工程結構抗震課程教學改革與探索

唐月

摘要：文章首先闡述了工程結構抗震課程的內容體系，然后根據該課程的特點，結合教學實踐，在課程教學內容、教學隊伍、教學方法、考核方式等方面進行了改革與探索，并提出了合理安排授課內容、加強與其他專業課程之間的銜接、緊密聯系最新結構規范、理論與實踐教學相結合等課程建設與改革方案，以期提高教學質量，提升教學效果，培養出實踐能力強的應用型人才。

關鍵詞：工程結構抗震；課程特點；教學方法；實踐教學

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）34-0129-02

地震災害是人類社會面臨的威脅較大的自然災害之一，地震災害的出現會在較短時間內對建（構）筑物造成巨大的破壞，并會帶來一定的人員傷亡和經濟損失。為了減輕地震帶來的建筑破壞，避免人員傷亡，減少經濟損失，對土木工程進行結構抗震設防是目前抵御及減輕地震災害最直接有效的途徑。因此，要求高校土木工程本科生必須具備基本的抗震理論知識和抗震設計能力。工程結構抗震課程，在各高校均作為土木工程專業的專業必修課程，同時框架結構抗震設計成了諸多高校本科階段畢業設計的主要內容[1]。

工程結構抗震作為抗震設計原理的基礎課程，將工程地質、材料力學、結構力學、鋼筋混凝土結構設計、土力學與地基基礎等多門專業基礎理論予以綜合，以研究工程結構抗震設防目標、設計方法、抗震概念設計及相應的抗震構造要求等為主要內容的專業主干課程[2]。

一、課程內容體系

該課程內容按教學性質大致分以下三種類型：（1）理論知識型，包括地震基礎理論、結構抗震設防的三水準目標和兩階段方法、場地選擇、地基抗震措施及處理、地震反應分析與抗震驗算等。（2）實踐訓練型，除地震作用計算外的構造要求，還包含課程設計、畢業設計、畢業實習等實踐性訓練環節。（3）綜合應用型，例如根據地震災害經驗和工程要求，對結構進行抗震概念設計和綜合分析，確保結構和構件的延性，等等。

二、課程特點及教學現狀

1.學時較少、課程內容多。工程結構抗震課程目前為32學時，相對較少。從上述課程內容體系不難看出，工程結構抗震教學內容較多[3]，包括地震基礎知識、場地、地基和基礎、地震反應分析與抗震驗算、建筑抗震概念設計、多層及高層鋼筋混凝土房屋抗震設計等多個章節。因此，如何在有限教學時間內讓學生充分掌握課程的重要知識點是授課的關鍵，也是一項不小的挑戰。

2.涉及面廣，與其他專業課程交叉重復較多。本校該課程排在大三下學期，原因主要在于該門課程涉及面比較廣，與先修理論課程有著緊密聯系，需要學生具備一定的專業基礎。同時，該課程與相關專業課程間交叉重復內容較多，如D值法、結構布置原則等，如果不注重課程間的銜接，學生的知識體系就會很分散，教學質量在一定程度上也會打折扣。所以，在教學過程中如何使學生掌握系統的、易于掌握且便于運用的專業知識體系，是教學中需要解決的重要問題。

3.規范條文多，理論與實踐結合少。工程結構抗震課程中有較多的專業術語和計算公式，規范中的眾多條文及說明略顯枯燥乏味，卻又至關重要。如何讓學生更好地理解晦澀的專業名詞及公式，提高教學的生動性和趣味性值得關注。考慮增設抗震課程設計，同時加強該課程與后續實踐教學間的聯系，全面提高學生理論與實踐相結合的能力，是本課程教學改革探索的另一方向。

4.課程綜合性強、考核方式單一。工程結構抗震課程綜合性強，主旨在于培養土木工程本科生結構抗震設計與分析的綜合應用能力，目前的考核方式采取紙質版閉卷考試，結業成績由平時成績和期末考試成績（比例3∶7）組成，考核方式較單一，難以準確地反映學生真實的綜合能力。

三、課程建設與改革方案

針對課程特點及教學現狀，結合教學實踐，可以從以下幾方面進行課程教學改革與探索。

1.全面整合優化教學內容，加強專業課程之間的聯系與銜接。根據最新規范規程及實踐性教學反饋，結合本校學生特點，對本課程內容重新梳理整合，教學重心調整為抗震概念設計、地震反應分析及框架結構的抗震設計。強調課程重點，關注課程難點；從多角度闡述基本概念與理論，注重課程前后知識點的聯系，強調專業課程之間的銜接，引導學生建立系統的知識體系。比如，教材第五章，采用D值法計算水平地震作用下框架內力，D值法在先修的混凝土課程中已有涉及；再如第四章，概念設計的許多內容與高層建筑結構課程有交叉重復，梳理整合后對課程內容做進一步優化，在有限的學時內讓學生掌握得更連貫、更全面。

2.打造精干教學隊伍，強化教學資源庫建設。成立結構抗震課程組，讓具有較強理論水平和科研能力的教師，通過“老帶新”的模式，幫助引導青年教師更好更快地完成自我定位，以便后期進行強有力的自我塑造。課程組內部定期召開課程研討會相互交流學習，促進青年教師積極提高教學水平和科研能力。成立抗震教學資源庫并設專人管理，在資源庫里共享學科資料，如與最新規范對應的上課課件、經典案例、歷年來大地震的圖片和音像資料、往屆結構設計大賽的試題與獲獎模型、有限元分析軟件結構模型、結構工程師考試經典試題、生產實習畢業實習中施工現場看到的抗震相關圖、最新規范主要內容等，形成濃厚的教研氛圍。教學資源庫可考慮以網盤的形式，簡單易操作，學生輸入提取密碼后便可觀摩學習。

3.教學方法與教學手段的改革。首先，充分利用多媒體教學手段，將PPT與板書結合，同時融入項目教學法等多元化教學方法，積極引導學生主動學習，在鼓勵學生多問“為什么”，多思考“怎么辦”的同時，重視培養學生課下查閱規范資料的自學能力。其次，針對不同性質的教學內容，如理論知識部分，利用大量的圖片和實例呈現歷年來大地震給人類的生命和經濟財產帶來的不可估量的損失，讓學生更直觀感性地認識地震。在地震動動力特性及地震反應分析講解過程中，利用有限元軟件模擬地震反應動態圖，幫助學生更好地理解地震反應過程及結構薄弱層等專業術語，讓乏味的專業課程形象生動起來[4]。

應用實踐部分，結合《建筑工程抗震設防分類標準》[5]、《建筑抗震設計規范》等專業規范講授教學內容，以規范條文為紅線，加強學生對結構設計安全責任制的認知。同時將理論教學與畢業設計、結構設計大賽等實踐結合起來，通過數值模擬，促使學生真實了解不同構件、結構在模擬現實地震情況下的反應，全面提高學生的創新能力，深化學生對抗震理論的理解。

4.改革考核方式，建立長效考核機制。多年來抗震課采用的是傳統的閉卷考試的考核方式，可能會造成學生在考前死記硬背知識點的情況，使學生在一定程度上缺乏對理論知識的深度思考。現有的改革方式將地震計算作業計入平時成績，在傳統課程結業考試基礎上，可以要求學生以應急避難場所等作為主題，寫一篇不少于3000字并有格式排版要求的抗震小論文，這樣有助于提高學生查閱規范、閱讀文獻和獨立思考問題的能力，與學校的應用型人才培養方向一致。考核方式由平時成績和閉卷考試成績（比例3∶7）的模式，調整為30%平時成績（含考勤+小作業）+20%小論文成績+50%閉卷考試成績的模式。

四、結語

工程結構抗震是一門綜合性較強的課程，需結合現行國家規范，整合優化教學內容，重視實踐教學環節。筆者結合教學實踐，在教學內容、教學隊伍、教學方法和手段、考核方式等方面進行積極改革與探索，努力提高課堂教學質量，提升教學效果，當然還有許多地方需要進一步改進，今后也會進一步充實自己，提高教學水平和科研能力，進一步推動課程教學改革。

參考文獻：

[1]GB50011-2010，建筑抗震設計規范[S].北京：中國建筑工業出版社，2010.

[2]陳燕華，袁康，曾曉云.《建筑結構抗震設計》課程教學改革探索與實踐[J].中國西部科技，2010，（12）：73-74.

[3]王社良.抗震結構設計[M].武漢理工大學出版社，2011.

[4]翟長海，李爽，徐龍軍，等.建筑結構抗震設計教學改革探索[J].高等建筑教育，2011，20（3）：88-90.

[5]GB50223-2008，建筑工程抗震設防分類標準[S].北京：中國建筑工業出版社，2008.