中外土木工程專(zhuān)業(yè)結(jié)構(gòu)抗震與減震課程比較研究

魯正+楊玉玲

摘要：地震嚴(yán)重危及人民生命和財(cái)產(chǎn)安全，中國(guó)是一個(gè)地震多發(fā)的國(guó)家，增強(qiáng)土木工程結(jié)構(gòu)的抗震能力勢(shì)在必行。抗震與減震課程是一門(mén)涉及多種專(zhuān)業(yè)知識(shí)的課程，文章以同濟(jì)大學(xué)、香港理工大學(xué)、帝國(guó)理工大學(xué)及加州大學(xué)伯克利分校等世界級(jí)土木強(qiáng)校為例，主要討論抗震與減震課程研究生階段各校授課內(nèi)容，通過(guò)對(duì)比研究課程設(shè)置，取長(zhǎng)補(bǔ)短，不斷提高中國(guó)土木工程專(zhuān)業(yè)的教育質(zhì)量，加強(qiáng)研究生能力培養(yǎng)，促進(jìn)中國(guó)研究生教育的轉(zhuǎn)型。

關(guān)鍵詞：抗震與減震；土木工程專(zhuān)業(yè)；課程設(shè)置；教學(xué)改革方案

中圖分類(lèi)號(hào)：G40-0593；TU352 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1005-2909（2017）04-0041-04

地震是一種嚴(yán)重危及人民和生命財(cái)產(chǎn)安全的自然災(zāi)害。近年來(lái)，世界范圍內(nèi)的強(qiáng)烈地震導(dǎo)致的建筑物損壞、倒塌以及人員傷亡令人觸目驚心。中國(guó)是一個(gè)地震多發(fā)的國(guó)家，增強(qiáng)土木工程結(jié)構(gòu)的抗震能力勢(shì)在必行，按照“拓寬專(zhuān)業(yè)面，加強(qiáng)基礎(chǔ)”的教學(xué)指導(dǎo)方針[1]各高校開(kāi)設(shè)了建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)課程，防災(zāi)減災(zāi)工程及防護(hù)工程學(xué)科也受到了普遍的關(guān)注。文章以同濟(jì)大學(xué)、香港理工大學(xué)、帝國(guó)理工大學(xué)及加州大學(xué)伯克利分校等世界級(jí)土木強(qiáng)校為例，對(duì)比研究土木工程專(zhuān)業(yè)抗震與減震課程的設(shè)置情況。

一、課程設(shè)置概況

抗震與減震課程作為土木工程專(zhuān)業(yè)課，具有極強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性，主要學(xué)習(xí)地震成因及結(jié)構(gòu)抗震基本知識(shí)，場(chǎng)地、地基和基礎(chǔ)的抗震，單、多自由度結(jié)構(gòu)體系地震反應(yīng)，地震作用計(jì)算和結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算，各類(lèi)建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)隔震與消能減震設(shè)計(jì)等內(nèi)容[2]。

同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院防災(zāi)方向研究生培養(yǎng)方案中將結(jié)構(gòu)抗震與減震設(shè)為專(zhuān)業(yè)學(xué)位課，課程主要內(nèi)容包括：建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)基本知識(shí)，建筑結(jié)構(gòu)抗震非線性靜力分析理論和技能，建筑結(jié)構(gòu)隔震和消能減震設(shè)計(jì)概念、理論和分析手段等。

香港理工大學(xué)土木工程專(zhuān)業(yè)結(jié)構(gòu)工程專(zhuān)業(yè)的部分課程設(shè)置與同濟(jì)大學(xué)防災(zāi)專(zhuān)業(yè)核心課程類(lèi)似，其中與結(jié)構(gòu)抗震與減震課程對(duì)應(yīng)的是樓宇抗震設(shè)計(jì)。

帝國(guó)理工大學(xué)土木工程專(zhuān)業(yè)結(jié)構(gòu)工程專(zhuān)業(yè)分為混凝土結(jié)構(gòu)、地震工程、綜合結(jié)構(gòu)工程及鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)四個(gè)模塊，其中地震工程模塊與防災(zāi)專(zhuān)業(yè)更為接近。對(duì)比同濟(jì)大學(xué)防災(zāi)核心課程與帝國(guó)理工大學(xué)地震工程模塊課程發(fā)現(xiàn)，對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)抗震與減震課程的是混凝土結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)和鋼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)。

加州大學(xué)伯克利分校土木工程專(zhuān)業(yè)有兩個(gè)與防災(zāi)相關(guān)的專(zhuān)業(yè)，分別為結(jié)構(gòu)工程專(zhuān)業(yè)和機(jī)械與材料專(zhuān)業(yè)，與結(jié)構(gòu)抗震與減震課程對(duì)應(yīng)的是地震防護(hù)系統(tǒng)、抗震設(shè)計(jì)和高等地震分析。

四個(gè)學(xué)校均開(kāi)設(shè)了結(jié)構(gòu)抗震與減震課程或其相關(guān)課程。同濟(jì)大學(xué)和香港理工大學(xué)均只開(kāi)設(shè)了一門(mén)課程，而帝國(guó)理工大學(xué)開(kāi)設(shè)了兩門(mén)，加州大學(xué)伯克利分校開(kāi)設(shè)了三門(mén)。其中，帝國(guó)理工大學(xué)雖然開(kāi)設(shè)兩門(mén)課程，但課程以結(jié)構(gòu)形式加以區(qū)分而非從主要內(nèi)容進(jìn)行細(xì)化。加州大學(xué)伯克利分校開(kāi)設(shè)的課程則兼具深度和廣度，并對(duì)當(dāng)下應(yīng)用日益廣泛的地震防護(hù)系統(tǒng)和較難的高等地震分析單獨(dú)開(kāi)課，使學(xué)生可以根據(jù)自身興趣和課題方向選課，為其科研和實(shí)踐奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

二、課程內(nèi)容

四所學(xué)校對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)抗震與減震課程的內(nèi)容如下表。

從學(xué)分設(shè)置而言，同濟(jì)大學(xué)的結(jié)構(gòu)抗震與減震課程為2學(xué)分，香港理工大學(xué)和加州大學(xué)伯克利分校每門(mén)課程的學(xué)分均為3分，同濟(jì)大學(xué)抗震課程的學(xué)分偏少，而加州大學(xué)伯克利分校三門(mén)課程共9學(xué)分，學(xué)生可根據(jù)自己的研究方向、興趣和自身能力選修。

各高校抗震與減震課程的設(shè)置情況及課程內(nèi)容與大學(xué)所處國(guó)家（地區(qū)）地理位置及其研究生教育的特點(diǎn)有關(guān)。從開(kāi)課的內(nèi)容可以看出，香港理工大學(xué)和帝國(guó)理工大學(xué)的授課內(nèi)容只涉及抗震設(shè)計(jì)，雖然帝國(guó)理工根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)形式開(kāi)設(shè)了不同的課程，專(zhuān)業(yè)性更強(qiáng)，但在內(nèi)容上沒(méi)有太多拓展，對(duì)于時(shí)下應(yīng)用日益廣泛的結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制系統(tǒng)涉及不多，因此可以看出這兩所大學(xué)對(duì)于結(jié)構(gòu)抗震與減震課程的要求相對(duì)較低，這一現(xiàn)象與這兩所大學(xué)所處地理位置的地震危險(xiǎn)性以及所處國(guó)家或地區(qū)的研究生教育特點(diǎn)有關(guān)。香港理工大學(xué)地處中國(guó)香港，香港地區(qū)雖然有較大斷裂，但由于該斷裂處于較完整的火山巖和花崗巖巖體中，不具備發(fā)生中強(qiáng)地震的充分條件[3]。帝國(guó)理工大學(xué)地處倫敦，而倫敦地震活動(dòng)水平處于中低水平[4]。因此，對(duì)抗震內(nèi)容的學(xué)習(xí)要求相對(duì)不高。對(duì)于研究生教育特點(diǎn)，香港地區(qū)高校專(zhuān)業(yè)及課程設(shè)置往往從實(shí)際出發(fā)，取決于社會(huì)需求，有較強(qiáng)的社會(huì)適應(yīng)性[5]。香港理工大學(xué)更是主張“實(shí)用為本，學(xué)以致用”，其課程設(shè)置與社會(huì)需求緊密結(jié)合，產(chǎn)學(xué)研結(jié)合充分，為社會(huì)培養(yǎng)了大量高素質(zhì)應(yīng)用型復(fù)合型人才。與之類(lèi)似，英國(guó)現(xiàn)行的研究生教育培養(yǎng)模式也是應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式，市場(chǎng)起導(dǎo)向作用[6]，在中國(guó)香港和英國(guó)這種以強(qiáng)調(diào)應(yīng)用性為主的研究生培養(yǎng)模式下，由于所處的地域地震危險(xiǎn)性不高，因此，抗震與減震課程要求相對(duì)較低。

同濟(jì)大學(xué)開(kāi)設(shè)的結(jié)構(gòu)抗震與減震課程涉及抗震設(shè)計(jì)與地震防護(hù)系統(tǒng)兩方面的內(nèi)容，且本科階段同濟(jì)大學(xué)開(kāi)設(shè)有建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)課程，主要講授抗震設(shè)計(jì)相關(guān)內(nèi)容，恰好與研究生階段的內(nèi)容有效銜接。中國(guó)內(nèi)地的研究生教育正處于轉(zhuǎn)型期[7]，逐步從擴(kuò)大規(guī)模向提高質(zhì)量轉(zhuǎn)變，教學(xué)質(zhì)量有所提高，教學(xué)內(nèi)容更加深入，但轉(zhuǎn)型還未徹底，因此在課程設(shè)置和內(nèi)容安排上可能還存在不足，應(yīng)結(jié)合自身情況，不斷深化改革，最終形成獨(dú)具特色的研究生教育培養(yǎng)模式。

加州大學(xué)伯克利分校開(kāi)設(shè)地震防護(hù)系統(tǒng)、抗震設(shè)計(jì)和高等地震分析三門(mén)課程，在廣度和深度上都更勝一籌，但是在總課時(shí)有限的情況下，多數(shù)學(xué)生也只能選修其中的一門(mén)或兩門(mén)，其中高等地震分析課程專(zhuān)業(yè)性太強(qiáng)，適合此類(lèi)研究方向或?qū)Υ擞袕?qiáng)烈興趣的學(xué)生選修，不能全面普及。這與美國(guó)的研究生教育特點(diǎn)有關(guān)，美國(guó)研究生教育的課程設(shè)置靈活、系統(tǒng)，與科研結(jié)合緊密。此外，美國(guó)的研究生教育非常重視課程學(xué)習(xí)，美國(guó)的研究生院為學(xué)生提供了大量可供選修的課程，學(xué)生對(duì)課程的選擇具有較大的自主權(quán)。

就課程內(nèi)容安排而言，加州大學(xué)伯克利分校開(kāi)設(shè)的課程涉及抗震設(shè)計(jì)、地震防護(hù)系統(tǒng)和抗震分析等內(nèi)容；同濟(jì)大學(xué)的課程涉及抗震設(shè)計(jì)和地震防護(hù)系統(tǒng)兩個(gè)方面；香港理工大學(xué)和帝國(guó)理工大學(xué)均只涉及抗震設(shè)計(jì)。顯而易見(jiàn)，加州大學(xué)伯克利分校、同濟(jì)大學(xué)兩所高校所有開(kāi)設(shè)的課程涉及的內(nèi)容更廣。就授課內(nèi)容的深度和專(zhuān)業(yè)性而言，帝國(guó)理工大學(xué)與香港理工大學(xué)均只涉及抗震設(shè)計(jì)的內(nèi)容，但帝國(guó)理工大學(xué)根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)形式開(kāi)設(shè)不同的課程，更加深入且細(xì)化，專(zhuān)業(yè)性更強(qiáng)；加州大學(xué)伯克利分校的三門(mén)課程更加專(zhuān)業(yè)、細(xì)化、深入，且涉及時(shí)域、頻域分析等高難度內(nèi)容。同濟(jì)大學(xué)一門(mén)課程安排抗震設(shè)計(jì)和地震防護(hù)系統(tǒng)兩方面的內(nèi)容有不夠深入的嫌疑，但考慮到同濟(jì)大學(xué)本科階段已開(kāi)設(shè)建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)課程，主要講授抗震設(shè)計(jì)內(nèi)容，恰好與研究生課程結(jié)構(gòu)抗震與減震課程互為補(bǔ)充，這樣的課程設(shè)置方式也較為合理。endprint

三、教學(xué)改革思路和總結(jié)

通過(guò)比較研究可以看出：不同高校土木工程專(zhuān)業(yè)中結(jié)構(gòu)抗震與減震課程的設(shè)置與其所處國(guó)家（地區(qū)）的地域特點(diǎn)及研究生培養(yǎng)模式密切相關(guān)，主要區(qū)別：在開(kāi)課數(shù)量上，同濟(jì)大學(xué)與香港理工大學(xué)均只開(kāi)設(shè)一門(mén)課程，帝國(guó)理工大學(xué)與加州大學(xué)伯克利分校都開(kāi)設(shè)了多門(mén)課程；在課時(shí)安排上，同濟(jì)大學(xué)的課時(shí)安排偏少；在授課內(nèi)容的深度和廣度上，不同的學(xué)校有不同安排，所處地域?qū)Υ擞幸欢ㄓ绊憽?/p>

教學(xué)改革是一項(xiàng)系統(tǒng)性和綜合性的工程，需長(zhǎng)期堅(jiān)持[8]，在進(jìn)行教學(xué)改革時(shí)，應(yīng)結(jié)合學(xué)校

自身情況及所處地域環(huán)境，積極借鑒并吸收其他學(xué)校的可行經(jīng)驗(yàn)。

（一）增加課時(shí)

抗震與減震課程作為日益受關(guān)注的土木工程專(zhuān)業(yè)課程，其重要性不言而喻，課時(shí)是授課內(nèi)容和質(zhì)量的保證，適當(dāng)增加課時(shí)很有必要。

（二）合理增設(shè)課程數(shù)量

把結(jié)構(gòu)抗震與減震作為一門(mén)課程進(jìn)行講授并不利于學(xué)生結(jié)合自身研究方向選擇課程，應(yīng)當(dāng)適當(dāng)增設(shè)課程，拓展所學(xué)內(nèi)容并加深難度，使不同學(xué)生能根據(jù)自己的研究方向和興趣選修課程，為其后期進(jìn)行科學(xué)研究和工程實(shí)踐打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

（三）深化改革，促進(jìn)轉(zhuǎn)型

中國(guó)的研究生教育經(jīng)過(guò)多年發(fā)展已基本形成培養(yǎng)模式多樣、學(xué)科種類(lèi)齊全的研究生教育體系，為社會(huì)的建設(shè)與發(fā)展提供了有力的人才保障，但也應(yīng)認(rèn)識(shí)到，中國(guó)的研究生教育與其他教育強(qiáng)國(guó)相比還有較大的差距，因此，應(yīng)當(dāng)抓住轉(zhuǎn)型期的關(guān)鍵機(jī)遇，不斷提高教育質(zhì)量，加強(qiáng)研究生教育的能力培養(yǎng)，不斷深化改革、促進(jìn)中國(guó)研究生教育的轉(zhuǎn)型。

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Abstract：Earthquake endangers peoples life and property security seriously. China is an earthquake-prone country， and it is imperative to enhance the seismic resistant ability of structures. Structural seismic control and shock absorption is involved in a variety of professional knowledge. The paper studies the curriculum provision of structural seismic control and shock absorption course of Tongji University， The Hong Kong Polytechnic University， Imperial College and UC Berkeley. With the comparative studies we want to improve the teaching quality， enhance the students ability training， and promote the transition of graduate education

Keywords： structural seismic control and shock absorption； civil engineering specialty； curriculum provision； teaching reform schemes

（編輯 梁遠(yuǎn)華）endprint