工程结构抗震课程教学改革与探索

唐月

摘要：文章首先阐述了工程结构抗震课程的内容体系，然后根据该课程的特点，结合教学实践，在课程教学内容、教学队伍、教学方法、考核方式等方面进行了改革与探索，并提出了合理安排授课内容、加强与其他专业课程之间的衔接、紧密联系最新结构规范、理论与实践教学相结合等课程建设与改革方案，以期提高教学质量，提升教学效果，培养出实践能力强的应用型人才。

关键词：工程结构抗震；课程特点；教学方法；实践教学

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）34-0129-02

地震灾害是人类社会面临的威胁较大的自然灾害之一，地震灾害的出现会在较短时间内对建（构）筑物造成巨大的破坏，并会带来一定的人员伤亡和经济损失。为了减轻地震带来的建筑破坏，避免人员伤亡，减少经济损失，对土木工程进行结构抗震设防是目前抵御及减轻地震灾害最直接有效的途径。因此，要求高校土木工程本科生必须具备基本的抗震理论知识和抗震设计能力。工程结构抗震课程，在各高校均作为土木工程专业的专业必修课程，同时框架结构抗震设计成了诸多高校本科阶段毕业设计的主要内容[1]。

工程结构抗震作为抗震设计原理的基础课程，将工程地质、材料力学、结构力学、钢筋混凝土结构设计、土力学与地基基础等多门专业基础理论予以综合，以研究工程结构抗震设防目标、设计方法、抗震概念设计及相应的抗震构造要求等为主要内容的专业主干课程[2]。

一、课程内容体系

该课程内容按教学性质大致分以下三种类型：（1）理论知识型，包括地震基础理论、结构抗震设防的三水准目标和两阶段方法、场地选择、地基抗震措施及处理、地震反应分析与抗震验算等。（2）实践训练型，除地震作用计算外的构造要求，还包含课程设计、毕业设计、毕业实习等实践性训练环节。（3）综合应用型，例如根据地震灾害经验和工程要求，对结构进行抗震概念设计和综合分析，确保结构和构件的延性，等等。

二、课程特点及教学现状

1.学时较少、课程内容多。工程结构抗震课程目前为32学时，相对较少。从上述课程内容体系不难看出，工程结构抗震教学内容较多[3]，包括地震基础知识、场地、地基和基础、地震反应分析与抗震验算、建筑抗震概念设计、多层及高层钢筋混凝土房屋抗震设计等多个章节。因此，如何在有限教学时间内让学生充分掌握课程的重要知识点是授课的关键，也是一项不小的挑战。

2.涉及面广，与其他专业课程交叉重复较多。本校该课程排在大三下学期，原因主要在于该门课程涉及面比较广，与先修理论课程有着紧密联系，需要学生具备一定的专业基础。同时，该课程与相关专业课程间交叉重复内容较多，如D值法、结构布置原则等，如果不注重课程间的衔接，学生的知识体系就会很分散，教学质量在一定程度上也会打折扣。所以，在教学过程中如何使学生掌握系统的、易于掌握且便于运用的专业知识体系，是教学中需要解决的重要问题。

3.规范条文多，理论与实践结合少。工程结构抗震课程中有较多的专业术语和计算公式，规范中的众多条文及说明略显枯燥乏味，却又至关重要。如何让学生更好地理解晦涩的专业名词及公式，提高教学的生动性和趣味性值得关注。考虑增设抗震课程设计，同时加强该课程与后续实践教学间的联系，全面提高学生理论与实践相结合的能力，是本课程教学改革探索的另一方向。

4.课程综合性强、考核方式单一。工程结构抗震课程综合性强，主旨在于培养土木工程本科生结构抗震设计与分析的综合应用能力，目前的考核方式采取纸质版闭卷考试，结业成绩由平时成绩和期末考试成绩（比例3∶7）组成，考核方式较单一，难以准确地反映学生真实的综合能力。

三、课程建设与改革方案

针对课程特点及教学现状，结合教学实践，可以从以下几方面进行课程教学改革与探索。

1.全面整合优化教学内容，加强专业课程之间的联系与衔接。根据最新规范规程及实践性教学反馈，结合本校学生特点，对本课程内容重新梳理整合，教学重心调整为抗震概念设计、地震反应分析及框架结构的抗震设计。强调课程重点，关注课程难点；从多角度阐述基本概念与理论，注重课程前后知识点的联系，强调专业课程之间的衔接，引导学生建立系统的知识体系。比如，教材第五章，采用D值法计算水平地震作用下框架内力，D值法在先修的混凝土课程中已有涉及；再如第四章，概念设计的许多内容与高层建筑结构课程有交叉重复，梳理整合后对课程内容做进一步优化，在有限的学时内让学生掌握得更连贯、更全面。

2.打造精干教学队伍，强化教学资源库建设。成立结构抗震课程组，让具有较强理论水平和科研能力的教师，通过“老带新”的模式，帮助引导青年教师更好更快地完成自我定位，以便后期进行强有力的自我塑造。课程组内部定期召开课程研讨会相互交流学习，促进青年教师积极提高教学水平和科研能力。成立抗震教学资源库并设专人管理，在资源库里共享学科资料，如与最新规范对应的上课课件、经典案例、历年来大地震的图片和音像资料、往届结构设计大赛的试题与获奖模型、有限元分析软件结构模型、结构工程师考试经典试题、生产实习毕业实习中施工现场看到的抗震相关图、最新规范主要内容等，形成浓厚的教研氛围。教学资源库可考虑以网盘的形式，简单易操作，学生输入提取密码后便可观摩学习。

3.教学方法与教学手段的改革。首先，充分利用多媒體教学手段，将PPT与板书结合，同时融入项目教学法等多元化教学方法，积极引导学生主动学习，在鼓励学生多问“为什么”，多思考“怎么办”的同时，重视培养学生课下查阅规范资料的自学能力。其次，针对不同性质的教学内容，如理论知识部分，利用大量的图片和实例呈现历年来大地震给人类的生命和经济财产带来的不可估量的损失，让学生更直观感性地认识地震。在地震动动力特性及地震反应分析讲解过程中，利用有限元软件模拟地震反应动态图，帮助学生更好地理解地震反应过程及结构薄弱层等专业术语，让乏味的专业课程形象生动起来[4]。

应用实践部分，结合《建筑工程抗震设防分类标准》[5]、《建筑抗震设计规范》等专业规范讲授教学内容，以规范条文为红线，加强学生对结构设计安全责任制的认知。同时将理论教学与毕业设计、结构设计大赛等实践结合起来，通过数值模拟，促使学生真实了解不同构件、结构在模拟现实地震情况下的反应，全面提高学生的创新能力，深化学生对抗震理论的理解。

4.改革考核方式，建立长效考核机制。多年来抗震课采用的是传统的闭卷考试的考核方式，可能会造成学生在考前死记硬背知识点的情况，使学生在一定程度上缺乏对理论知识的深度思考。现有的改革方式将地震计算作业计入平时成绩，在传统课程结业考试基础上，可以要求学生以应急避难场所等作为主题，写一篇不少于3000字并有格式排版要求的抗震小论文，这样有助于提高学生查阅规范、阅读文献和独立思考问题的能力，与学校的应用型人才培养方向一致。考核方式由平时成绩和闭卷考试成绩（比例3∶7）的模式，调整为30%平时成绩（含考勤+小作业）+20%小论文成绩+50%闭卷考试成绩的模式。

四、结语

工程结构抗震是一门综合性较强的课程，需结合现行国家规范，整合优化教学内容，重视实践教学环节。笔者结合教学实践，在教学内容、教学队伍、教学方法和手段、考核方式等方面进行积极改革与探索，努力提高课堂教学质量，提升教学效果，当然还有许多地方需要进一步改进，今后也会进一步充实自己，提高教学水平和科研能力，进一步推动课程教学改革。

参考文献：

[1]GB50011-2010，建筑抗震设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2010.

[2]陈燕华，袁康，曾晓云.《建筑结构抗震设计》课程教学改革探索与实践[J].中国西部科技，2010，（12）：73-74.

[3]王社良.抗震结构设计[M].武汉理工大学出版社，2011.

[4]翟长海，李爽，徐龙军，等.建筑结构抗震设计教学改革探索[J].高等建筑教育，2011，20（3）：88-90.

[5]GB50223-2008，建筑工程抗震设防分类标准[S].北京：中国建筑工业出版社，2008.