呂曉寅，劉 林，張鴻儒

（北京交通大學(xué) 土木建筑工程學(xué)院，北京， 100044）

混凝土教學(xué)一直是土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案和教學(xué)計(jì)劃中的重要環(huán)節(jié)之一，我們混凝土教學(xué)團(tuán)隊(duì)本著“注重專業(yè)、突出實(shí)踐，提高素質(zhì)、面向創(chuàng)新”的人才培養(yǎng)目標(biāo)，在理論課程改革、教材建設(shè)、建立與課堂教學(xué)配套的實(shí)踐性教學(xué)平臺(tái)等方面做了大量的工作。經(jīng)過多年的教學(xué)研究與實(shí)踐，編寫完成了相關(guān)教材2本，課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書1本，建設(shè)了“混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理”、“混凝土房屋建筑結(jié)構(gòu)”兩門研究型教學(xué)主干課程及相關(guān)的實(shí)踐環(huán)節(jié)，精心設(shè)計(jì)研究型教學(xué)模式的載體，并開發(fā)了多個(gè)實(shí)驗(yàn)。

一、完善了以優(yōu)勢(shì)學(xué)科、特色專業(yè)為主導(dǎo)的系列教材體系

1.根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)，編寫具有專業(yè)特色的系列教材

根據(jù)我校土木工程學(xué)院“服務(wù)鐵路，面向社會(huì)，辦出特色”的辦學(xué)理念，并配合學(xué)院的各個(gè)重點(diǎn)學(xué)科，我們編寫了教材《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理》，它是土木工程專業(yè)本科生的專業(yè)主干課——“混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理”所用教材，目前國內(nèi)外還沒有一本適合我校專業(yè)特色的此類教材。此教材是結(jié)合了我國現(xiàn)行的3套規(guī)范：用于建筑結(jié)構(gòu)工程的《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010-2010）、用于鐵路行業(yè)的《鐵路橋涵鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB10002.3-2005）和公路橋涵的《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 D62-2004）編制而成，這3套規(guī)范所采用的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法各有不同。本教材具有以下特色：

教材系統(tǒng)性：包含了3種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，涵蓋了土木工程的主要專業(yè)內(nèi)容；

專業(yè)特色性：適應(yīng)我校本科培養(yǎng)目標(biāo)，滿足社會(huì)需求；

學(xué)科前沿性：將新規(guī)范及學(xué)科發(fā)展的最新成果編入其中，并提倡綠色建筑；

內(nèi)容實(shí)用性：習(xí)題及思考題的題目均來自實(shí)際工程，使學(xué)生能夠?qū)W以致用；

使用廣泛性：本教材不僅適合本科生使用，還適用于遠(yuǎn)程教育學(xué)院的學(xué)生、夜大生，同時(shí)還可作為廣大工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)和自修的參考書。

按照培養(yǎng)計(jì)劃和教學(xué)大綱，“混凝土房屋結(jié)構(gòu)”課程是土木工程專業(yè)本科生專業(yè)系列課程中的一門專業(yè)主干課，其他院校編寫的相關(guān)教科書并不完全適合我校培養(yǎng)模式的要求，為了適應(yīng)新形式下的教學(xué)和工程的需要，為了給國家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)輸送大批高級(jí)專業(yè)技術(shù)人才，達(dá)到因材施教的目的，我們編寫了教材《混凝土房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》。本書取材恰當(dāng)，重點(diǎn)突出，可讀性強(qiáng)，可操作性好。在講述以手算為基礎(chǔ)的簡便計(jì)算方法的基礎(chǔ)上，注重結(jié)構(gòu)受力和變形特性的分析，以加強(qiáng)學(xué)生對(duì)基本工程概念的理解，注意與其他課程和教材的銜接與綜合應(yīng)用。為了便于教與學(xué)，主要章節(jié)內(nèi)均有例題，各章后附有思考題和習(xí)題。本教材已于2009年由清華大學(xué)出版社出版發(fā)行，已在教學(xué)中使用4屆。學(xué)生反饋效果好，已成為每年混凝土結(jié)構(gòu)畢業(yè)設(shè)計(jì)的必備書目。

2.創(chuàng)新驅(qū)使，注重實(shí)踐

課程設(shè)計(jì)是系列課程中的實(shí)踐環(huán)節(jié)，是學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)課程后，應(yīng)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行實(shí)際工程演練的第一步。加強(qiáng)這一環(huán)節(jié)的指導(dǎo)可以促進(jìn)學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)的積極性，更可以多方面培養(yǎng)學(xué)生的理論應(yīng)用、創(chuàng)新思維和實(shí)際動(dòng)手能力。為了使學(xué)生能更好的邁出第一步，我們編寫了《結(jié)構(gòu)工程課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》，該書包括了以下6個(gè)課程設(shè)計(jì)：鋼筋混凝土鐵路簡支梁橋課程設(shè)計(jì)、鋼筋混凝土現(xiàn)澆樓蓋課程設(shè)計(jì)、建筑基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)、單層工業(yè)廠房課程設(shè)計(jì)、鋼屋架課程設(shè)計(jì)、鋼筋混凝土預(yù)應(yīng)力梁橋課程設(shè)計(jì)。這六個(gè)課程設(shè)計(jì)涵蓋了結(jié)構(gòu)工程的大部分專業(yè)課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容，并具有我校的專業(yè)特色。本書現(xiàn)已排版完成，將在清華大學(xué)出版社出版。

二、創(chuàng)建了探索、研究與實(shí)踐有機(jī)構(gòu)成的課堂研究性教學(xué)模式

從探索的角度，虛擬再現(xiàn)問題的提出、理論的形成與發(fā)展過程，引導(dǎo)學(xué)生提出問題，分析問題，讓學(xué)生在認(rèn)識(shí)實(shí)踐的過程中逐步形成解決問題的方法。使學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中“有問題可思考”，“有方法可推敲”，從“我遇到問題該怎么辦”出發(fā)，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)探索，認(rèn)真鉆研，從而提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題，分析問題和解決問題的能力，讓學(xué)生在探索的過程中學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)的過程中實(shí)踐，在實(shí)踐的基礎(chǔ)上創(chuàng)新。具體做了以下工作：

1.明確教學(xué)目標(biāo)，完善以問題為導(dǎo)向的課程內(nèi)容

在學(xué)習(xí)本課程基本知識(shí)的基礎(chǔ)上，了解行業(yè)規(guī)范，為培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力和素質(zhì)搭建理論與實(shí)踐結(jié)合的教學(xué)平臺(tái)，使學(xué)生在打好基礎(chǔ)的同時(shí)也能站在學(xué)科的前沿，真正成為社會(huì)的有用人才，鼓勵(lì)學(xué)生勇于創(chuàng)新，學(xué)以致用，使學(xué)生將自己所學(xué)的專業(yè)理論知識(shí)有機(jī)地運(yùn)用到實(shí)踐中去。每一個(gè)新內(nèi)容的引出都是從工程中的事例或事故出發(fā)，使學(xué)生在教學(xué)過程中學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)工程中的問題、學(xué)會(huì)分析工程中的問題、學(xué)會(huì)解決工程中的問題、學(xué)會(huì)研究工程中的問題、學(xué)會(huì)工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。

2.精心設(shè)計(jì)研究性教學(xué)模式的載體

（1）課程項(xiàng)目：課程項(xiàng)目不同于課程設(shè)計(jì)，它具有研究的性質(zhì)，鼓勵(lì)學(xué)生在課程學(xué)習(xí)的過程中抓住一些感興趣的問題進(jìn)行小型的科研工作，使學(xué)生盡早涉及實(shí)際工程研究項(xiàng)目，激發(fā)學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)職業(yè)能力。

題目的設(shè)計(jì)：課程項(xiàng)目的內(nèi)容是密切結(jié)合實(shí)際工程，將各章所學(xué)的構(gòu)件設(shè)計(jì)的知識(shí)融入到實(shí)際的結(jié)構(gòu)體系中，從而可有效地避免以往理論知識(shí)和實(shí)際結(jié)構(gòu)相脫節(jié)的不足。課程項(xiàng)目的題目可以由教師擬定，也可以由學(xué)生自主提出。課程項(xiàng)目穿插在課堂教學(xué)期間完成，分兩階段進(jìn)行，第一階段在課堂教學(xué)中期完成，第二階段在課堂教學(xué)末期完成。

學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)的設(shè)計(jì)：分小組進(jìn)行（每小組不超過5人），通過學(xué)生展示項(xiàng)目成果、答辯、教師點(diǎn)評(píng)等環(huán)節(jié)對(duì)其進(jìn)行考核，成績計(jì)入期末總成績中。

（2）工程事例分析：每章均有工程事例分析，鼓勵(lì)學(xué)生參與課堂討論。旨在提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。

工程事故的設(shè)計(jì)：將實(shí)際工程事故案例引入教學(xué)，包括地震破壞的建筑物、計(jì)算簡圖與實(shí)際結(jié)構(gòu)受力不符、施工質(zhì)量差、設(shè)計(jì)缺陷等原因造成的各種工程事故，在教學(xué)中分析事故產(chǎn)生的原因，造成的慘痛后果以及避免事故發(fā)生應(yīng)采取的措施，使學(xué)生不僅從中學(xué)到相關(guān)的專業(yè)知識(shí)，還可吸取前人的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，以培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)責(zé)任感。

（3）課程設(shè)計(jì)：理論和實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合，訓(xùn)練學(xué)生的實(shí)踐技能。

題目的設(shè)計(jì)：強(qiáng)調(diào)全過程訓(xùn)練，包括確定設(shè)計(jì)方案，材料及截面的選擇，圖集、規(guī)范、手冊(cè)的運(yùn)用，施工圖繪制等。因此，題目盡量“真”，設(shè)計(jì)條件盡量“簡”，讓學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)自行完成全過程設(shè)計(jì)。

過程的設(shè)計(jì)：答疑——每天都安排教師答疑，以及時(shí)解決學(xué)生在設(shè)計(jì)中的問題；階段性質(zhì)疑——每個(gè)學(xué)生有1-2次階段性質(zhì)疑，以檢查學(xué)生課程設(shè)計(jì)的進(jìn)度和質(zhì)量，并將其作為最后成績的一部分。

結(jié)果的設(shè)計(jì)：質(zhì)疑——最后質(zhì)疑，以考察其獨(dú)立完成的情況；施工圖的要求——要求手繪施工圖并清晰表達(dá)設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)意圖，圖紙干凈整潔，內(nèi)容充實(shí)，符號(hào)和標(biāo)注符合建筑制圖的一般規(guī)定。

一旦發(fā)現(xiàn)抄襲現(xiàn)象，或施工圖繪制等未達(dá)到制圖標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)內(nèi)容的要求，則當(dāng)事人沒有權(quán)利獲得本課程設(shè)計(jì)的學(xué)分。

（4）科研小組：引導(dǎo)學(xué)有余力的同學(xué)參與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件的開發(fā)、大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大賽等科研活動(dòng)，以培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)。

三、創(chuàng)建了以探究型為目的的實(shí)驗(yàn)性教學(xué)平臺(tái)

為了多方面培養(yǎng)學(xué)生的理論應(yīng)用、創(chuàng)新思維和實(shí)際動(dòng)手能力，增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)精神，提高學(xué)生的工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與實(shí)踐能力，促進(jìn)專業(yè)學(xué)習(xí)積極性，提高專業(yè)技能，我們結(jié)合“結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)制作與實(shí)驗(yàn)”和“結(jié)構(gòu)抗震模擬試驗(yàn)”，建立了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。

1.結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)制作與實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容從結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)與理論分析開始，學(xué)生根據(jù)自己所定方案制作結(jié)構(gòu)模型、然后進(jìn)行模型加載試驗(yàn)，通過各種記錄的數(shù)據(jù)判斷方案及模型的合理性。學(xué)生從中收獲很大，看到自己的成果成就感很強(qiáng)，收到了很好的效果。

2.結(jié)構(gòu)抗震模擬試驗(yàn)的開發(fā)

開發(fā)利用小型振動(dòng)臺(tái)進(jìn)行地震模擬試驗(yàn)作為輔助教學(xué)手段，小型振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)具有費(fèi)用低，教學(xué)效果直觀，可操作性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，易于啟發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)和驗(yàn)證地震作用的相關(guān)概念等特點(diǎn)，可以大大提高教學(xué)效果。輔助教學(xué)功能的設(shè)置主要從以下幾個(gè)方面考慮：

緊密圍繞教學(xué)中的關(guān)于地震作用的相關(guān)重要概念；

抗震設(shè)計(jì)的理念及措施；

抗震設(shè)計(jì)的效果及試驗(yàn)驗(yàn)證，增加地震作用的對(duì)比試驗(yàn)等。

根據(jù)教學(xué)中相關(guān)課程的抗震設(shè)計(jì)的主要概念，有針對(duì)性的設(shè)計(jì)不同組別的模擬試驗(yàn)，根據(jù)不同的教學(xué)目的和要求設(shè)計(jì)不同的輔助教學(xué)環(huán)節(jié)。

模型試驗(yàn)強(qiáng)化了學(xué)生的概念設(shè)計(jì)，培養(yǎng)了學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，突出了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，大大提高了學(xué)生建立結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算模型的能力和對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析能力。

四、結(jié) 語

經(jīng)過多年的改革與實(shí)踐，我校的混凝土教學(xué)取得了良好的效果，學(xué)生對(duì)混凝土教學(xué)也很滿意，選課人數(shù)逐年增加，學(xué)生普遍反映收獲很大。團(tuán)隊(duì)教師仍在努力探索，爭取為國家培養(yǎng)出更多的棟梁之才。