“一帶一路”背景下巖土類課程教學(xué)內(nèi)容國際化比較與探討

馮 錦 艷

(北京航空航天大學(xué)， 北京 海淀區(qū) 100091)

北京航空航天大學(xué)(以下簡稱“北航”)土木工程專業(yè)自2012年開始招收本科留學(xué)生，每年招生10～15人左右，主要來自于緬甸、印尼、印度、孟加拉等“一帶一路”沿線國家，至今已有7年歷史[1-2]。中國教育部在2016年8月11日印發(fā)了《推進(jìn)共建“一帶一路”教育行動》[3]，在文件中給出了“一帶一路”倡議下的教育領(lǐng)域建設(shè)思路、合作的重點內(nèi)容以及舉措等[4-5]，我國的高等教育發(fā)展迎來了前所未有的機遇和挑戰(zhàn)，需肩負(fù)起獨特的新使命。

“一帶一路”沿線國家教育背景差距較大，且高等教育水平參差不齊，許多國家缺少各專業(yè)的高端人才，尤其是土木工程專業(yè)，需肩負(fù)起自己國家的建設(shè)重任。為了使培養(yǎng)的土木工程專業(yè)中國學(xué)生和留學(xué)生能夠在推動“一帶一路”沿線國家的工程建設(shè)和經(jīng)濟發(fā)展中發(fā)揮作用，需要我國的高等教育從人才培養(yǎng)的戰(zhàn)略高度入手，提出切實有效的培養(yǎng)方案和教育措施。

北航土木工程專業(yè)在對留學(xué)生的7年培養(yǎng)中，及時跟進(jìn)學(xué)科前沿動態(tài)，注重收集留學(xué)生的信息反饋，總結(jié)出國際化人才培養(yǎng)中的首要問題是教學(xué)中遇到的專業(yè)領(lǐng)域中外標(biāo)準(zhǔn)差異問題，以及由于國家背景差異帶來的教學(xué)基礎(chǔ)差異，進(jìn)而影響到授課內(nèi)容需要調(diào)整。本文將以土木工程專業(yè)巖土類課程涉及的教學(xué)內(nèi)容為例，闡述涉及到的中外標(biāo)準(zhǔn)差異問題，實現(xiàn)因材施教，立德樹人，培養(yǎng)高端國際化人才。

1 國內(nèi)外關(guān)于場地類別的劃分比較

建筑結(jié)構(gòu)受到地震的影響存在不同響應(yīng)，其中場地是重要影響條件之一，應(yīng)對場地進(jìn)行類別劃分。中國進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計時采用的規(guī)范為《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB 50011—2010 )，規(guī)范將建筑場地類別根據(jù)土層等效剪切波速劃分為5類(見表1)，同時建議了場地的覆蓋厚度vse[6-7]。

表1 中國《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB 50011—2010) 場地類別劃分

歐盟國家進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計時采用的規(guī)范為《結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計》(EN1998-1)，在進(jìn)行場地劃分時依據(jù)的因素是巖土性質(zhì)，將場地劃分為7個類別(見表2)[7-8]。

美國采用NEHRP場地分類方法，由美國公路研究院編制了巖土工程和結(jié)構(gòu)工程的地震分析和LRFD法設(shè)計指南(FHWA-NHI-11-032：LRFD Seismic Analysis and Design of Transportation Geotechnical Features and Structural Foundations)，根據(jù)剪切波速、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗錘擊數(shù)以及場地不排水剪切強度將場地劃分為6類(見表3)[7-9]。

表2 歐洲規(guī)范場地類型劃分[7]

表3 美國NEHRP場地分類(埋深100英尺內(nèi))[7]

場地作為結(jié)構(gòu)抗震的重要影響因素之一，其劃分方法基本相同，中國的場地劃分相對簡單，更適合工程應(yīng)用，美國和歐洲的場地劃分相對細(xì)致，其中美國在堅硬場地的劃分中略勝一籌，而歐洲規(guī)范的優(yōu)勢則在于對軟弱場地的劃分。

2 巖石分類方法

關(guān)于巖石強度的研究已經(jīng)取得了許多研究成果[10-11]，其中巖石分類方法是對巖石進(jìn)行質(zhì)量評價的分類方法，可以判斷場地的條件，對巖土工程具有重要意義，世界范圍內(nèi)有多種分類方法，目前RMR方法即巖石地質(zhì)力學(xué)分類在歐美十分流行，屬于“綜合特征值”法[12-13]，由Bieniaski于1973年提出。RMR法為巖石6個參數(shù)的和，分值介于0～100，根據(jù)分值將巖體分為5級，如表4所示。

(1)

其中：R1為巖石抗壓強度評分值，0～15分；R2為RQD評分值，3～20分；R3為節(jié)理間距評分值，5～20分；R4為節(jié)理狀態(tài)評分值，0～30分；R5為地下水狀態(tài)評分值，0～15分；R6為修正系數(shù)，節(jié)理的方向?qū)こ痰挠绊懺u分值，-60～0分。

表4 巖石按照歐美RMR方法分類

在中國，對于巖石的分類經(jīng)常采用BQ法，通過公式(2)計算巖石的BQ分值，并根據(jù)公式(3)進(jìn)行修正得到修正后的巖石[BQ]分值進(jìn)行分類。

BQ=90+3Rc+250Kv

(2)

[BQ]=BQ-100(K1+K2+K3)

(3)

式中：Rc為巖石單軸飽和抗壓強度, MPa；Kv為巖體完整性指數(shù)值；K1為地下水影響修正系數(shù)，結(jié)合BQ值和出水狀態(tài)進(jìn)行取值，范圍為0～1；K2為主要軟弱結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀影響系數(shù)，取值范圍為0～0.6；K3為初始應(yīng)力狀態(tài)影響系數(shù)，結(jié)合BQ值和應(yīng)力狀態(tài)，取值范圍為0.5～1。

RMR分類方法和BQ分類方法的差異主要在于BQ法考慮了初始地應(yīng)力的影響，這對于巖石尤其是深部巖石工程具有重要意義。兩種分類方法均將巖石分為五級，并且給出了不同等級巖石的黏聚力和內(nèi)摩擦角的建議值。

表5 巖石按照中國BQ方法分類

3 以《工程地質(zhì)學(xué)》為例專業(yè)知識基礎(chǔ)差異比較

“一帶一路”沿線國家的留學(xué)生由于受教育背景差異較大，專業(yè)知識儲備存在一定的差異性，進(jìn)而影響到專業(yè)課程的教學(xué)內(nèi)容需要不同程度地調(diào)整，切實提高學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量[14-15]。表6以《工程地質(zhì)學(xué)》課程為例[16]，對留學(xué)生的儲備知識進(jìn)行了梳理比較。

表6 留學(xué)生關(guān)于《工程地質(zhì)學(xué)》的知識儲備梳理

通過以上分析可知，留學(xué)生在通識教育上具有明顯的優(yōu)勢，已經(jīng)掌握了基本的概念，需要加強的內(nèi)容主要集中在工程應(yīng)用和原理上，因此在教學(xué)內(nèi)容的安排上應(yīng)區(qū)別于中國學(xué)生的教學(xué)大綱，不能生搬硬套。

4 留學(xué)生教學(xué)內(nèi)容建議

通過對北航土木專業(yè)的留學(xué)生進(jìn)行跟蹤調(diào)查可知，留學(xué)生普遍具有較好的通識教育背景，但在專業(yè)學(xué)習(xí)上存在明顯不足，因此需根據(jù)實際情況制定教學(xué)大綱，教學(xué)內(nèi)容應(yīng)著重于土木工程的相關(guān)設(shè)計原則、原理、以及智能建造等知識。

以《基礎(chǔ)工程》課程為例，應(yīng)著重講解淺基礎(chǔ)的埋深原則、柱下獨立基礎(chǔ)和墻下條形基礎(chǔ)底面積的確定方法和公式、剛性基礎(chǔ)和柔性基礎(chǔ)高度的確定方法和公式、樁基礎(chǔ)的設(shè)計和配筋等，強化留學(xué)生的專業(yè)知識，通過對不同國家和地區(qū)采用不同設(shè)計方法和規(guī)范的比較，擴大留學(xué)生的知識面，切實提高留學(xué)生的培養(yǎng)質(zhì)量。

5 總 結(jié)

“十年樹木，百年樹人”，人才培養(yǎng)不是一朝一夕的事情，“一帶一路”倡議帶來的留學(xué)生人才培養(yǎng)契機，對于提升我國的本科教學(xué)質(zhì)量具有重要意義，有利于促進(jìn)我國教育與世界教育接軌。在留學(xué)生培養(yǎng)中應(yīng)堅持因材施教，兼顧留學(xué)生的教育背景制定切實可行的教學(xué)大綱，教學(xué)內(nèi)容應(yīng)突出中外標(biāo)準(zhǔn)融合問題，尤其是與歐美規(guī)范、規(guī)則的差異比較，引入先進(jìn)的教學(xué)理念和教學(xué)內(nèi)容，切實提升留學(xué)生的人才培養(yǎng)質(zhì)量。