我國混凝土結構教材建設的發展與現狀分析

高秋梅，孫躍東，尹東霞，孫黃勝，韓金生

（1.山東科技大學土木工程與建筑學院建筑工程系，山東 青島 266590；2.山東科技大學網絡安全與信息化辦公室，山東 青島 266590）

高等學校教材是根據教學大綱編定，系統地反映學科內容的教學用書，同時也是學校教學水平、科研水平及其成果的重要反映，是國家文化、科學和技術發展水平的標志之一。一部優秀的教材，能夠把知識、教育理念、教學思路、教學內容和教學方法有機地融在一起，是提高教學質量的重要保證。

混凝土結構課程是土木工程專業的重要專業課之一，根據高等學校土木工程專業本科教育培養目標和培養方案及課程教學大綱，混凝土結構課程包括混凝土結構設計原理和混凝土結構設計兩大部分。我國混凝土結構課程教材建設走過了近70年的艱辛歷程，隨著混凝土結構技術和科研水平的發展，經過幾代人的努力，該課程內容不斷擴充和更新，理論不斷豐富和深化，分析方法不斷完善和發展。回顧我國高校混凝土結構教材建設走過的歷程，總結經驗，分析發展現狀和展望發展前景，對貫徹落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年）》有重要意義。同時為編寫以服務人才培養為目標，以提高教材質量為核心，以教材創新建設為突破口，以實施教材精品戰略為著力點的混凝土結構課程教材建設重要作用。

1 我國混凝土結構教材發展簡況

解放前，我國混凝土結構幾乎是空白，沒有自己的標準規范，因此與混凝土結構有關的教材也基本處于空白。19世紀末和20世紀初，上海等沿海城市建造的混凝土結構都是直接引用國外規范進行設計、施工，如外灘的亞細亞大樓、上海總會、東風飯店、江海關大樓等建筑。

解放初期，我國還沒有自己的混凝土結構設計規范，是沿用前蘇聯的規范。混凝土結構教材采用翻譯蘇聯的教材或參考蘇聯教材編寫。1951年12月，蔣廣生翻譯了由 L.C.Urquhart and C.E.O'Rourke著的Design of Concrete Structures（混凝土結構設計），由商務印書館出版社，這是新中國最早的混凝土結構翻譯教材之一。1953年，大連工學院土木系結構教研組混凝土教學小組章守恭教授翻譯了蘇聯依維揚斯基（A M NBRHCKNN）著的《鋼筋混凝土結構學》上、下冊，龍門聯合書局出版。1951年同濟大學俞調梅，趙良圃編寫了《鋼筋混凝土結構學》（上、下冊），大東書局出版，該教材主要用于大學和專科學校鋼筋混凝土結構教材，該教材1953年再版。南京大學徐百川教授于1951年和1952年先后出版了《鋼筋混凝土結構》和《鋼筋混凝土結構設計》，龍門聯合書局出版；1953年又出版了《鋼筋混凝土結構學》（上、下冊），為專科學校用書，由中國科學圖書儀器公司出版。在上世紀50年代后期，國內一些學者還陸續翻譯了一些蘇聯專家的教材，其中較為有代表性的是由路湛沁等翻譯，蘇聯K.B.薩赫諾夫斯基著的《鋼筋混凝土結構學》上下冊，1957年由高等教育出版社。這些教材的出版為新中國培養土木工程建設人才和社會主義建設發揮了巨大作用，為今后混凝土結構教材的發展奠定了基礎。

1961年，教育部和建筑工程部在北京召開了工程結構教材選編會議，決定由清華大學、同濟大學、天津大學、西安冶金學院（西安建筑大學）、南京工學院（東南大學）等六所院校參加，成立“工程結構”教材選編小組，編寫全國通用的試用教材。會議期間收到了參加會議各院校用于各專業的鋼筋混凝土結構及磚石結構教材共15種，會議決定以同濟大學、天津大學、西安冶金學院和南京工學院的教材為基礎，進行編輯修改作為“建筑學”“給水排水”及“供熱供煤氣及通風”等專業的鋼筋混凝土及磚石結構的試用教材。該教材命名為《鋼筋混凝土及磚石結構》，由中國工業出版社出版。教材共包括五分冊，第一分冊—鋼筋混凝土基本部分；第二分冊—磚石結構；第一、二分冊為各專業共用部分。第三、四、五分冊分別為建筑學專業、給排水專業和供熱供煤氣與通風專業的鋼筋混凝土結構補充部分。同年，該編寫組修訂了適用于工業和民用建筑專業的《鋼筋混凝土結構》（上、下冊）。這標志著全國有了通用的混凝土結構課程教材，該教材為今后混凝土結構教材的編寫起到了示范和模板作用。1961年，華東水利學院、大連工學院、陜西工業大學合編了適用于水利專業的《鋼筋混凝土結構及磚石結構》（上、下冊），由中國工業出版社出版。1964年周氐教授等對該教材進行了第二版修訂。

上世紀60～70年代，經歷了文化大革命。期間我國于1966年和1974年分別頒布了《鋼筋混凝土結構設計規范》（BJG2l－66 和 TJ10－74），這標志著我國鋼筋混凝土結構設計規范步入了從無到有、由低向高發展的階段[1-4]。但隨著我國混凝土結構設計規范的頒布，混凝土結構課程教材的編寫并沒有大的改觀，基本上沿用了《鋼筋混凝土及磚石結構》教材的骨架，進行了適當修訂和再版。這種情況與文革期間我國的招生和教育現狀相吻合。

在上世紀70年代末和80年代初，特別是1976年唐山大地震后，我國加大了對混凝土結構的科研工作。通過全國主要高校和科研單位近200多位學者的十多年的研究，在設計方法和設計理論、構件的各種受力形態、基本構造要求等方面取得了豐碩的成果，為我國規范的編寫和修訂提供了科學的技術支撐[3][4]。同時這些成果在混凝土結構的教材建設中得到體現，上世紀80年代，隨著我國混凝土學科研究成果的連續取得，教材編寫更注重其理論性。清華大學的王傳志、騰智明教授于1985年3月出版了《混凝土結構理論》，同年騰智明教授等編寫了《鋼筋混凝土基本構件》[5][6]。1988年東南大學的丁大鈞教授等編著了《混凝土結構學》[7]。這些高水平教材的出版把我國混凝土結構教材建設提高到一個新的高度。

1989年，《混凝土結構設計規范》（GBJ10—89）頒布實施，這是我國第一本基于自主科研成果確立的適合我國國情的混凝土結構設計規范，它基本改變了我國混凝土結構理論及規范相對落后的狀態。規范采用了以概率理論為基礎的多分項系數的表達法，其經濟性和可靠性與當時國家經濟建設相適應[8]。在1990年前后，以89規范為編寫依據的一批教材應運而生。如湖南大學沈蒲生教授等主編的《鋼筋混凝土結構及砌體結構》（1987年），同濟大學朱伯龍教授主編《混凝土結構設計原理》（1992年），東南大學丁大鈞主編的《混凝土結構學》（上、中、下）（1988年～1990年）。

2002年和2010年，我國混凝土結構設計規范又進行了兩次較大的修訂。每次規范的修訂，標志著我國混凝土結構科研水平、設計理論和方法等有了較大的發展。與此同時，混凝土結構的科研成果和規范內容也在教材中得以體現。2000年以后，一批中青年學者也出版了一批混凝土結構的教材，如清華大學葉列平教授，2005年編著《混凝土結構》（上、下冊含配書電子教案）[9]；同濟大學顧祥林教授2011年主編的《混凝土結構基本原理》，融入了現代混凝土結構的研究成果和現代教學手段，適合于計算機輔助教學的電子教案、試驗錄像等材料等[10]。

隨著每次混凝土結構設計規范的修訂，都會迎來一次教材的較大規模修訂或者編寫工作。1999年后，混凝土結構教材編寫出現“百花齊放”的局面，由于高校招生規模的擴大，教材使用量的激增，各出版社教材出版的競爭也日趨激烈。國內著名土木工程專業高校，如清華大學、同濟大學、天津大學、東南大學、湖南大學、哈爾濱工業大學等都出版了各自的教材，一些高校出版了多套混凝土結構教材。在重點大學出版的教材中，用于本校教學的教材理論性較強，多數反映出本學校的教學優勢；用于普通高校的教材難度有所降低，實用性有所增強。如東南大學、天津大學、同濟大學主編，清華大學主審的混凝土結構(上、中、下冊)教材[11]，就是為普通高校編寫的，主編和主審學校基本沒有使用。與此同時，一些地方高校，為了滿足不同層次的教學需求，也陸續出版了混凝土結構的教材,如由山東科技大學孫躍東教授主編的《混凝土結構設計原理》[12]和《混凝土結構設計》[13]由科學出版社分別于2013年和2015年出版，此教材還有配套的精品課程網絡資源，形成了《混凝土結構》課程、輔導和網絡“三位一體”系列教材建設系統，在教學中取得了良好的效果。

經過近70年的建設，我國混凝土結構教材從解放初期是翻譯或模仿，到60年代初自主創新，以后隨著科技技術和科研水平的提高，規范較大規模的修訂（BJG2l－66、TJ10 －74、GBJ10 －89、GB50010－2002、GB50010－2010），教材建設也經歷了幾次較大發展。但是混凝土結構教材大規模的編寫和出版，是在高校招生規模的擴大以后，特別是混凝土結構設計規范（GB50010－2002）頒布以后。據統計，目前在當當網上銷售的《混凝土結構設計原理》教材有59個版本，出版社25家；《混凝土結構設計》教材有53個版本，出版社24家。由于大土木中水利、道路橋梁教材名稱和內容上的差異，以及土木工程相近專業出版的混凝土結構類教材，實際混凝土結構教材版本和出版社要多于上述數據，據不完全統計近100版本。這與上世紀90年代以前的幾個版本和幾家出版社形成了鮮明的對比。

2 我國混凝土結構教材建設存在的問題

我國混凝土結構教材經歷了從無到有，從翻譯模仿到自成體系的過程。回顧我國混凝土結構教材的發展，可以發現目前我國混凝土結構教材建設還存在著不足之處。

①教材版本多，得到公認的精品教材少。據不完全統計，目前我國開設土木工程專業的高等學校530多所（包括獨立學院和民辦學院）[14]，土木工程專業的在校生已經超過10萬人。混凝土結構課程是土木工程專業的必修課程，教材市場需求大，因此吸引了各出版商競相角逐出版。這與上世紀90年代以前，教材主要由知名大學的著名教授編寫不同，各普通院校根據自己的辦學特色，編寫適合本校或同類學校的混凝土結構教材。我國土木工程專業教材的編寫與出版已經迎來了“百花齊放百家爭鳴”的時代。這對我國混凝土結構教材建設起到了巨大的推動作用，但也造成教材版本過多，質量良莠不齊，被普遍公認的精品教材較少，削弱了教材的權威性和公信力。

②對混凝土結構教材的編寫、出版、評審、監管審查不夠完善。目前教材編寫嚴肅認真的程度不夠，有關主管部門的管理過于宏觀，缺少必要的組織協調和監管。編寫教材只是編者和出版社的行為，甚至是一種完全的商業行為。一些不具備混凝土結構教材編寫能力的作者、不具備出版能力的出版社開始涉足混凝土結構教材的出版。

③對教材編寫的激勵政策不夠，知名學者對教材編寫的熱情不高。目前高校重科研、輕教學傾向較為普遍，教師對教材的編寫沒有積極性。教師多忙于各類項目的申報和完成，SCI和EI論文的發表等工作。有些學校對編寫教材沒有經費支持，職稱晉升時教材僅作參考，在一定程度上挫傷了教師對教材編寫的積極性。此外，有一定學術權威，有豐富實踐經驗和教學經驗的學者，多數因為科研工作忙、社會工作多而無暇顧及高等學校的教材建設，這在一定程度上影響了教材建設的質量。

④教材內容趨近，差異性小，缺少個性特點。由于受到專業培養目標和教學大綱的影響，我國多數混凝土結構教材內容趨近。如《混凝土結構設計原理》教材的內容基本包括概述、材料的物理力學性能、混凝土結構的設計方法、受彎構件正截面和斜截面受拉構件、受壓構件、受扭構件、裂縫和變形驗算、預應力基本知識等10章內容；《混凝土結構設計》教材內容包括梁板結構、單層工業廠房、多層框架結構等內容。不同版本之間的差異小，有些只是編排順序的變化，有些教材還包括砌體結構、高層結構和結構抗震的部分知識等，略有差異，但區別也不大。

⑤教材內容相對滯后，和實際工程結合不夠緊密。由于教材的編寫和出版需要一定的周期，教材的更新和維護不夠及時，使得一些新技術和新的工程實踐難以充實到教材中去。教材內容過時或者與實際工程脫節，影響學生的學習興趣。教材中有實際工程背景的實例較少，或者沒有。在《混凝土結構設計》教材中，鋼筋混凝土梁板結構設計中一般只將單向板、雙向板和無梁樓蓋等，對于工程中采用的井字梁樓蓋、密肋樓蓋、預應力混凝土樓蓋等講述較少。目前國家正在推廣應用的裝配式混凝土結構，在教材中的內容較少或者沒有。由于受到篇幅限制，教材中很難有完整的工程實例例題。混凝土結構教材中對于結構可靠度的設計、材料的本構關系、混凝土的收縮和徐變、混凝土的粘結與錨固、受剪和受扭破壞的基本模型、混凝土結構的塑性設計方法等內容理論深度不夠，難以滿足部分優秀學生學習的需要。

3 我國混凝土結構教材和國外教材的比較

國外混凝土結構教材根據不同國家的規范和標準編寫，隨著混凝土結構技術發展、科研水平的提高，以及規范的修訂而不斷變化。首先來分析兩部我國讀者熟悉的國外混凝土教材。新西蘭坎特伯雷大學知名學者R.PARK and T.PAULAY所著的Reinforced Concrete Structures（鋼筋混凝土結構）和Jack C.Mc Cormac(杰克 C.麥考麥克)，Russell Brown(羅素布朗)編著的Design of Reinforced Concrete（混凝土結構設計）。R.PARK and T.PAULAY的教材全書共13章，包括設計方法和混凝土及鋼筋的材料性能，受彎、受剪、受壓、受扭鋼筋混凝土構件的強度和變形，鋼筋與混凝土的粘結與錨固，使用荷載下的變形和裂縫控制，框架和剪力墻結構的強度、延性和抗震性能，以及各種主要構造措施的理論和試驗依據等內容[15][16]。教材從較高起點上對各類混凝土構件的受力性能、變形性能、彈塑性分析方法等進行分析，該教材在我國重點高校為本科生和研究生的主要參考書，是國內外公認的混凝土結構學科的權威性學術著作。JackC.McCormac(杰克C.麥考麥克)，RussellBrown(羅素布朗)編著的Design of Reinforced Concrete（混凝土結構設計），根據美國混凝土學會規范（ACI318-08）編寫。全書共分20章，涵蓋的內容包括混凝土結構材料、荷載、梁的彎剪、矩形截面梁的設計、T形梁和雙筋梁、梁的裂縫和變形計算使用性能、粘結和錨固、剪切和斜拉、柱（短柱和長柱）、基礎、擋土墻、連續配筋混凝土、受扭構件、雙向板、雙向支撐板和等效框架法、墻、預應力混凝土等[17]。該教材設計內容廣、有一定的理論深度和工程實踐背景，全世界約有500所大學采用此教材。

從上述兩部經典的國外混凝土結構教材可以看出，我國混凝土結構教材在內容、編排、理論性、與實際工程結合程度等方面，還需要向國外優秀教材學習。主要異同點分析如下。

①教材的基本理論和分析計算方法基本相同，但難易程度有所不同。混凝土和鋼筋材料的性質決定了混凝土結構在理論分析和計算方法的統一性，只是不同國家或不同國際組織的教材在具體分析法上略有不同。我國混凝土結構教材中對于結構可靠度的設計、材料的本構關系、混凝土的收縮和徐變、混凝土的粘結與錨固、受剪和受扭破壞的基本模型、混凝土結構的塑性設計方法等內容理論深度不夠，難以滿足部分優秀學生學習的需要[18]。

②教材編寫參考的規范不同。我國混凝土結構教材主要根據規范GB50010編寫，美國混凝土結構教材根據ACI318規范編寫，歐共體混凝土結構教材是根據歐洲標準化協會（CEN）頒布的歐洲系列結構規范編寫的。因此，不同國家或國際組織的教材，一般不能通用，但可以相互借鑒和參考。

③教材的編寫內容和格式差別較大，教材的理論深度和廣度不同。我國混凝土教材的編寫受到專業規范和教學指導大綱，以及混凝土結構設計規范的約束，教材編寫格式較為統一，內容趨同，區別不大，有些只是編排順序差異。國外混凝土結構教材的編寫只是參考相應的規范，編者可根據實際教學要求，不同作者的教材在內容、格式和編寫順序都有很大的不同。

4 結語

通過對我國混凝土結構教材70年的發展歷程回顧、取得成績和存在不足的分析，可以看出，把我國土木工程專業混凝土結構教材建設好，除了需要各級教育行政部門加強對教材建設的宏觀指導、加強政策支持和經費保障、加強教材編寫隊伍建設、強化教材建設管理等外，在以下幾個方面還有許多工作要做。

①加強教材編寫單位、編寫人員、出版單位的聯合和合作。通過聯合和合作，改變目前混凝土結構課程教材出版多，教材重復率高，精品教材少的現象。這件事情說起來容易，做起來難。哪個單位牽頭組織，誰來組織，哪些單位和人員參加，這些牽扯到各方的權益和利益問題，協調起來難度較大，采用什么樣的聯合和合作方式，還需要進一步探討。

②解決優秀混凝土結構教材如何維護、修訂和再版問題。老一輩學者的優秀教材，由于各種原因不能修訂和再版，這對我國混凝土結構教材的發展是一種遺憾。對老版優秀教材進行修訂再版，需要解決誰來修訂、如何署名、版權處理等一系列問題。

③重視混凝土結構教材的可讀性，豐富教材內容，提高教材壽命。據畢業同學反映，多數教材都在畢業前被處理掉，工作后教材的使用價值極低。如何讓教材即是教科書，又是參考書，使學生在畢業后仍然可以作為參考書來用，提高教材的使用壽命和利用率，是一個值得探索的問題。

④在信息、網絡、數字時代，混凝土結構教材的建設問題。混凝土結構教學具有內容多、應用面廣、選修課程多、對后續課程影響大、且受規范的制約等特點。實際應用的工程類型多，與實際工程結合緊密。為了使學生能夠掌握扎實的基本理論、基本計算方法和設計方法，并會在實際工程中運用，只有一本教材是不夠的。隨著信息化、數字技術和網絡技術的發展，利用網絡技術設計與開發網絡教材顯得非常必要和及時。網絡教材的設計與開發，不是簡單教材的重合和不同形式的再現，而是教材內容的完善、補充、開拓和延伸。利用網絡技術，建成一個開放、共享、共同參與和維護的混凝土結構網絡教材，不僅可以豐富教材內容，擴展和延伸教材內容，充實更多更廣的工程實例，而且可以讓教學具有交互性、趣味性，讓學生從“被動學習”變為“自主學習”。利用網絡教材，還可以實現與本課程相聯系的知識點，融會貫通、無縫銜接。由于網絡教材不受篇幅限制，可以收集大量的工程案例，能夠起到教材與工程實踐之間的橋梁和紐帶。利用網絡教材的時效性，可以隨時更新和充實教材內容，這是紙質教材所不能的。

雖然網絡教材建設的提出也有十幾年，但目前很難以看到完全開放、共享、共同參與、內容豐富、資料齊全的網絡教材。混凝土結構開放共享的網絡教材或者網絡教學平臺的建設，需要投入大量的人力、物力和財力。網絡教材以什么方式建設，如何運行、管理和維護，如何進行知識產權的保護等問題需要進一步探討。網絡教材的建設雖然存在一些問題，但是建立一個教材為引導，網絡教材為鞏固、補充、拓展、提高的多視角全方位的立體化教材，是今后混凝土結構課程教材的發展趨勢和研究方向。