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中图分类号：G642.3 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）04（c）-0212-02
《混凝土结构设计原理》是一门理论性与实践性并重、综合性强、教学难度较大的课程之一。该课程具有以下特点：（1）前导课程多。学习该课程需要有材料力学、结构力学、建筑制图、建筑材料、房屋建筑学等前导课程。（2）经验性理论内容占有较大的比例。具体表现为经验公式多、基本假定多、规范条款变化多、设计方案不唯一。（3）基本概念和构造要求多，且在不断变化。如混凝土保护层厚度的定义、受弯构件抗剪承载力的计算、最小配筋率的要求等，作者就学及工作以来都经过多次变化。对地质工程专业的本科生来说，往往由于自身缺乏必要的感性认识就更加难于理解。因此，如何在教学中使学生深刻理解最基本的计算理论和设计方法并学以致用，是教学方法的出发点。
1 课程开设的意义
近年来随着国家多方向、通用性、复合型人才培养目标的推广以及就业市场的需要，越来越多的非土木工程专业增设了混凝土结构设计原理课程，如地质工程、工程力学等土木工程边缘学科专业。如对地质工程学生来说，毕业后几乎不可能直接完成一般工业与民用建筑的设计，但会在边坡治理、水利水电、基础工程等领域从事挡土墙、坝基、桩基等方面的设计、施工、监理等工作，仍然需要一定的混凝土结构设计原理的基础知识。对非土木工程专业来说，混凝土结构设计原理课程的教学在介绍基本概念、基本原理的同时更要适应不同专业应用领域的特殊混凝土结构的设计要求。
2 课程教学中存在的问题
结合该校地质工程专业，就其教学中存在的问题进行论述。
2.1 前导课程知识储备不足
对地质工程专业来说，没有开设建筑制图、建筑材料、房屋建筑学等属于土木工程的专业基础课程，导致在正常教学过程中较多专业基础知识的讲授有一定难度，课程设计绘制的图纸不规范。
2.2 教学时间短
课程安排在大四第一学期，32学时外加1周的课程设计。由于临近毕业，大部分学生将面临就业、考研等现实问题，降低了学生的学习兴趣和有效学习时间。
2.3 所授课程深度掌握尺度不一
混凝土结构设计原理课程一般由土木工程专业教师担任。往往由于授课教师队伍的相对不固定以及教师对地质工程专业的掌握不同，因此对所授内容的删减存在很大主观性，也即简单地把地质工程专业学生视同土木工程专业学生，放宽了一定的教学要求而已。
2.4 理论联系实际少
地质工程专业学生由于没有土木工程方面的认识实习，对建筑工地的现场知识也缺乏了解，反映在作业及课程设计图纸中的截面设计的配筋往往不符合一般结构设计的常识。
2.5 学生缺乏独立思考解决问题的能力
理论课程结束后的课程设计，结合地质工程的专业背景及今后的就业需要，设计内容是钢筋混凝土挡土墙。考虑挡土墙的高度及上部作用荷载的变化，保证学生一人一题，杜绝抄袭。从这几年的指导情况来看，学生们大都在参考范例上直接修改，很少有人进行必要的思考，更不善于通过查阅规范、文献资料来主动解决问题，而是习惯于向老师求助，直接询问来获取答案。
3 教学改革建议
针对上述种种问题，结合其他高校在非土木工程专业混凝土结构设计原理教学中积累的成熟经验，提出以下的改革建议。
3.1 了解授课专业的课程设置及内容
授课前要全面了解学生已修的结构方面有关的内容，了解学生掌握的内容及深度。对地质工程专业的学生来说，由于未修过建筑制图、建筑材料、房屋建筑学等前导课程，教学时就必须补充相关知识，从而使学生建立工程结构的基本概念。课堂讲授时，在例题讲解中多介绍相应的工程背景，便于解决基础知识不足的问题。
3.2 优化教学内容
教在教学上往往将地质工程专业学生与土木工程专业的学生相提并论，但大多数地质工程专业的学生将来不从事传统建筑结构的工程设计，因而如何在教学内容及深度方面掌握得恰到好处，需要教师对地质工程专业的主要学习内容及就业去向都要比较了解，并由此制定出合适的教学目标，合理规划教学内容。针对课程理论教学学时少又配有课程设计的特点，对混凝土材料的力学性能、受弯构件、受压构件等基础且必须的知识重点讲授，而对受拉、受扭构件简单提及即可，这样才能保证在有限学时内完成基本内容的学习。
3.3 丰富教学手段
考虑到地质工程专业课程设置的特点，许多常规的建筑材料、建筑结构试验没法完成，因此学生们学习时对基本概念掌握不清，可以采用多媒体照片、录像的形式进行弥补，不但能使学生产生直接的感官效果，同时又能弥补实践性环节缺乏的问题。同时鼓励学生除课堂学习外，充分利用网络资源，将课程相关的教学要求、教学教案、课件资源共享，延伸了教学内容，丰富了教学形式。另外，在日常教学中注意利用校内的在建工地及投入使用的典型建筑结构作为教学背景，有效地理论联系实际。为了在教学过程中学生能够更深切地将所学理论与工程应用相对应，必要时可以安排学生到周边在建建筑工地进行实地参观学习，使学生了解建筑材料、设计图纸、施工过程等内容，增加学生们的直观认识，提高学生们的学习兴趣，从而达到丰富教学手段、改善学习效果的目的。
3.4 稳定教师队伍
地质工程专业的混凝土结构设计原理课程的教学任务主要由建筑工程系的教师担任，虽然其具备了建筑方向扎实的理论及实践功底，但往往对地质工程领域的混凝土结构不甚熟悉，工程背景较为欠缺，打铁尚需自身硬，因此教师自身需要通过不断的学习积累地质领域的必备知识来丰富教学内容、提高教学水平，这也需要相对稳定的授课队伍来保证。
4 结语
地质工程专业混凝土结构设计原理课程的教学，不能等同于土木工程专业教学内容的简单删减，它需要在不断的教学过程中逐渐建立科学合理、能用够用的知识内容体系，因而需要在稳定授课教师队伍的基础上，逐步探索行之有效的教学手段，来提高学生的学习兴趣，从而培养学生必要的工程应用能力。
参考文献
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摘要：课程文化建设是高职院校培养高素质应用型人才的必然要求。高职教育在课程文化建设的过程中，需要避免简单地把文化建设理解为文化课程的建设，而是要将知识传授与观念、理念、思维的培养协同起来，推行知识、能力与素质三位一体的教学模式。本文基于高职铁道工程专业的专业基础课程多年教学实践与研究，提出了构建高职专业技术课程文化建设的概念、思路与途径。
关键词 ：铁道工程专业；工程结构设计原理；课程文化建设
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1672-5727（2014）12-0089-04
以应用能力培养为核心目标的高职教育教学改革已取得了很多成果。其中，将知识传播与能力培养相结合，知识、能力、素养三位一体的教学目标已经形成共识。从培养综合能力，提高从事职业活动的认知能力、思维能力、判断能力、方法能力的角度，把课程知识作为载体，将文化教育渗透其中，形成反映课程知识与能力特征的课程文化，从而使课程教育立体化，可以让学生不再执著于课程知识的“迷宫”。
“工程结构设计原理”课程是铁道工程专业的一门专业基础知识课程，以道路桥面类桥涵设计通用规范、混凝土结构技术规程为基础，主要教授钢筋混凝土、预应力混凝土、圬工结构构件的设计原理，其主要内容包括如何合理选择构件截面尺寸及其联结方式，并根据作用的情况验算构件的承载力、稳定性、挠度和裂缝等问题，它为学习铁道工程、桥梁隧道构造物的设计计算与施工技术奠定理论基础。
当我们从传授知识的视角，将其视为一门重要的技术基础课时，我们意识到了这门课程对规范条文的概念、实质的理解与应用能力的重要性。
结构的静力平衡条件与事物的生存法则
静力平衡条件是钢筋混凝土受弯构件按承载能力极限状态设计，无论是单筋矩形截面，或双筋矩形截面或T形截面，基本计算式从两个方面得到，一是水平力平衡，二是弯矩平衡。以单筋矩形截面为例：
由水平力平衡，即∑H=0，可得
fcd·bx=fsd·As（1）
由弯矩平衡，即∑M=0，可得
根据按承载能力的极限状态设计的原则得出两个公式：
公式的适用条件是
X≤ξ0h0（5）
结构计算的目的要求得到As并确定梁体截面尺寸b和h0。从数学的角度，在给定已知参数的情况下，用公式（1）、与公式（3）或（4）两个方程就可以解出包括在内的两个未知数。
这种结构设计计算的关键不在于解方程的技巧，而在于对计算公式适用条件的选择。需要讨论x≤ξbh0的条件是否满足。一是要考虑平衡建立的基础条件：承载能力达到极限状态下梁在下部截面上发生了什么？二是要考虑梁的配筋条件设定得是否合理，钢筋过多还是过少。
从知识的角度，我们引导学生把问题简单化，即只要会解这个二元二次方程就行了；强调从思维能力的角度，需要学生考虑一个问题，那就是任何事物处于平衡状态都是有条件的。
事物的平衡条件包括两个方面——主观条件与客观条件。在这里客观条件就是要求梁的极限承载能力发生时既不能钢筋太少，也不能钢筋太多，即公式（5）、（6）给定的条件；主观条件则是由自己设定的，设计者一开始假设的参数as（公式中h0=（h-as））是否合理。通过反复的练习，学生主要不是在解题熟练程度上的长进，而是对适用条件的掌握，懂得了自己设定的条件会成为所得结果的重要影响因素。当跳出这种计算，我们会发现，世上事物的许多不平衡往往确实存在着客观条件限制，这是我们很难改变的，但更多情况下是由于我们自身设定的偏差。调整设定值，问题就能得到圆满的解决。
结构设计的多方案性与三分法思维
土建结构的设计与施工所面对的工程项目具有四大特性，即作业条件与环境的开放性；时间、地点、资源的制约性；项目本身与最终成果的唯一性；进度、成本、质量影响因素的不确定性等特征。因此具体到每一个设计结果，答案不是唯一的。在结构设计原理的设计案例中，有时未知数条件过多需要假设，有时需要多次修改反复验算，条件不同答案就不同。对于一个梁的承载能力计算，满足同样的荷载要求，梁的截面与配筋方案可以是多样的，关键看设计者在计算过程中将什么视为主要因素。我们在批阅学生完成的设计方案时，对其答案不应该简单地用“√”或“×”来进行判断。很多情况下，要从他考虑问题的角度考察其过程是否正确，考虑的因素是否齐全，鼓励学生从多角度考虑设计问题。
工程结构设计需要多方案比较，这是由工程设计的特性决定的。在结构设计原理学习中，特别鼓励学生对同一设计案例作出多种方案。在学习过程中逐步培养工程思维能力，即充分论证方案的可行性、可操作性和运筹性；正确处理方案的可靠性与可错性、容错性；积极调动设计者思维的流畅性、变通性和独特性。
面对一个命题，我们往往容易急于做出判断，得出结论：即对于一个问题仅得出“是”或“非”这种两分法答案。然而，社会是开放的，环境是开放的，这就要求我们的思维也必须开阔。“斟酌”是一种工作方法，古人说的“三思而后行”就是要求我们做多方案比较，权衡不同的因素在命题中的影响作用，对于每一个答案不能简单地用“是”或“非”、“好”或“不好”来做判断，这就是“三分法”。
三分法是一种思维模式，是一种对事物决策强调理性思考过程的方法，也是从事工程结构设计的智慧之一。三分法思维能够有效地避免人们在决策过程中种种偏执、武断、急躁、冲动情绪的影响。对于未来从事结构工程施工与维护的高级专门技术人才来说，善于权衡利弊，反复论证，培养三分法思维，并能有效地应用于工程专业的生产实践中，是一种可贵的职业素质。
受弯构件试验梁的设计与创新思维的实践性特征
图1是用于分析钢筋混凝土受弯构件受力全过程与破坏特征的试验梁。
从学习知识的角度，介绍这个梁具有纯受弯构件的特性，且属于弯矩为恒值就可以了。当我们进一步分析构件的弯矩图与剪力图特征时，发现学生对于“为什么是这种梁，而不是其他形式的梁”更有兴趣。通常，我们简单地表述一个受弯构件是下页图2中a的受力形式，即一个梁体在跨中受到一个集中力。这时的弯矩分布呈现为倒三角形，而剪力分布在整个梁体上，左侧为正，右侧为负。比较下页图2中a与b可以发现，当由一个集中力演变为两个集中力时，构件的受弯与受剪特性发生了质的变化。这个演变过程叫做“一生二”的过程。
作为试验梁，测试数据的基本要求是符合规律性，因此试验条件必须具备良好的重演性，试验影响因素必须具有确定性或唯一性。显然，下页图2中a构件梁体的每个截面弯矩值都不同，每个截面既受弯矩又受剪力，不能满足试验研究的基本条件。进而对梁体的特定截面分别进行剪力与弯矩计算发现，采用b的集中力分布使得在梁体的CD段出现纯受弯与弯矩为恒值的特征。由一个集中力到两个集中力，是集中力的数量变化，而引起的结果是受力性质的改变。经过对知识的深入挖掘，当我们再看试验梁构造时，学生会发出“这张图很完美”的感叹，因为这是一个创造的过程。而实际上，这个过程是完成任何工程技术试验研究的必由之路。
当我们对一张受力图感到亲切的时候，我们收获的不再是简单的知识，而是由知识上升为一种能力，一种摸索工程技术实验方法的能力，一种解决问题的智慧，一种对事物规律性探索的愿望。这是“一生二”的过程——由关注一张图，变成了弄清楚两张图。
年轻人对世界是充满好奇的，这种好奇是创造力的源泉。作为一门专业基础课程，把课程中蕴含的创造性思维调动出来、展示出来，给学生以启发和引导，比孤立地开一门课程去教育学生如何创新要真切得多。因此，我们在研究高职教育改革时，要讲透“是什么”，因为这是知识层面规定，也应该根据内容需要讲清楚“为什么”，这是涉及能力培养的需要，有时还需要讲讲“是怎么来的”和解决问题的思维过程，这是涉及素质层面的内容。把知识能力与素质培养结合在一门课程的教学中，强调课程的综合教学，而不是把各门课程孤立开来，仅仅“承包”规定的知识传授内容，这才是我们教育教学改革的出路，是我们倡导课程文化建立的立意所在。
结构三向受压特征与人的自我约束与保护
柱是钢筋混凝土结构中的受压构件，一般采用普通箍筋形成柱的骨架结构。当柱承受的轴向压力很大，而其截面尺寸又受到限制不能加大时，无论怎么提高混凝土的强度等级或增加纵向主钢筋用量都不足以承受这种轴向压力，此时可以采取螺旋箍筋柱形式以提高柱的承载力。
所谓螺旋箍筋柱，就是用间距比普通钢筋混凝土柱小得多的闭合钢筋将柱的核心混凝土围箍起来犹如形成一个套筒，通过这种作用可以有效地限制核心混凝土的横向变形，从而提高柱的承载能力。螺旋箍筋是一种构造，它形成的柱则是一种与普通混凝土结构不同性质的构件。在普通结构中，如果混凝土承受超过自身极限承载能力的作用时，结构就会被破坏；而在螺旋箍筋柱中，轴向压力增大会伴随混凝土的变形，但是由于有螺旋箍筋的围箍作用，使得混凝土不能发生自由横向变形，我们把这样一种受力状态叫做“三向受压”。即当构件承受z轴方向的压力时，如果对构件的两个侧向x、y轴方向施加压力，则可以提高对z轴方向压力的承载能力。形象地称为，如果“有人撑腰”则顶住压力的能力增强。
这是提高结构构件受压承载能力的原理。我们不是在课堂把它仅仅停留在技术层面来讨论这个问题，而是要进一步追问通过这个案例能够得到什么样的人生感悟。
所谓人的进步，指的是能力的提高，通常就要面对新的更大的压力。从力学的角度，应力与应变、受力与产生变形永远是相伴而生的。面对过大的工作、学习、生活的压力，人们产生身体与行为上的变形是自然的，问题在于，你对承受这种压力是否做好了准备，即面对各种变形提供相应的自我约束与保护。在压力不大时，这种约束或许并不发生效用，而一旦压力很大时，没有严格的自我约束是不可能承受的。有理想、有抱负的人往往是那些懂得自我约束的人，想不受约束而顺利承担重任的“混凝土人”是不存在的。螺旋箍筋的道理还可以启示我们去理解制度、法律及社会约束以及如何保障社会秩序的有效运行。
结构耐久性设计方法与解决矛盾的分类法
工程结构设计讨论的是结构在规定的时间内、规定的条件下完成预定功能的能力，耐久性与结构的安全性、适用性共同组成结构功能的三大指标。
耐久性是指结构对气候变化、化学侵蚀、物理作用或任何其他破坏过程的抵抗能力。其中的影响因素分别来自对混凝土的损伤（裂缝、破碎、酥裂、磨损、溶蚀等），对钢筋锈蚀、脆化、疲劳、应力腐蚀以及对钢筋与混凝土之间黏结作用的削弱。结构耐久性取决于混凝土材料的自身特征和结构的使用环境。
在结构设计中，设计规范提出了按结构使用环境进行耐久性设计的概念，明确规定了不同使用环境下结构耐久性的基本要求，对影响混凝土耐久性的最大水灰比、最小水泥用量、最低强度等级、最大氯离子含量和碱含量等做出了限值规定。环境条件划分成四大类别，分别针对：Ⅰ类温暖或寒冷地区的大气环境、与无侵蚀性的水或土接触的环境；Ⅱ类严寒地区的大气环境、使用除冰盐环境、滨海环境；Ⅲ类海水环境；Ⅳ类为受侵蚀性物质影响的环境。同时依据这种对环境影响程度的等级分类，分别制定抗冻等级选用标准、混凝土保护层厚度标准等一系列要求。
学习这一条例规定给予我们的启示是什么？耐久性设计面对的主要是环境的影响，作为结构本身是无法改变环境的，于是要提高耐久性必须使结构适应不同的环境。怎么适应？
第一位的要求就是面对外部，对环境分门别类，将大气环境、水环境以及运营条件按影响严重程度不同进行等级分类；第二位的要求是面对内部，提出适应性要求，在设计措施、施工措施上做出规定，从而达到内部与外部的协调一致。
人们对于自身所处的环境有很多的无能为力，你能够做的就是善于识别不同的环境情况，有了明确的认识与界限划分，才能做到区别对待。这里教给我们的工作方法是，工作千头万绪、错综复杂，如果我们一头扎进去拼命地干，往往事倍功半。于是，首要的工作是进行分类，区别不同的对象进行排列、组合，形成轻重缓急、主次先后，尤其当这种无序是我们自身所无法控制的情况时，分类法是必要的、有效的。
我们能够控制与改变的是我们自身，不要指望用自身的固定条件能够适应各种环境，“以不变应万变”，必须善于调节自身条件以适应不同的环境。这里的关注点在于，你用最强势的条件去应对最一般的环境条件实际上是不合理的。比如说，采用最大的保护层厚度应对Ⅰ类环境是不恰当的。因为厚度本身也有其不利的影响，过厚的保护层容易开裂。人们发挥自身的能力一定要与所处的环境相适应，能力不足不能满足工作需要，能力表现得过高同样也不一定适应工作需要。
结论
第一，专业课程文化的开发与建设是高职教育走向职业化、素质化培养目标的必然体现。不同的课程具有不同的知识领域特性，与之相适应的则是理念、实践与方法论特征，倡导课程文化建设，就是要提倡在传授知识的同时，将知识中蕴含的逻辑、思维等方法传授给学生。
第二，知识、能力与素养是高职教育的三大目标，相互之间有着内在的联系。在教学过程中不宜简单地针对三个目标分别制定措施，而必须将三大目标协同起来。它们的关系在于，知识是花朵，能力是树干，而素养是根须。掌握知识是第一层次目标，掌握学习知识的方法，可以适应知识更新的发展是能力培养，这是第二层次目标；了解知识的产生过程，发现知识的规律，可以发掘、积累、创新知识是素养提升，是第三层次目标。教学的目的就是要让花朵繁茂，更要让树干强壮，根须发达，使知识之树常青。
第三，课程文化需要发现、发掘和总结。知识是表层，蕴藏于知识中的认识过程、思维方式、实践规律需要专业技术人员去细致探究，才能有所心得，有所发现。因此，课程文化建设是一个钻研的过程、探索的过程、积累的过程、归纳总结的过程。
第四，课程文化建设依赖于课程教学团队的通力合作。任何文化的力量都源于集体。整个课程教学团队对课程文化建设重要性的共识，对课程知识所蕴含思维、逻辑、规律的共同探究，是课程文化建设的基础，也是课程文化建设的保障。
课程文化建设成功的标志，是学生通过课程教学收获了知识，多年以后虽知识逐渐淡化，而支撑这些知识的思想与方法仍植根在学生的脑海，使学生能够真正成为“具有特定专门技术知识的智能型人才”。
参考文献：
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多联机空调系统设计中最重要的一步便是系统划分，系统划分的合理与否将会影响到多联机空调系统的能耗水平、运行稳定性和管理方便性。
就本工程而言，可以有2种不同的系统划分方案：方案一将每层划分为一个系统；方案二将东向和西向的房间分别设置系统。2个方案的比较结果列于表2。表2中制冷剂管等效长度指最远端室内机至室外机间的气体配管长度与分歧管等效长度（Y型分歧管按0．5m计算）之和（忽略弯头的等效长度）。方案一的制冷剂管等效长度、内外机间高差、室内机间高差等参数明显优于方案二。
《规程》3．4．2条款指出，当室内机组运行工况一致，且负荷变化较为均匀时，多联机空调系统在40％～80％负荷率（部分负荷）范围内，具有较高的制冷性能系数。即多联机空调系统设计时应进行合理的分区，尽可能保证同一空调分区内各室内负荷变化的均匀一致性，以提高多联机系统的运行性能。尽管从表1可以看出东向房间与西向房间的负荷变化规律有一定差异，理论上方案二更有利于提高多联机系统的运行性能，但是从客房的使用角度考虑，各台室内机开关时间的随机性及参数设定的差异性导致室内机组运行工况并不一致，因此就客房的运行特点而言，方案二比方案一负荷变化均匀的优势并不太明显。综合考虑客房经营管理的方便性，本工程按方案一进行系统分区。
设备选型
多联机空调系统的设备选型需要经过试算与校核过程，其具体步骤如下：1）根据各房间室内计算负荷初步确定满足要求的室内机额定制冷量；2）根据同一系统内同时运行的室内机制冷量总和选择相应的室外机额定制冷量（室内机确定不同时使用时，系统内所有室内机与室外机的容量比不宜超过130％）；3）按照设计工况对室外机的制冷能力进行温度、配管长度和高度差、融霜（制热工况时）等修正；4）利用室外机修正结果对室内机实际制冷能力采用公式（1）进行校核计算：5）如果由式（1）计算的结果小于房间的计算负荷，则重复上述2）～4）步重新选择室外机容量。
若冬季采用多联机热泵系统进行制热，还需要对其制热工况进行校核计算（步骤同上）。以某多联机品牌的设计选型手册为依据，将选型计算结果列于表3。屋顶冷负荷的存在使顶层的计算负荷加大，因此室内机310～316的选型规格也相应加大。查设计选型手册，系统1～系统3的温度修正系数为1．05（室外空调计算干球温度33．2℃，室内湿球温度20℃工况时），配管修正系数（考虑制冷剂管等效长度和室内外机间高度差综合因素）分别为0．92，0．915和0．90。从计算结果可以看出，虽然是同样规格的室外机，但是随着配管不利因素影响的加剧，修正后室外机制冷量及制冷性能系数也明显减小。实际工程中，设计人员往往忽视了这点，不考虑配管因素的影响而将多套系统的室外机简化选为同样规格的设备，导致系统运行时出现了制冷（热）不足的现象。
值得一提的是，上述步骤中第2）、4）和5）点与传统空调的设计存在较大的差异：传统设计是按整个建筑（空调系统服务区域）逐时负荷的最大值确定冷水主机容量，且不需要对风机盘管进行类似的校核。但是，这一点并没有引起相关人员的足够重视，笔者曾在送审过程中遇到审图人员要求按系统分区的逐时负荷的最大值选择室外机的经历，理由是按照《公共建筑节能设计标准》5．1．1条款：必须进行逐时冷负荷计算以避免由于总负荷偏大导致装机容量偏大的现象。
《中国建筑节能年度发展研究报告2008》也提出室外机容量应根据所服务区域逐时负荷的最大值进行选择。显然，这些观点都是受传统空调设计模式的影响而产生的。事实上，基于制冷剂在压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器四大部件内的耦合作用的前提下，多联机空调系统通过协同控制电子膨胀阀与压缩机使进入室内机的制冷剂流量不仅要适时地满足室内负荷的需求而且要与循环总流量相平衡。与传统中央空调相比，多联机空调系统的集中控制技术要困难得多，目前的技术水平还达不到在制冷循环稳态运行的情况下精准地按需分配制冷剂的程度，因此多联机空调系统的设备选型需遵循其自身的独特设计方法。
施工图深化设计
《规程》3．1．6条款指出：多联机空调系统的施工图设计可分2个阶段，且应符合《建筑工程设计文件编制深度规定》（以下简称《规定》）的要求。
【基金项目】江苏省自然科学基金（BK20140560），江苏大学高级人才科研启动基金（14JDG161，14JDG162）。
【中图分类号】G642.4 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）10-0125-01
1.引言
随着全球化、国际化的发展，中国高等教育英语教学不再是单向输入，而是逐步转向输出[1]。近年来江苏大学招收的留学生来自六大洲89个国家，土木工程与力学学院在专业课的全英语教学方面进行了一些探索。针对土木工程专业留学生来自不同国家，而不同国家的混凝土结构设计有着不同的经验，致使混凝土结构的设计方法具有多样性、所依据的规范也存有很大差异的问题，如何调整混凝土结构设计原理课程的教学目标、教学内容和教学方法变得尤为重要，这也是高等教育国际化的必然选择[2]。在全球经济一体化的今天，混凝土设计的技术标准和规范已经不再是一个单纯的技术文件，也是让毕业后的留学生融入世界大环境的重要手段[3]。
2.混凝土结构设计原理课程的特点及留学生全英语教学存在的问题
“混凝土结构设计原理”课程所讨论的是钢筋混凝土结构的设计理论和设计方法，是土木工程专业知识体系的重要组成部分，不仅是一门理论性和实践性很强的课程，由于与现行工程建设标准密切相关，所以更是一门不断发展的课程。所有毕业生无论将来从事科研、设计、施工还是工程管理类工作，都将与之接触。因此本课程适用于房屋建筑、交通土建、水利工程、矿井、港口航道及海洋工程等专业，是土木类专业的必修课程。
虽然混凝土结构已经是最为常用的土木结构形式，但混凝土结构设计却是非常复杂的过程。原因是：一、混凝土材料的复杂性，混凝土是由水泥、砂、石等组成的具有微孔结构的复合材料，在采用混凝土材料进行结构设计时，要考虑强度、收缩、徐变、耐久性等因素，对于钢筋，要考虑其强度、变形、与混凝土粘结等因素。二、由于混凝土材料和钢筋材料的特性不同，在混凝土结构设计中不能直接采用材料力学和固体力学的方法，很多力学模型和公式是根据试验建立的。各个国家在混凝土结构设计的发展道路上各不相同，有着不同的设计经验，所采用和依据的规范也是各不相同。
3.提高留学生混凝土结构设计原理课程教学质量的对策
①以实际工程应用为重点：由于国内外教材针对的教学要求不同，所以教学侧重点也不同，因此，可以以实际工程应用为重点，对课程中的混凝土结构梁、板、柱等结构所涉及的构件计算内容，进行重新编排，编制合适的留学生全英语教材；
②国内规范与国外多种规范相结合：国内《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010），美国规范《混凝土结构建筑规范》（ACI318-05），欧洲规范2《混凝土结构设计-第1-1部分：总原则和对建筑结构的规定》（EN1992-1-1：2004）[4]；
③多媒体教学：由于课程涉及的知识面广，所依据的规范多样，因此，学生在学习过程中极易产生疲劳和厌倦感，学习兴趣受到影响。而多媒体可以扩大信息容量，可以图、文、声并茂，形象生动，将各种规范的对比、在工程中的应用的特点快速地表达出来。
④注重留学生以后发展的需要：一个合格的结构工程师，必须正确理解规范内容，避免盲目照搬条文，所以要求培养留学生理解规范条文赖以建立的理论依据和科研成果，也就是规范编制的背景材料，而这些就要求教师在课程的各个章节中把培养留学生以后发展需要所需的内容融入进去。
4.结论
针对《混凝土结构设计原理》留学生全英语授课的现状，分析了现状中的特点，并根据全英文授课中存在的问题，提出了相应的对策，希望该工作对《混凝土结构设计原理》留学生全英语授课有所帮助和指导。
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[3]张云莲，文献民.土木工程专业课程英文教学探讨[J].高等建筑教育.2013（4），22，59-62.
[4]贡金鑫，魏巍巍，胡家顺.中美欧混凝土结构设计[M].中南建筑工业出版社.2007.第一版.
中图分类号：G423.3；TU-4 文献标志码：A 文章编号：1005-2909（2016）05-0067-04
土木工程专业的人才培养模式很大程度决定了未来土木工程师的能力与素质。目前世界上大多数国家采取“通才”教育，即强调“土木工程专业宽口径”的培养目标，在培养方案和课程设置上注重大土木平台的构建[1-2]。在这样的背景下，专业平台课程的学习对学生知识体系的形成尤为重要。
结构设计原理课程作为土木工程专业的专业基础课[3]，对帮助学生构建基本结构概念非常重要。近10年来，笔者所在的教学团队针对该课程进行了一系列的实践探索，先后承担并完成多项课程建设与改革项目，该课程已荣获“江苏省精品课程”，团队编著的《结构设计原理》教材[4]获江苏省精品教材和重点修订教材等立项。
笔者基于教学团队在课堂教学及教材修订过程中的实践，对《结构设计原理》精品教材建设进行探讨，旨在为土木工程专业基础课程教材建设提供参考。
一、现状分析
结构设计原理是土木工程专业的基础核心课程，主要培养学生掌握结构基本构件的设计计算能力，为结构整体设计奠定基础。结构设计原理主要讲授混凝土结构设计原理和钢结构设计原理两部分内容，课程具有基础性强、学时长、知识体系复杂、实践性强等特点。目前国内各高校均将该课程设置在第五学期，但开设方式各有不同，例如：清华大学将课程分为混凝土结构（1）和钢结构（1）两门课程，每门分别为3学分，合计96学时；同济大学分为混凝土结构基本
原理和钢结构基本原理，分别为4学分和2.5学分，合计111学时；东南大学将两部分合并为工程结构基本原理，合计5学分80学时；中国矿业大学将钢筋混凝土结构和钢结构合并为结构设计原理课程，共80学时。
教材的编写和选用与课程设置密切相关，教材的编写质量对课程教学效果的影响也非常明显[5-6]。目前对于《钢筋混凝土设计原理》和《钢结构设计原理》教材的建设，要么完全分离，要么简单组合，在教材内容编排方面对知识体系的完整性和共通性考虑不足。有些教材过于偏重理论分析，与实际工程联系不紧密；有些教材仅强调实例缺乏足够的理论分析。在“大土木”的背景下，如何将土木工程中基本构件的设计原理融合为一整体，实现真正意义上的平台课的搭建目标，并与后续专业课的学习有效搭接，成为精品教材建设需要思考和解决的问题。
二、教材编写探讨
基于上述现状分析和实践探索，笔者认为大土木专业结构设计原理精品课程教材的编写应重视原理共通与材料差异并存，做到基本原理与工程应用并重，实现课堂学习与课外拓展并举。
（一） 原理共通与材料差异并存
作为一门介绍专业基础的课程，其教材应体现结构构件基本设计原理的共通性，同时也不应忽略这些基本原理因材料的不同而引起的差异。以图1（a）所示纯弯曲构件为例，如果是钢筋混凝土梁图1（b），其设计公式来源于试验现象及理论推导的结合，讲解中通常需要强调钢筋与混凝土二者共同受力，给出如图2所示的截面应力的变化图，并有一系列基本假定作为前提才能获得这些基本公式，在授课过程中必须强调试验现象并有专门的试验环节针对该内容做深化；而钢梁图1（c）的设计公式则源于材料力学的理论推导，其截面应力的变化如图3所示。对比图2与图3，可见其差异明显。
这种差异在轴压柱、偏压柱以及构件的连接方面也有所体现。如果无视这种差异，强行将两部分内容简单揉合，必然给学习者特别是初学者带来很大的困惑，
造成概念混淆、理解混乱。为此，在教材的结构安排上，应将混凝土结构设计原理及钢结构设计原理分篇编写，既显示出两者之间在原理上的相通性，又体现了不同材料构件设计的区别。这样有既利于学生理解学习，又方便教师讲解。
（二）基本原理与工程应用并重
结构设计原理课程的特点应该是“始于理论，终于应用”，即立足于基础理论的同时还要强调基本原理的应用方法，以使学生在掌握基本概念的基础上，通过实例将原理应用于设计实践，加深学生理解。
首先应妥善把握理论推导的尺度。对基本理论的涉及深度不宜过深，因为纠缠于基本理论往往会适得其反，造成学生疲于推导、演算，而忽略理论背后的“原理”。另外，理论推导枯燥乏味，势必增加学生的学习负担，削弱其学习兴趣。教材中的理论应服务于基本原理。例如钢结构轴心受压构件的整体稳定设计中非常重要的整体稳定系数φ，它综合体现了初弯曲、初偏心和焊接残余应力对构件临界应力的影响，其中讲到初弯曲对轴心压杆承载力的影响时，用图4所示的压杆进行理论分析，推导出轴心压力接近临界压力时，其跨中挠度趋于无穷大的结论，表明构件失稳，就很好地体现了“原理”。
其次，应重点培养学生对基本原理的应用方法。教材中对每个知识点都应该有相应的例题可以参考，同时还应有综合例题将相关知识点串联，使学习者对知识点有系统整体把握。图5为某钢结构的主次梁体系，以此为工程背景，可以将其次梁、主梁、柱、支撑等基本构件的设计，以及主次梁、主梁与柱的连接设计分散于各个章节的例题中，既能各自独立，又能形成整体结构，帮助学生构建由点及面的知识体系，应用效果非常好。当然，作为教材，课后还应配合一些习题帮助学生完成课外拓展训练，使学生能及时将课程学习的内容进行具体应用。无论是例题还是习题，都要做到与实际工程紧密联系，只有多联系实际才能保证“原理”有个坚实的落脚点。
（三） 课堂学习与课外拓展并举
土木工程学科的一个重要特点就是实践性很强，任何一个理论都要经得住实践的检验，而很多设计理论也都是源于实践。因此，一方面应强调设计方法的实践来源，在教材内容编排上可按照试验研究―理论分析―设计方法―实例分析的顺序进行，并适当配合现场试验、动画演示以及试验录像以加深学习者的印象。另一方面应注意激发学生自主动手的能力，比如在教材中加入自主设计试验、模型制作等习题。这对培养学生的结构感觉非常重要，也可以丰富教学内容。图6a为钢结构连接部分的一道课后综合作业题，包含了角焊缝受拉受弯、螺栓拉剪、螺栓拉弯等连接的验算。学生对该图的理解有困难，为了解决此问题，首先指导学生绘制了该连接的三维模型（图6b），通过旋转角度动态观察辅助识图，然后组织学生动手制作缩比模型（图6c），通过亲手操作组装，学生对钢结构的传力路径、连接方式及构造细节等有了更为深入的理解。这种实践教学方法操作简单，很好地实现了课堂学习与课外拓展的有效对接，实施效果良好。
结构设计的流程相对比较程序化，每种构件的设计都遵循一定的流程和规律，即材料参数确定、截面初选、基本设计公式选用、适用条件校核、复核等。为此，可以在每一章节设计方法阐述之后，附上对应内容的程序化流程图（图7），以有利于学生对设计过程的总体把握。同时，该部分内容也为学有余力的学生提供了很好的编程锻炼机会，如图8即为指导学生参照教材流程编制的VB小程序，界面简单、功能齐全、效果良好。
由于篇幅有限，这些课外拓展内容无法在教材中充分展开，可以将其制作为电子资源库，采用多媒体教材的形式对纸质教材进行适当补充。此外，还可将电子资源整合于精品课程网站，供学生浏览学习。
三、结语
结构设计原理是大土木专业一门非常重要的专业核心课程，其内容多、公式多、公式适用条件多，具有一定的难度。教材建设作为该课程的重要环节，对教学效果的影响较大。基于多年的课堂教学和教材建设实践，笔者对大土木专业结构设计原理课程精品教材的编写进行一些探讨，以期为土木工程专业基础课程教材的建设提供参考。
参考文献：
[1] 陈以一.国际土木工程界对未来工程师教育的若干关注点[J].高等建筑教育，2006，15（2）：119-121.
[2] 徐礼华，傅旭东，彭华，等.土木工程专业复合型创新人才培养体系的构建与实践[J].高等建筑教育，2016，25（1）：55-60.
[3] 徐明，宗周红，张蓓，等.工程结构设计原理实验课程教学改革[J].高等建筑教育，2015，24（5）：111-114.
1引言
经济的前进发展，促使精神物质需求逐步提升，对建筑的标准也超过了实用性和安全性，并对建筑外观提出全新的标准。为此，设计师将设计是否有利于施工操作、是否属于提升房屋结构、是否包含美学价值等划入考量范围，促使房屋水平有所提高。
2结构设计优化的基本原理
结构设计优化的基本原理为着手项目结构设计活动时，除应思量建筑安全系数和实用功能，也应强化美学价值。换而言之，即借助可行、合理的设计，打造完美、理想型设计作品。对于房屋工程而言，结构整体与分部结构优化设计为结构设计优化最为重要的两个应用层面，而结构设计优化具体涵盖围护结构方案、细部设计与屋盖系统方案。若要进一步细化，则可划分为造价分析、选型和受力分析等。在具体的实施过程务必要依据实际情况来确定，尽可能达到建筑整体价值最高。在舒适安全的基础上，建筑师应主动顺应时代潮流，主动实施结构改进和创新。待设计结构时，应在总体上满足设计师提出的设计理念，基于这一基础，保证平面布置对称与合理，全面缩减刚度中心和质量中心的差别；尽可能保证不让建筑物基于水平压力出现骤然扭转现象。同时，纵向布置需在迎合功能标准的基础上，尽可能把纵向承重构件展现出上下贯通这一状态；为降低设计和结构剖析难度，最好不要应用转换层。
3结构设计优化的主要作用
3.1降低建筑成本
将结构优化技术和传统结构设计对比发现，前者不仅在成本方面取得显著改善，还在质量层面获得显著效果。对于高楼层和多层楼层，在实际建设过程，其中楼层越高，则层数也越多，且楼层面积越大所对应的占地面积却不太大，显著缩减了工程成本，但所面临的难度下述较高，除应权衡楼层距离，也应思量房屋承重。而多楼层用户无需考量这一问题，占地面积相对偏广。同时，建筑成本的提升表明建筑面积出现了不必要的浪费。从这两者进行考量，建筑商一般价位倾向高楼层方案，既节约成本还提高利益，进而对房屋结构提出了全新的要求。
3.2结构设计优化的呈现
着手房屋结构设计活动时，除应思量房屋的主要作用和基本安全，也应保证房屋外观理想和美观。在房屋设计优化中，最主要的问题便在这里，借助最直观方案美化房屋，且安全可靠。而这对房屋设计师也提出较高的要求，在确保建筑可靠的基础上，从视觉上呈现出一种美感，为此，在具体的设计工作中，设计师需积极创新，依托平面设计图融入一些新颖的想法，让平面尽可能做到整齐与可靠性，全面缩小质量中心和刚度中心之间的差异，以此来让建筑基于高承压作用也不会出现扭曲变形，另外在竖向布置中保证承重构件可上下贯通，最好不要应用转换层，规避结构和设计麻烦。
4结构设计优化的实际应用
4.1前期准备
4.1.1构建安全监管体系
当前，建筑项目监管即便有所改善，但在建筑项目中所投入的监管力度不足，极有可能出现安全事故。其中房建结构设计开展方案施工时需加大在房屋建筑项目中的监管力度，保证施工安全和建筑质量，规避重大事故。为此，应强化安全监管，提升监管力度，合理运用，有针对性勘察，构建监管范围宽广、理想的监管，确保结构设计优化可全面发挥自身的作用，让结构设计能够稳步进行。
4.1.2强化日常监管
专业水平提升与专业化强化，让质量安全监管除应关注施工现场，也应重视工程整体，其中监管程序的完整性影响各每一个环节的监管工作，可将质量安全事故降低到最低程度。强化质量监管，优化施工行为，针对各个环节实施严密的安全监管，参照规范化程序稳步建设，让建筑工程每一个单位均具备安全意识，肩负质量安全责任，认真行事，全面遵守各项法规，确保结构化设计能够顺利实施；
4.1.3编制适宜的结构设计方案
结构设计方案挑选与房屋建筑工程的开展情况密切相关。设计人员面向房屋建筑开展结构设计活动时，应全面思量结构的科学性与有效性。围绕房屋建筑进行综合性调查，参照建筑物的结果科学设计，让结构设计优化能够最大限度地发挥自身的效果，最终达到预期效果。
4.2实践应用
4.2.1与工程成本之间的联系
结构设计优化落实可控制房屋建筑自身的过程成本。由于房屋建筑整体面积扩大，对应高度增加，其土地占用面积并不大。结构设计优化所用技术全面运用材料性能，有机整合内部结构的每一个单元间，除保障适用性与美观性外，还节约了施工成本，增强了结构性能；
4.2.2与土地用地之间的联系
建筑工程的落实，离不开所占土地面积数，总建筑面积即各屋建筑面积相加的总和，但楼层层数增加可能会缩减房屋所占面积，扩大房屋建筑高度和房屋这两者的间距，为此，土地用地一般不依房屋建筑高度的提升而递减，不呈现出反比例关系。但结构设计优化却能够依托房屋实际，改善结构设计，有效拓展房屋空间，增加实用性，提升整体协调性，迎合结构需求；
4.2.3概念设计辅以细部结构设计优化
把概念设计应用到不存在可靠数据的设计活动中，利用数值充当参考，发挥辅作用，同时，在设计过程有效应用优化技术，强调细部优化和地基设计，改善建筑结构。把概念设计和细部结构设计加以整合，让房屋结构设计稳定、安全和舒适，进而获取可观的经济效益。
5结语
对房屋建筑而言，结构设计优化尤为重要，可大幅缩减房屋工程造价，有效运用施工材料，统一协调内部结构，全面迎合人们的基本需求，还可提高经济效益。为此，我们应明确结构设计优化的基本原理，重视实践应用，并灵活利用。
作者:殷利 单位:浙江翰城建筑设计有限公司
参考文献：
[1]韩飞.结构设计优化在房屋建筑结构设计中的应用[J].山东工业技术,2016,(5):90～90.
一 引言
服装设计是一门系统工程，从整体上可以分为服装设计、服装结构设计、服装工艺制作三大部分。在其中承担着承上启下作用的就是结构设计部分，一方面，它将设计效果图由三维空间的立体形态转化为二维空间的平面结构，并进行内部设计的结构定位；另一方面，结构图纸为工艺设计提供规格齐全的工业样板，制定工业标准及工艺流程图。因此，结构设计是一项重要的技术工作，它是服装设计的核心部分，它涵盖的知识面也极为广泛。前期理论包括人体工程学、人体测量学、服装立体裁剪基础；后续课程包括服装工艺制作、服装造型设计等。在这个极为关键的环节中，样板的准确度直接影响着服装的造型是否符合图纸要求，因此，我们必须要明白，结构设计并不是简简单单的打板，要掌握好结构设计这门课程必须要了解人体结构，掌握打板基本知识，并能延续到了解流行动态及造型设计能力，这样全面的学习才能让培养的学生适应现在环境下的服装企业。因此，如何在高校结构设计这门课程的教学中既让学生学到应有的理论知识，又能把知识运用到实际工作中去，真正做到学以致用，是本文将要探讨的重点。
二 服装结构设计教学现状
服装结构设计作为服装设计专业的核心课程，对于学生专业技能的培养具有决定性的作用，这些年来尽管已经在多方面做了一些探索和尝试，但还是不完善，仍然会有一些比较突出的问题：
1学生缺乏前导课程的知识量
学习结构设计涉及的知识面是很广的，不仅需要相关的美术基础和设计能力，更需要具备一定的逻辑思考能力和想象思维能力，所以学生在学习结构设计课程之前要学习很多的前导课程，最重要的就是要透彻地了解人体工程知识，要想把结构把握准确，就必须对人体的凹凸关系和骨骼关系了解清楚。但是现在很多学校却没有强调这个重要的知识点，只是把人体工程这门课程简单学习一下，这样就会让学生在学习结构设计时不理解结构线的变化关系，给学习带来困难。
2教学内容没有跟上社会需求
现在很多高校在结构设计教学中仍然使用较早的比例结构胸度法和第六代日本文化式原型，因为市面上仍然大量流通这类的教材，但是实际上第七代文化式原型早就已经很成熟了，用起来直观明了，比起第六代好用很多，而且在数据设计方面也更贴近现在东方人的身体数据，很明显这是教学内容没有更新的结果。另一方面在工业样板中设计中很重要的号型标准还有很多高校仍使用Y、A、B、C四种体型作为参考依据，但是日本早就已经用七种体型作为放码的标准，而数据是结构设计的灵魂，因此在这方面也应该跟上现在的要求。
3教学方法的灵活性不够
一面黑板，一支粉笔，一根直尺，就是一门课程，现在仍有很多高校把这种教学作为主要教学形式，但实际上现在有很多种方法可以让这门课程变得很生动，譬如说运用多媒体教学或者采用实物进行教学，但是不能在课堂中程式化的讲制图，要能够运用各种现代化的设备加强这门课程的灵活性。
4学生对不同结构方法的理解贯通能力差
服装结构方法的流派很多，即使在同一所学校，不同的老师也可能教不同的结构方法，这样就会让学生在学习过程中产生很多疑问。例如欧式平面结构会更注重立体程度，因为欧洲人的体型要比亚洲人立体，日本原型在结构处理上会平面一些，但是会很注重省道的变化，在原型图上会有8个省道的位置，这是其它结构图上所没有的，各种结构方法的不同会让学生感到无所适从，因为他们缺乏对不同结构设计方法的理解贯通能力。
三、服装结构设计课程教学方式探索与改革
高校学生在毕业后，很多都到了服装企业比较集中的东莞、珠海、佛山、深圳等地工作，这些学生在工作后都会有在学校学习过程中制图方法单一，制图教学无法与企业实际操作统一之感，导致自己在学习后仍理解不清晰，应用时只能照搬，对于繁琐的公式和数据理解不了。针对这些问题，高校服装结构设计教学方式应该有一些改革，要通过一系列的教学方式改革使教学和企业达到统一，让学生真正能学以致用。
1服装结构设计教学强化结构原理，做到以设计为主导思想进行教学
服装结构设计能力培养的核心在于学生对结构造型变化的理解及平面形态和立体形态之间转换的掌控能力。这些能力必须建立在理解的基础上，因而结构设计教学应该注重原理教学，只有让学生真正理解线条变化与人体的关系，这样才能做到是在做结构设计而不是简单的结构制图。
在服装结构设计教学时，应强化重点，可以实施5+1的教学方法，5即是五种结构原理，1就是一种主导思想，服装结构看起来复杂，但是结构原理的部位就是省道结构、领结构、袖结构、腰结构、裆结构五个结构，其原理、变化、应用以及在男装、女装、童装、特体服装和上装、下装、裙子、裤子等结构都是围绕这五个结构原理展开变化的，在把握好以设计为主导思想的思路上，分析好各部位结构原理、参考数据，这样才是真正做到灵活运用，而不是简单的老师讲一个款式，学生学一个款式，不懂原理，不会变化，只能生搬硬套，遇到变化就完全不会的情况。
2转变教学观念，发挥学生主导作用
现在服装企业要求的是复合型人才，也就需要理论修养和专业技能都具备的人才，面对这种现状，在教学中就应该注意不要老师一讲到底，要改变单一的教学模式，建立完善健全的教学模式，在教学中多与学生互动，尽可能地发挥学生主导作用，让学生学会主动学习、而不是被动学习，老师在教学中多运用生动的语言，注意化繁于简的方法，调动学生的学习兴趣，较系统的掌握专业知识。
（1）针对教学对象，挖掘学生自身能力
服装设计与工程专业又可以分为服装设计方向和服装工程方向，招的学生有文科类、理科类，虽然都在服装设计这个大范畴类，但因为学生的不同其教学方式也要有所改变。文科类学生款式造型变化把握较好，设计思路广阔，但是数学功底会差一点，因此在结构设计教学中应该把重点放在数据的理解上，要让这类学生多理解人体测量学、人体工程学这类理科学科，要让他们充分理解人体与服装的立体关系，不要出现唯美的设计图纸只能看不能做，但又要避免枯燥的教学让学生失去兴趣，因此要尽可能抓住这类学生思路活跃的特点，运用多种教学方法，发挥学生自己的主导作用，鼓励学生自己动手做，在成品中找到不足，再予以改正，这样才能让学生有着探索和学习的兴趣。理科类学生，正好与之相反，他们对于公式、数据能够较好理解，但是灵活变动性要差一点，他们对于款式的变化会显得迟钝一些。因此在教学时多注重设计教学，多针对不同的款式进行分析，引导理科类学生多理解款式变化与结构的关系，只要他们能掌握款式造型的结构点，数据方面也就不成问题了。
（2）注重与学生交流，培养创新能力
在教学中教师和学生的交流是必不可少的，如果老师在课堂中完全自主地教学，不与学生进行互动，那必是失败的。现在的大学生思维非常活跃，他们在学习中会有很多求异思维，他们会有很多的质疑，这时教师应本着和学生沟通的想法，多倾听学生的心声，然后逐个解决问题，不能一票否认学生与自己的不同想法，多引导，多做比较，因为结构设计最终都是要出成品的，学生提出的异议也许又是一种创新，这时可用他提出的不同板型做出成品，如果确实漂亮合体，老师应该予以肯定和鼓励，如果还存在合体程度与美观程度的不够，这样学生也会对老师的表达力，亲和力以及专业实力表示钦佩，在实践中加强对学生的锻炼，既不会让学生这门枯燥的课程失去兴趣，又能让他们学会多种变化，将来适应企业的需求。
3加强结构设计与平行课程之间的交融
（1）人体工程知识与结构设计教学的交融
服装是直接覆盖在人体上的，是否合体是检验服装结构合不合理的最直观方法，随着生产技术和设备的进步，人们也越来越多地意识到进行结构设计时应该以人体作为参考依据，做出的设计不仅要满足合体的要求，还要满足消费者审美要求和对材质的要求，还必须考虑静态和动态的基本活动量，因此，数据设计是最重要的，而数据就来源于人体，因此，在结构设计中融人体工程知识就显得非常重要了。在学习结构设计这门课程前，要好好地把人体工程学掌握透彻，这样才会在学习结构设计过程中显得易懂而且轻松。
在女上装结构设计中，胸部设计量是很重要的一个环节，因为胸凸较大，结构上就要很细腻的处理这一环节，如图（一）就是东方女性上半身水平断面重合图很多中国传统的结构只是简单的把胸围等分四份做平面结构，但是仔细看，人体胸围实际是六面体，要想很好地把结构关系处理好，就要把胸部做六份设计，这就是我们所说的六分胸围法，这样就会比四分胸围更合体。如（图二）是第七代日本文化式原型，在结构上就用了最符合人体特征的六分胸围法，很好地把后胸大于前胸，前胸大于侧胸的比例关系把握准确，最人性化的设计应该在于前片的胸部设计量，这是比例结构法中不可能做到的一次成型，因为有了胸部设计量，在女装结构变化中就可以自由运用，非常直观而且不用担心不合体。而这些是板型师们是在对人体做了最深入的了解后，再经过多次修板后得到的结果，如果脱离了对亚洲女性的深入了解，那么也就做不出如此合理的结构设计来。
（2）立体裁剪与结构设计教学的交融
结构设计需要有很强的动手能力，不仅需要了解人体工程知识，而且要能运用到实际运用中来。很多院校喜欢把立体裁剪和平面结构设计分成两门独立的课程，没有联系起来，这样学生在学维的平面结构时很难作三维想象，所以在结构设计教学中应该把这两门课程结合起来，以原型省道转移为例，如果老师在教学时不做立体示范，没有在三维人体上做出裁片来让学生了解造型结构特征，而是直接在二维空间内进行教学，那么学生是很难理解这其中变化的原理的， 即使学生能对所示范的图例理解，但也做不到变化运用，这样就事倍功半了，因此这两门课程应该结合进行教学，把人台放在教室里，在讲结构原理或造型之前，先直观地在三维人台上示范出来，在学生理解了结构线的变化后，再用二维平面结构做数据设计，这样就能够让学生很容易理解了。
如（图三），是第七代文化式原型省道转移的图例，在讲结构变化之前，尝试先用立体裁剪导入，直观再现省道转移的效果，通过立体裁剪让学生掌握规律，掌握数据，理解结构图与人体的关系。
（3）工艺课程与结构设计教学的交融
服装工艺课程一般是作为结构设计的后续课程，在学习完结构设计课后，在工艺制作中去把服装做出来，对于在结构中的错误就只能够在工艺课时才能检查出来，这样就会让结构设计课程没有修板的这个环节，学生在课程教学中不能及时检查出板型的瑕疵，这样结构设计课程就不够完整。因而在教学中可以适当的用一部分课时来做假缝，当板型做出来后，用简单的工艺方法把结构线缝合起来用于检查板型是否合理。当然，这里所说的假缝是简单的用平缝代替复杂的工艺，主要用于检查板型，这样就不会让结构设计课程中重要的修板环节脱节到工艺课时才做，而工艺课就可以专门学习工艺制作方法，不要再去做板型的修正了。
（4）CAD课程与结构设计教学的交融
在现在很多企业已经用到了CAD制图，很少有企业还用原始的手绘，因此用服装CAD制作图纸已是学生必须掌握的课程了，但是CAD只是电脑操作步骤，所有的结构知识还是要通过结构设计课程学习。如果条件允许的话，可以在学习完结构设计原理及造型变化后，及时用CAD做板出图。这样，图纸的准确度会比手绘的高一些，在假缝完后做修正也会更准确一些，尤其是工艺样板放码和排料，更需要借助CAD来完成，因此可以把CAD与结构设计教学交融进行。
四、小结
我国高校服装专业成立还只有几十年的历史，现在正处于迅速发展和改革之中，高校教师应该在教学中不断地摸索经验，结合服装结构设计这门课程的特点，有目的地求得最好的教学方式，这样既有利于老师不断提高教学水平，又能更好地加强教学的互动，让学生成为课程的主导，激发学生的学习积极性，培养出适合社会需要的学生，让学生真正做到学以致用。
参考文献
[1]郭冬梅.《服装结构设计课程教学研究》.教育与职业.2008.7
1.1混凝土结构设计过程中的抗震设计
为了更好的将混凝土应用到各个行业中，在进行混凝土结构设计的时候，我们必须要首先准确的了解并且掌握所有混凝土结构设计的原理，而在所有结构设计原理中，抗震设计是极其重要的原理之一。对于抗震设计原理而言，它受地质条件影响比较大。众所周知的是，在建筑工程施工过程中，混凝土柱需要承受的力比较大，尤其是在一些高压力的情况下，混凝土柱很难具有一定的延展性能，甚至可能会导致混凝土柱出现变形的情况，因此，为了更好的避免这一现象，在进行结构设计的时候，我们必须要严格的遵循“强柱弱梁”的设计原则，保证承受压力的部分具有一定的延展性能。另外，在进行设计的过程中，我们还应该尽可能的通过控制受压区的高度，以及梁的上部和下部之间的比例关系，通过改变各种内力之间的系数关系不断地增加所有混凝土柱承受压力的性能。
1.2抗裂设计
在将混凝土应用到建筑工程施工的过程中，为了更好的确保建筑物的质量，我们必须要确保所有建筑物具有一定的抗裂能力，进而更好的避免建筑物出现裂缝。而导致混凝土结构物出现裂缝的主要原因就是结构物本身的耐久性、防水性能降低，因此，进行裂缝控制是将混凝土结构设计更好的应用到建筑工程的有效手段之一。例如，在进行混凝土结构设计的过程中，为了更好的提高所有混凝土结构物的抗裂性能，我们必须要针对不同的结构采取相对应的抗裂对策。如在进行混凝土原材料选择的时候，我们必须要选择正规的厂家进行原材料的购买，在购买的过程中应该由专业的工作人员选择高质量的混凝土原材料。同时，我们还应该尽可能的选择水化热比较低的水泥，控制好水与灰的比例，适当的在材料中添加一些外加剂，这样可以更好的防止混凝土结构物出现开裂的现象。另外，在进行混凝土结构设计的过程中，我们还应该尽可能的加大梁的截面积或者则可以增加板的厚度，进而不断的提高混凝土结构的强度，只有混凝土结构物的强度提高了，才能更好的确保混凝土结构物具有足够的安全性和耐久性。
1.3混凝土结构设计中的平面设计
除了抗震设计和抗裂设计，在将混凝土应用到实际施工过程中，我们还必须要严格的遵循平面设计这一原则。随着我国经济的快速发展，对于建筑物结构设计质量水平提出了越来越高的要求，同时对于混凝土结构设计也提出了比较高的要求。如在进行混凝土结构设计的过程中，我们必须要尽可能的确保整个设计平面的规则、简单以及对称，这样可以更好的提供混凝土结构物的刚度以及承载能力，最终不断的提高混凝土结构物的抗裂、抗震能力。另外，在进行结构设计的时候，我们还应该确保所有结构的平面、立面以及结构布置具有一定的规则性，同时还应该具备合理的传递力的途径以及方式，进而使得作用在混凝土上部结构的力都能够直接的传递到目的地，避免了中间的传递过程。最后，还应该确保混凝土结构物具有整体的可靠性以及牢固性，进而更好的避免因为外来力的影响导致建筑出现倒塌的现象，给企业带来巨大的经济损失。确定构件与构件之间、结构与结构之间，该彻底分离的绝不似分非分，该牢固的绝不似接非接；处理好结构单元与结构构件承载力之间的关系，尽量设置多道抗震防线，增强结构的抗震能力。
2混凝土结构设计过程中所存在的问题
尽管几年来我国许多企业在混凝土结构设计方面取得了比较显著的成就，但是，尽管如此，我国许多企业在进行混凝土结构设计的过程中仍然存在着一系列的问题。例如，一些企业的混凝土结构设计管理机制不够完善，有些设计人员在设计过程中不能严格的按照设计标准进行设计。另外，还有一部分设计人员的专业素养比较低，他们对于混凝土结构设计相关知识的掌握不足。最后，甚至有一些企业在进行混凝土结构设计的时候不能严格的按照客户的需求进行设计，随意的改变设计的理念，这对于促进我国混凝土结构设计的发展具有极其不利的影响。
3结束语
总而言之，在当代这样一个社会，混凝土已经被广泛的应用到了许多行业中，而为了更好的将混凝土材料应用到实际中，我们必须要不断的提高混凝土结构设计的水平。而在设计的过程中，我们应该首先发现我国在混凝土结构设计过程中所存在的问题，然后尽快的根据这些问题提出相对应的解决对策。
作者:王炳监 单位:盐城工业职业技术学院
参考文献：
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）42-0051-02
一、引言
近年来，随着无线移动技术的成熟和移动设备的普及，移动学习（Mobile-learning）在教育领域的应用日趋扩大，成为构建学习型社会的重要推动力[1，2]。移动学习是数字化学习的延伸，它是知识经济社会人们教育需求和职业发展需求的反映，是移动通信技术在教育中的具体应用。同时，移动学习也有力地推动了优质教育资源的共享，促进了教育公平。
《结构设计原理》课程作为土木工程专业的核心专业基础课，对帮助学生构建基本的结构概念非常重要。近10年来，教学团队针对该课程进行了一系列的实践探索，先后承担并完成多项课程建设与改革项目，该课程已荣获“江苏省精品课程”，团队编著的《结构设计原理》教材获江苏省精品教材和重点修订教材等立项。
本文基于教学团队在课堂教学及教材修订过程中的实践，对《钢结构设计原理》精品教材的建设进行探讨，旨在为移动学习环境下的教材建设提供参考。
二、现状分析
为了推动高等教育“质量工程”战略的顺利实施，我国先后启动了“国家精品课程建设”项目和“国家精品开放课程”项目[3]。经过多年的建设，精品课程取得了明显的建设成效，但也存在着“重申报轻建设”、“重共享轻应用”、“网络资源教学有效性缺失”等问题[4]。同时调查显示[5]，精品课程的使用频率偏低，如图1所示，有23.9%的学生没用过精品课程资源，每天使用1次或多次的学生仅占5.8%。由此可见，精品课程资源的利用效率还有很大的挖掘空间。
通过分析不难发现，导致精品课程资源利用效率不高的主要原因之一是实体知识载体与虚拟知识载体间的对接不充分。教材作为主要的实体知识载体，在课程学习和教学过程中发挥着重要的作用。然而以往的做法往往将纸质教材的建设与电子资源的建设独立进行，特别是教材的编写难以跳出传统的思维方式，这样的教材虽然符合课程中知识的逻辑性，能够较清晰地反映出学科的知识体系，但却不利于培养学生的创造性和方便自主学习。另一方面，很多精品课程都开发了大量的电子资源，但对资源的梳理程度不够，如何从纷繁复杂的信息中筛选得到对自己有用的信息成为困扰学习者的一大问题。因此，移动学习对精品教材的建设提出的新的要求，通过教材作为载体对大量的虚拟资源进行梳理是非常必要的。
三、精品教材建设探讨
基于上述之现状及存在问题，笔者认为《钢结构设计原理》的教材建设应加强两个对接，即“对接规范条文，对接工程实际”，将更有利于发挥移动学习的优势，进而促进移动学习在结构设计类课程中的应用。
1.教材与规范条文的对接。标准规范是广大工程建设者必须遵守的准则和规定，其数量庞大、体系复杂。对工程类专业而言，专业课程的教学内容必须与本行业的现行设计标准或规范密切相关。《钢结构设计原理》的内容包括钢结构梁柱基本构件，以及焊缝、螺栓等连接的承载机理和设计理论，主要依据国家标准《钢结构设计规范》（GB50017）编写。然而，教材的编写与规范有显著的差异：规范应言简意赅，强调对应用的指导和约束;教材则需思路清晰，厘清设计公式的来龙去脉。由于教材篇幅有限，将规范条文直接加入教材是不现实的，而且会降低教材的可读性和逻辑性。
为此，可以借助移动设备实现教材知识点与规范的对接。以钢梁的整体稳定原理和设计为例（图2），首先将教材知识点进行梳理，将钢梁的整体稳定问题分为“整体失稳概念”、“临界弯矩”、“稳定系数”、“设计公式”和“构造措施”等五个部分;然后将《钢结构设计规范》（GB50017）的对应条文进行整理，并制作成电子文档;最后将该电子文档转存为移动设备可识别的素材（如二维码），并将移动设备识别码嵌入纸质教材，学习者通过扫描识别码即可进行知识点的对接。
2.教材与工程实际的对接。《钢结构设计原理》课程与工程实际联系较为紧密，因此在教学过程中的案例讲解、工程照片展示必不可少。另外，为了将抽象的概念理解清楚，动态展示也非常必要。然而传统纸质教材通常只能展示数量有限的二维图，这就要求学习者有一定的空间想象能力。如果能通过移动设备将部分概念图以工程照片、动画演示或视频材料展示，将很好地改善学习效果。
同样以钢梁的整体稳定为例，其教材知识点与工程实际的对接如图2所示。概念和构造方面以图片或动态演示为主，设计公式则以工程实际案例进行对接，既有利于概念的理解，又将与基本原理与实际应用加以联系。
四、结论
在移动学习的背景下，传统纸质教材的作用不仅不应被忽视，反而应发挥更大的作用。本文以《钢结构设计原理》为例，探讨了基于移动学习的精品教材建设思路，提出教材“对接规范条文，对接工程实际”的构想，为促进移动学习在结构设计类课程中的应用提供参考。
参考文献：
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[3]陈彭，黄伟进，袁晓斌.国家精品开放课程的移动学习模式研究[J].山东广播电视大学学报，2014，（3）：4-8.
[4]王佑镁.高校精品课程网络资源教学有效性的缺失与对策[J].中国电化教育，2010，（8）：80-81.
[5]王娟，刘名卓，祝智庭.高校精品课程应用调查及其对精品资源共享课建设的启示[J].中国电化教育，2013，（12）：40-46.
Discussion of “Fundamentals of Steel Structure Design” Edition Based on Mobile Learning
CHANG Hong-fei1，2，XIA Jun-wu1，2，TIAN Guo-hua2，JIA Fu-ping1，LI Xian1，ZHANG Ying-ying1
中图分类号：TU74文章标识码：A
1、设计方法
1.1经验设计
机械的连接结构、传动结构和支撑结构等已经积淀有汗牛充栋的实践案例，但如何掌握这些案例的基本原理和设计方法，而不是记忆这些案例的具体结构设计，这是经验设计中的关键。具体的产品设计，例如车床，其结构设计可以参考前人的设计图纸，这对于提高设计效率，汲取前人经验、避免犯前人的错误具有实际意义。通过借鉴前人的经验，可以吸收他人的结构创新方法，同时也拓宽了自己的设计思路。随着机械结构数据库的出现和搜索方式的更新，对他人的相关结构设计的学习将更加方便。经验知识是结构设计的宝贵财富，也是公司的知识资产。通过对国内外同类型专利知识的学习，也是一条提升自己结构设计能力的途径。另一方面，要注意避免侵犯他人的知识产权。“古人传下来的学问，就是装在船里的货物。现在的新潮流、新趋势，就是行船的风。”在学习他人的结构设计创新点的基础上，设计者应有自己的革新与发明、自己的创造。
1.2理论设计
机械结构设计的理论方法，讨论的是机械结构设计的理性方法，具体的有：模块化和组合化设计、复合化设计、分级结构设计、载荷均布性设计和变结构设计。随着结构优化、结构可靠性和概率设计等方面的发展和具体应用，机械结构的理性设计方法也在不断的推陈出新。
1.3模块化和组合化设计
一台机器总体是由提供不同功能的结构单元有机的组合而成，因此模块化的以及模块之间的组合化就是早期的方法之一。在复杂的机电系统和设备中，模块化和组合化的设计理念是有效的结构设计方法，同时也是机械制造的方法之一。例如，组合航空母舰的设计概念；我国的组合化机床的设计在上世纪70年代就已经取得了很大的成功。模块化和组合化，一般是按功能单元、结构单元来划分模块，然后组合起来成为一台机器。
1.4复合化设计
复合化的基本特点就是将两个或两个以上的功能零件组合成一个部件或构件来设计，其功能可以是运动功能、承载功能等。例如，组合凸轮结构的设计就是将两个凸轮设计成一个零件；一根连杆在组合结构中同时作为两个或两个以上机构的结构件。复合化方法可以降低机械的制造成本、减轻机器的重量、缩小机器的尺寸和降低产品的成本。
1.5分级结构设计
复杂的制造设备是由分级的机械结构组成，大功能层次的结构是由若干个分功能结构组成。层次化不仅是功能树结构的要求，而且也是制造工艺对结构设计的要求。例如，床头箱由多个轮系组成，而每个轮系又由次一层次的系统组成。复杂机电产品的设计，例如组合挖掘机的设计，集推土机和挖掘机的功能在一起，而共用一个动力系统，在执行系统处分开。层次化结构设计方法在构想分级结构阶段，能够帮助设计者厘清思路，从而找出结构设计的关键点，集中解决结构设计中的难点问题。
1.6载荷均布性设计
由于机械结构设计的特点，希望载荷分布均匀，充分发挥材料的机械力学性能或者取得降低最大载荷的目的。例如，修形齿轮的设计、对数滚子的设计，为了取得接触应力的均布，从而修形零件，实现结构的优化设计。行星齿轮减速器的设计也体现了载荷均布性的设计理念，从机构运动学来看只需一只行星齿轮；然而从受力平衡、承载能力和提高齿面的抗磨损来说，三只行星齿轮的结构设计更好。
1.7变结构设计
机械结构的创新常常采用变结构的方法，变结构可以改变机械结构的功能，例如，非圆连接形式的成形连接、曲柄滑块结构设计变为转动导杆结构设计。变结构可以改变实现功能的形式，例如径向柱塞泵和轴向柱塞泵的设计。变结构也可以降低机器的设计成本，例如利用死点的桌面支承设计。
1.8模型试验设计
相似模型试验设计。基于机器物理模型的相似，运用相似科学理论，对于大型的机器设备进行模型试验设计。通过模型结构设计和试验分析，获取机械结构的可靠性、并预测机器的工作性能。模型相似的设计方法已在工程领域有广泛的运用，例如大型水轮机组的结构设计。通过制造大型水轮机组的模型，测试试验模型的工作性能以及其可靠性等指标，优化水轮机组的结构设计和工作能力。机械结构的设计方法不是一成不变的，而是随着人们的发明和新的科学原理的发现，在日新月异地发展，不断出现新的机械结构设计方法，同时对前人的机械结构设计进行革新。
2、设计原理
机械结构的设计必然要依据技术科学的原理，例如：理论力学原理、材料力学原理、弹性力学原理、疲劳力学原理、流体力学原理、热力学原理、摩擦学原理、声学原理、智能原理和一切可能的新物理原理。这里讨论以上各种原理在机械结构设计中的应用，以期总结机械结构设计的常用原理，讨论机械结构设计的原理在今后结构创新设计中的可能性。
2.1理论力学原理
理论力学是机构设计的基础理论，对于机器的运动学和动力学分析，得到的结构必然反映到机械结构的设计中来。例如，轴承转子系统动力学的设计，其动力学及其稳定性的设计，要求修改轴承的设计和轴的刚度设计。
2.2材料力学原理
机械零件的强度和刚度设计是基于材料力学理论的，强度或刚度不足时，就需要修改零件的结构设计。例如，齿轮轮齿接触强度和齿根弯曲疲劳强度的设计，当齿面接触强度不足时就要求增大小齿轮的分度圆直径；当齿根弯曲强度不够时就要求增大齿轮的模数。
2.3弹性力学原理
弹性力学分析是零件应力应变计算的基础，例如滚动轴承中滚子修形的设计，基于弹性力学的接触分析，确定滚子的修形曲线和修形量。在机械零件的结构优化设计中，常常用到弹性力学理论。
2.4疲劳力学原理
机械零件上的机械载荷在工作过程中常常是变动的，例如汽车中的轴、轴承和齿轮上的载荷都是变化的，这种变化的载荷具有一定的统计特征。变载荷下轴和滚动轴承的疲劳寿命设计等工程内容，已经发展成机械零件的概率设计。为了更精确地设计机械零部件，疲劳力学在机械结构设计中会得到越来越多的应用。
2.5流体力学原理
流体传动和动静压轴承等的设计是依据流体力学原理的，流体力学也是机械结构创新的基本原理之一。例如静压导轨的设计、动压滑动轴承的设计，要依据流体的质量守恒定律、平衡原理等，优化设计的结果要求修改导轨或轴承的结构型式和尺寸参数。
2.6热学原理
热力学和传热学在机械零部件的设计中有很广泛的应用，导轨的热精度设计、齿轮和滚动轴承的胶合分析、隔热结构设计等等。
2.7摩擦学原理
耐磨或加快磨损是摩擦学设计的核心，例如圆锥销的设计、组合螺母的设计，就是为了补偿零件的磨损，使得零件在磨损后仍能实现其设计的功能。磨削和抛光制造工艺是利用零件磨损的加工方法。
2.8声学原理
在机械系统的噪声分析和研究中，依据物理声学的原理及其分析方法，得到噪声的频谱和功率谱等分析结果，以指导机械结构的设计，例如低噪声滚动轴承的设计。今后，可以考虑利用机械噪声来进行产品设计，例如声爆弹的设计、信号中噪声信息干扰的设计等。
3、结语
综合上述，机械结构的设计涉及的方面比较广，在设计过程当中需要考虑的地方有很多。需要设计者从实际情况出发，按照设计的基本准则，采用适用设计要求的一些设计方法。
参考文献：
20世纪末教育部对土木工程专业进行了新的划分,原建筑工程专业、交通土建专业、地下工程专业及矿山建设专业合并为土木工程专业,其课程体系设置也作了相应调整,增设了荷载与结构设计方法这门专业基础课。但是,几年来在荷载与结构设计方法课程的教学过程中,我们发现该课程的设置存在一些问题,使其教学过程面临困难。为解决这些问题,我们作了相关的探讨和实践。
一、荷载与结构设计方法课的内容及要求
荷载与结构设计方法属于专业基础课程。教学内容主要可分为两部分[1-2]:第一部分是结构在使用年限内可能遇到的各种荷载及其相应的计算方法,包括重力引起的竖向荷载计算、侧压力计算、风荷载计算、地震荷载计算、其他作用计算等。这部分内容主要是各种荷载的作用机理和计算公式的推导以及计算作用在结构上产生的荷载效应,要求学生掌握各种荷载的计算方法。第二部分是介绍结构设计方法,包括荷载统计分析、抗力统计分析、结构可靠度分析及概率极限设计方法,要求学生掌握满足可靠度的结构设计方法。因此,该课程的学习效果对于学生掌握专业基础知识,深入学习后继专业课程具有重大影响[3]。但是第二部分内容不再涉及各类荷载的计算,因此这两部分内容在概念体系上不是充分相关的。
二、荷载与结构设计方法课面临的困难
要完成荷载与结构设计方法课的教学任务,我们先要分析该课程的前修课程有哪些[4]。
重力引起的竖向荷载计算包括结构自重荷载、土的自重荷载、雪荷载、车荷载、楼屋面活荷载及行人荷载。在结构自重荷载、雪荷载、楼屋面活荷载及行人荷载的计算中,往往要将这些荷载计算到不同构件层次上。为此,我们需要知道建筑物的构造方法、结构体系及力的传递路径,而这些知识有赖于房屋建筑学、各类结构设计与板壳力学的知识。
侧压力计算包括土的侧压力、水压力、波浪荷载、冻胀力等。土的侧压力是以土的材料性能和强度理论为基础,我们必须学习土力学和弹性力学才能很好地理解和掌握。水压力和波浪荷载计算需要以流体力学为基础。
风荷载计算需要知道空气流体的特性,以及结构的动力响应特性,需要流体力学和结构动力学的知识支撑。
地震荷载计算较难,涉及到地震基本知识、结构地震设防和结构的动力响应特性等,不先学习结构抗震工程和结构动力学是不可能做到的。
其他作用中的爆炸作用需要空气动力学课的知识,而本专业一般不开设该课,因此只能直接介绍爆炸作用的计算公式。预加力涉及到预应力知识,主要在混凝土结构设计原理和施工技术里讲解。
荷载的统计分析和结构抗力的统计分析涉及到概率与统计知识。
综上所述,荷载与结构设计方法的前修课程有概率与统计、房屋建筑学、结构力学、弹性力学、土力学、流体力学、结构抗震工程、结构动力学、混凝土结构设计原理和施工技术等课程,特别是概率与统计、土力学、结构动力学和建筑抗震工程。没有这些前修课程的支撑,要学好荷载与结构设计方法课中的第一部分内容犹如空中建楼,是不可能实现的。由于荷载与结构设计方法课是专业基础课,在教学计划中这些课程不可能全部安排在该课程之前,否则不利于教学活动的组织。混凝土结构设计原理、结构抗震工程和施工技术等课程一般安排在大学后期学习。
另外,荷载与结构设计方法课的很多内容与其他专业课程重复,如土的侧压力与土力学知识重复,地震作用与结构抗震工程内容重复,水压力与流体力学内容重复,等等。由于该课程学时有限,内容涉及面广,但又没有相关课程内容讲的深入,教师只能点到为止,不能深入其里,学生容易产生混淆和负迁移。我们在课堂教学过程和学生的问卷调查中均发现,学生在学习第一部分内容时新鲜感大打折扣;而第二部分内容理论性强,没有具体结构作为讲解载体,学习起来较为枯燥乏味。这就使得教学效果不理想,教学过程面临困难。
三、问题与对策
荷载与结构设计方法课对前修课的要求及其与现有教学计划的矛盾属于教学计划层面上的结构性矛盾,其根本解决思路应从结构调整上入手。我们在教学实践经验基础上,对这问题作了探讨,认为要解决这个问题,可以取消荷载与结构设计方法课,把该课程的教学内容拆分,再重组到相应的课程上讲解。
第一部分内容不再强调荷载的作用机理和计算公式的推导,致力于从应用层面上讲解各种荷载的计算。把与土有关的荷载在土力学课上讲解,与水有关的荷载在水力学课上讲解;地震作用在结构抗震工程上讲解;风荷载和爆炸作用可在流体力学课上讲解;雪荷载、结构自重荷载和楼屋面荷载相对比较简单,可以在混凝土结构设计大作业或课程设计中讲解;温度作用和变形作用可以在结构力学中讲解。如此一来,既能使学生学习各种荷载的计算方法,又能解决荷载与结构设计方法课这部分内容所面临的矛盾。
第二部分内容是结构设计方法,不再涉及各类荷载的具体计算,混凝土结构设计课程也涉及到结构设计方法。因此可以把两门课程的这部分内容结合起来,放在混凝土结构设计课程中讲解。把结构可靠度设计理论和结构设计方法应用到具体结构的设计上,从应用层面上来讲解,直观形象,学生感觉这部分内容学来即用,比单纯的理论学习效果要好。
把荷载与结构设计方法教学内容拆分重组,既可以保证教学计划的系统性,又可以避免教学内容上的重复。现在有不少学校在实践这种方法,如东南大学将荷载与结构设计方法和混凝土结构设计两门课程结合起来,统称为工程结构设计原理。
四、教学方法改革
在课程体系尚未执行,不能从教学计划上作调整时,为了提高教学效果,权宜之计是在教学方法方面进行改革。我们发现,在教学中若过于重视荷载的产生机理和计算公式的推导,很容易使学生陷入概念、符号、公式系数中,产生畏惧感,丧失信心、失去兴趣。因此教学方法改革很有必要。
1.创设启发式、讨论式教学氛围。
为调动学生学习的主动性,促使其养成勤于思考的习惯,教师在一开始就要形成问题情景,启发学生进行初步探索,激发学生的探究心理,调动学习积极性。我们采用课前、课中、课后提问,将问题情景贯穿教学全过程。在讲授教学内容前提出问题,学生大都能积极思考、预习,因为学生有思考和准备,所以回答问题很踊跃,自然形成了讨论式、师生互动的氛围。而课前提问即是将要进行课堂教学内容的关键、核心所在,所以教师是在引导学生积极思考、与自己同步思维,在回答问题的过程中使教学层层深入,最终解决问题。提出课后问题以帮助学生进一步理解、吸收所学知识。教师在精心创设的问题情景中,对每个问题都不是单向灌输,学生在回答问题的过程中也在体会学习的方法、解决问题的方法。
2.以工程实例为载体,授课方法以知识应用型为主。
教师在课程中,应积极引进案例、提出需要完成的任务,在授课中注重教学互动,并利用校内实训场进行现场模拟教学,特别是典型恶性事故的讲解、观察分析身边工程结构思考开放性问题、录像、大作业训练、课程设计、参观实习等,在整个教学过程的各个环节中多侧面、多角度将理论联系实际,帮助学生加深对理论知识的理解,增强工程意识,尽量缩短理论与实践之间的差距。在可能的环节中尽量让学生动手参与,使他们成为课堂上的主体[5]。这样的教学方式能够激发学生强烈的求知欲望,强化他们的创造性思维能力。
3.提供网络平台,为学生课外学习营造良好环境。
教师可以充分利用现代教学手段与方法,建立荷载与结构设计方法的课程网站,通过网络平台承载更多的信息,上传多媒体课件、工程图片、作业习题,对一些难点和重点进行知识延伸和链接,解决课程内容多、学生感性认识少、平面表达难度大的问题,教学课件与大量工程资料图片、录像结合,利用分析软件模拟工程结构工作状态与动画演示,等等,加大信息量,可以激发学生的学习兴趣,提高教学效果。
4.建立从“整体到局部”的教学模式。
长期以来荷载与结构设计方法遵循“从局部到整体”的教学模式,即由各种荷载计算到荷载组合,两部分内容相互割裂,缺乏联系,任何结构不可能只承受一种荷载,而总是同时有几种荷载作用在结构上。从单个荷载出发的教学模式,一开始就缺乏整体感,没考虑到学生能否自己完成把各种荷载组合成结构的受力状态,其结果是学生孤立地学习了一些荷载知识,却未建立起较清晰的整体结构荷载概念,不清楚基本工程结构在多种荷载作用下的工作性能、受力特点,更不清楚一个工程结构应承受和传递哪些荷载,以及为保证传递过程的完成而应采取的各种措施。教师在教学过程中,从整体结构出发展开教学,易于以工程应用为目的直接面向工程,实现理论与实践相结合,将工程实例贯穿教学始终,使学生充分理解其工程背景和目标。由于面对的是整体,考虑问题必须从整体出发,分析解决问题需考虑各种枝节问题,学生整体思维能力、整体结构概念及工程意识、综合分析及解决工程问题的能力能得到培养,思维品质会得到提升。
参考文献:
[1]柳炳康.荷载与结构设计方法[M].武汉:武汉理工大学出版社,2003.
[2]白国良,刘明.荷载与结构设计方法[M].北京:高等教育出版社,2003.
