土木工程專業(yè)課程建設(shè)與改革的研究

孫勇　馮竟竟　張耀軍

摘要：教育部頒布新的《普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄》后，我們對本科專業(yè)整理和學(xué)科專業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整后的課程建設(shè)與改革工作，進行了積極探索和研究。本文僅就土木工程專業(yè)結(jié)構(gòu)設(shè)計方向主干專業(yè)課的課程體系設(shè)置進行系統(tǒng)分析，找出存在問題與不足，提出改革方案和建議。

關(guān)鍵詞：土木工程；專業(yè)調(diào)整；課程建設(shè)；課程改革

中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）21-0202-02

一、引言

教育部頒布新的《普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄》后，全國普通高等學(xué)校普遍進行了本科專業(yè)整理和學(xué)科專業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整工作，取得了明顯成效。為了做好普通高等學(xué)校學(xué)科專業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整后的課程建設(shè)與改革工作，各高等學(xué)校都進行了積極的探索和有益的研究，取得了一些成果，也暴露了許多問題[1]：（1）大土木格局形成后，原有學(xué)科進行重新整合和調(diào)整，在專業(yè)課程設(shè)置及學(xué)時分配上產(chǎn)生了許多矛盾和問題。（2）在學(xué)科整合過程中，產(chǎn)生許多新興、邊緣、交叉課程，對這些課程的建設(shè)和發(fā)展重視不夠。（3）現(xiàn)有課程設(shè)置重課程外延擴展，輕內(nèi)容內(nèi)涵挖深，看似大而全，實則大而空，造成學(xué)生學(xué)完后，真正學(xué)到手的知識點并不多。（4）高等學(xué)校主動適應(yīng)社會變革需要的自我發(fā)展、自我調(diào)整的專業(yè)課程建設(shè)機制有待形成。

二、課程設(shè)置現(xiàn)狀分析

1.課程間的橫向聯(lián)系。各門結(jié)構(gòu)課程之間有許多共性和類比的問題，例如：混凝土結(jié)構(gòu)的重力二階效應(yīng)分析與鋼結(jié)構(gòu)的彈性二階效應(yīng)分析對比；混凝土結(jié)構(gòu)的剛重比限值與鋼結(jié)構(gòu)的剛重比限值對比；剪力墻墻身肋梁與鋼構(gòu)件腹板橫向加勁肋及砌體墻設(shè)置圈梁對比；剪力墻設(shè)置邊緣構(gòu)件與砌體墻設(shè)置構(gòu)造柱對比；靜力作用下與地震作用下“結(jié)構(gòu)—基礎(chǔ)—地基”相互作用對比；超載下結(jié)構(gòu)體系的內(nèi)力重分布與常載下構(gòu)件的塑性內(nèi)力重分布對比等。對這些問題進行分析，不僅可以加深對結(jié)構(gòu)概念的理解，而且可以整體上對結(jié)構(gòu)有一個全面的認識和把握。

2.課程內(nèi)容對結(jié)構(gòu)理論研究成果的反映。為了反映結(jié)構(gòu)理論的最新研究成果，《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》增加了結(jié)構(gòu)分析和多軸強度與本構(gòu)關(guān)系的內(nèi)容；《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》增加了腹板屈曲后強度和彈性二階效應(yīng)分析的內(nèi)容；《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》增加了重力二階效應(yīng)分析的內(nèi)容。其余的像體系可靠度與構(gòu)件可靠度匹配問題、基于性能的抗震設(shè)計問題、Push-over分析、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計與最優(yōu)抗震設(shè)防烈度問題等結(jié)構(gòu)理論研究日趨成熟，課程中對這些成果應(yīng)有所反映。

3.課程設(shè)計?！痘炷两Y(jié)構(gòu)》和《鋼結(jié)構(gòu)》包含《設(shè)計原理》和《結(jié)構(gòu)設(shè)計》兩部分?！对O(shè)計原理》定性為專業(yè)基礎(chǔ)課，主要講述構(gòu)件的截面分析與計算；《結(jié)構(gòu)設(shè)計》定性為建筑工程模塊的方向?qū)I(yè)課，主要講述常用結(jié)構(gòu)體系的分析與計算[2]。這樣的課程設(shè)置看起來是適應(yīng)了大土木環(huán)境下課程建設(shè)的要求，但造成的一個現(xiàn)實問題是各種結(jié)構(gòu)體系的計算都調(diào)整到《結(jié)構(gòu)設(shè)計》，使得《設(shè)計原理》講完后，不能按期進行課程設(shè)計，造成學(xué)生無法在短時間內(nèi)對構(gòu)件設(shè)計的內(nèi)容形成系統(tǒng)化、條理化、整體化的認識，違背了認識事物的客觀規(guī)律。

三、改革方案和建議

1.主干課程調(diào)整充實?；炷两Y(jié)構(gòu)建議將樓蓋部分按“肋形梁板結(jié)構(gòu)”重寫并調(diào)整至《設(shè)計原理》，整合為一門課。并在受壓構(gòu)件截面計算部分充實“墻構(gòu)件”計算分析的內(nèi)容，增加局部受壓計算內(nèi)容，可與螺旋箍筋柱受壓計算部分重新組合，并順便對混凝土多軸性能作簡要分析。鋼結(jié)構(gòu)建議將鋼屋架部分按“鋼桁架”重寫并調(diào)整至《設(shè)計原理》，整合為一門課。并在連接計算中增加節(jié)點板的計算，在受彎構(gòu)件的計算中增加腹板屈曲后強度分析與計算，在結(jié)構(gòu)體系計算中增加彈性二階效應(yīng)分析等內(nèi)容。砌體結(jié)構(gòu)建議應(yīng)加強底框結(jié)構(gòu)的分析與計算，增加砌體結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的內(nèi)容，并對砌體墻與混凝土約束構(gòu)件共同作用機理做簡要分析，同注冊結(jié)構(gòu)工程師考試內(nèi)容相呼應(yīng)，逐漸改變砌體結(jié)構(gòu)在土木工程專業(yè)課程體系中可有可無的尷尬地位。

2.相關(guān)課程重新整合。水平荷載作用下，結(jié)構(gòu)體系的分析與計算是《高層建筑結(jié)構(gòu)》的主要內(nèi)容，而地震作用是最主要的水平荷載，這就造成了《高層建筑結(jié)構(gòu)》和《結(jié)構(gòu)抗震》的許多內(nèi)容是重復(fù)的，建議將兩門課整合為一門。建筑材料課在講述材料的組份時應(yīng)加強對物理力學(xué)性能的講述。同時，對材料在重復(fù)荷載下的疲勞性能及反復(fù)荷載下的滯回性能等其他力學(xué)性能作必要分析。這樣，至少可以達到三個目的：其一，將材料的“化學(xué)成分—物理性質(zhì)—受力性能”一條線串下來，在邏輯上更合理；其二，可以突出該課程在土木工程專業(yè)課程體系中的位置，改變其在學(xué)生心目中的“雞肋”地位；其三，在講授《混凝土結(jié)構(gòu)》《鋼結(jié)構(gòu)》《砌體結(jié)構(gòu)》時可節(jié)省大量課時，把講述重點放到構(gòu)件計算上。

3.邊緣交叉課程按認識規(guī)律和市場導(dǎo)向設(shè)置。2000年以后，我們國家的規(guī)范陸續(xù)進行了修訂，緊接著，我們的各門結(jié)構(gòu)課程教材就進行了修訂。究其原因，規(guī)范的每一次修訂，都會帶來一些結(jié)構(gòu)理論及經(jīng)驗回歸公式的變化，教材為跟上發(fā)展趨勢，只能亦步亦趨進行修訂。這樣看來，對即將畢業(yè)的學(xué)生，對規(guī)范進行必要的闡述是有必要的。在工程實踐中，結(jié)構(gòu)分析計算都是由計算機來完成的，如果說在結(jié)構(gòu)設(shè)計中選擇好設(shè)計程序稱為用好“軟件（software）”，運用計算機進行計算和繪圖稱為使用“硬件（hardware）”，則做好結(jié)構(gòu)概念設(shè)計可稱為有了“慧件（wiseware）”。在一項工程設(shè)計中，有一個好的慧件比正確地用好軟件和硬件更為重要[3]。概念是設(shè)計的靈魂，包含著很深的藝術(shù)性，對設(shè)計概念的真正領(lǐng)悟和掌握，不是一朝一夕間在枯燥的講述中能完成的。這樣，我們對調(diào)整前后的課程設(shè)置及課時分配做一對比。通過與清華大學(xué)的對比分析發(fā)現(xiàn)，同樣的知識點分布，調(diào)整后必修課由8門變成6門，選修課由3門變成5門，增加了學(xué)生自由選擇的余地，總課時由448學(xué)時壓縮至416學(xué)時，主輔修機制和學(xué)時分配更加合理，主干專業(yè)課內(nèi)容也有所充實，我們用更少的時間學(xué)到了更多的知識。

四、結(jié)語

針對大土木框架下多學(xué)科方向的現(xiàn)實，各高等學(xué)校普遍實行了模塊制。即將原來土木工程框架下各學(xué)科的基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課、公共專業(yè)課全部打通，對部分針對學(xué)科專業(yè)模塊的方向?qū)I(yè)課分成不同模塊，讓學(xué)生自由選擇。這樣做的優(yōu)點自不待言，但暴露出來的問題卻發(fā)人深思。

各高校在學(xué)科調(diào)整的同時，普遍對市場需求認識不足。這一輪的專業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整是以適應(yīng)我國經(jīng)濟結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略性調(diào)整、人才市場需求和提高國際競爭能力的需要為出發(fā)點，具有鮮明時代特征的全局性、戰(zhàn)略性調(diào)整[1]。隨著高等教育由精英教育向大眾教育的轉(zhuǎn)變，我們的畢業(yè)生能不能運用所學(xué)知識在競爭日趨激烈的人才資源市場站穩(wěn)腳跟，將直接影響一個學(xué)校的綜合競爭力，甚至有可能會影響到學(xué)校的發(fā)展與生存[6]。

我們進行課程建設(shè)與改革，最終是為了培養(yǎng)人才。如果經(jīng)過努力，使我們土木工程專業(yè)的學(xué)生經(jīng)過四年的學(xué)習(xí)，對結(jié)構(gòu)專業(yè)課程，不僅沒有感到枯燥乏味，而且依舊興趣盎然；不僅系統(tǒng)掌握了結(jié)構(gòu)科學(xué)知識，而且從心靈深處感受到了結(jié)構(gòu)的藝術(shù)和魅力，將對他們以后漫長的人生道路產(chǎn)生深遠而積極的影響。讓結(jié)構(gòu)的藝術(shù)、求知的快樂、學(xué)習(xí)的趣味充滿整個課程、扎根學(xué)生心中，始終是我們土木工程專業(yè)課程建設(shè)與改革的不懈追求和最終目的。

參考文獻：

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