行回顧復習，調(diào)動留學生學習主動性等措施，培養(yǎng)學生學習興趣，增強教學效果，提高留學生高等混凝土結(jié)構(gòu)教學質(zhì)量。

（五）? 重視能力培養(yǎng)，豐富考核方式

本科生混凝土結(jié)構(gòu)設計課程著重培養(yǎng)學生面向?qū)嵺`解決問題的能力，因此在課程考核方面以課堂出勤（10%）、大作業(yè)（40%）、期末考試（50%）相結(jié)合的方式。尤其重視大作業(yè)的設置，該課程共設置五次大作業(yè)，分別為肋梁樓蓋、樓梯、雨蓬、單層廠房排架結(jié)構(gòu)和平面框架結(jié)構(gòu)設計等內(nèi)容，基本涵蓋混凝土結(jié)構(gòu)中關鍵結(jié)構(gòu)設計，培養(yǎng)學生動手及實踐能力。此外，該課程期末考試為開卷考試，考試題注重所學混凝土結(jié)構(gòu)知識綜合應用能力，側(cè)重知識點理解與應用，避免知識點照抄即可得分現(xiàn)象，注重解決問題能力考核。

留學生高等混凝土結(jié)構(gòu)課程則采取更加豐富的考核方式，課程考核方面包括課堂出勤（10%）、課后作業(yè)（20%）、小組作業(yè)（10%）、期中考試（10%）和期末考試（50%）。其中，課后作業(yè)涵蓋五個內(nèi)容知識點，即彈塑性設計分析方法、混凝土構(gòu)件受壓彎承載力、混凝土構(gòu)件受剪及受扭承載力、拉壓桿模型及塑性絞線法。小組作業(yè)為拓展高等混凝土知識內(nèi)容，以兩名同學為一組共同完成，作業(yè)內(nèi)容在前沿課題中任意選擇一個，選題廣泛，部分選題例如：①對比中、美、歐混凝土設計規(guī)范對比；②新型高性能纖維混凝土原理、基本性能及學術(shù)前沿；③碳纖維加固混凝土結(jié)構(gòu)；④高性能混凝土結(jié)構(gòu)及其設計方法。期末考試則側(cè)重綜合能力題，解決混凝土結(jié)構(gòu)分析問題。最終成績則按上述分析加權(quán)平均得到。

四? 結(jié)束語

本文面向中外學生的基礎不同及混凝土結(jié)構(gòu)教學特點，探索基于我國和國外不同混凝土標準體系下的混凝土結(jié)構(gòu)教學實踐，依托混凝土結(jié)構(gòu)設計及高等混凝土結(jié)構(gòu)課程，探索面向中外學生的混凝土結(jié)構(gòu)教學方法。探索出以課程思政為引領，以學習方法、實習基地、改革內(nèi)容和考核方式為抓手，全面探索面向中外學生的混凝土結(jié)構(gòu)教學方法，旨在培養(yǎng)學生混凝土學習、實踐能力，提升中外學生土木工程專業(yè)培養(yǎng)質(zhì)量，增強中外學生人才培養(yǎng)素質(zhì)，助力我國“一帶一路”倡議發(fā)展建設。

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