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《混凝土結構設計規范》對比分析，詳細闡述其修訂或刪減的主要依據，并對新版規范的修訂內容作了較為全面的總結，提出混凝土結構設計課程在教學方法上的新要求。
關鍵詞：混凝土結構；教學方法；設計規范；修訂內容；技術要點
中圖分類號：G6420 文獻標志碼：A 文章編號：1005-2909（2013）02-0053-05
中國建筑科學領域的工程結構設計規范（或標準）大約每10年修訂一次，2002版《混凝土結構設計規范》[1]自頒布實施至今已有10余年，尤其是2008年“5.12”汶川地震和2010年“4.14”青海玉樹地震發生之后，2002版規范中關于工程結構設計理論、工程結構構造措施以及工程結構抗震理論存在的不足更加突顯。同時，中國工程結構設計理論研究水平的不斷提高，新材料的不斷出現以及工程經驗的不斷積累，也縮短了工程結構設計規范的修訂周期。2011年7月，正式頒布實施GB50010―2010《混凝土結構設計規范》[2]。新規范根據多年工程經驗和研究成果，同時考慮與國際其他發達國家混凝土結構設計標準接軌，貫徹國家“四節一環保（節能、節地、節水、節材和環境保護）”政策編制而成。新規范的編制標志著中國混凝土結構的計算理論和設計水平有了新的提高；同時也對高等學校土建類專業學生如何結合新版規范進行快速知識更新，高校教師如何及時改進混凝土結構設計及相關課程教學方法提出了新要求[3-6]。
一、新版規范關于結構材料強度的修訂
（一）混凝土強度的修訂
新版混凝土結構設計規范刪除了2002版規范4.1.4條中注1和注2的相關規定，即關于受壓構件尺寸效應（現澆鋼筋混凝土軸心受壓及偏心受壓構件，如截面的長邊或直徑小于300 mm，則混凝土的強度設計值應乘以系數0.8）和離心混凝土的有關規定。2002版規范源于前蘇聯規范，最近俄羅斯規范關于此條的規定已被取消，而離心混凝土的強度設計值應按專門的標準取用，不再列
入，故新版混凝土規范將此項內容刪除。另外，新版混凝土規范刪除了2002版規范4.1.6條中關于混凝土軸心抗壓、軸心抗拉疲勞強度設計值，以及當蒸養溫度超過60℃時，計算混凝土強度設計值應提高20%的規定，因為高溫蒸養引起的主要問題是裂縫，而非提高設計強度所能解決。
（二）鋼筋強度的修訂
新版混凝土結構設計規范4.2.2條增加了強度標準值為500 MPa的HRB500、HRBF500級高強鋼筋，并規定其抗拉強度設計值（fy=435MPa）與抗壓強度設計值（f′y=410MPa）分別取不同數值。加入靠控溫軋制而具有一定延性、可焊性、機械連接性能及施工適應性的HRBF系列細晶粒熱軋帶肋鋼筋，限制并準備淘汰強度標準值為335 MPa級熱軋帶肋鋼筋的應用，立即淘汰強度標準值為235 MPa的HPB235級光圓鋼筋的應用，以HPB300級光圓鋼筋取代之。同時，規定了過渡方法，要求在規范的過渡期及對既有結構進行設計時，235 MPa級光圓鋼筋的設計值仍按原規范取值；同時，推廣強度標準值400 MPa、500 MPa級高強鋼筋作為受力的主導鋼筋。對預應力鋼筋，為了補充中強空擋，增加了強度等級為1 960 MPa和大直徑21.6 mm的鋼絞線，補充了預應力螺紋鋼筋及中強鋼絲的有關設計參數，并淘汰了錨固性能差的刻痕鋼絲，刪除了不常用的預應力筋的強度等級和直徑。
二、新版規范關于基本設計規定的修訂
為了進一步完善2002版規范，保證結構的安全，增強結構的整體穩固性，提高混凝土結構抗偶然作用的能力，新版混凝土結構規范設計原則從以構件設計為主擴展到整個結構體系，補充了3.2條“結構方案”和3.6條“結構抗連續倒塌設計原則”，增加了3.7條“既有結構改造設計原則”的規定，指出結構方案設計對建筑物安全性有著決定性影響，鑒于結構防連續倒塌設計的難度和代價較大，一般結構只須進行防連續倒塌的概念設計，以定性設計的方法增強結構的整體穩固性；同時新版規范3.4.4條對構件撓度、裂縫寬度計算采用的荷載組合進行了調整，新增鋼筋混凝土構件采用荷載準永久組合并考慮長期作用的影響，完善了承載能力極限狀態設計內容，增加以構件分項系數進行應力設計等方面的內容。另外，新版混凝土規范3.4.1條第4款及3.4.6條還增加了樓蓋舒適度的要求，并規定樓蓋豎向自振頻率的限值。
三、新版規范關于承載能力極限狀態計算的調整修訂
（一）正截面承載力計算的修訂
新版混凝土結構設計規范對受彎構件正截面承載力的計算未作改動，但對受壓構件正截面承載力的計算改動較大，主要是針對鋼筋混凝土結構中的二階效應問題。2002版混凝土規范在考慮P-δ效應時[7-8]，對引起結構側移的荷載或作用所產生的一階彎矩Ms和不引起結構側移的荷載產生的一階彎矩Mns不加區別，全部乘以增大系數ηs，即考慮P-δ效應時結構的彎矩為M=（Mns+Ms）ηs。新版混凝土結構設計規范在考慮P-δ效應時，對除排架結構以外的框架結構、剪力墻結構、框架―剪力墻結構及筒體結構只增大引起結構側移的荷載或作用所產生的一階彎矩Ms，不增加不引起結構側移的荷載產生的一階彎矩Mns，即結構中的彎矩為M=Mns+ηsMs。另外，對于P-δ效應，2002版規范通過初始偏心距增大系數η來考慮P-δ效應，而新版混凝土規范6.2.3條規定偏心壓力構件通過調整構件控制截面的彎矩設計值M來考慮P-δ效應（彎矩作用平面內截面對稱的偏心受壓構件，當同一主軸方向的桿端彎矩比不大于0.9且軸壓比不大于0.9，同時構件的長細比滿足的偏心受壓構件時不用考慮P-δ效應），取消了軸向力偏心距增大系數η對二階效應的影響。關于軸向壓力在撓曲桿件中產生的P-δ效應新舊規范具體的變化如表1（以非預應力鋼筋混凝土偏心受壓構件為例）。
（二）斜截面承載力計算的修訂
2002版混凝土結構規范關于受彎構件斜截面承載力計算公式，經過驗證發現：當集中荷載對支座截面或節點邊緣產生的剪力值占總剪力的75%時，分別按均布荷載和集中荷載兩種情況計算的箍筋差異很大，即造成配箍不連續。因此，為了克服上述不足，新版混凝土結構設計規范6.3.4條統一了一般受彎構件與集中荷載作用下梁的斜截面受剪承載力計算公式，并調整了斜截面受剪承載力計算公式中箍筋抗力項的系數，適當增加斜截面受剪承載力的安全儲備，新舊規范關于受彎構件斜截面受剪承載力的計算公式如表2（以非預應力鋼筋混凝土受彎構件為例）。同理，將考慮地震作用的框架梁其斜截面受剪承載力計算公式也作了相應修改。
四、新版規范關于正常使用極限狀態驗算的調整修訂
（一）裂縫控制驗算的修訂
新版混凝土結構設計規范3.4.4條保留了2002版混凝土規范有關裂縫控制等級劃分的規定，但對受力裂縫的控制進行了適當放松（詳見新版混凝土規范第3.4.4及7.1.1條規定）。另外，在進行最大裂縫寬度wmax計算時，新版混凝土規范7.1.2條調整了計算中鋼筋應力σs的計算方法，以及表7.1.2-1中關于鋼筋混凝土受彎、偏心受壓構件受力特征系數αcr的取值，將wmax的公式計算值適當減小。
（二）撓度驗算的修訂
在進行受彎構件撓度驗算時，新版混凝土結構設計規范7.2.2條在受彎構件短期剛度Bs的基礎上，補充提出了考慮荷載準永久組合和荷載標準組合的長期作用對撓度增大的影響，給出了剛度計算公式B=Bs/θ。另外，根據國內研究成果，在預應力混凝土構件短期剛度Bs計算公式的基礎上，采用無粘結預應力筋等效面積折減系數α1，適當調整值ρ，就可將原公式用于無粘結部分預應力混凝土構件的短期剛度計算（詳見新版混凝土規范第7.2.3條規定[1]）。
五、新版規范關于構造規定的調整修訂
（一）混凝土保護層厚度規定的修訂
新版混凝土結構設計規范8.2.1條調整了鋼筋保護層厚度的規定，從混凝土碳化、脫鈍和鋼筋銹蝕的耐久性角度考慮，不再以縱向受力鋼筋的外緣計算，而以最外層鋼筋（包括箍筋、構造筋、分布筋等）的外緣計算混凝土保護層厚度。修訂后的保護層厚度實際上比原規范的規定有所增加，一般情況下略有增加，而惡劣環境下增加的幅度較大，新舊規范關于混凝土保護層最小厚度c的對比如表3。從表3可以看出，新版規范中關于混凝土保護層的厚度無論從數值上還是具體計算規定上都明顯增大，充分考慮了混凝土結構的耐久性要求，新增設計使用年限100年的結構，其保護層厚度取相應類別使用年限為50年的1.4倍，同時細化環境類別，將原規范中的環境三類細化為三a、三b兩個子類，并進一步加大惡劣環境下混凝土保護層厚度的取值。
（二）關于鋼筋錨固長度規定的修訂
新版混凝土結構設計規范8.3.1條對基本錨固長度的計算公式未作改動，但明確了鋼筋的錨固長度la=ξalab，其中修正系數ξa根據錨固條件取用，同時在計算基本錨固長度lab時，刪除了原規范中錨固性能較差的刻痕鋼絲。由于2002版規范中關于混凝土強度最高等級取C40偏于保守，故新版規范將混凝土最高強度等級提高到C60，以提高錨固的性能。
六、新版規范在混凝土課程教學過程中的新要求
新版混凝土規范自2011年7月頒布實施以來，已經有近一年，而目前中國高校所使用的教材多數是在2002版規范基礎之上編寫而成，如何將教學內容與新規范相結合是目前混凝土任課教師亟待解決的問題，筆者認為在教學的過程中將重點從如下幾個方面入手。
一是，改變以教材為主要參考資料而較少閱讀和學習《規范》的傳統教學方法，提高學生解決結構實際問題的綜合能力。強調實踐性教學環節，包括到施工現場參觀的認識實習、課程設計及綜合技能訓練等。在混凝土結構課程開課前，讓學生對梁、板、柱等常見的混凝土基本構件以及框架結構、剪力墻結構等常見的混凝土結構形式形成初步感性認識，并借以引發和提高學生學習混凝土結構課程的興趣。
二是，改變以往授課過程中只重視單個構件的設計，輕視整體結構設計的教學思想，補充“結構方案”和“結構抗倒塌”設計方面的內容。使學生了解和掌握結構系統概念，了解課程的主要層次關系，從全局把握學習重點，理清學習思路，建立結構整體系統概念，理清各部分之間的關系，為課程學習建立總體框架。
三是，注意新舊規范關于混凝土和鋼筋兩種材料在強度和級別方面的修訂和增補原因。目前，由于規范處于過渡階段，故應重點向學生講明混凝土和鋼筋兩種材料的級別調整和增補原因，糾正以往對鋼筋等級（例如Ⅰ級鋼、Ⅱ級鋼、Ⅲ級鋼等）的提法，而應以規范規定的提法為準，同時提醒學生關于兩種材料強度的調整規定。
四是，關于單個構件承載能力極限狀態中受彎構件斜截面受剪承載力和偏心受壓構件正截面承載力計算新舊規范的對比，以及新規范修改的原因，在授課時引用《規范》中的條文進行講解。這樣可以讓學生在理解課堂教學知識的同時，進一步熟悉《規范》規定的原因以及依據。
五是，注意鋼筋混凝土和預應力混凝土構件在正常使用極限狀態下裂縫寬度和撓度驗算的變動；授課過程中應注重鋼筋混凝土構造和鋼筋混凝土結構構件（如板、梁、柱）有關內容的變化。構造措施是人們在長期實踐經驗基礎上總結而成的，是防止因計算考慮不周全而造成結構構件開裂、破壞，或者是保證結構構件在使用和施工上的需要而采用的，構造措施在混凝土結構設計中非常重要，大多數抗震設計的相關問題都是通過構造措施得以
保證，因此一定要引起足夠重視。
七、結語
混凝土結構是中國工業與民用建筑采用最多的一種結構形式?；炷两Y構設計是目前高校土木工程專業非常重要的一門專業課程。新版混凝土規范在高強高性能材料的應用、結構分析內容的擴展以及實現與國際接軌等方面都有了很大進步，同時新規范更加側重房屋、鐵路、公路、港口和水利水電工程混凝土結構共性技術問題設計方法的統一，這與“大土木”專業設置要求和土木工程專業“寬基礎、多出口”的培養目標更加吻合。筆者僅介紹了規范與本科教學有關的主要修訂內容，并以此提出教學新要求，以期拋磚引玉，共同推進混凝土結構設計課程教學的改革。
參考文獻：
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Teaching of concrete structure design course
LI Fengchen1，2， ZHANG Lina1，2， XU Chi2， YI Pinghua1
（ 1.College of Civil Engineering and Architecture， East China Institute of Technology， Nanchang 330013， P. R. China；
2. Fuzhou Institute of Exploring and Architectural Design， Fuzhou 344000， P. R. China）
關鍵詞：混凝土結構；課程設計；教學改革；實踐實訓
1引言
混凝土結構是土木工程專業重要的學科基礎課，其包括《混凝土結構基本原理》與《混凝土結構設計》兩大部分的內容，其中混凝土結構課程設計是在學生掌握上述內容的基礎上，為進一步加強學生們對混凝土結構知識的理解而增設的相關實踐環節。學生通過課程設計的練習應能進一步掌握設計的基本原理與基本方法，為后續的課程以及畢業設計打下堅實的基礎。
2目前《混凝土結構》課程設計存在的若干問題
通過近些年的實際指導以及對兄弟院校相關院系的調研發現，目前混凝土課程設計存在以下問題。
2.1選題相對單一，設計內容與實際工程存有差距
目前大部分土木相關院校的混凝土課程設計選用的是單向板肋梁樓蓋課程設計這一題目，大部分土木院校為督促學生自行設計而采取的手段是通過改變跨度、混凝土強度、荷載等參數，保證學生們一人一題，最大程度避免重復和抄襲。這種做法并不能從根本上解決學生不善思考的弊病，網絡上紛繁的模板可以幫助學生通過簡單的數字替換就完成課程設計的內容。同時，題目要求學生對一民用或工業建筑的樓蓋進行設計，建筑平面圖一般給定為四周磚墻的內框架結構[1]。然而內框架結構由于種種弊端，在現今的實際設計中已經被框架結構取而代之。如果仍然在教學實踐環節對老舊的結構體系進行設計，會導致學生畢業后無法將學校學到的知識轉化成解決實際問題的有效手段，這將使學生感到困惑與迷茫。
2.2學生對各種構件的構造要求以及施工流程不夠熟悉。
通過理論學習，大部分同學可以完成梁、板的承載力計算以及相關的配筋，但對于梁板節點，墻梁節點，梁柱節點等具置的鋼筋綁扎的施工工藝流程存有疑慮，對構件一般的構造要求理解不夠深入，不能夠實現理論與實際的有機結合，同時目前大部分教材對于梁施工圖的表達方式仍采用截面注寫的方式，這種方式最大的優點在于直觀，便于初學者掌握梁內具體鋼筋的布置形式，但在實際工程中，平面注寫的應用更為廣泛，理論的教學與實際的工作應用存有一定的偏差。
2.3考核方式與評價體系尚可進一步完善
由于課程設計的靈活度較高，學生的自由度較大，因此教師想對學生設計過程進行實時監控是不現實的，目前多數院校對于《混凝土結構》課程設計的考核方式仍是以學生所提交的設計成果為主，結合課上學生的課堂表現，對學生本次課程實踐給定相應的考核分數。這種以結果為導向的考核方式忽視了對設計過程的監管，會導致部分善于“搭便車”的學生通過抄襲模板或成績較好同學的設計內容而完成自己的設計任務，極有可能出現抄襲者比自行完成設計的學生成績還要高。因此，這種考核方式不夠客觀與公正，會導致學生學習倦怠，同時不能達到課程設計的預期效果。
3改革的初步探討與實踐情況
為解決上述問題，有必要對《混凝土結構》課程設計進行教學改革。
3.1優化選題內容，擴大選題范圍
我們首先從題目的選題著手，摒棄了老舊的內框架結構的內容，選取往年若干的優秀畢業設計中，與實際工程相近的多層框架結構設計作為學生課程設計的設計背景。同時，不再以設計單向板肋梁樓蓋作為單一要求，而是將設計內容擴展為單向板肋梁樓蓋設計，雙向板肋梁樓蓋設計，板式樓梯設計。增加學生的選題范圍，擴展學生的設計思路。
3.2以小組為單位進行模塊化課程設計
本次課程設計改革，將以個人為單位的模式改變為以小組為單位的模式進行課程設計，設計前將班級學生分為6人一組，每組成員又進一步細化成3小組，其中一組內2人共同完成單向板肋梁樓蓋設計，2人共同雙向板梁樓蓋設計，2人共同完成板式樓梯設計，分組的目的在于提高學生之間互幫互助與團隊協作能力，學生之間的相互督促，可以替代教師對設計過程的監控作用，在完成課程設計的同時，更能夠增進學生之間的感情。
3.3增加學生互評機制與設計成果答辯環節
為了進一步完善考核方式與評價體系，我們在現有的評價體系基礎上實行了學生互評機制，共同完成某項設計任務的學生，對彼此在設計過程中的設計態度，協作能力以及完成的設計成果進行互評，教師參考學生之間的互評結果作為學生設計過程的平時成績，同時為了防止學生之間由于情感因素而包庇他人，我們引入了答辯環節。共同設計某一題目的一組成員對設計過程進行自述，同時，教師根據設計成果對兩位同學分別提問，最終根據學生互評，設計自述以及答辯情況，給定學生最終成績。
3.4將課程設計與實踐實訓相結合
為解決學生對各種構件的構造要求以及施工流程不夠熟悉這一難題，我們選取部分優秀的設計成果，進行二次優化，并將優化后的結果用平法表示，形成可進行實際施工操作的設計圖紙，結合學校現有設施，在學校實踐實訓基地內，在師傅帶領下，以學生為主力，按照設計圖紙，對相應的設計內容進行實際施工，真正做到理論與實際相結合。實踐證明，通過改革措施，我?；炷两Y構課程設計的教學效果有了較大的提升，學生的主觀能動性得到了一定的調動，由于我校實踐實訓基地仍在建設當中，下一階段我們將把主要精力放在課程設計與實踐實訓相結合上面，將教學改革落到實處。
參考文獻：
《混凝土結構設計原理》是土木工程專業必修的專業基礎課，是一門實踐性很強與現行規范、規程等有關的專業基礎課。主要講授：混凝土結構所用材料的性能，混凝土結構設計原則，混凝土結構中常見的種類受力構件（軸心受力、受彎、受剪、偏心受力、裂縫及變形、預應力混凝土構件）的破壞特征、設計模型建立及設計方法。混凝土結構課程包括兩大部分內容：第一部分是基本（構件） 理論， 第二部分是結構（設計）部分。目前， 混凝土結構知識的學習基本上是通過授課答疑作業這一程序完成的， 學生掌握知識程度的判別， 基本上是一次考試確定， 課程設計也是一個題目全班做。由于集中授課人數多，而答疑時間相對少， 學生在學習過程中普遍存在課堂學習理解不夠、課程設計存在抄襲現象。如何把握《混凝土結構設計原理》這門課程內容的主線，在教學中讓學生深刻理解計算理論和設計方法，學以致用；如何在教學實踐中使這門課生動起來，激發學生的學習興趣與熱情，使他們真正掌握這門課程，成為講授該課程過程中值得探索和思考的問題。結合課程教學的經驗，我們認為在教學方法上，應從以下幾個方面著手提高和改進：
1 加強學生對本課程的認識
在第一部分： 基本理論教學中， 學生開始普遍反映不適應， 概念多、符號多、公式多、配筋構造多， 抓不住重點。而在第二部分： 結構設計中， 尤其是在進行工程設計時， 學生都反映聽得懂， 但做不來。因此需要加強學生對本課程的認識。首先， 本課程與先修的力學課存在很大差異， 它所討論的問題都是工程中必須解決的.其次， 學生在材料力學、結構力學課中一直接受的是性能比較單純的構件受力分析， 而混凝土構件的材料性能比較復雜， 盡管如此， 分析方法與材料力學又有許多共共同之處： 它們都是通過幾何關系、物理關系和平衡關系來推導計算公式的； 第三， 力學課中學生習慣于按設定的已知條件去求解， 解答往往是唯一的?；炷翗嫾O計不僅要進行承載力和變形計算， 而且包括材料、截面選擇、配筋構造， 解答是多種多樣的， 這就需要引導他們選擇設計并優選出最佳配構結果； 第四， 確定結構方案需要綜合考慮建筑功能、經濟適用、便于施工等因素；而模型的建立更需要深入了解結構的受力特點.第五， 混凝土結構是一門還在不斷發展的學科， 要求學生在學習時要不斷了解和掌握這些新理論、新技術。
2 增強工程意識，激發學習興趣
為了增強工程意識、使課程內容與實際工程聯系起來， 從學生身邊的教室、宿舍、樓梯、雨棚等看得見、摸得著的構件講起， 并抽象為力學簡圖； 課前， 教師可以結合所教內容， 列舉一些實際案例， 既可以是成功經驗， 也可以是教訓總結， 讓學生認識到所學內容的重要性極其實際意義。由此明確學習目的， 激發學生的學習動力和興趣。另外， 教師也可以多提一些有意義的問題，這樣學生的學習興趣被激發起來， 教學效果自然就好起來。
3 注意精簡內容，做到融會貫通
在基本理論部分中， 應力分布和應力圖形的采取是非常重要的， 應講深學透。對構造不宜過多羅列， 否則不僅使講授內容增多，影響學生對重點內容的學習和領會。另外， 教師應該找出各章節之間的聯系， 使知識融會貫通， 形成一個網絡。這樣不僅學習起來比較輕松， 而且容易將前后知識點聯系起來， 加深印象， 提高學習效果。
4 重視構造措施
構造措施是人們在長期實踐經驗的基礎上總結出來的，可防止因計算中沒有考慮的影響因素而使結構構件開裂和破壞，同時也是為了使用和施工上的需要而采用的。構造措施可以說是鋼筋混凝土學習中既簡單又難于掌握的一部分內容。簡單在于規范規定很明確，而且表達形式簡單，難于掌握在于規范的條文多，學生不易理清思路和記憶。例如在鋼筋混凝土連續梁中，鋼筋在支座處的斷點與彎起點的構造問題，多數學生在學習時感到非常難于理解和記憶。但是構造措施在混凝土結構的設計中又是非常重要的。因此，教師應在教學中確定重點，幫助學生理解這些構造措施。
5 設計規范與書本內容結合， 重視課程設計
首先是設計規范要與課本的內容相結合。鋼筋混凝土結構設計現行的規范（GB50010 - 2002） 是2002 年出版的版本，一方面，教師在講課過程中，應該使學生認識到：作為實際工程結構設計，既要滿足理論分析計算，還要符合現行規范規定的要求（包括理論和構造兩個方面） 。另一方面，在講課過程中應強調課程與規范的聯系和相關性，使學生通過學習對規范有更深刻的理解；反過來，通過對規范的進一步理解，加強了課程與實際工程的聯系，提高了學生處理實際問題的能力。其次是重視課程設計。通?；炷猎O計課程設計安排在學期末進行，由于各門考試都安排在期末，學生經常會忙于復習而對課程設計投入不足，加上學生對課程設計不甚重視，因此建議將課程設計安排在課程結束后的下一個學期初始，這樣學生就會有時間和精力投入到設計中。
6 調整考核方式
混凝土課程中公式、圖表很多，如果單一地進行閉卷考試，一方面學生背公式的工作量太大，有些公式記憶的意義不大；另一方面由于是閉卷，很多內容就不適合作為考試題目，但這些內容在課程和實際工程中又比較重要，這樣就導致考試的范圍不全面，因此開卷與閉卷相結合是一個較好的方法。對概念性和一定需要記憶的內容采用閉卷考試，可以采用填空、選擇、簡答和論述等題型；對計算部分可采用開卷方式，題型和內容也可更豐富和靈活。我們認為，較為合理的成績評定：期末考核（65%）+平時成績（10%）+課程設計（25%）。