简述土木工程的概念大全11篇

简述土木工程的概念篇（1）

引言

土木工程概论课程是1998年7月教育部重新修订并正式颁布《普通高等学校本科专业目录和专业介绍》后，在“大土木”框架下我国高等学校土木工程专业和工程管理专业新增的专业必修课程及其他相关专业的选修课程［1］．旨在帮助土木工程专业及相关专业新生了解土木工程的历史、现状和未来;熟悉土木工程所涉及的工程范围;掌握土木工程的基本结构形式和工程建筑形式;掌握房屋建筑、道路、铁路、桥梁、水利水电、地下结构、特种结构等所涉及的基本概念、基本知识;了解它们的基本理论、基本方法;了解土木工程中计算机的应用和工程管理的规范;了解土木工程专业的培养目标、主要课程设置、就业前景以及职业规划等内容，以便学生尽快了解并热爱这个行业，培养专业学习的兴趣，树立学习的目标，为后续课程的学习奠定良好的基础［2］．由于土木工程概论在整个学科体系的重要性，一些高校相继开展了“土木工程概论”课程的教学实践改革探索，已取得了一些有益的经验［3－6］，值得借鉴．但随着新材料、新工艺、新技术在土木工程领域的飞速发展，以及信息技术对高等教育教学带来的冲击和机遇，探索适应这一新形势下土木工程概论这门课程的教学方法非常必要和迫切．笔者结合海南大学教学改革实践项目，对土木工程概论课程的教学模式、教学手段和教学方法进行了有益的改革及创新．

1课程教学中现存问题

《土木工程概论》作为土木工程相关专业的一门开设历史较短的专业基础课，在教学实践和教学研究方面都不太成熟，存在诸多问题．

1．1专业知识宽泛，对教师素质要求较高

作为土木工程专业入门的概论课程，决定了该门课程专业性较强，而且涵盖的领域极为广泛，涉及土木工程材料、基础工程、建筑工程、交通土建工程、桥梁工程、港口工程、地下工程、水利水电工程、给排水工程、土木工程施工、建设项目管理、土木工程防灾与减灾等诸多方面内容．因此，比较合理且有效的做法是采取不同学科多位骨干教师共同授课的方式，每位教师讲授自己最擅长的学科方向，共同完成土木工程概论的教学任务．但我校的实际情况是土木工程专业面窄，教师的专业背景接近，而且每位专业教师都肩负繁重的教学任务，很难建立一支具有不同学科背景且实践经验丰富的土木工程概论课程教学团队．因此对于独立承担该门课程的教师，应不断拓宽专业知识面，积累工程实践经验，并自觉探索和尝试各种先进的教学理念及技术手段来提高课程教学效果．

1．2内容较多，课时较少

对于土木工程概论课程的设置，参照《高等学校土木工程本科指导性专业规范》的指导，各高校根据各自的办学历史、专业设置和发展定位的不同，在教学内容取舍、学期安排及课时设置等方面存在一定差异，开课时间一般为大一或大二期间［7］，课时多则36学时［8］，32学时［9］，少则16学时［2］．我校的具体安排是开课时间为大一第一学期，课时24，选用上海大学叶志明教授主编的《土木工程概论(第三版)》作为教材，该教材专业知识覆盖全面，共设15章，课程进度基本上是每次课(90分钟)要讲一至二章的内容，对于知识点较多的章节像建筑工程、交通土建工程及桥梁工程等课时尤其紧张，采用传统的教师逐个知识点讲解的方法，学生很容易疲惫，跟不上授课进度，教学效果较差．

1．3考核方式简单

对于课程考核方法，过去我们也和许多高校一样采用平时成绩加期末考试(开卷或闭卷)或写课程论文的形式，平时成绩30%，期末考试或课程论文占70%．因此存在考前突击死记硬背或论文抄袭现象，学生不注重平时学习的积累，掌握知识的牢固性大打折扣．

2课程教学方式的变革—翻转课堂教学法的引入

鉴于土木工程概论课程教学中存在的问题，考虑该课程专业覆盖面广、内容丰富，常识性知识较多的特点，结合学校教育教学改革及网络精品课程建设活动，笔者尝试采用翻转课堂教学法进行土木工程概论课程的讲授方式，取得了满意的效果．“翻转课堂”是一种基于信息技术的新型教学模式，与以往的网络教学有着本质的区别，其优势在于将布鲁姆的认知层次清晰分开了［10］:简单的记忆，理解，运用被放在课下，而高层次的综合运用和创新则可以在课上发生．这有助于学生的创新精神和实践能力的培养．克服了传统的填鸭式课堂教学模式，教师课堂教学压力大，老师没有时间为学生答疑解惑，学生没有时间对所学知识深刻理解，从而将所学知识内化成自己的才能或能力等缺点．近几年，翻转课堂教学法在国内外很受热捧，从基础教育到高等教育，涌现出不少成功案例［11－14］．但在土木工程概论课程教学中采用翻转课堂教学法的研究未见报导．相比传统的填鸭式的教学，翻转教学需要教师花更多的功夫，进行全过程的教学设计，许多翻转课堂的论述都只是提出了大体的操作策略，而不同的学科和学习项目在实践操作中又各有区别．

3课程翻转课堂教学总体设计

3．1教学理念的转变

教学过程注重知识的传递，更关注学生的吸收内化．过去教学因为学时有限，只重视学习过程第一步即“知识传递”，忽略了第二步“吸收内化”．翻转课堂教学法通过学生课前对教学内容及教学目标的了解及学习，教师可以利用课堂组织学生进行讨论、鼓励学生参与到教学过程中，培养学生对知识的应用、分析、评价和创新能力．

3．2教学视频及课前学习资料的准备

课前学习资料除了老师精心准备的教学内容视频外，还包括经典的或时效性很强的与教学内容相关的纪录片、视频资料、工程案例和土木领域代表人物、专家学者简介．如英国国家地理频道推出的系列纪录片“伟大的工程巡礼”、央视的“超级工程”、Discovery的“无敌建筑”“工程大突破”、“建筑奇观－亚洲篇”及“建筑哲学”等，以及“911”恐怖袭击世贸大楼的倒塌、汶川大地震和“威马逊”台风等视频资料．工程案例包括中国古代的都江堰、赵州桥、现代的水立方、鸟巢、国外的比萨斜塔、帝国大厦以及世界第一高楼迪拜塔等．土木工程领域的代表人物、专家学者介绍包括北宋的李诫(《营造法式》的作者)、近代的詹天佑以及现代的茅以升、林同炎、刘恢先和李国豪等．教学视频的录制采用技术水平要求较低的录屏方式制作，并且根据教学进度安排，每课次按照教学内容的相互关系，制作3～4个教学视频，内容尽量简短精悍，以保证每个视频播放时间不超过15分钟．总之课前学习资料既包括基本教学内容，又包括激励和帮助学生自主学习的支持系统，使学生可以在课下按照自己的学习进度完成教学内容的学习．对于像土木工程概论这种常识性内容较多的课程学生完全可以出色完成任务．

3．3课前学习任务单

课前学习任务单可以使学生明确课前需要完成的自学内容，其设计与课前学习资料紧密配合，并考虑课堂活动中学生应提前做好的准备．因为学校网络教学平台的功能所限，教学视频中无法穿插与视频内容相关的问题，让学生在观看视频的过程中给出答案，以帮助学生保持注意力集中及提高学习效果．因此在学习任务单中明确学生每观看完一个教学视频应完成的任务，并给出具体的评价办法，从而作为考察学生课前学习效果的依据，并在课程平时成绩中予以体现．

3．4课堂组织

翻转课堂教学过程中，老师首先要完成从“讲台上的圣人”到“学生身边的导师”的身份转变，教师要少讲、精讲，把课堂教学的时空留一部分给学生．结合课前学习任务单及课前学习资料在课堂中组织问题讨论、课前学习心得交流及案例分析等活动，鼓励学生通过演讲、展示台、交流、论文等方式展现自己的学习成果和自学体会．实践经验表明课堂活动一定要与课前学习任务单相联系，这样既可以鼓励同学们认真自学的态度，又培养了学生自我学习的能力，从而保障课堂活动的效率和效果，真正使课堂活动助力和展现学生教学内容的“吸收内化”效果．

3．5课程考核

翻转课堂教学法，注重学生自学能力的培养，对学生平时学习的积累及课堂教学的参与表现均作为课程考核量化内容．具体做法是课程总评成绩由平时成绩和期末考试成绩两部分组成，各占50%．平时成绩中考勤、教学视频及网络资源学习记录、课前任务单完成情况、课堂讨论及专题研讨表现、课程论文或报告各占10%;期末考试采取开卷形式，除了考核应掌握的基本知识及概念外，重点考核学生运用所学知识提出问题解决问题的能力，试题结合地域特点或时事热点，设计灵活，如琼州海峡跨海大桥建设之我见，海南国际旅游岛基础设施建设意见等，为考生回答问题提供充分的思考空间，有利于考生发表自己的见解，展现自己的能力，发挥自己的水平．

4结语

“土木工程概论”作为学生接触的第一门专业基础课程，其教学效果的好坏对学生专业素质的培养和后续专业课程的学习影响深远．应用翻转课堂教学法对土木工程概论课程的讲授方式进行变革，能充分发挥现代信息技术的优势，为学生开启个性化学习之门，提升学生的自主学习意识和能力，激发学生的创造性思维．从而推动学校教育信息化生态系统的建立和发展，实现创新人才培养模式，提高人才培养质量的目标．

参考文献

［1］叶志明．土木工程概论(第3版)［M］．北京:高等教育出版社，2009．

［2］卓德兵．工程实例教学在“土木工程概论”课程教学中的应用探讨［J］．课程教材改革，2014(5):117－118．

［3］何忠明，胡庆国．高校土木工程概论课程教学改革初探［J］．中国电力教育，2010(16):100－101．

［4］刘建华，付宏渊．土木工程概论课程特点及教学探讨［J］．中国青年科技，2009(4):111－113．

［5］韩森．土木工程概论课程建设的思考［J］．土木建筑教育改革理论与实践，2009(11):177－178．

［6］郑元勋，蔡迎春．土木工程概论教学改革探索［J］．高等建筑教育，2012，21(1):62－65．

［7］方薇，李盛．“土木工程概论”课程教学改革刍议［J］．中国电力教育，2014(21):68－71．

［8］李泽波，张文波．《土木工程概论》课程教学实践与探索［J］．中小企业管理与科技，2011(11):260．

［9］刘胜兵．“土木工程概论”课程教学及考试改革探讨［J］．中国电力教育，2012(31):70－71．

［10］胡天硕．翻转课堂在中国教育中的可行性如何［DB/OL］．

［11］粱乐明，曹俏俏，张宝辉．微课程设计模式研究—基于国内外微课程的对比分析［J］．开放教育研究，2013(1):65－73．

［12］张金磊，王颖，张宝辉．翻转课堂教学模式研究［J］．远程教育杂志，2012(4):46－51．

简述土木工程的概念篇（2）

（一）课堂设计

以往的土木工程概论课程教学都是以老师讲解为主，虽然多媒体教学已取代了传统的板书教学，但单纯的幻灯片放映模式，纯理论的讲解，让学生上课极易产生疲劳感，不能很好地带动学生学习的积极性与主动性。针对上述问题，可以从以下几个方面对课程进行设计：

1.实践教学

在理论教学中加入实践课时，将部分认识实习调剂到概论的教学计划中，这样老师可以利用课堂多媒体教学手段展示工程实例的内容，使学生直观感受土木工程的伟大，激发学生课堂学习的积极性；

2.互动式教学

每一堂课都可以创设一些问题，在老师的引领下，由学生来回答，让学生参与到课堂中来；

3.合作教学

对于一些比较简单的的章节，比如，土木工程防灾与减灾，可以让学生主讲，老师补充的方式进行授课，这样通过大量查阅资料，不仅加强了学生的自学意识，也能更好掌握本章知识点，也给学生提供了一次展示自己的机会；

4.视频教学

在课堂中可以放一些视频，比如世界最高建筑迪拜塔修建视频，通过视频，学生不仅可以了解建筑设计、施工、管理等方面的知识，而且可以感受土木工程的伟大，帮助培养期专业意识。

（二）改革考核办法

传统的土木工程概论考试都是以闭卷方式进行，而且大多是对基本概念的考查，这样容易出现学生考前死记硬背的现象，限制了学生的思维，不利于学生的长远发展。结合本校土木工程概论课堂教学，我认为，土木工程概论的考试可以分期中、期末两次进行，期中重点考查学生对概念的掌握情况，期中考试可以采取课堂竞答、当堂计分的方式，在一个轻松愉悦的环境中进行，这样新颖的考试方式可以提高学生学习的积极性，让学生感受到学习的乐趣。期末考试可以采取论文或报告的方式进行，题目可以灵活多样，在课程结束时提交。

二、加强校企合作，建立一支优秀的教学团队

土木工程概论这门课程因其包含的内容比较宽泛，所以对授课教师的专业素养要求相对较高，这就要求我们建立一支优秀的教学团队来共同承担土木工程概论教学，发挥团队的力量与优势。这个教学团队成员可以由学校专业教师及企业资深人士共同组成，学校专业教师可以主讲各自专业方向的内容，企业资深人士实战经验较足，可以安排做一些专业方面的讲座，以此加深学生对土木工程专业的认识。

三、对学生进行职业生涯规划指导

土木工程概论是大一新生入学后接触到的第一门专业课，这之前，学生对土木工程专业的认识并不多，往往在学习过程中出现迷茫，所以在概论这门课程中可以适当地增加对学生职业规划设计的指导，明确自己的学习目标，并尽早规划自己的大学学习及生活。

简述土木工程的概念篇（3）

关键词：钢结构；卓越工程师教育培养计划；教学研究

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：

10052909（2013）04005104

“卓越工程师教育培养计划”（以下简称“卓越计划”）是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020）》的重大改革项目，也是促进中国由工程教育大国迈向工程教育强国的重要举措。其核心主旨是强化大学本科教育阶段学生实际工程能力的培养，着力提高学生的工程意识、工程素质和工程实践能力，培养造就一批创新能力强、适应企业发展的优秀工程师，以满足科学技术和社会经济快速发展对工程型人才的需求[1]。

钢结构作为土木工程专业的主干课程，对钢结构概念的建立及其工程应用实践，并了解该类型结构的发展现状是本科期间教学的首要任务。要实施和完成对课程教学有更高要求的“卓越计划”，应该重新设计和规划钢结构课程的教学内容和教学组织。

一、学科特点要求教学与实践具有系统性

土木工程是一个传统学科，它建立在力学理论、材料理论、工程机械、劳动组织，以及融资融券的现代金融手段和人类社会规划等基础之上，学科自身的高度系统性自然不言而喻。对初步进入学科领域的土木工程专业本科学生，如何在教学规划和组织中帮助他们由浅入深、由表及里地进行理论认识和实际操作训练，体现教学和实践的系统性，是“卓越计划”人才培养中应该建立的观念和目标。

（一）系统设置课程体系

目前，中国大多数高校土木工程专业的课程设置、教材、课程设计、实习规划和内容等，是建国初期在借鉴前苏联相关课程体系的基础上，进行调整而形成的大土木的课程设置。近年来国内外土木工程领域的科研和实践都有长足进展，然而新的科研成果和实践经验鲜有及时系统地编入本科教材，而传统的教材、课程学时计划等和当前行业的设计要求与手段明显脱节。表面上看，土木工程的设计、施工越来越依赖成熟的商业软件，但这并不意味着结构工程实践变得容易，恰恰相反，这样的进步对结构工程技术人员的理论功底要求更高，因为计算和控制手段的进步，意味着对结构性能要求更高，在技术上更加注重细节，对结构的理解更加深刻，更加接近结构的本质。因此，需要对现有课程设置进行认真研讨，及时补充新的设计要求和科研实践的新成果。

（二）系统设置实践内容

商业软件的成熟和快速发展，使结构设计手段完全脱离了旧有模式，表面看似乎一切设计程序都是参数化的，结构理论在设计过程中完全被参数取代，设计人员的理论水平似乎无法体现。事实上，这种表象误导了许多人，尤其是年轻学生。目前，实践中结构设计更加注重结构真实性能的分析，对设计理论的应用和探讨更加深入。比如，30年前，结构工程的设计领域几乎不涉及结构的弹塑性时程分析，但是目前对于高层建筑、大跨度结构，尤其是地震区的高层和超高层设计，结构弹塑性时程分析基本上是作为一个设计中必须的独立项目进行。欧美设计规范中应用较多的基于性能的抗震设计和结构抗连续倒塌设计，是中国旧规范中

的空白，几年前该内容仅仅出现在高校和科研院所的研究课题中，教科书根本没有涉及。随着研究理论的成熟，特别是近年该学科的高速发展，中国即将颁布的新规范明确了这些设计理论，对设计人员的理论要求也越来越高。类似于性能的抗震设计、结构抗连续倒塌设计等，诸多理论课程的结构动力学、混凝土非线性理论、结构有限元等，国内的本科教学计划却极少涉及。

如何适应行业实践的进步，特别是针对“卓越计划”的人才培养目标，本科教学过程中如何体现从理论到实践的系统性，是高校土木工程教师必须面对的课题。

二、 钢结构课程教学存在的问题

（一）现有教材体系

目前，本科阶段钢结构课程教学内容主要分为两部分：一是钢结构原理和钢结构设计；二是作为选修课的高层建筑钢结构、大跨度结构、钢—混凝土组合结构。其中钢结构原理是钢结构课程教学的基础、核心和重点，钢结构基本概念的建立和基本结构设计思路都是在这门核心主干课完成的。目前钢结构课程教材仍然沿用过去的结构“绪论—基本材料（钢材力学性能及影响因素）—基本构件的设计原理—简单结构设计”，课堂讲授也主要围绕教材内容进行。由于本科阶段的教学内容主要是专业基础，对该阶段的学生来说，这样的教材体系仍然适用。但是，从“卓越计划”的培养目标来说，让学生在本科期间这一有限的时间里，对土木工程结构整个知识体系有一个全面系统的认识，还需要任课教师进行有效的引导和讲解。

（二）本科期间钢结构课程教学特点

本科期间，钢结构课程教学重点在于使学生理解钢结构设计和施工的基本原理，其中结构钢的特性、钢结构的弹塑性性能、钢结构稳定性、使用环境和受力特点对钢结构性能的影响、钢结构的连接设计、连接构造等内容是教学的核心内容和难点。钢结构课程一般安排在土木工程三大力学（理论力学、材料力学、结构力学）和混凝土结构课程之后进行，一方面学生有了一定的材料力学和结构力学的基础，对结构有了初步认识。但是，对于三大力学在结构工程中的具体应用，是历届学生普遍反映的难点。这些问题的出现，反映出当代学生实践经验少，对工程材料和结构的感性认识不足，需要教师在教学过程中，针对学生特点组织教学。在课堂教学过程中，教师对钢结构知识点的讲解应有一个系统全局的把握，从感性认识和理论上帮助学生扎实掌握好钢结构的基本概念和工程实践的基本专业知识。

三、在钢结构课程教学中注重系统性

（一）钢结构本科教学中系统性的含义

目前钢结构课程教材以及教学设计实践，普遍围绕“基本构件”进行。这样的基础理论教学，往往缺乏实践性，而学生一旦从学校进入实际工作，面临具体的工程实践，需要在实践中发现问题、分析问题，乃至最后解决实际工程问题，这就要求具有“整体结构”的理念，所体现的是一个结构的系统概念；而且，本科期间对构件的讲解集中于理论讲解，对规范的理解应用涉及得并不多。这一课程设置，与“卓越计划”的要求存在差距。因此，课堂教学过程中，教师对土木工程专业重点的把握成为非常关键的一个环节。笔者在多年的课程讲授和课程设计中积累了一些

经验，体会到系统性在土木工程理论和实践教学中的重要性。

土木工程专业作为认识自然、改造自然的一门学科，应将理论和实践教学系统性体现在各个环节。具体到钢结构课程教学，教师在具体内容的讲解过程中，

应把握局部构件在整体结构体系中的作用，整体结构中各构件工作状态的协同，构件基本材料的性能以及影响因素，制造过程与使用过程中对构件和整体结构性能的可能影响等等，引导学生在本科阶段就形成对土木工程的材料—制造—构件—连接—整体结构—使用影响—存在问题—最新的研究方向这一知识架构，这样，有利于学生从感性认识上加深对理论知识的理解，同时对结构设计施工规范的建立和发展有一个系统的认识。

（二）钢结构课程系统性教学实践

1.“绪论”部分的讲解

针对当前土木工程专业学生普遍缺乏实践感性认识的现状，先不讲解“钢结构的特点，而是从从钢结构课程的“第一章绪论”开始讲解结构概念：屋面板（楼面板）— 梁 （梁格体系：次梁—主梁）—柱—基础—地基（岩土）。其中地基部分不属于构筑物，而基础是整个构筑物与大地的连接部位，是整个构筑物能否与大地紧密相连的关键。因此，它的设计施工，与上部结构有关，也与岩土状态有关，这个部分的知识放在“岩土力学”“地基处理”等课程中学习。而“基础”作为构筑物的一部分，因为往往位于岩土中，所以为了防止岩土环境中水分以及化学成分的影响，即使上部采用钢结构，但是基础仍然采用钢筋混凝土。而各种构件之间通过连接构造形成相互依赖相互作用的整体结构；同时，连接构造也是整体结构中构件之间力的传递中枢，因此连接构造的安全可靠至关重要，而钢结构中连接构造与混凝土结构节点由于材料性能的不同，其构造方式有本质的区别，这是相关章节讲述的重点。

对于梁格体系，虽然在房屋建筑学和混凝土结构中也会涉及，但是知识的反复出现会加深学生的理解。因此通过对梁格结构的进一步讲述，使学生深入了解楼板与梁系的连接，结构跨度对梁格体系组成的影响，加深对单向板、双向板，以及结构力学计算简图中均布力、集中力、三角形分布力和梯形分布力的由来的认识。

如此，在反复讲解结构概念的基础上，再来讲述钢结构的一般性能，并且与混凝土进行对比。提到塑性和韧性这两个钢结构显著的优点时，学生往往困惑于概念的差异，那么讲述过程中一定要强调“塑性对应于结构承受静力荷载时的变形能力，而韧性反映结构在动力荷载作用下的瞬态响应，它们之间有本质的不同”。

2.“钢结构疲劳”部分的讲解

钢结构疲劳破坏是钢结构课程无法回避的问题。讲解中，应把疲劳问题出现的原因，以及概念的几个要点作为重点讲解。

钢结构的疲劳问题主要源自钢材冶炼和加工过程，特别是焊接过程。这样，讲述焊接残余应力对结构性能的影响时，应再次讲解疲劳的产生。

疲劳概念的要素：（1）微裂纹的产生（对于钢结构来说，在冶炼和轧制过程中，夹杂，气孔等先天缺陷形成裂纹；焊接过程中钢材内部金属的物态变化过程形成微裂纹等）；（2）反复荷载作用下，微裂纹处于高峰应力（应力集中），造成微裂纹的扩展；（3）直至钢结构有效截面逐步缩小，发生突然断裂；（4）疲劳破坏性质：脆性破坏，危害极大。需要在钢结构的加工焊接过程中严格控制质量，并且进行质量等级检测。

检测的基本方法，因为微小裂纹的存在是钢结构疲劳破坏的关键，因此及时检测发现内部微裂纹是检测的目的。这种内部探伤常用的方法是超声波、X射线和磁粉。

3.“钢结构焊接残余应力”部分的讲解

目前常用的钢结构教材对于焊接残余应力的讲解采用的是宏观概念，即基于“金属在温度变化下的热胀冷缩的受限制”的讲解。教学实践中，这样的概念讲解常常使学生对“焊接残余应力是自相平衡的”感到困惑，普遍反映难以理解。因此，对于焊接残余应力，应更多地基于材料本质的“焊接”来进行补充讲解。特别是焊接过程中，金属的微观组成变化，即在焊接不平衡快速加热和快速冷却下，材料产生物理和化学的不均匀性，焊缝金属中结晶偏析，低熔点共晶，组成元素S、P、Si等发生偏析，冶金过程带来的夹渣及夹杂，过饱和的N、H、O气体元素，热影响区中由于快速加热和冷却使金属中空位浓度的增加，材料组织转变等，在焊接应力作用下都是促成焊接裂缝产生和扩展的冶金条件[4]，产生如图1所示的微裂纹。这样借助焊接专业知识和形象的图片演示，使学生对焊接过程中残余应力和残余变形，以及钢结构疲劳、刚度降低对动力性能的影响的理解更为清晰。

4.“钢结构稳定性”部分的讲解

对钢结构稳定理论的理解对于本科生来说有一定难度。对“整体稳定”和“局部稳定”概念的认识，可引导学生从以下几个环节来理解：（1）变形现象的描述要明确；（2）丧失稳定性的原因要明确；（3）明确控制稳定性的手段：计算公式的推导和物理本质，构造做法和原理；（4）一些工程实例；（5）由于涉及到的钢结构稳定承载力验算有相当多的概念，因此，对设计规范公式里每个参数的含义应讲解清楚。

四、 结语

对于土木工程专业的教学实践而言，系统性是一个重要的理念，值得在教学的各个环节有意识地主动运用。在“卓越计划”人才培养目标中，帮助学生逐步建立扎实的理论基础和较强的实践能力是一项重要的教学要求

，因此在教学中建立系统的综合工程思维模式是值得探讨的课题。〖HJ1.8mm〗

参考文献：

[1]林健，“卓越工程师教育培养计划”通用标准研制[J]，高等工程教育研究，2010（4）：21-29.

[2]高等学校土木工程专业指导委员会. 土木工程专业本科教育（四年制）培养目标[EB/OL]. http：//edu. zgtm. com/jy/jy -pyfa. htm.

[3]曾家驹.应用型人才培养必须走改革创新之路[J]，中国高教研究，2002（2）：79-80.

[4] 李德林， 李砚珠. 焊接金相分析[M]. 机械工业出版社， 1987.

[5]宁宝宽，陈四利，鲍文博，等.土木工程专业应用型人才培养的课程体系研究[J].高等建筑教育，2008，17（3）：45-47.

Steel structure teaching for undergraduate students of civil engineering specialty

WANG Ruolin， GUO Yaojie， DU Xinxi

（School of Civil Engineering， Wuhan University， Wuhan 430072， P. R. China）

简述土木工程的概念篇（4）

1、概述

人类为了满足生活和生产活动的需求，建造了房屋、道路桥梁、隧道、堤坝、电站、港口、机场等建筑物和构筑物。建造各类建筑物和构筑物的科学技术统称为土木工程。在土木工程漫长的发展过程中，力学知识一直有着广泛的应用。通过经验的积累，人类很早就会建房子、架桥梁，但只有拥有了现代力学知识，人们才能建造出摩天大楼、巨型水坝、大跨桥梁、海洋平台、海底隧道等宏伟工程。

土木工程专业本科教学主要开设的力学必修课程包括理论力学、材料力学和结构力学三门专业基础课，通常称为土木工程的“三大力学”。 土木工程中常用的结构构件包括杆、梁、柱、板、壳、桁架、悬索等。在这些结构构件力学分析的基础上，土木工程师可以建造出结构优化、安全可靠的现代大型结构物。

2、模型的建立

人们对事物的认识往往并不是直接考察其真实的全部，而是通过科学抽象与合理简化、略去次要因素并抓住其本质特征而建立近似替代物来进行分析研究的。结构的力学分析就是按照上述的道理采用力学建模进行研究的，即利用力学、工程结构知识和实践经验，首先经过科学的抽象，并根据结构实际的受力、变形等主要因素，对结构进行合理的简化；经简化后可以用作分析计算的模型，称为结构的计算简图或力学模型。

2.1 对外力的假设及简化

对外力的假设及简化反映了外力对建筑结构的作用情况。根据不同的情况将外力简化成不同的荷载。比如，当外力作用面积相对于结构来说较小，可将其简化为集中荷载，否则简化为均布荷载。若外力相对于结构位置和大小变化均较小，可将其简化为静荷载，否则简化为动荷载。

2.2 对约束及连接的假设及简化

对约束及连接的假设及简化外部约束反映了约束体对结构和约束体连接处位移的限制情况，约束的类别很多，根据不同的标准可以将其简化成具体理想的约束。比如，当约束体的刚度很大或者结构和约束体连接处位移受到限制小到可以忽略时，就可以将其简化为刚性约束，如光滑接触面、固定支座、活动支座等。当约束体存在变形且结构和约束体连接处位移产生的影响不可以忽略时，可将其简化为理性柔性约束，如弹性支座、柔索；将杆件结构体系的构件与构件之间连接简化为铰结点、刚结点等。

目前建筑结构设计采用PKPM软件进行计算，使用过程中最关键的就是建模，也就是将一个复杂的工程问题简化为一个简单的力学计算简图，这就离不开力学知识。力学模型选取的正确与否直接关系到最终计算结果的正误。

3、内力的计算

计算机不是万能的，如果在程序的操作过程中，因为某个参数输入错误，导致整个内力计算结果错误，而计算机不具备这种纠偏能力，就需要利用力学知识进行判断、检验，以避免错误的出现。有些构件采用PKPM进行计算相当麻烦，比如小框架结构的楼梯，往往采用手算代替机算，这就需要力学知识首先算出其内力。

4、结语

要想做一个合格的土木工程师必须要有较好的力学基础。若缺乏对三大力学的基本概念、物理意义和求解方法的深入理解，想真正掌握好相关专业课程，做好有关工程设计、 施工、监理乃至进一步的科研工作，是不可想象的。

参考文献：

[1]马崇武，秦怀泉，力学与土木工程专业的力学课程教学[J].高等理科教，2007（6）

[2]张明朗.论计算简图的建立[J].山西建筑，2010，36（6）

[3]郭剑， 张福明.如何激发学生学习建筑力学的兴趣[J].山西建，2007，33（2）

[4]黄立新，吴宇华.土木工程专业的计算力学教育[J].广西大学学报（自然科学版），2007，32（z2）

[5]郝哲.土木工程专业中的若干力学问题剖析[J].沈阳大学学，2005，17（2）

简述土木工程的概念篇（5）

基金项目：重庆市科技攻关项目（CSTC，2010AC4031）和后勤工程学院教学改革研究项目（2011年）

作者简介：曾祥蓉（1970-），女，后勤工程学院军事土木工程系副教授，硕士，主要从事结构工程教学及建筑物鉴定与加固研究，（E-mail）。

摘要：在混凝土结构设计原理课程教学中，通过加强对基本概念的理解、加强对设计规范的学习、加强对构造措施的掌握、加强对重点章节的讲解、加强实践环节的落实和将实体模型引入教学实践、将工程案例引入教学实践、将科研活动引入教学实践，即“五加强”、“三引入”，能有效提高混凝土结构设计原理课程教学质量，培养学生的科研能力、实践能力和创新能力。

关键词：教学实践；教学质量；工程案例；土木工程专业

中图分类号：TV3-4；G423.07 文献标志码：A 文章编号：1005-2909（2013）03-0109-03 混凝土结构设计原理是土木工程专业基础课的一门重要必修课程，起着为学生后续的专业课学习、毕业设计以及毕业后从事混凝土结构设计、科研、施工等工作打下必要基础的作用，该课程在土木工程专业教学中具有重要的地位。混凝土结构设计原理课程有以下一些特点：一是该课程内容涉及两种建筑材料：钢筋和混凝土，它们的物理力学性能完全不同，钢筋是单一、弹性、匀质、连续的材料，混凝土是非均匀、非线性的材料，钢筋混凝土构件的受力过程较复杂。二是混凝土结构设计原理课程涉及受弯、受压、受拉、受扭构件的设计，无论是材料强度等级的选择，还是截面尺寸的确定以及钢筋的配置，其答案都不是唯一的，这与数学、力学等课程有着很大的区别。三是混凝土结构设计原理课程研究各种构件的性能、截面设计及构造措施，其理论大多建立在试验研究的基础上，并需要借助工程实践来验证。因此，混凝土结构设计原理课程教学内容具有概念多、假定多、公式多、系数多、构造多的特点。这些特点给学生学习该课程带来了一定的难度。笔者多年从事混凝土结构设计原理课程的教学，对如何提高该课程教学质量进行了一定的探索。在教学实践中，通过加强对基本概念的理解、加强对设计规范的学习、加强对构造措施的掌握、加强对重点章节的讲解、加强实践环节的落实和将实体模型引入教学实践、将工程案例引入教学实践、将科研活动引入教学实践，即“五加强”、“三引入”，有效地提高了学生的科研能力、实践能力和创新能力。

一、加强对基本概念的理解

混凝土结构设计原理课程教学应重视学生对结构理论基本概念的理解，比如徐变、塑性铰等。只有正确理解了概念，才能灵活运用基本理论。而公式大多是在试验和基本假定的基础上建立起来的，并且公式的计算可以借助计算机软件进行电算。因此在教学过程中不要拘泥于精确的公式推导和计算结果，但一定要让学生把公式中的每个系数理解清楚，并要求学生学会手算，而不能依赖计算机，以加强学生对基本概念的理解。

二、加强对设计规范的学习

混凝土结构设计原理课程涉及的主要规范是《混凝土结构设计规范》。笔者在教学工作中先后经历了该规范的三次调整，使用了该规范的GB50010-1989、GB50010-2002和GB50010-2010三种版本。每一次新规范的颁布，都迫切要求有关的工程技术人员、教师和学生学习掌握新规范。作为教师，尤其要尽可能地将新规范融入混凝土结构设计原理课程教学实践中，要加强学生对规范条文的学习和理解，特别是修订部分的内容，最好能让学生理解其修订内容的科研或工程背景，以便学生更好地掌握。只有这样，学生才能了解混凝土结构的发展状况与方向，及时更新知识。如：新版《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）其中一处变化就是采用高强度高性能的材料HPB300级光圆钢筋取代HPB235级光圆钢筋[1]。

三、加强对构造措施的掌握

构造措施与精确计算，对混凝土结构而言是同等重要的，不能重计算而轻构造。混凝土结构设计原理课程涉及许多构造措施，比如：混凝土的最小保护层厚度；钢筋的锚固长度、搭接长度及延伸长度；钢筋间的净距或间距；受力钢筋的最小配筋率；箍筋的最小直径及最大间距；箍筋的最小配筋率等等。如果一根简支梁，通过计算确定了其受拉区需要钢筋的面积，但忽视其钢筋净距必须满足一定尺寸的构造要求，而直接选择直径小、根数却较多的钢筋，导致相邻两根钢筋紧密排列，这样势必造成钢筋表面没有混凝土或者混凝土保护层厚度不足，钢筋与混凝土之间缺少足够粘结力，那么它们就不能形成整体而共同工作。

四、加强对重点章节的讲解

在人才培养计划的多次调整过程中，混凝土结构设计原理课程的课时都有所减少，而该课程的教学内容却非常多，因此教师的课堂讲解不可能对教材上的每一章节面面俱到，而应该重点章节重点讲解，非重点章节作一般讲解甚至不讲解而安排学生自学，学生有不清楚的，教师可以作补充讲解和答疑。比如：在四大构件里面，受弯构件、受压构件比受拉构件、受扭构件重要，因此有关受弯构件、受压构件内容应作重点讲解（课时分别为22学时和16学时），而对受拉构件和受扭构件作一般讲解（课时分别为2学时和4学时）。又比如：受弯构件中正截面和斜截面承载力的计算两部分比较而言，前者涉及的基本概念多，所以应重点讲解，需要14学时，而后者只需要8学时即可。教材上有些知识点是难点但本身却不是重点，这部分内容可不作讲解，比如变角度空间桁架模型。只有这样抓重点抓核心，才能节约更多的时间来讲重点要点，以达到更好的教学效果。

五、加强实践环节的落实

实践性教学环节是土木工程专业教学的重要组成部分，是提高专业人才创新能力、动手能力和专业素质的关键途径与手段[2]。在混凝土结构设计原理课程教学中，过去一般比较重理论轻实践，使得培养出来的学生实践能力较弱。要改变这一现象，首先要求教师要加强实践，在实践中获取经验，并把过硬的实践知识传给学生；同时也要求学生在学习中将理论知识与实践相结合，并通过实践，将理论知识理解得更加透彻。

土木工程专业教学实践环节主要包括课程实验、课程设计和课外训练等[3]。教学中，笔者主要从以下几方面加强实践环节的落实。

1.将实体模型引入教学实践

为增强学生对土木工程结构的空间想象力，笔者所在的教研室建立了比较系统的土木工程专业系列课程教学实体模型室。模型室配置有包括混凝土结构、道路与桥梁工程结构、地下工程结构在内的各种结构教学模型40套（组）。其中混凝土结构有梁、柱、楼盖等模型（见图1），梁模型又有简支梁、连续梁、悬臂梁、矩形梁、T形梁几种。将实体模型引入课程教学实践，其目的是模拟“施工现场”，将“工程搬进课堂”，增强学生的感性认识，提高学生对土木工程体系概念的整体思维能力和空间想象力，从而大大提高课堂教学效率和效果。

图1 楼盖模型

2.将工程案例引入教学实践

工程案例即是产生于实际工程的典型事例。将工程案例引入教学，就是根据教学内容和教学目的的需要，在教学过程中围绕一个或几个实际工程问题展开描述、分析与讨论，用以提高学生分析问题和解决问题的能力。将案例引入混凝土结构设计原理课程的教学实践，要求教师不能只是孤立地介绍单个结构或构件的基本理论知识，而应该向学生介绍完整的工程结构，特别是在实际工程中如何解决具体问题。教师在课堂教学中既要介绍“工程案例”或“工程项目”，又要组织学生在学习过程中以实际工程案例为分析研究对象，通过对案例的分析、讨论，引导学生学会收集相关信息，提供和评估备选方案，让学生能身临其境般地了解处于工程项目中的工程师所面临的复杂情况和实际困难，以此训练和提高学生在复杂环境下解决实际工程问题的能力和进行决策的能力。采用案例式教学，不仅可以活跃课堂学习气氛，而且有利于培养学生的空间想象力，也有利于学生将理论知识融入实践，培养学生的创造能力。当然，采用案例式教学，有两点值得注意，一要完成工程案例的编制，形成案例库；二要根据理论教学内容和教学进度对工程案例的素材进行编排、加工处理，使之符合课堂教学规律与特点。

3.将科研活动引入教学实践

笔者承担的重庆市科技攻关项目：“预应力碳纤维布加固连续受弯构件的应用技术及示范”，主要是对连续受弯构件进行加固研究。为方便研究试件的制作，连续受弯构件采用的是两跨连续梁（图2为科研试验现场）。试验梁对钢筋和混凝土两种材料的选择、试验梁的设计制作、试验梁的加载方式、试验结果的分析等，这些研究与混凝土结构设计原理课程内容有关，笔者将上述一系列科研活动引入混凝土结构设计原理课程教学实践。实践表明，在课程教学实践中引入科研活动，以研促教，以研促学，大大提高了学生学习兴趣，激发了学生的求知欲，达到了培养学生的科研能力、实践能力和创新能力的教学目标。

图2 试验现场

综上所述，在混凝土结构设计原理课程教学中，加强对基本概念的理解、加强对设计规范的学习、加强对构造措施的掌握、加强对重点章节的讲解、加强实践环节的落实，并将实体模型引入教学实践、将工程案例引入教学实践、将科研活动引入教学实践，能有效提高混凝土结构设计原理课程教学质量，培养学生的科研能力、实践能力和创新能力。

参考文献：

[1]中华人民共和国住房和城乡建设部，中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB50010—2010混领土结构设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2011.

[2]刘建勇，李友群，刘广静.加强实践性教学培养土木工程专业学生的创新能力[J].高等建筑教育，2008，17（5）：107-109.

[3]潘颖.提高混凝土结构原理课程教学质量的思考[J].高等建筑教育，2011，20（4）：74-77.

Exploration and practice to improve teaching quality of concrete

structural design principle

ZENG Xiangrong， CHEN Jin， WANG Ping， WANG Wei， ZHANG Lei

简述土木工程的概念篇（6）

[中图分类号]H314.2 [文献标识码]A [文章编号]1009-5349（2016）12-0086-02

土木工程英语隶属于科技英语。由于其涉猎学科广泛且又具有相对的独立性，使其英语词汇具有不同于其他专门用途英语的特征。而这些特征对于探讨如何指导工程实践，引领学术创新具有重要意义。

一、语域内容简介

Halliday提出并确立了系统功能语言学中语域的3个变量：语场（field of discourse）即社会行为，也就是正在发生的事件，指正在发生的社会行为的本质，参与者所从事的事情，其中语言是不可或缺的成分；语旨（tenor of discourse）即角色结构，指参与者是谁，他们之间是什么样的地位和关系；语式（mode of discourse）即符号构成，也就是语言所起的作用，具体指语言起了什么样的作用、语言在语境中的身份及功能等。[1]

二、土木工程英语的文体特征

语场为科技文体，多运用专业词汇；语旨为正式体，用词上表现为严谨，逻辑性强；语式上表达为书面体，多使用正规文字交流。

（一）语场决定土木工程英语词汇的高度专业性

语场指在交际活动中的主要要素――事件，其中以语言活动为主要内容。由于专业词汇较多，且多为准确客观的唯一词义，这就决定了该专业英语词汇具有高度专业性。

1.词义单一性

许多常用的英语词汇在不同语域中有新的含义，通常依赖词语使用的话语范围来确定多义词在语句中的唯一语义。如：“member”在普通英语中译为“成员，会员”，在土木工程英语中为“构件”，而且这一释义在土木工程英语中几乎为唯一。比如：“Compression Member：受压构件”。

2.表意准确，客观

作为科技英语的分支，土木工程英语术语语义狭窄，有些甚至是单义词，如：sieve：筛，过滤；grading：级配，等级；surcharge：超载，附加荷载；monolith：独块巨岩，单成岩；geotechnics：土力学，岩土工程学；quasi-static：拟静力的；truss：桁架，构架等。这类术语专业性极强，能够准确、恰当地表达特定概念。另有半专业土木词汇：rigidity：刚度；plasticity：可塑性；distortion：变形，扭曲；curvature：曲率；insulator：绝缘体等大部分为普通词汇转化而来的目前国际各学科各专业通用的词汇、它除了本身的一般词义外，在不同的学科中具有不同的专业词义。

3.缩略词

缩略词简洁的特征可以简明扼要地表达专业概念。汪榕培和卢晓娟将缩略词通常分为四类：首字母缩略词，首字母组合词，截短词和拼缀词。[2]通常首字母缩略词和首字母组合词可统称为首字母词。由于土木工程专业术语有较高的专业性和准确性，所以术语表达长且繁琐，利用首字母词可以有效地提高语言交际功效。

在释义解释时，如果不影响语义表达，尽量简化术语译名。例：“AASHTO column”直接译为：“AASHTO 柱”。而对于其他首字母词，特殊语场内易引起语义歧义或混乱，所以释义时多将全部语义表述出来，如：PMBOK（Project Management Body of Knowledge）译为：项目管理知识体系。

（二）语旨条件下，名词化及名词结构使用频繁表达正式

语旨指参与交流的人的之间关系，包括社会地位，态度和想要实施的意图等。名词结构的特点可以增加词汇紧密程度，增强行文的客观性和正式性，反映作者在语言使用中与读者交流的态度。

1.名词化

动词名词化是借助适当的名词词缀将动词的词性转化为名词词性，常与修饰语一起构成短语，[3]其主要包括表达客观的动作或状态的抽象名词或起名词功用的非限定动词。例如：expand（v.扩张，膨胀）――expansion（n.膨胀，伸缩）；suspend（v.使悬浮）――suspension（n.悬浮）；consolidate（v.巩固，使固定）――consolidation（n.巩固）。此类多用于土木工程英语名词结构中，在语用层面上多表示对专业术语和抽象性概念的修饰。这不仅能够客的反映出词汇语域的正式性，而且符合专业英语简洁精练的语旨表达习惯。

形容词名词化形式上是将相应的名词后缀加在形容词后，形成具有反映物体性质、形状等要素的抽象型名词。如：

eccentric（adj.偏心的）――eccentricity（n.偏心，偏心距）；flammable（adj.易燃的）――flammability（n.易燃性，可燃性）。名词化不仅能够客观地反映出词汇语域的正式性，而且符合专业英语简洁精练的语旨表达习惯。

2.名词结构

名词化结构是句子与名词短语的一种句法转换。使用名词化结构，可以使较复杂的多级内容用一个简单句表达出来，突出了其简洁和正式的特征。本文使用例句简要分析名词结构的正式性：

①动词派生的名词化结构，例如：Other problems are the selection of electrical and mechanical equipment and the design of structural features for concrete material processing…译为：“其他问题是选择电气与机械设备和设计具体结构以满足混凝土原料加工…”。

②名词性动词不定式结构，例如：例如：Longitudinal rebar joint shall give priority to mechanical joint or welded joint， ….译为：纵向钢筋接头易优先采用机械连接或焊接接头，…。

③动名词名词化结构，例如：Well-designed ties ensure that the individual longitudinal members forming the superstructure will act as a unit under the effects of the live load. 译为：设计良好的横向连接能保证组成上部结构的每个纵向构件在活载作用下作为一个整体工作。

3.无感彩（分词）

由于科技语篇的目的是对自然法则或现象做客观的解释、分折、推理，所以它要避免主观观点和感彩等表现在语篇中，[4]因此即使是动词的变体：V+ing形式和V+ed形式作为定语时，也尽量采用该动词的中性释义来表示语旨的正式。例如：bearing wall：承重墙；retaining wall：挡土墙；overturning moment：倾覆力矩；reinforced beam：钢筋混凝土梁；hardened concrete：硬化混凝土。上述动词变体中，词根在EGP（English for General Purpose）普通英语中都具有一定程度上的感彩释义，如：bear：忍受；retain：保持，保留；overturn：；reinforce：强化；harden：变冷酷；而在土木工程语域之中，中性释义更好地描述了专业词汇的严谨和正式。

（三）语式下，土木工程英语多为书面用语

语式指语言交际的载体与渠道，也就是语言的表达方式，可分为书面语和口语。土木工程英语其书面用语在词汇上的体现主要是使用窄意的外来语以及句与句的逻辑关联词上。

1.外来语

拉丁语和希腊语在某种程度上释义的狭窄单一特征，使它们能够更客观、准确地作为书面语表达抽象概念。因此外来词汇有两大主要用途：一，经常取代英语固有的普通词。比如：aggravate代替worse；procure代替get等。二，作为专业术语的主要组成部分。比如：curvature：曲率；segregation：离析等。

2.逻辑关联词

土木工程英语文体的正式特征，可由逻辑关联词体现出来。涉及段落组篇的逻辑关系，本文通过例句仅仅列举了几组代表性的关联词汇：（其中，例子以句子中下划线部分翻译的形式体现。）

①表示承启关系的：如：“as above”，例：Firstly， in some clays， as discussed above，….译为：其一，如上所述，在一些粘土中，……。又如：“as follows”， 例：It will be convenient to rewrite Eq.1.1 as follows. 译为：方程1.1可方便地写为。

②表示解释说明关系的：如：“where”，例：Where E is the modulus of elasticity of the material， …. 译为：式中E为材料弹性模量，……。

③表示转折关系的：如：“whereas”，例：“…， whereas plastic materials retain a permanent set. ” …，但塑性材料会有永久变形。

三、结语

本文着重讨论了土木工程英语词汇在语域下的一些特征。其现实意义是在专业语言阅读交流活动中能够提供参考的意见，简化专业语言实践学习的过程，帮助强化深度阅读能力的培养。因此，为了进一步细化研究语域变量对于语言的选择和影响，来满足土木工程英语作为功能语言发展的要求，词语共现理论的研究以及语料库共选理论的研究就显得格外重要了。

【参考文献】

[1]Halliday，M.A.K.& Hasan，R.Language，Text and Context： Aspects of Language in a Social Semiotic Perspective[M].Geelong： Deakin University Press，1985.

简述土木工程的概念篇（7）

中图分类号：TU391；G6420 文献标志码：A 文章编号：10052909（2015）05009805

随着“高铁走出去”战略的提出，我国土木工程专业国际型人才培养越来越紧迫[1-3]。土木工程专业主干课程开展双语教学，传授土木工程设计基本概念、原理与设计分析方法的同时，培养学生的专业英语应用能力，使学生熟悉国外规范和设计程序，为学生毕业后的涉外工作奠定基础，培养具有高水平专业知识和良好专业英语交际与应用能力的高素质人才。

一、课程改革必要性

双语教学作为一种新教学模式，如何立足现有教学大纲，采用何种教学模式和评价方法才能更好地开展教学，各方面研究有待进一步完善，还需要更多理论研究和教学案例的支持。目前的主要矛盾是课程定位不明，在教学内容、教学方式和教学质量评价等方面存在的问题如下所述。

（一）教学内容多和学时少的矛盾

课程内容主要包括钢结构材料性能，连接构造、受力构件（轴心受压，受弯和弯压）的基本原理、设计计算，公式繁琐难解，双语教学又增加了语言学习内容，教材还没完全成型，而相应分配的课时为32学时（2学分），于是教师每节课都在赶进度，学生每节课都感觉内容太多吃不消。

（二）学生难学和教师难教的矛盾

通过英语教学对大部分内容的理解并不难，但要想学生熟练运用国外工程师的思维方式学习新专业知识，还有一定难度。学生存在畏难情绪，学习兴趣不高。教师在考虑授课效果的同时还要考虑课程进度和课程内容，而在大班（50―80人）教学条件下，课堂氛围和授课效果很难保证，教师的讲解不能面面俱到。

（三）教学质量评价与反馈难

教学相长，及时在教学过程中评价教学质量以改进教学方式。钢结构设计原理课程教学内容难度差异大，学生英语水平参差不齐，学时少，教学质量很难评价。

西南交通大学茅以升学院于2011年开始在土木工程专业课程开展双语教学，并在多方面进行了探索。文章针对专业基础课钢结构设计原理课程特点，结合3年双语教学实践，分析和探索适合国内土木工程专业基础课程双语教学方式，总结并提出了适合大班授课，以极限状态设计为主线的多种教法组合的授课模式。

二、 课程定位

钢结构设计原理属于土木工程专业“结构设计原理”系列课程很重要的一部分，是在完成力学课程，已经熟悉基本力学原理的情况下，开设的结构设计入门专业基础课。教学大纲要求培养学生运用钢结构的基本理论知识进行研究与设计的能力，这一点对双语教学和汉语教学都是一样的，只是双语教学是在此基本目标上朝国际化迈进了一步。钢结构设计原理双语教学应根据整个土木工程专业课程体系和钢结构设计的特点，基于学生的语言水平，在专业知识和语言之间找到一个合理可行的切入点和平衡点，明确课程定位，纲举目张，剪裁教学内容，选取教学方式，进行教学质量评价。

其一，明确专业知识的学习是双语课程学习的最终目的。语言和专业知识的关系往往困扰着双语教学，其关系应区分表里，互相呼应。专业知识学习应为“里”，语言作为工具应为“表”。让学生在深刻理解基本原理的基础上，掌握其专业化、国际化的英文表述，理解国外工程师的思维方式，具备与中外专业人士沟通的基础。

其二，衔接好钢结构基本原理与力学理论和力学概念脉络关系。钢结构基本原理课程的理论性强，难点和重点多，与力学理论和力学概念联系紧密，如疲劳与断裂力学，压杆稳定与欧拉稳定理论，局部稳定与弹性波板稳定理论，梁的稳定与开口薄壁杆件约束扭转等。在前置力学课程的基础上，为解决钢结构基本原理的难点和重点，就要理清其与力学理论和力学概念脉络关系，使学生有清晰的力学概念，顺利完成从力学到工程结构的过渡。

其三，明确基本原理的教授包括结构行为的学习和极限状态设计理念的灌输。钢结构原理课程内容复杂，设计与构造并举，中外相关规范规定差异较大，会使学生顾此失彼，抓不住关键，教师教学过程中也感觉教时不够，关键概念讲不透。所以教学应立足于极限状态设计理念，对钢结构的强度、稳定和疲劳等基本原理和关键公式，多举例，多练习，多提问，而对其他内容和具体构造规定等可让学生自学。

三、极限状态设计为主线的教学内容

（一）以极限状态衔接力学和钢结构设计课程

为解决钢结构基本原理的重难点，就要理清其与力学理论和力学概念脉络关系，使学生有清晰的力学概念，顺利完成从力学到工程结构的过渡[4]。

在前置材料力学、结构力学课程的基础上，可以简明扼要地介绍断裂力学和薄板理论等，然后从极限状态的角度，将力学基本理论应用于钢结构设计中，建立理论与实践的有机联系，让学生从基本力学原理和工程结构实际两个角度进行结构设计学习，如表1所示。

（二）以结构行为为“经”，以极限状态为“维”，归纳整合，抓住主线

钢结构设计原理教学内容多而繁，理论推导与构造要求的内容比较枯燥，学习有一定难度。教学大纲一般按结构行为归纳为三大层次或部分，即材料―连接―构件，让学生将知识点归入这三大块知识中便于理解和记忆。但是这样就割裂了各部分之间的有机联系，毕竟最后学生将面对的是整个结构设计，而不仅仅是材料或构件。

钢结构设计原理课程教学目标是能熟练运用基本原理进行钢结构设计，基本原理包括结构行为和结构设计方法，两者不可分割，缺乏前者，后者没有载体，只有前者，即为照猫画虎。以极限状态设计为主流的设计方法可以将上述三大块知识有机结合，如表2所示，根据不同结构行为层次的不同破坏模式，以关键性关系联结，逻辑性强，形象生动。表2中的重要关系是极限状态变化的基础和载体，极限状态则是推导各个公式的前提条件，而关键概念是设计的重要参数，也是学生必须掌握的基本概念和相应的英语单词。

（三）处理好教材和规范的关系

结构设计原理主要任务是让学生掌握土木工程中钢结构设计方法。一方面，实际结构设计需要结合相应规范规定开展教学，包括材料性能要求，构造规定、计算分析方法和流程等，基本原理的教学必须与实际设计的需要紧密结合。另一方面，钢材性能的提高和技术水平的进步，使规范的修订和完善成为一种常态，因此，双语教学中需要重视不基于特定规范的基本原理、知识与方法的传授，以增强学生的知识应用适应能力[5]。

西南交通大学茅以升学院土木工程专业钢结构设计原理课程曾计划采用国外高等院校土木工程专业原版教材，考虑到虽然结构设计原理不分国外国内，但不同国家在工程设计中所依据的规范不同，其教材针对的教学大纲也有差别，也就是说原版教材必然是建立在所属国家相应规范基础之上，学生学习过程中不仅会感受到专业知识的难度，还会产生语言困扰，因此，直接采用原版教材不完全适合国内需要。基于上述原因，宜先采用英文版讲义与中文教材相结合的教材体系，并指定相关英文参考资料，英文讲义经教学检验后可以形成适合本校的英文教材。

四、多种方法组合的教学模式

（一）案例分析辅助教学引入和总结教学内容

案例教学[6]是具体的实例，印象深刻，易于学习和理解。开始教学内容前，可引入相关的国内外有代表性的工程实例，激发学生学习兴趣，提高知识运用的真实性，教学内容完成后对案例进行分析，提高解决具体工程问题的能力。通过工程事故案例教学，还可以警醒学生，在专业学习过程中严格要求自己，培养一丝不苟的工作态度和严谨的职业素养。

组织的案例最好能具备学科前沿性，并与教学内容相关，能突出重难点。学生一般对钢结构实践中成功的案例司空见惯，但对垮塌的案例记忆深刻。表3为根据教学内容中的结构层次，分别给出了对应破坏极限状态的工程垮塌事故案例，让学生学习专业知识的同时，体验工程实际中责任使命感的重要性。

（二）问答式授课模式关注重难点内容

当学生对双语教学熟悉后，问答式授课模式才能有效地展开[7]。受双语授课课程学时的限制，问答式授课模式主要有两种形式：课上教师问学生答和课下学生问教师答。

课上教师问学生答。根据每讲课的教学安排，教师将授课主要内容和关键概念以英文问题的形式在课上给出，以随机点名，让学生回答，并记录评分，然后根据学生回答的情况，以问题为主线，逐一讲解。这样学生课上不仅仅是被动听课，还是被迫积极思考，教师根据学生的回答反馈教学效果。

课下学生问教师答。根据学生的作业和上课情况，在课后可以留一些时间给教师或助教解答学生的问题。课下单独交流可以节约课堂时间，学生可以书面形式提出问题，针对共性问题下次课强调和复习。

（三）流程图法梳理设计和计算的程序

流程图法[8]作为一种从计算机程序语言衍生出的教学方法，可将课程中的复杂结构设计编制成具有逻辑关系、体系化、规范化的流程，让学生理解并掌握复杂难懂的结构设计程序和要求，开展教学的具体实施步骤如图1所示。

流程图法采用箭头和图形，根据公式和简洁的语言展示复杂的结构构件设计流程和规范规定，教学内容清晰明确，优点为符号规范，表述简洁，结构清晰，逻辑明确，容易理解。

图1 结构设计课程教学流程图

钢结构设计原理是一门理论性强、计算公式较多的课程。纷繁复杂的公式使学生容易产生混淆。在课程教学中，针对不同的教学内容，如不同构件设计、同一构件设计、构件与连接设计、焊缝连接中弯与扭的区分，可分别采用比较教学方法[9-10]，帮助学生辨别同类教学内容的异同，抓住教学内容的实质，从而熟练掌握，不致混淆。

五、多通道教学质量评价

教学质量评价对教师及时调整和优化教学内容非常关键[11]，可以通过以下几个通道得到教学效果的反馈意见。

（一）课堂即时提问

按照教学计划，每堂课的内容既不同又有逻辑联系，尽快课堂时间有限，仍然需要回顾已讲内容，引入新内容。在复习上一讲内容的时候，可以对重难点内容点名提问，根据学生的回答情况得到教学质量的反馈，并进行补充和强化。在新内容进行到关键点时，提出疑问，敦促学生思考，让学生不只是照本宣科，而是对内容进行思考。根据回答情况记录成绩，整个学期每人都会被提问到，课堂提问从这两个方面入手，可以即时评价教学质量，控制上课节奏，优化教学内容，提高学习效率。

（二）课后作业批改

钢结构设计原理是实践性强、计算公式和原理较多的课程，需要进行大量练习才能很好地掌握教学内容，因此课后作业必不可少。课堂教学工作完成后，布置教材上的3道左右计算题，因时间充裕，计算量比考试题目要大。学生作业的完成情况反映了该部分内容的教学效果，可针对作业批改中存在的问题在下讲课进行补充。这样可以评价每讲课的教学质量，适时调整教学内容

。

（三）期中阶段考试

当总教学内容进行到一半时，可以就已讲内容进行一个阶段性的考察，期中考试的题目形式宜与期末考试一致，只是考察内容侧重点不同。题目应该包括考察基本概念的客观题（选择题）和设计计算的计算题，一方面让学生对学过的内容进行总结和复习，另一方面可以考察半期教学效果，促进后半期教学质量提高。期中考试是阶段性总结和反馈，评价半期教学质量。考试试卷应为英文，学生可用中文解答，让学生熟悉英文表述，提高对题目的因素理解能力。

（四）期末考试

由于期末考试占总成绩的比例在60%以上，学生在期末考试前都会花大量时间复习。对学生来讲，期末考试是课程的指挥棒。对教师来讲，期末考试可以全面评价整学期教学质量情况，

为下次教学提供参考。考试试卷也应为英文，学生可以用中文解答，这样学生才能重视双语学习。教师通过对期末试卷进行分析，找到学生错误较多的地方，查找原因，寻求解决之道。另外可以在最后一次课上让学生匿名提出意见，如教学进度、重难点和教学方法是否得当等。

总之，应做到教学反馈及时，多通道评价教学质量，合理调整教学内容，提高教学质量。

六、 结语

面对钢结构设计原理双语教学中内容多，课时少，学生英语水平参差不齐，教学质量难于评估的现状，可以极限状态设计为主线，在教学内容、教学方式和教学质量评价三方面进行优化和调整，取得较好的教学效果。

（1）明确双语教学的定位很关键，应以专业知识和设计思想的传授为主体，语言为载体。

（2）在传统以结构层次（材料―连接―构件）为模块的教学内容基础上，让学生掌握极限状态设计的理念，衔接好力学和钢结构课程，剪裁教学内容，提升学生结构设计学习的深度和广度。

（3）针对不同的教学内容和教学过程，应综合采用不同的教学方式，以各种手段促进教学效果的提高，降低学生学习的难度。

（4）教学质量评价应贯穿整个教学过程，并进行多通道实时评价，因地制宜，从学生的接受角度来提高教学质量，不断提升教学水平。参考文献：

[1] 刘林，吕晓寅，张鸿儒. 混凝土结构设计原理课程多模式英语教学实践与体会[J]. 东南大学学报： 哲学社会科学版， 2012 （S2）： 256-258.

[2] 周海涛. 双语教学在钢结构原理课程中的应用研究[J]. 教育教学论坛， 2012 （26）： 206-207.

[3] 张建仁， 李传习， 杨美良， 等. 结构设计原理课程教学团队建设的改革与实践[C]//高等学校土木工程专业建设的研究与实践――第十届全国高校土木工程学院 （系） 院长 （主任） 工作研讨会论文集， 2010.

[4] 颜庆智. 钢结构基本原理教学中的力学过渡[J]. 中国冶金教育， 2012 （1）： 24-26.

[5] 向南. 基于“结构设计原理”课程的全英文教学方式探索[J]. 重庆交通大学学报： 社会科学版， 2014， 14（4）： 123-125.

[6] 商怀帅， 杨琳， 祝英杰. 工程案例在混凝土结构设计原理教学中的应用[J]. 中国冶金教育， 2014 （5）： 34-35.

[7] 管巧艳， 闫祥梅， 谢晓鹏. 问答式授课模式在土木工程双语教学中的应用[J]. 高等建筑教育， 2012， 21（4）： 56-58.

[8] 王亚军， 马亚维， 杨文伟. 流程图法在混凝土结构设计原理教学中的应用[J]. 高等建筑教育， 2013， 22（6）： 100-103.

简述土木工程的概念篇（8）

中图分类号：G6420；TU501 文献标志码：A 文章编号：10052909（2015）04006703

在土木工程学科中，材料力学（Mechanics of Materials）是研究结构材料在荷载作用下产生的应变、应力、强度、刚度和稳定性问题，而后三者又通常被称为构件的正常工作条件。材料力学课程教学一般以高等数学和理论力学为基础，并与理论力学、结构力学并称为土木工程专业本科阶段的三大力学，是混凝土结构设计、钢结构设计等专业课的基础，也是土木工程专业学生的核心必修课程。

材料力学课程本科生教材，国内已有较为成熟的多个版本[1-4]。对相关教学也有较多经验总结与讨论[5-9]。不过，对土木工程专业本科生教学内容的理论体系与内在逻辑，暂未见有较为深入的探讨。在材料力学课程教学过程中，学生反映概念较多，部分理论推导较为复杂，较难从总体上把握课程的理论体系与各章的内在逻辑关系，从而导致学生存在不同程度的畏难情绪。此外，材料力学课程知识点的遗忘率也相对较高。部分高年级的学生，或已经工作的毕业生，对材料力学整体的理论体系与内在逻辑已难以把握，只能记忆起零星的概念与某些典型的例题，把大部分教学内容“归还”给了教师。因此，本文针对材料力学课程教学中学生面临的共性问题，基于教学大纲，从理论体系、基本理论与各章节内在逻辑关系三个方面进行了归纳。

一、整体理论体系

经过归纳，本文提炼土木工程材料力学的整体理论体系如图1。从图中可以看出，本文提出的整体理论体系简明直观，内在逻辑条理清晰：由绪论引入四种主要变形―四种主要变形的计算（形成基本理论部分）―基于基本理论部分的四个特殊问题（为平行关系）。

一是，第1章基于3个假设，提出材料力学的主要研究对象：拉压、扭转、剪切与弯曲四种变形。

二是，第2章、第3章分别阐述拉压、扭转时的内力、应力、变形、强度与应变能，因为弯曲时，杆件的应力与位移较为复杂，所以在第4章、第5章分别进行阐述。上述四章形成了整体理论体系中的基本理论部分。

三是，第6章在基本理论的基础上，提出第一个特殊问题：超静定问题。其中第1节阐述概念，第2-4小节分别阐述拉压、扭转、弯曲时的超静定问题。

四是，第7章在基本理论部分的基础上，提出第二个特殊问题：应力状态与材料破坏规律问题。具体而言，基于第2章的单轴应力状态、第3章的纯剪切应力状态，进一步研究第4章引入的平面应力状态，由此拓展研究空间应力状态，并寻求材料破坏的规律，即强度理论。

五是，第8章在基本理论部分的基础上，提出第三个特殊问题：组合变化与连接部分问题。其中第1节阐述概念，第2-4小节分别阐述弯弯、拉（压）弯与弯弯的组合变形，第5小节和第6小节阐述连接件计算的理论与应用。

六是，第9章在基本理论部分的基础上，提出第四个特殊问题：压杆稳定。其中欧拉公式是全章核心。

可进一步引导学生展开讨论，加深对整体理论体系内在逻辑关系的理解与把握。如：

（1）绪论第1-5节中，将杆的变形分为四种；第2章、第3章、第4-5章三部分分别阐述了四种变形中轴向拉压、扭转、弯曲三种变形，而第6章的第2-4节分别阐述了超静定问题中的拉压、扭转、弯曲3种变形，第8章的组合变形分别阐述了弯弯、拉弯、扭弯三类组合变形。请问绪论中的剪切变形书中有否进行阐述？为什么？

（2）杆件扭转变形时的切应力与弯曲变形时的切应力产生的原因是否一样？各自对应的内力是什么？

（3）请结合生活中的例子区分位移与变形，并分析进行拉压、扭转、弯曲强度校核时，分别是用的哪种刚度条件？为什么？

二、基本理论部分

如上所述，材料力学的整体理论体系可以分为基本理论部分（第2章-第5章）与四个特殊问题（第6章-第9章）笔者将基本理论部分的框架体系与内在逻辑关系归纳为表1。同样，可引导学生展开讨论，加深对各章节内在逻辑关系的理解与把握，如：（1）拉压、扭转、弯曲变形的杆件，有无区别与联系？扭转中的三种杆件（薄壁圆筒、等直圆杆、等直非圆杆）简化与假设条件是否一样？三种杆件的计算有无内在联系？弯曲变形中的三种杆件呢？

（2）第2章-第5章的计算有无核心公式？如有，哪几个是核心公式？第2章-5章中是如何由应力计算公式推导的变形公式？第2章-5章中的应力公式与变形公式形式上有无异同？其内在原因是什么？

4个基于基本理论部分的特殊问题也可做类似归纳，在此不再赘述。

三、 具体章节内容的内在逻辑

基于上述的介绍，可进一步分析基本理论部分（第2章-第5章）中推导的内在逻辑关系，一般为：三类特征（几何、变形、受力）―内力分布规律―内力计算―应力计算（几何、物理、静力学的分析）―强度条件―变形参数与计算―刚度条件与计算―应变能。对此同样也可引导学生进行课堂讨论。

四、结语

材料力学概念较多，体系相对复杂而前后内容联系紧密。本文对土木工程材料力学课程教学大纲的整体理论体系进行了提炼，重点分析了各个章节之间的内在逻辑关系。经过教学实践证明，本文所归纳的理论体系和内在逻辑关系能引导学生较好地掌握课程的核心内容，把握前后章节内容的内在逻辑关系，在理解的基础上深化记忆。参考文献：

[1]孙训方，等. 材料力学[M]. 5版. 北京：高等教育出版社， 2009.

[2]刘鸿文，等. 材料力学[M]. 5版. 北京：高等教育出版社， 2011.

[3]单祖辉. 材料力学[M]. 3版. 北京：高等教育出版社， 2012.

[4]范钦珊，等. 材料力学[M]. 北京：清华大学出版社， 2008.

[5]李颖， 冯立富， 郭书祥. 《材料力学》教学中的一些生活和工程实例[J]. 力学与实践，2005（2）：79-80.

[6]李尧臣. 梁的弯曲正应力的材料力学方法修正[J]. 力学与实践，2006（2）：73-74.

简述土木工程的概念篇（9）

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）35-0069-03

《土木工程材料》是高校工科土木工程专业的一门重要的专业基础课。对相关土木工程材料知识的掌握是学生的基本专业要求，是学生今后从事土木工程设计、施工、监理及材料检测等工作必须具备的基础知识，并且为学生后续相关专业课的学习奠定扎实的材料基础。如何通过对该课程进行持续有效的教学改革以达到预定教学目标是高校教师必须重视并且需长期坚持的工作。

一、目前《土木工程材料》多媒体教学中存在的主要问题

目前《土木工程材料》课程的讲授大多以多媒体教学方式为主，多媒体教学是近二十年迅速发展起来的一种教学方式，目前在高校课堂教学中逐渐普及。然而，多媒体教学在实际应用中暴露出许多问题，其中师生互动性不足这一问题显得尤为突出。在传统的教学过程中，教师往往采用以自身为中心，学生为附属的单向填鸭式灌输的教学方式，一般由授课教师决定讲授的具体方式与讲授的相关内容，在这种情况下，学生很可能会失去主动思考、主动参与的机会。在《土木工程材料》课堂教学中，教师往往依赖多媒体教学课件，强调灌输更多的知识。这种采用满堂灌、填鸭式的教学方法，忽略了对学生能力的培养。此外，目前在《土木工程材料》多媒体课件的制作中，很多教师能够认真准备，多媒体课件的制作效果较好，但也有一部分教师的多媒体课件水平有待提高，这些教师在制作课件的时候，经常简单生硬地把所用教案复制粘贴到多媒体课件中，这种类型的课件不能有效激发学生的课程学习兴趣，而且由于教学形式的枯燥乏味，容易使学生感到疲劳厌倦，从而完全达不到教学效果。除此之外，在教学过程中，由于授课教师在有限的时间内加入了过多的课件信息，在这种情况下往往使得学生主动思考的空间和时间较少，只能疲于应付冗长的课件信息，必然起不到启发式教学的目的。由于上述原因，启发式的教学推行困难，知识的传递在教学过程中很少呈现双向互动，这些现象淡化了师生之间的情感交流与教学互动。

二、互动式多媒体教学模式的构建

在传统的课堂授课过程中，教师与学生之间的互动与日常对话交流互动的不同之处在于它经常是一对多和多对多的互动。由此可见，课堂教学互动具有这种多重性，由于这种多重性的存在，在《土木工程材料》多媒体教学模式下，应该对教师与学生的互动提出更高的要求，这种要求应是有序及开放的。课堂教学互动有着严格而周密的顺序与结构，且不是封闭的，授课教师需要在充分掌握理解教材宗旨的基础上，结合多媒体的教学模式以及学生自身的特点予以设计。它要求多媒体授课模式直观、形象，同时应要求学生具有独立思考的能力，这种师生互动式的教学模式并不是纯粹发散的（不是放任式互动教学模式），同时也不是纯粹演绎的（不是预成型式的教学模式），而是综合发散和演绎的特点，结合这两种模式自身的优势。在演绎方面，这种新型教学模式需要教师在课前进行精心准备与设计，在发散方面，授课教师需要利用有限的课堂教学时间将课程知识要求无遗漏地传授给学生，并且及时总结学生对知识提出的不同见解，将这些见解进行概括总结。这种师生互动式的教学模式要求教课教师在关注不确定性的同时，又能有效组合这种不确定性，在不确定性中对课堂的逻辑结构进行重新组合。《土木工程材料》的多媒体互动教学模式组成过程主要集中在以下几个方面：（1）首先利用多媒体教学手段充分提出问题。问题的提出需要授课教师在课前进行精心准备，问题既可以取材自学生就课程提出的相关问题，也可以取材于现实生活，在问题提出的同时要求学生对这些问题提出自己的见解，问题的提出应深入到其本质，激发学生解决问题的兴趣。在具体实施过程中，授课教师应通过引入丰富的实际工程案例，让学生了解实际工程对土木工程材料的具体要求及材料劣化破坏的原因。譬如为了降低大体积混凝土的内部温度，需要在水泥混凝土中加入粉煤灰、矿渣等来延缓水泥水化速度以降低水化热，“矿物掺和料”就成为创新突破点。在教学过程中注重向学生介绍各种材料的相关最新科研进展，让学生了解目前相关材料的最前沿进展，充分激发学生的求知欲，引导学生寻找其中的创新点。（2）授课教师在教学过程中采用归纳对比以及启发式的教学方法。土木工程材料的门类与种类很多，很多材料的组成与技术性能相近，但其应用的场合却不尽相同，在确定研究方向时，需要认真对比材料的差异性，总结归纳这些材料的组成及其相关技术性质，从而确定材料的创新出发点及其研究方向。比如无水石膏、天然石膏与建筑石膏都属于石膏，其组成的主要化学成分都是硫酸钙，但其应用领域迥异。无水石膏也称为硬石膏，其结晶致密，质地坚硬，是生产硬石膏水泥的主要原材料；而天然石膏也称为熟石膏，它是生产建筑石膏的主要原料；而建筑石膏是天然石膏失水后的产物，建筑石膏广泛应用于建筑领域。因此石膏的含水量变化成为研究的重点问题。在实际教学中授课教师还应采用启发式教学方法。教师通过某个问题的启发式提问可以显著激发学生独立思考问题的动力，并对相关问题进行深入探索，从而发现潜藏在其中的知识点。例如钢渣的强度较高，有的钢渣颗粒的强度甚至高于普通碎石集料，但工程实践表明大部分的钢渣不适用于路面材料，通过启发式的教学模式，确定主要原因在于钢渣内部含有游离氧化钙与游离氧化镁等具有膨胀性的组分，遇水后容易发生明显膨胀，导致路面材料发生体积变形。（3）在前期提出问题，并进行启发式教学的基础上，得出相关结论。

三、互动式多媒体教学方式下教师角色的转换

在互动式多媒体教学方式下，教师首先要做好角色的转换，教师必须坚持让学生去发现知识，而不是教师简单灌输的原则。教师要坚持让学生把握知识间的内在联系，融会贯通地掌握所学内容，进行创造性地学习以及提高实践能力，而不是知识点的简单堆砌的原则。

四、互动式多媒体教学设计

《土木工程材料》课程的主要特点是概念性的内容比较多。很多教师在讲述这些概念性内容时，往往简单地将这些概念在课件中用文字性内容平铺直述，有的教师会在这些文字性内容之后附上一些图片或动画来加以解释。这种教学方法虽然比之传统的黑板板书教学方法有了很大进步，但从其实际效果来看，仍未从根本上跳出以教师为主体、“填鸭灌输式”教学方法的框架，学生的学习兴趣与主观能动性仍未被充分激发出来，教学效果并不理想。目前多媒体教学手段已不简单地局限于将文字性教案反映到多媒体课件中，很多直观形象的多媒体视频与动画已出现在多媒体课件中，但是这些多媒体视频与动画能否起到效果还需要进一步探讨。一般来说，多媒体视频与动画能够很大程度上提升学生的学习兴趣，但在很多时候学生往往只是抱着“看热闹”的心态去学习这些多媒体课件，没有真正进行独立思考，学习其中的本质。分析造成这种问题的原因，主要是授课教师在备课过程中将主要精力放到了多媒体课件的制作上面，忽视了在课堂教学过程中与学习之间进行有效的互动交流。因此授课教师在采用多媒体教学手段时还有很多地方需要进一步完善。在多媒体课堂教学过程中，教师可以采用相关措施与学生进行有效互动，例如，与多媒体视频与动画相对应的文字性资料应反映在教师的多媒体课件中，在播放视频或动画的同时，显示出必要的文字信息提出相关问题，学生在观看视频的同时可以针对相关问题进行思考，从而使得学生逐步理解视频或动画媒体中展示的课程关键知识点；除此之外，在播放视频与动画的同时，授课教师可以控制播放进度，及时对视频与动画的重难点内容进行集体讨论，从而引导学生对其进行探讨与思考；视频与动画播放完毕后，教师还应及时组织学生对所列问题展开集体讨论交流。例如，对水泥水化过程这一内容的教学，笔者设计了视频和动画进行辅助教学，在播放动画的同时，还在屏幕上给出三个思考问题：水泥水化过程主要分为哪几个阶段？水化产物主要包括哪几种？其结构形态如何？通过观看和思考以及随后组织进行的交流，可明显加深学生对该部分知识的理解。

综上所述，作为一名高校教育工作者，应不断钻研教学方法，在教学方法中采用先进的信息技术，以符合目前教育技术信息化的发展趋势。在《土木工程材料》课程教学改革中，互动式多媒体教学充分发挥了多媒体教学的相关优势，并且这种新颖的教学方式有效激发了学生的学习兴趣，使学生学习真正成为了教师指导下主动、有效、富有个性的学习过程，这种新型教学方式对提高《土木工程材料》课程教学水平以及保证教学质量等方面将会发挥巨大作用。

参考文献：

[1]蒋东兴，张继才，罗念龙.高校网络教学现状与对策[J].计算机教育，2004，（9）：44-45.

[2]刘鹏辉，李乃乾.互动式多媒体课堂教学研究[J].教育探索，2006，（8）：46-47.

[3]张云莲，李启令，俞春校.《土木工程材料》教学的创新理念[J].山东建筑工程学院学报，2004，19（4）：90-92.

简述土木工程的概念篇（10）

弹性力学是高等学校土木水利等专业的一门理论性与应用性都很强的基础课程，目前各高校很多学科根据本专业本科教育培养目标，实现宽口径、厚基础的教学基本要求，减少课时和精简内容。另外，土木类专业所面临的现代工程结构设计问题大多为非杆系的复杂结构体系，所以许多高等院校要求开设弹性力学和有限元课程，其目的是加强土木类本科生对复杂结构数值分析能力的培养，以提高他们从事科学研究和现代结构设计的能力。然而学生普遍认为弹性力学解决实际工程的能力远不如材料力学和结构力学，而且弹性力学理论抽象，数学推导麻烦，课程枯燥乏味，提不起学习兴趣。因此在现有的学时下如何保证教学的基本要求和基本内容，用什么方法和手段达到既增大信息量，减少教学时数，又能强化学生能力的培养，成为弹性力学教学中需要关注的问题。

一、高校弹性力学教学现状

为了提高结构力学和弹性力学的相关教学水平和研究成果，教育部高等学校力学教学指导委员会力学基础课程教学指导分委员会结构力学及弹性力学课程教学指导小组定期召开工作会议，2006年工作会议在武汉理工大学召开，2009年工作会议在成都西南交通大学举行，2014年10月工作会议在北京工业大学举行，各高校在每次会议中都对弹性力学的教学进行了教学改革成果和经验交流，对教学实践、课程建设和资源积累等问题进行了研讨。北京工业大学在弹性力学的教学中也进行了很多研究和改革，北京工业大学弹性力学课程的设置和教学与国内其他高校具有类似特点与问题。2006年之前弹性力学作为土木工程本科专业的必修或必选课，学时一般为40学时左右，使用教材以徐芝纶《弹性力学简明教程》为主要教学参考书。在2007版本科教学改革之后，弹性力学在土木工程专业本科中仍然设置为学科基础必修课，但学时改为16学时，考试时采用闭卷考试，对学生学习要求较高，较多学生仍然认为太偏重于理论，理论抽象，数学推导烦琐难以理解，并且其解决实际工程的能力远不如结构力学。在2012版教学计划后，课程性质以及学时都没变，但考试时采用开卷考试，对学生的公式推导要求降低。改为16学时时，教师和学生的感觉都是时间太紧张，学习压力大，所以在刚完成的2015版土木工程本科教学计划中，弹性力学进行了很多变化，首先课程性质发生了改变，由学科基础必修课改为学科基础选修课，让学生有选择的空间，其次学时增加为24学时，让选修弹性力学的同学能真正学习到弹性力学的主要内容。所以目前在现有的学时下，如何保证教学的基本要求和基本内容，用什么方法和手段达到既增大信息量，减少教学时数，又能强化学生能力的培养，成为教学中关注的问题，由此也产生了弹性力学教学内容多和学时少的矛盾。许多高校和研究者在弹性力学课程教学和研究上进行了教学改革，取得了较多有益成果，尽管如此，土木工程专业弹性力学课程在以下几方面尚有待研究与改革：

（1）教学对象上，弹性力学通常主要在工程力学专业开设，需要充分考虑结合土木工程专业的特点。

（2）教学思路上，仍然偏向工程力学方法，在内容选择上较偏向数学，主要是理论上的教学，对理论分析和数值分析结合对比方面缺少。

（3）讲课内容中未能充分引入弹性力学领域的最新进展，尤其是与土木工程结构相关进展，因此在弹性力学课程的教学方式、教学内容、考试形式等方面需要进行一些思考和探讨，对弹性力学教学中的普遍与特殊问题进行研究与实践，将促进学校土木工程学科力学教学的发展。

二、尽可能地提高学生的“计算分析”理论水平

根据高等院校土木类专业本科指导性专业规范以及2015版培养方案规定的学时，需要考虑在既有学时下，使学生的理论水平能达到当今土木类专业的培养要求。

1.重点突出弹性力学分析思路和概念。在教学中，在分析思路上，一般重点讲授弹性力学平面问题的相关问题，并且对弹性力学平面问题基本理论采取精讲的形式，对空间问题基本理论采取和平面问题基本理论相对比方法进行讲解。如果根据实际，直接从实际工程的三维问题，再到讲授二维问题可能更符合思维过程以及实际工程问题，使得思路更加自然，并且能节省教学课时。另外，在讲授方法思路中应突出思路、概念与结论。如弹性力学中的概念问题：弹性力学中应力的方向以及正负号的定义，平面应力问题和平面应变问题的区分，应力边界条件和位移边界条件的确定方法，处理局部边界条件的圣维南原理，等等，这些都是讲述平面问题基本理论中要熟练掌握的概念。

2.结合具体土木工程实例教学，附加一些分析程序和工具的介绍，拓宽学生分析方面的应用能力。在介绍分析思路时，需要结合有实际工程背景的工程算例来分析，这样可以明确学习目的，激发学生的学习动力。在理论分析完成后，还可以介绍相应的数值分析方法，介绍Matlab计算程序或有限元分析工具，对理论分析过程数值化，让学生自己操作计算，分析结果。最后由于土木工程专业学生在实际工作中需要学会运用，可以结合一些设计规范进行学习，如：公路隧道设计规范（JTGD70-2004）建议采用弹性力学数值方法—有限元法计算围岩的隧道支护结构内力和变形等，通过在理论分析结果和数值分析对比的同时，还可以通过规范要求进行验算。

三、根据当今土木类本科生的培养要求，编写适合土木工程专业学生使用的教材

就目前而言，对于土木类本科生的弹性力学课程，各高等院校所安排的教学内容、教学时数及选用的教材均存有不同。换言之，对教学内容、教学时数及教材均没有统一的指定，仍处在各高校教师根据自己的教学经验进行不断地探索与总结。目前已出版的弹性力学教材有很多种，所使用的教材一般为《弹性力学简明教程》，徐芝仑编，高等教育出版社出版。这本教材所涵盖的内容较多、较全面，也比较深刻，对概念思路的解释较为简洁，但仍然有需要改进之处：

（1）基本上从平面问题到空间问题最后到板壳一些特殊问题，分析讲解思路可以变化，让学生更快更容易的理解。

（2）理论讲解较多，实际土木工程案例的分析较少。

（3）理论推导比较多，数值分析对比较少，数值分析工具的应用较少等，另外学生学习的课余指导用书比较少。为此，编写更加适合土木工程专业的教材以及教材指导用书是有必要的。

四、改革单一的板书教学模式，研制《弹性力学》的CAI电子教案

作为一门强调理论与应用的课程，仅以单一的板书教学模式明显不足。例如，本课程中复杂的理论推导数学演示，这些均可通过CAI电子教案的教学来表述。此项教改工作的目的是在教学时数不足的情况下，就如何实现课堂教学气氛活跃、高效率地完成教学内容、突出理论联系实际等方面而为之。根据本课程教学大纲中教学内容的要求及依据更加丰富的教材，可以编制本门课程的CAI电子教案。在实际教学中，采用多媒体与板书相结合的教学模式，预期可以达到较好的教学效果，授课学生能给出较好的评价。另外，课内教学是本课程的主要任务。但由于本门课程在土木专业上的应用性较强，学生的课程设计、毕业设计均会遇到实际结构问题的数值分析，对此需要课外指导，因此建立教师学生互动平台和窗口也是有必要的。

五、结语

为了提高土木工程专业弹性力学课程教学质量和效果，本文分析了土木工程专业弹性力学课程的教学相关问题，并探索了土木工程专业弹性力学课程的教学改进方法。

1.尽可能地提高学生的“计算分析”理论水平，使学生的理论分析水平达到当今土木类专业的培养要求。

2.根据当今土木类本科生的培养要求，编写适合土木工程专业学生使用的教材。

3.改革单一的板书教学模式，研制《弹性力学》的CAI电子教案，并建立教师互动平台和窗口。

参考文献：

[1]徐芝纶.弹性力学[M].第3版.北京：高等教育出版社，1990：181.

[2]马崇武，秦怀泉.力学与土木工程专业的力学课程教学[J].高等理科教育，2007，（6）：135-137.

[3]张宇星，吕建国.工程力学考试方法的探索与实践[J].高等理科教育，2005，（4）：128-129.

[4]铁木辛柯，古地尔.弹性理论[M].第3版.北京：清华大学出版社，2004：168.

[5]杨桂通.弹性力学[M].北京：高等教育出版社，1998.

[6]刘京红，等.土木工程专业弹性力学课程教学改革的探索[J].科技情报开发与经济，2007，（24）.

[7]王雁然.弹性力学及有限元教学的实践与研究[J].建筑教育改革理论与实践，2005，（6）

[8]原方，吴洁.研究生弹性力学教学方法及问题探讨[J].力学与实践，2005，（2）.

[9]周全太.土木工程专业弹性力学课程教学的若干思考[J].无锡教育学院学报，2005，25（2）：73-76.

简述土木工程的概念篇（11）

2 林下经济的概念（狭义）

在近10年的林业发展实践中，人们对林下经济的概念尚未有科学准确的定义。有研究者认为，林下经济，就是一种充分利用林下自然条件，选择适合林下生长的动植物和微生物（菌类）种类，进行合理种植、养殖的循环经济；有研究者认为，所谓林下经济就是充分利用林下土资源和林荫优势，从事林下养殖、种植等立体复合生产经营，从而使农、林、牧各业实现资源共享、优势互补、循环相生、协调发展的生态农业模式；张连翔认为，林下经济的概念是：林下经济是以生态学、经济学和系统工程为基本理论，充分利用林下自然条件，借助林地的生态环境，在林冠下选择适合林下生长的动植物和微生物（菌类）种类，进行合理种植、养殖的生产与经营系统。

对林下经济的概念有不同的定义，反映出用一段简短的文字来概括我国蓬勃发展、类型多样的林下经济很难，这由新兴学科发展的初始阶段的必然规律所决定的。尽管如此，我们对上述定义加以分析就可以发现，它们在文字上的表述虽然不同，但其本质并无明显的区别。它们实际上是代表了各地区的实践者在发展中对林下经济的不同见解，也正是这些不同的认识，促进了林下经济内容的进一步丰富。

3 林下经济概念的外延

3.1 林下经济概念的局限性

从林下经济概念的描述可以看出，其本身具有很强的部门局限性，主要是从林业角度出发，忽略了大农业的果树、茶叶等经济特产林木。这主要有以下几个原因：一是集体林权制度改革晚于农村联产承包责任制。集体林权制度是指法律规定的集体林权制，即法律规定属于集体所有的森林、林木和林地的所有权和使用权，它包括：《法》规定的分配给农民个人所有的通过合作化时期转为集体所有的森林、林木、林地；

集体所有的土地上由农村集体经济组织，农民种植、培育的林木；集体和国有林场等单位合作在国有土地上种植的林木；“四固定”时期确定给农村集体经济组织的森林、林木、林地 ；林业“三定”时期部分地区将国有林划给农民集体经济组织所有的且已由当地人民政府发放了林权证的。 二是没有考虑到大农业的果树、茶叶等经济特产林木也属于狭义的林业。生产实践中的很多林下经济的典型实际就来自柑桔、苹果、梨、桃、核桃等树下的养鸡、鸭、鹅；养羊、猪等事迹。三是林下经济涉及的部门多如农业、畜牧、水利、经管、交通、财政、环保、质检、工商等部门。四是林下经济近几年得到迅猛发展，已成为农民致富的重要途经。