劉 雁，楊鼎久

（揚(yáng)州大學(xué) 建筑科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇 揚(yáng)州 225127）

一、混凝土結(jié)構(gòu)課程的特點(diǎn)

在高等學(xué)校土木工程專業(yè)的知識(shí)體系中，結(jié)構(gòu)基本原理和方法是該專業(yè)知識(shí)體系中最重要的知識(shí)內(nèi)容，混凝土結(jié)構(gòu)課程是該專業(yè)的主要核心課程之一，具有十分重要的地位，同時(shí)也是土木工程專業(yè)學(xué)生最先接觸的專業(yè)基礎(chǔ)課程。該課程對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的結(jié)構(gòu)概念、結(jié)構(gòu)構(gòu)件計(jì)算、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法以及將來解決實(shí)際工程問題的能力和創(chuàng)新能力等方面都具有重要意義。對(duì)于土木工程專業(yè)，各高校都十分重視混凝土結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)，學(xué)生領(lǐng)會(huì)和掌握混凝土結(jié)構(gòu)知識(shí)的程度，對(duì)土木工程專業(yè)的教學(xué)質(zhì)量和所培養(yǎng)人才的知識(shí)結(jié)構(gòu)及把握工程的綜合能力都有較大影響。

目前高校的混凝土結(jié)構(gòu)教學(xué)，基本上按照“先構(gòu)件，后結(jié)構(gòu)”順序進(jìn)行，即先進(jìn)行基本構(gòu)件設(shè)計(jì)理論的講授，然后學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的知識(shí)?；緲?gòu)件設(shè)計(jì)理論主要涉及構(gòu)件設(shè)計(jì)，而由于混凝土材料與彈性體材料的差異，難免會(huì)使學(xué)生在學(xué)習(xí)之初，感覺課程內(nèi)容不夠嚴(yán)謹(jǐn)，不易掌握。如何讓學(xué)生正確地理解混凝土基本理論，以及如何很好地與后續(xù)講述的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體概念相結(jié)合，無論是教或者是學(xué)，這都是個(gè)難點(diǎn)。如果將上述的教學(xué)順序改成“先結(jié)構(gòu)，后構(gòu)件，再結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（構(gòu)造）”，即先進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的整體概念方面知識(shí)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生先建立一個(gè)整體的建筑結(jié)構(gòu)概念知識(shí)，掌握結(jié)構(gòu)的布置原則、要求，進(jìn)而再學(xué)習(xí)混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)理論，這樣可以將建筑結(jié)構(gòu)與基本構(gòu)件、構(gòu)造要求等的關(guān)聯(lián)更加緊密，也符合學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)。

二、土木工程類專業(yè)學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)

據(jù)調(diào)查，土木工程院校在制定四年制本科的教學(xué)計(jì)劃時(shí)，通常將混凝土結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)安排在第三學(xué)年下學(xué)期和第四學(xué)年上學(xué)期進(jìn)行。該課程與此前學(xué)習(xí)的多門具有嚴(yán)密科學(xué)邏輯體系的基礎(chǔ)課程有很大程度的不同，學(xué)生會(huì)感到混凝土結(jié)構(gòu)課程內(nèi)容繁雜，符號(hào)多、公式多，構(gòu)造要求多，學(xué)習(xí)比較吃力，不易掌握。根據(jù)我們對(duì)土木工程專業(yè)一、二年級(jí)部分學(xué)生有關(guān)建筑結(jié)構(gòu)方面基本問題的問卷調(diào)查，學(xué)生對(duì)于每日居住、學(xué)習(xí)、生活的各類建筑，或多或少都有一些基本的了解，如用的什么材料，是什么結(jié)構(gòu)形式等，加之兩年多的土木工程相關(guān)課程的初步學(xué)習(xí)，以及一系列土木專業(yè)方面新聞、參觀、實(shí)習(xí)、講座的熏陶，耳濡目染，對(duì)建筑物的結(jié)構(gòu)體系已有一些朦朧的認(rèn)識(shí)和粗淺的了解，也已經(jīng)有了一些建筑的結(jié)構(gòu)布置等結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的初步知識(shí)。此時(shí)在混凝土結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)中，以學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)作為切入點(diǎn)，將混凝土結(jié)構(gòu)的教學(xué)從傳統(tǒng)的“先構(gòu)件，后結(jié)構(gòu)”改變?yōu)椤跋冉Y(jié)構(gòu)概念，后構(gòu)件，再結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（構(gòu)造）”的教學(xué)順序，完全可以讓學(xué)生更好地掌握建筑結(jié)構(gòu)的知識(shí)，并真正領(lǐng)會(huì)和學(xué)習(xí)好混凝土結(jié)構(gòu)課程。

三、對(duì)現(xiàn)行混凝土結(jié)構(gòu)教材和教學(xué)方法的認(rèn)識(shí)

目前所用的混凝土結(jié)構(gòu)教材在具體分析課程特點(diǎn)、考慮學(xué)生的認(rèn)知情況等進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的組織方面所做的工作不多，在解決該課程的幾多（概念多、難點(diǎn)多、公式多、系數(shù)符號(hào)多、構(gòu)造規(guī)定多等）方面的針對(duì)性也不夠，對(duì)于結(jié)構(gòu)整體、基本構(gòu)件、構(gòu)造要求之間的相互聯(lián)系，相互銜接也不夠明確。采用傳統(tǒng)的“先構(gòu)件，后結(jié)構(gòu)”的教學(xué)模式，使學(xué)生在學(xué)完課程后，依舊沒有很好地把握建筑結(jié)構(gòu)整體的概念，也沒能很好地促進(jìn)學(xué)生建立工程結(jié)構(gòu)的整體意識(shí)?？偨Y(jié)現(xiàn)在通行的混凝土結(jié)構(gòu)課程的教材及教學(xué)現(xiàn)狀，存在以下幾方面的問題需要解決：

一是目前的混凝土結(jié)構(gòu)教學(xué)順序不利于學(xué)生建立完整的結(jié)構(gòu)概念。當(dāng)前在土木工程院校里，通行的混凝土結(jié)構(gòu)課程教學(xué)順序是先基本構(gòu)件，后樓蓋、再單廠、多高層等，這樣的教學(xué)順序使學(xué)生能掌握單個(gè)構(gòu)件的知識(shí)點(diǎn)，但無法很好地將構(gòu)件形成結(jié)構(gòu)整體，難于理解結(jié)構(gòu)的整體概念，特別是涉及到結(jié)構(gòu)的“平面內(nèi)”“平面外”等空間形態(tài)問題時(shí)，則理解更困難。

二是教學(xué)內(nèi)容和課時(shí)匹配的矛盾。從多個(gè)院校的土木工程專業(yè)教學(xué)計(jì)劃來看，混凝土結(jié)構(gòu)基本原理課程的課時(shí)幾經(jīng)壓縮，僅混凝土結(jié)構(gòu)基本理論部分的學(xué)時(shí)由原來的80多學(xué)時(shí)逐漸降至60學(xué)時(shí)左右。課時(shí)少了，而教學(xué)內(nèi)容卻沒有減少，加上該課程與專業(yè)基礎(chǔ)理論課程的不同，導(dǎo)致學(xué)生感覺學(xué)習(xí)困難。

三是課程及課程教學(xué)與現(xiàn)行規(guī)范的銜接存在問題。目前混凝土課程基本上采用 “先構(gòu)件，后結(jié)構(gòu)”的教學(xué)順序，對(duì)從2011年7月開始實(shí)施的《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》的思想沒能很好體現(xiàn)。新《規(guī)范》編制修訂時(shí)，在開始的“基本設(shè)計(jì)規(guī)定”部分就補(bǔ)充增加了結(jié)構(gòu)方案、防連續(xù)倒塌和既有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則等有關(guān)結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)方面的內(nèi)容。筆者認(rèn)為，新規(guī)范部分內(nèi)容的調(diào)整，體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)整體概念的重要性，也正是體現(xiàn)了“先結(jié)構(gòu)，后構(gòu)件”的思想。

四、整合教材內(nèi)容、改進(jìn)教學(xué)措施

為了讓學(xué)生更好地學(xué)習(xí)和掌握混凝土結(jié)構(gòu)的知識(shí)，根據(jù)筆者多年從事結(jié)構(gòu)課程教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為應(yīng)該結(jié)合土木工程專業(yè)學(xué)生已有的課程基礎(chǔ)和新規(guī)范相關(guān)的修訂內(nèi)容，在《高等學(xué)校土木工程本科指導(dǎo)性專業(yè)規(guī)范》的要求框架內(nèi)，對(duì)現(xiàn)有的混凝土結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)順序及教材內(nèi)容進(jìn)行重新組織、整合，以便于學(xué)生更好地學(xué)習(xí)、理解和掌握混凝土結(jié)構(gòu)課程的基本原理、方法及相關(guān)知識(shí)。經(jīng)整合后的混凝土結(jié)構(gòu)教材和教學(xué)的合理順序如下圖所示：

由圖可見，在教學(xué)過程中，混凝土結(jié)構(gòu)教材可根據(jù)本專業(yè)學(xué)生已有的基本房屋知識(shí)，首先強(qiáng)調(diào)建筑結(jié)構(gòu)的整體概念、結(jié)構(gòu)的分類以及結(jié)構(gòu)的選型與布置原則，讓學(xué)生對(duì)每天生活在其中的建筑有一個(gè)整體的結(jié)構(gòu)理解，知道結(jié)構(gòu)整體的重要性；其次，以介紹混凝土結(jié)構(gòu)的材料性能為基礎(chǔ)，按照構(gòu)件形式，受力性能和構(gòu)件的試驗(yàn)、設(shè)計(jì)方法，展開講授梁、板、柱等構(gòu)件的受力特點(diǎn)和作用；最后，講授結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，強(qiáng)調(diào)整體結(jié)構(gòu)是在結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，由結(jié)構(gòu)構(gòu)件有效連接而成，在構(gòu)件設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的講授同時(shí)，介紹規(guī)范中相應(yīng)的構(gòu)造要求，說明并強(qiáng)調(diào)各種構(gòu)造知識(shí)的緣由和重要性。通過以上環(huán)節(jié)，逐步養(yǎng)成學(xué)生重視和嚴(yán)格遵守規(guī)范中諸多構(gòu)造要求的意識(shí)和習(xí)慣。

（一）注重結(jié)構(gòu)選型和布置，強(qiáng)化建筑結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)知識(shí)

在概念設(shè)計(jì)方面，讓學(xué)生通過確定結(jié)構(gòu)方案，進(jìn)而進(jìn)行結(jié)構(gòu)體系布置等環(huán)節(jié)，逐步掌握建筑物空間的形成以及各種結(jié)構(gòu)方案和結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn)，再將結(jié)構(gòu)的抗震知識(shí)、結(jié)構(gòu)體系豎向和平面布置原則等進(jìn)行綜合考慮，明確建筑物的可靠、有效與結(jié)構(gòu)體系布置的合理與否與密切相關(guān)。因此，在結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的講授中，應(yīng)作如下幾方面的加強(qiáng)：

1.加強(qiáng)結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)是保證建筑物抗震性能的基礎(chǔ)。在2008年發(fā)生汶川、玉樹等大地震以后，我國(guó)對(duì)包括《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》、《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》等在內(nèi)的一系列工程技術(shù)規(guī)范進(jìn)行了重新修訂，并頒布實(shí)施。我國(guó)國(guó)土幾乎所有城市都有抗震設(shè)防要求，建筑物抗震概念設(shè)計(jì)愈加被予重視。因此，在結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的教學(xué)中，可以結(jié)合結(jié)構(gòu)抗震的基本概念逐步展開，進(jìn)而講授建筑抗震設(shè)防分類和設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)、地震影響及場(chǎng)地與地基以及房屋的選址原則等；在講授結(jié)構(gòu)體系布置內(nèi)容時(shí)，結(jié)合在地震作用下各類建筑結(jié)構(gòu)體系的破壞形式、破壞特點(diǎn)等，闡述結(jié)構(gòu)的空間體系布置原則，諸如結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力體系應(yīng)對(duì)稱、規(guī)則布置；側(cè)向剛度沿豎向應(yīng)均勻變化；為防止抗側(cè)移剛度及承載力發(fā)生突變，抗側(cè)力構(gòu)件的材料強(qiáng)度和截面尺寸宜自下而上減小、漸變；并將由地震震害總結(jié)出的各種結(jié)構(gòu)體系平面、豎向布置的不規(guī)則類型予以介紹，讓學(xué)生通過這部分的學(xué)習(xí)，建立較為完整的結(jié)構(gòu)整體概念。

2.運(yùn)用力學(xué)知識(shí)，加強(qiáng)分析和比較結(jié)構(gòu)體系合理性的訓(xùn)練。由于前期力學(xué)等課程的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，此時(shí)學(xué)生已具有一定的運(yùn)用已學(xué)的相關(guān)知識(shí)分析和解決結(jié)構(gòu)體系受力問題的能力，故可以讓學(xué)生通過對(duì)各種工程實(shí)例的受力和變形的分析，進(jìn)行結(jié)構(gòu)的合理性的分析。如進(jìn)行構(gòu)件的集中受力與均勻受力；單跨、簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu)與多跨、連續(xù)結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)的空間作用與平面作用；結(jié)構(gòu)剛性連接與鉸接連接；靜定與超靜定結(jié)構(gòu)體系；傳力簡(jiǎn)捷的結(jié)構(gòu)與傳力曲折的結(jié)構(gòu)等進(jìn)行諸多方面的比較分析，從而形成什么樣的結(jié)構(gòu)體系是合理結(jié)構(gòu)體系的概念。

3.結(jié)構(gòu)荷載的概念。在結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的講授中，宜拿出部分課時(shí)，重點(diǎn)介紹結(jié)構(gòu)荷載以及荷載傳遞的概念。其中，尤其要強(qiáng)調(diào)建筑物的自重，讓學(xué)生知道建筑物自重不僅是豎向荷載的主要來源（約占85%以上），而且水平荷載中的地震作用亦與之直接相關(guān)；讓學(xué)生明白減輕建筑物自重，不僅可以降低結(jié)構(gòu)承受的荷載，減少建筑材料的用量，而且能降低建筑造價(jià)、保護(hù)環(huán)境。

構(gòu)件截面設(shè)計(jì)的部分內(nèi)容還可以在學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)布置時(shí)予以介紹，如采用框架結(jié)構(gòu)時(shí)，如何根據(jù)“高跨比”、“高寬比”、“軸壓比”等對(duì)框架柱、梁的截面尺寸進(jìn)行估算和確定。

（二）重視材料性能、加強(qiáng)構(gòu)件設(shè)計(jì)方法和相關(guān)構(gòu)造的講解

在學(xué)生已學(xué)習(xí)建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)，以及對(duì)結(jié)構(gòu)體系和布置原則已有了解的基礎(chǔ)上，講授結(jié)構(gòu)的材料性能，介紹鋼筋、混凝土材料的受力性能以及材料選用原則；再講述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的計(jì)算原則和方法；進(jìn)而重點(diǎn)進(jìn)行各種構(gòu)件的設(shè)計(jì)計(jì)算講授。并把以往按構(gòu)件受力性質(zhì)的不同進(jìn)行講授，改為按組成結(jié)構(gòu)體系的各基本構(gòu)件（如梁、板、柱、墻、基礎(chǔ)等）分別講授。這樣的好處是可以強(qiáng)化學(xué)生對(duì)已學(xué)結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的理解，領(lǐng)會(huì)上述諸構(gòu)件在整個(gè)結(jié)構(gòu)體系中所起的作用，以及它們的受力特點(diǎn)。使學(xué)生更好地理解完整的結(jié)構(gòu)體系和結(jié)構(gòu)構(gòu)件的關(guān)系。

構(gòu)造措施部分，可按板、梁、柱（墻）、基礎(chǔ)的順序，依次對(duì)每部分構(gòu)造要求進(jìn)行講述。如梁的一般構(gòu)造要求有基本尺寸要求、縱向受力鋼筋直徑、彎起和間距；箍筋直徑、肢數(shù)、間距和形式；混凝土保護(hù)層、配筋率等等。要搞清楚這些構(gòu)造措施的作用，理解它們的重要性，養(yǎng)成注重遵守構(gòu)造要求的好習(xí)慣。特別是通過構(gòu)造措施，讓學(xué)生進(jìn)一步理解：強(qiáng)剪弱彎，強(qiáng)柱弱梁，強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件的設(shè)計(jì)理念。

（三）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)知識(shí)的學(xué)習(xí)

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)講授的重點(diǎn)內(nèi)容是整合前述各方面的知識(shí)，特別是結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)內(nèi)容和結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)的有機(jī)結(jié)合，以及與結(jié)構(gòu)力學(xué)知識(shí)的聯(lián)系，按照混凝土單層結(jié)構(gòu)、多層結(jié)構(gòu)、高層結(jié)構(gòu)等分類介紹結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)知識(shí)，讓學(xué)生通過這部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)，完全領(lǐng)會(huì)混凝土結(jié)構(gòu)的知識(shí)。

（四）充分合理利用多媒體技術(shù)和案例教學(xué)

在混凝土結(jié)構(gòu)課程的講授中，應(yīng)充分應(yīng)用多媒體技術(shù)來提高授課效率。利用多媒體技術(shù)來表現(xiàn)有些語(yǔ)言難以描述清楚的內(nèi)容、難以觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和一些抽象的構(gòu)造措施。例如，將結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力過程和破壞形態(tài)用Flash軟件演示，將板、梁、柱的構(gòu)造做成三維表現(xiàn)圖，將工程實(shí)例照片引人PPT等。在教學(xué)中，把多媒體技術(shù)與傳統(tǒng)教學(xué)手段有機(jī)結(jié)合，可以起到事半功倍的效果。

考慮到混凝土結(jié)構(gòu)課程實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，在授課過程中應(yīng)適時(shí)采用案例教學(xué)。根據(jù)教學(xué)目的和要求，用現(xiàn)實(shí)工程中的案例來引導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生通過自己對(duì)工程案例的觀察、分析去領(lǐng)悟，并引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)的知識(shí)與工程案例相印證，加深學(xué)生對(duì)混凝土基本原理和概念的理解。

五、結(jié) 論

混凝土結(jié)構(gòu)不僅是一門綜合性很強(qiáng)的專業(yè)課程，同時(shí)，又具有很強(qiáng)的工程性實(shí)踐性，對(duì)該課程知識(shí)的掌握程度，影響到學(xué)生對(duì)后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)和理解，也影響到學(xué)生學(xué)習(xí)能力以及今后面對(duì)工程問題的應(yīng)變能力的培養(yǎng)。因此，提高混凝土結(jié)構(gòu)課程的教學(xué)質(zhì)量，進(jìn)行教學(xué)改革勢(shì)在必行。通過以上對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)課程內(nèi)容的有機(jī)整合，以及與結(jié)構(gòu)抗震知識(shí)的良好結(jié)合，對(duì)培養(yǎng)土木工程專業(yè)技術(shù)人才起到積極的推動(dòng)作用。

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[1]劉雁，建筑學(xué)專業(yè)“建筑結(jié)構(gòu)”課程的教學(xué)思考[J].高等建筑教育，2011，20：89-91.

[2]中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50010-2010）[S].北 京：中 國(guó) 建 筑 工 業(yè) 出 版社，2011.

[3]高等學(xué)校土木工程學(xué)科專業(yè)指導(dǎo)委員會(huì)，高等學(xué)校土木工程本科指導(dǎo)性專業(yè)規(guī)范[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2011.