土木工程专业课程建设与改革的研究

孙勇　冯竟竟　张耀军

摘要：教育部颁布新的《普通高等学校本科专业目录》后，我们对本科专业整理和学科专业结构调整后的课程建设与改革工作，进行了积极探索和研究。本文仅就土木工程专业结构设计方向主干专业课的课程体系设置进行系统分析，找出存在问题与不足，提出改革方案和建议。

关键词：土木工程；专业调整；课程建设；课程改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）21-0202-02

一、引言

教育部颁布新的《普通高等学校本科专业目录》后，全国普通高等学校普遍进行了本科专业整理和学科专业结构调整工作，取得了明显成效。为了做好普通高等学校学科专业结构调整后的课程建设与改革工作，各高等学校都进行了积极的探索和有益的研究，取得了一些成果，也暴露了许多问题[1]：（1）大土木格局形成后，原有学科进行重新整合和调整，在专业课程设置及学时分配上产生了许多矛盾和问题。（2）在学科整合过程中，产生许多新兴、边缘、交叉课程，对这些课程的建设和发展重视不够。（3）现有课程设置重课程外延扩展，轻内容内涵挖深，看似大而全，实则大而空，造成学生学完后，真正学到手的知识点并不多。（4）高等学校主动适应社会变革需要的自我发展、自我调整的专业课程建设机制有待形成。

二、课程设置现状分析

1.课程间的横向联系。各门结构课程之间有许多共性和类比的问题，例如：混凝土结构的重力二阶效应分析与钢结构的弹性二阶效应分析对比；混凝土结构的刚重比限值与钢结构的刚重比限值对比；剪力墙墙身肋梁与钢构件腹板横向加劲肋及砌体墙设置圈梁对比；剪力墙设置边缘构件与砌体墙设置构造柱对比；静力作用下与地震作用下“结构—基础—地基”相互作用对比；超载下结构体系的内力重分布与常载下构件的塑性内力重分布对比等。对这些问题进行分析，不仅可以加深对结构概念的理解，而且可以整体上对结构有一个全面的认识和把握。

2.课程内容对结构理论研究成果的反映。为了反映结构理论的最新研究成果，《混凝土结构设计规范》增加了结构分析和多轴强度与本构关系的内容；《钢结构设计规范》增加了腹板屈曲后强度和彈性二阶效应分析的内容；《高层建筑混凝土结构技术规程》增加了重力二阶效应分析的内容。其余的像体系可靠度与构件可靠度匹配问题、基于性能的抗震设计问题、Push-over分析、结构优化设计与最优抗震设防烈度问题等结构理论研究日趋成熟，课程中对这些成果应有所反映。

3.课程设计。《混凝土结构》和《钢结构》包含《设计原理》和《结构设计》两部分。《设计原理》定性为专业基础课，主要讲述构件的截面分析与计算；《结构设计》定性为建筑工程模块的方向专业课，主要讲述常用结构体系的分析与计算[2]。这样的课程设置看起来是适应了大土木环境下课程建设的要求，但造成的一个现实问题是各种结构体系的计算都调整到《结构设计》，使得《设计原理》讲完后，不能按期进行课程设计，造成学生无法在短时间内对构件设计的内容形成系统化、条理化、整体化的认识，违背了认识事物的客观规律。

三、改革方案和建议

1.主干课程调整充实。混凝土结构建议将楼盖部分按“肋形梁板结构”重写并调整至《设计原理》，整合为一门课。并在受压构件截面计算部分充实“墙构件”计算分析的内容，增加局部受压计算内容，可与螺旋箍筋柱受压计算部分重新组合，并顺便对混凝土多轴性能作简要分析。钢结构建议将钢屋架部分按“钢桁架”重写并调整至《设计原理》，整合为一门课。并在连接计算中增加节点板的计算，在受弯构件的计算中增加腹板屈曲后强度分析与计算，在结构体系计算中增加弹性二阶效应分析等内容。砌体结构建议应加强底框结构的分析与计算，增加砌体结构抗震设计的内容，并对砌体墙与混凝土约束构件共同作用机理做简要分析，同注册结构工程师考试内容相呼应，逐渐改变砌体结构在土木工程专业课程体系中可有可无的尴尬地位。

2.相关课程重新整合。水平荷载作用下，结构体系的分析与计算是《高层建筑结构》的主要内容，而地震作用是最主要的水平荷载，这就造成了《高层建筑结构》和《结构抗震》的许多内容是重复的，建议将两门课整合为一门。建筑材料课在讲述材料的组份时应加强对物理力学性能的讲述。同时，对材料在重复荷载下的疲劳性能及反复荷载下的滞回性能等其他力学性能作必要分析。这样，至少可以达到三个目的：其一，将材料的“化学成分—物理性质—受力性能”一条线串下来，在逻辑上更合理；其二，可以突出该课程在土木工程专业课程体系中的位置，改变其在学生心目中的“鸡肋”地位；其三，在讲授《混凝土结构》《钢结构》《砌体结构》时可节省大量课时，把讲述重点放到构件计算上。

3.边缘交叉课程按认识规律和市场导向设置。2000年以后，我们国家的规范陆续进行了修订，紧接着，我们的各门结构课程教材就进行了修订。究其原因，规范的每一次修订，都会带来一些结构理论及经验回归公式的变化，教材为跟上发展趋势，只能亦步亦趋进行修订。这样看来，对即将毕业的学生，对规范进行必要的阐述是有必要的。在工程实践中，结构分析计算都是由计算机来完成的，如果说在结构设计中选择好设计程序称为用好“软件（software）”，运用计算机进行计算和绘图称为使用“硬件（hardware）”，则做好结构概念设计可称为有了“慧件（wiseware）”。在一项工程设计中，有一个好的慧件比正确地用好软件和硬件更为重要[3]。概念是设计的灵魂，包含着很深的艺术性，对设计概念的真正领悟和掌握，不是一朝一夕间在枯燥的讲述中能完成的。这样，我们对调整前后的课程设置及课时分配做一对比。通过与清华大学的对比分析发现，同样的知识点分布，调整后必修课由8门变成6门，选修课由3门变成5门，增加了学生自由选择的余地，总课时由448学时压缩至416学时，主辅修机制和学时分配更加合理，主干专业课内容也有所充实，我们用更少的时间学到了更多的知识。

四、结语

针对大土木框架下多学科方向的现实，各高等学校普遍实行了模块制。即将原来土木工程框架下各学科的基础课、专业基础课、公共专业课全部打通，对部分针对学科专业模块的方向专业课分成不同模块，让学生自由选择。这样做的优点自不待言，但暴露出来的问题却发人深思。

各高校在学科调整的同时，普遍对市场需求认识不足。这一轮的专业结构调整是以适应我国经济结构战略性调整、人才市场需求和提高国际竞争能力的需要为出发点，具有鲜明时代特征的全局性、战略性调整[1]。随着高等教育由精英教育向大众教育的转变，我们的毕业生能不能运用所学知识在竞争日趋激烈的人才资源市场站稳脚跟，将直接影响一个学校的综合竞争力，甚至有可能会影响到学校的发展与生存[6]。

我们进行课程建设与改革，最终是为了培养人才。如果经过努力，使我们土木工程专业的学生经过四年的学习，对结构专业课程，不仅没有感到枯燥乏味，而且依旧兴趣盎然；不仅系统掌握了结构科学知识，而且从心灵深处感受到了结构的艺术和魅力，将对他们以后漫长的人生道路产生深远而积极的影响。让结构的艺术、求知的快乐、学习的趣味充满整个课程、扎根学生心中，始终是我们土木工程专业课程建设与改革的不懈追求和最终目的。

参考文献：

[1]教育部.关于做好普通高等学校本科学科专业结构调整工作的若干原则意见[Z].北京，2001.

[2]苏小卒.大土木环境下混凝土结构的教学[A]//第六届全国混凝土结构课程教学研讨会论文集[C].2000，（5）：12-16.

[3]罗福午，张惠英，杨军.建筑结构概念设计及案例[M].北京：清华大学出版社，2003.

[4]叶列平，石永久，江见鲸.清华大学土木工程专业培养方案与教学计划[A]//混凝土结构课程教学研究与探索[C].2000，（5）：4-7.

[5]山东农业大学教务处.山东农业大学本科专业人才培养方案（土木工程）[Z].2004，8.

[6]孙勇.浅议工民建专业建筑制图及相关课程的设置[J].山东水利专科学校学报，1998，10（5）：31-32.