嚴加寶 丁 陽 崔 健 宗 亮 石運東 羅云標 蘇俊省

摘? 要：該文分析“一帶一路”倡議背景下留學生混凝土結構教學面臨的國際化教學挑戰，傳統的混凝土教學模式在國外留學生加入教育背景下亟需改進。該文首先分析天津大學土木工程系留學生構成比例及混凝土教學所面臨的不同國家混凝土設計規范差異，分析作者所教授的混凝土結構設計和全英文高等混凝土結構等課程特點，并提出加強課程思政、豐富教學方法、重視實習基地、因材施教調整教學內容和多重考核方式的課程教學措施。以期達到提升混凝土教學質量，提升中外學生培養質量，增強中外學生人才培養素質，助力我國“一帶一路”發展建設。

關鍵詞：混凝土教學；高等混凝土；土木工程；混凝土結構設計；留學生

中圖分類號：G642? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2024）10-0019-05

Abstract： This paper analyzed the faced international teaching challenges of reinforced concrete structures in the background of "the Belt and Road" Initiative， and the traditional teaching methodology of reinforced concrete structures is required to be improved. This paper firstly analyzed the different components of international students of Department of Civil Engineering in Tianjin University and the differences in different design codes of different countries for the reinforced-concrete-structure teaching， analyzing the characteristics of the taught courses of Reinforced Concrete Structure Design and English course， Advanced Reinforced Concrete Structures， proposing the teaching methodologies of enhancing curriculum ideology and politics， enriching teaching methods， emphasizing practice base， adjusting multi-purpose teaching contents， and using multiple assessment methods. These measures aim to improving the teaching quality of reinforced concrete structures， improving the quality of Chinese and foreign students' training， enhancing the quality of Chinese and foreign students' talent training， and help China's "the Belt and Road" development and construction.

Keywords： teaching of the course of Concrete; Advanced Reinforced Concrete Structures; civil engineering; Design of Reinforced Concrete Structures; international students

自2013年習近平主席提出“一帶一路”倡議以來，共建“一帶一路”得到國際社會高度評價與熱烈響應[1-2]。我國提倡的開放合作、互利共贏發展理念深受“一帶一路”國家好評，日益深入人心。在此背景下，越來越多國外留學生包括“一帶一路”沿線國家留學生到中國留學，留學生人才培養日益成為我國高校人才教育的重要組成部分[1-3]。在留學生教育方面，土木工程等基建類專業是留學生選擇較多的專業之一。混凝土結構課程作為高等院校土木工程系研究生教學重要的核心課程及課程體系組成部分發揮著重要作用，在從事混凝土、鋼-混凝土組合結構等相關領域研究的留學生及研究生培養中發揮至關作用。因此，有必要針對中外學生特點進行課程建設與改革。

本文基于對中外學生課程教學實踐，對于高等混凝土結構全英文及中文課程教學建設進行探討，為土木工程專業留學研究生教育教學質量提升提供建設思路及思考。

一? 天津大學土木工程系留學研究生生源組成及混凝土教學現狀

（一）? 天津大學研究生留學生生源分布

截至2023年，天津大學建筑工程學院在校留學研究生144名，其中土木工程系留學研究生103名，平均每年30名左右，在校研究生國籍統計如圖1所示。圖1指出，天津大學土木工程系留學研究生多來自“一帶一路”沿線國家，主要生源地區為東南亞、北非、東非、西亞及中亞地區。在混凝土結構分析設計方面，上述地區多采用美國混凝土協會（American Concrete Institute）規范ACI 318-14[4]及歐洲標準化委員會（CEN）制定的歐洲規范Eurocode 2[5]，部分國家采用英國混凝土規范BS 5950[6]。美國混凝土協會規范ACI 318-14具有較高的國際化程度，于2003年經過ISO認證并成為國際標準，被中東、東南亞、中南美洲等地區所廣泛采納。歐洲規范Eurocode 2除被歐盟加盟國所采納外，在北非、西亞、中亞等地區也有廣泛應用。而我國混凝土結構設計分析采用GB 50010—2010《混凝土結構設計規范》國家標準[7]。因此，廣泛的國際生源分布及生源國所采用不同的混凝土結構設計分析規范的差異給留學生混凝土教學帶來差異，更進一步給留學生人才培養帶來一定挑戰。因此，在課程建設時應充分考慮留學生源國混凝土結構設計規范差異，并調整相應混凝土課程教學內容。

（二）? 國內外混凝土規范簡單比較

本文將從術語、混凝土強度、構件承載力計算幾個方面，詳細比較中國混凝土規范GB 50010—2010、歐洲規范Eurocode 2及美國規范ACI 318-14異同點。

首先，歐洲規范Eurocode 2[5]從專業術語方面將材料及構件強度進行明顯區分，設計材料強度層面，英文單詞采用“Strength”，構件強度則用“Resistance”，例如抗壓強度為“Compressive strength”，受剪承載力為“Shear resistance”。中國規范GB 50010—2010[7]與歐洲規范Eurocode 2[5]的該專業術語非常類似，例如我國規范同樣對材料與構件力學性能加以區分并分別采用強度及承載力。而美國規范ACI 318-14[4]對材料及構件強度均不加區分而采用“Strength”，例如混凝土抗拉強度“Tensile strength of concrete”，混凝土梁受剪承載力“Shear strength of reinforced concrete beam”。因此，在教授 “一帶一路”沿線不同國家留學生全英文混凝土結構相關課程時必然遇到專業術語學習障礙。因此，有必要對留學生進行專業術語背景介紹及術語統一。筆者在實際教學中統一采用歐洲規范Eurocode 2及我國GB 50010—2010規范術語，避免留學生在學習過程中遇到困惑。

其次，各國規范對材料強度定義存在一定差異。以混凝土抗壓強度為例，歐洲規范Eurocode 2[5]采用立方體抗壓強度（邊長為100或150 mm）及圓柱體抗壓強度（直徑×高度為150 mm×300 mm）；美國規范ACI 318-14與Eurocode 2基本相同采用立方體抗壓強度（邊長為100 mm）與圓柱體抗壓強度（直徑×高度為100 mm×200 mm）。中國規范GB 50010—2010[7]則略有不同，采用立方體抗壓強度（邊長150mm）與棱柱體抗壓強度（長度×寬度×高度為150 mm×150 mm×300或450 mm）。盡管不同試塊強度可通過換算關系公式進行轉換，但仍然存在一定差異。因此在教學中需對留學生進行說明并進行強調，不能盲目套用公式。

最后，在構件承載力方面，由于各國規范采用不同的設計思路，因此設計公式也存在較大差異[8]。以不配受剪箍筋混凝土板受沖剪承載力為例，歐洲規范Eurocode 2[5]計算公式規定如下

由上述各國規范計算公式可見，中國規范GB 50010—2010[7]，歐洲混凝土規范Eurocode 2[5]，以及美國混凝土規范ACI 318-14[4]在計算混凝土板受沖剪承載力方面具有較大差異。歐洲規范考慮了縱向配筋率對抗沖剪承載力的影響，而美國規范及中國規范均忽略該影響。此外，上述各國規范在剪切角、沖剪應力及剪切控制面周長上具有一定差異。此外，上述國內外混凝土設計規范在混凝土構件正截面受彎，以及斜截面受剪、受壓、受壓彎等在混凝土構件承載力方面具有一定的差異。因此，在留學生混凝土教學中應充分重視不同國家規范存在的差異，在課程教授中要做到全面。

二? 課程建設改革探討

（一）? 課程簡介

天津大學土木工程系混凝土結構設計課程主要面向土木工程專業建筑工程方向本科生[9]，每年選課學生為90人左右，其中留學生約占10%～20%。混凝土結構設計課程學時共48學時，于大三下學期開設。主要內容包括結構設計入門、梁板結構設計（結構布置、單向板肋梁樓蓋、雙向板肋梁樓蓋、無梁樓蓋、樓梯和雨蓬）、單層廠房排架結構設計（單層廠房結構設計基本知識、結構構件類型與選型、排架結構的內力分析和構件設計）和框架結構設計（框架結構設計的基本要求、內力及位移計算、內力組合及截面設計、框架結構構造措施和多層框架結構基礎設計）等內容。

天津大學土木工程系全英文高等混凝土結構課程主要面向土木工程專業、水利水電工程、港口海岸與航道工程和船舶與海洋工程4個專業留學生的專業建設需求。課程共計32學時，學生選課人數每期15～20名留學生。課程主要內容包括課程簡介、建筑材料、塑性設計分析方法、混凝土構件受壓彎承載力及分析方法、混凝土構件受剪及受扭承載力及分析方法、拉壓桿模型和塑性絞線法及條帶法等。

（二）? 中外學生混凝土教學課程異同點

1? 混凝土結構設計課程特點

1）偏實踐，與混凝土結構原理課程結合緊密。

2）對基礎課程要求高。混凝土結構設計課程對相關基礎課程具有較高要求，需熟練掌握混凝土結構原理、結構力學、地基基礎，以及混凝土結構相關設計規范。

3）知識點多，邏輯性弱。混凝土結構設計課程圍繞設計開展，過多構造設計及規定削弱了課程邏輯性。

4）與中國規范聯系緊密，與國外設計規范聯系少，留學生學習相對吃力。

2? 留學生全英文課程高等混凝土結構特點

1）偏理論，重方法。該課程側重于留學研究高等混凝土結構分析方法，理論內容較多，側重培養碩士研究生混凝土結構分析研究能力。

2）學生基礎參差不齊。由于“一帶一路”沿線國家教育發展水平存在差異，學生學習基礎存在較大差異。

3）規范多樣性。“一帶一路”沿線國家混凝土設計規范存在較大差異，歐洲規范Eurocode 2，美國規范ACI 318-14，英國標準BS 5950，及中國規范GB 50010—2010。

4）文化差異、時差。在新冠感染疫情期間，多采用線上上課的方式，存在較大時差，給線上教學帶來一定困難。

5）成績考核。線上教學增加課堂紀律管理難度及課程考核難度。

基于上述課程特點，在新的留學生教育背景下，由此有必要開展課程建設，對教學方法進行改革。

三? 主要教學方法

圖2為主要教學方法邏輯關系圖。具體教學方法介紹如下。

（一）? 加強混凝土結構教學課程思政建設

高度重視混凝土結構設計課程思政建設，并在教學中積極實踐。教學中以家國情懷、民族復興激勵學生，在教學中加入中國對世界大型工程貢獻，明確混凝土結構在上述重大工程中發揮的作用，厚植學生愛國情懷教育。同時使學生明確我國雖是工程大國但還不是工程強國；明確學生未來使命，培養具有家國情懷、擔當民族復興大任的社會主義建設者和接班人。通過課程思政教育，學生普遍反映對世界混凝土結構發展前沿，以及我國發展現狀有了普遍了解，并明確學習目標，樹立自己的學習觀、職業觀。

針對留學生全英文課程，將課程思政融入教學全過程。首先，課程中融入中國在土木工程基礎設施領域取得的成就，例如，三峽大壩、港珠澳大橋、大興機場等。充分體現“中國建造”輝煌成果。其次，介紹中國學者及天津大學土木工程系學者在結構工程領域及混凝土結構領域取得的領先成果。最后，課程中介紹中國企業在混凝土結構領域參與的世界級工程等內容。通過課程思政，德育引領，使留學生了解中國建造、認識大國工程、理解中國、熱愛中國，彰顯中華民族科學自信和文化自信，培養兩國友好交流使者。

（二）? 豐富教學方法

傳統的混凝土教學方法主要采用課堂講授、板書、實物模型、作業和討論相結合的傳統式教學方法。講授混凝土結構相關重要公式時直接在黑板上推導設計原理中的重要公式，增強學生的理解和記憶。通過課下作業的完成鞏固學生對課堂內容的理解。除傳統混凝土教學手段外，重點建設電子教案、教學課件、數字混凝土結構和網絡課程的現代多媒體輔助教學方法[10]。在教學課件方面：大量的實際工程和最新形式的混凝土結構工程案例；充分利用課程教學國際交流網絡平臺，增加教學中熱點問題交流討論，了解國外大學土木工程專業混凝土結構課程教學情況，使學生面向前沿、面向未來。

（三）? 重視實習基地的作用

天津大學建筑設計規劃研究總院有限公司每年承擔大量的科研、設計、生產任務；具有不同形式混凝土結構工程的圖紙、資料。同時校外的大型實習基地的認識實習和生產實習亦增強了學生對混凝土結構的認識、設計及分析能力。混凝土結構設計及高等混凝土結構課程等對實踐具有較高的要求，因此，實習基地在混凝土教學中發揮重要作用，應加以重視利用。

（四）? 因材施教，調整教學內容

針對混凝土結構設計選修學生中優秀 “茅以升班”學生，考慮其由土木工程、水利水電工程、港口海岸與航道工程和船舶與海洋工程4個本科專業優秀學生組成，該班實行個性培養、制度激勵、注重實踐和全面強化等特色的培養管理模式。針對“茅以升班”課程設置方面強化力學、打通建筑工程領域各專業基礎、開展“通才”培養的教育模式，課程組制訂了專門的教學計劃和教學內容，以保證培養滿足建筑工程領域專業大類發展需求的拔尖創新型工程人才的目標。

在高等混凝土結構教學中，針對留學生不同基礎，以我國規范及國外規范為指導的基礎上，注重講授力學基礎、受力機理、分析方法，重點闡述設計和分析方法背后機理，涵蓋不同規范對受力機理、承載力計算所考慮因素及設計公式原理，弱化規范系數、符號及相關構造的要求。同時，為進一步強化知識理解，選取合適的中英文參考教材及文獻，方便學生學習理解，加深學生學習效果。在研究混凝土構件受壓彎、受剪及受扭承載力及分析方法時，引入中國規范GB 50010—2010、歐洲規范Eurocode 2、美國規范ACI 318-14以及英國規范BS 5950等中外規范設計基礎，并通過實際設計案例對比不同規范設計結果，重點講述采用不同規范引起分析結果差異，加深留學生學習印象。此外，高等混凝土結構具體講授過程中，考慮部分國家留學生基礎薄弱的情況，在教學方法上進行增加知識廣度、降低內容深度、增加案例實際操作步驟介紹和對重點知識要點進行回顧復習，調動留學生學習主動性等措施，培養學生學習興趣，增強教學效果，提高留學生高等混凝土結構教學質量。

（五）? 重視能力培養，豐富考核方式

本科生混凝土結構設計課程著重培養學生面向實踐解決問題的能力，因此在課程考核方面以課堂出勤（10%）、大作業（40%）、期末考試（50%）相結合的方式。尤其重視大作業的設置，該課程共設置五次大作業，分別為肋梁樓蓋、樓梯、雨蓬、單層廠房排架結構和平面框架結構設計等內容，基本涵蓋混凝土結構中關鍵結構設計，培養學生動手及實踐能力。此外，該課程期末考試為開卷考試，考試題注重所學混凝土結構知識綜合應用能力，側重知識點理解與應用，避免知識點照抄即可得分現象，注重解決問題能力考核。

留學生高等混凝土結構課程則采取更加豐富的考核方式，課程考核方面包括課堂出勤（10%）、課后作業（20%）、小組作業（10%）、期中考試（10%）和期末考試（50%）。其中，課后作業涵蓋五個內容知識點，即彈塑性設計分析方法、混凝土構件受壓彎承載力、混凝土構件受剪及受扭承載力、拉壓桿模型及塑性絞線法。小組作業為拓展高等混凝土知識內容，以兩名同學為一組共同完成，作業內容在前沿課題中任意選擇一個，選題廣泛，部分選題例如：①對比中、美、歐混凝土設計規范對比；②新型高性能纖維混凝土原理、基本性能及學術前沿；③碳纖維加固混凝土結構；④高性能混凝土結構及其設計方法。期末考試則側重綜合能力題，解決混凝土結構分析問題。最終成績則按上述分析加權平均得到。

四? 結束語

本文面向中外學生的基礎不同及混凝土結構教學特點，探索基于我國和國外不同混凝土標準體系下的混凝土結構教學實踐，依托混凝土結構設計及高等混凝土結構課程，探索面向中外學生的混凝土結構教學方法。探索出以課程思政為引領，以學習方法、實習基地、改革內容和考核方式為抓手，全面探索面向中外學生的混凝土結構教學方法，旨在培養學生混凝土學習、實踐能力，提升中外學生土木工程專業培養質量，增強中外學生人才培養素質，助力我國“一帶一路”倡議發展建設。

參考文獻：

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