建筑抗震设计课程“金课”建设研究

姜伟，刘功良，郭巍，刘桂德

（黑龙江八一农垦大学 土木水利学院，黑龙江大庆 163319）

2018 年，时任教育部部长陈宝生提出：要提高大学生的学业挑战度，对大学生有效地“增负”，合理调整所学课程的难度与深度[1-2]。将“水课”变为有深度、有难度、有挑战的“金课”。“金课”可总结为“两性一度”，即高阶性、创新性、和挑战度[3-5]。高阶性是通过将所学的知识、自身能力、素质有机融合，培养学生解决问题的能力及方法。创新性是指教育要注重课程前沿性和时代性、教学形式的先进性和互动性，以及学习结果的探究性和个性化，培养学生的探究能力。挑战度是指教师需增加授课的难度，课程难度增加的同时也需要教师多花精力准备课程，学生需要更多的时间来消化知识[6]。如何将所教授课程打造为“金课”，是目前所有高校教学改革的重点[7-8]。吴金星等[9]以培养学生对理论知识的应用和解决实际问题的能力为目标，以“金课”思想对传热学教学进行研究，并阐述了对教学内容、教学方法等方面的改革措施与实施办法；郭靖等[10]采用线上、线下混合式的“金课”模式，以安装概预算课程为例，从课程定位、课程建设、课程实施、应用效果等方面进行研究；王宪彬等[11]针对交通运输类专业的现状和教学短板，介绍了新工科背景下专业“金课”建设的内容、目标和途径，以及必须解决的问题；杨飞芸等[12]为培养食品领域具有创新思维和实践能力的高素质、应用型、创新型拔尖人才，以食品化学实验“金课”建设为目标，改革了食品化学的教学内容、教学方法和考核评价方式，创建了一个实验性的“能力刺激”学习模式。本文从建筑抗震设计课程的教学团队、教学内容、教学方式、考核方式、思政教育等方面入手对课程进行改革，以实现高阶性、创新性、挑战度的“金课”建设要求。

1 建筑抗震设计课程教学现状

通过调查研究，目前建筑抗震设计的教学模式仍采用教师课堂讲授、学生被动接受的方式。这种教学方式导致学生的学习兴趣不高，教师不能及时掌握学生对教学内容的吸收程度以及运用所学知识解决问题的能力。因此，此种教学方式难以满足高水平应用型人才培养的战略需求。目前该课程所存在的问题如下。

1.1 课程内容多、难度大

建筑地震设计课程需要以材料力学、结构力学、混凝土结构和钢结构等课程为基础，将地震工程与建筑工程紧密联系在一起。学生需要具有相对扎实的基本理论，并且具有更广泛的专业知识。因此，该课程的教授与学习难度均较大，同时建筑抗震设计课程所安排的课时仅有32 课时，课程内容多难度大与课时不足的矛盾十分突出。

1.2 学生缺乏理论与实践结合的能力

建筑抗震设计课程的主要内容主要分为4 个部分，建筑抗震概念设计，场地、地基与基础，地震作用和结构抗震验算以及常见结构的抗震设计。

教师在授课过程中发现，大部分学生可以较好地掌握结构构件的抗震验算，但是对于抗震的概念设计却难以理解与掌握。建筑抗震概念设计是指根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想进行建筑和结构总体布置并确定细部构造的过程。因此，建筑抗震概念设计是整个建筑抗震设计的灵魂。尤其是随着工程软件越来越智能化，大部分的内力计算、配筋计算已不需人工计算，因此，概念设计更为重要。但是若想在结构设计过程中正确运用抗震概念设计并采取相应的抗震措施进行抗震设计，需要掌握相应的专业知识和丰富的实践经验，这恰恰是授课教师及学生所缺少的。如果学生不能掌握并理解课程的主要内容，将来毕业设计以及走上工作岗位将举步维艰。

1.3 学生难以理解规范的内容

建筑抗震设计的教学内容与现行的结构设计规范密切相关，抗震规范针对不同结构形式都有相应的抗震设防要求，因此，在短短的32 课时内，学生很难理解规范中的相应条文，导致在毕业论文或在实际工程中难以准确地应用规范条文。为了使学生更好地理解与应用规范相关内容，要求教师须有相关的实际工程背景，能够向学生讲明在实际工程项目中如何应用该条文解决问题，同时应知道规范每个阶段的修订原因。

1.4 课程考核形式单一

建筑抗震设计课程的考核仍采用传统的平时成绩+卷面成绩的考核方式，其中平时成绩主要包括学生的出勤率、课堂表现与作业完成情况。卷面成绩即为期末闭卷的考试成绩，该考核方式只能考查学生对教材中知识点的掌握情况，很难对学生解决实际工程问题的能力做出相应的评价。

2 建筑抗震设计课程“金课”建设路径

2.1 教学团队建设

一支优秀的教学团队是课程顺利进行的保障，尤其是与实际工程联系紧密的建筑抗震设计课程。该课程不仅需要学生掌握相应的基本理论，而且需要学生将所学的理论与实际相结合，具有应用理论解决实际问题的能力。因此教学团队应由理论知识扎实的教师与实践经验丰富的教师共同组成。该课程共有2 名教师，其中一位教师具有十多年的建筑抗震设计课程讲授经验，具有扎实的理论基础，由该教师讲授理论部分；另一位教师在大型甲级设计院工作近10 年，是国家一级注册结构工程师，具有丰富的工程设计经验，由该教师讲解课程中与规范相关的抗震措施以及对规范进行详细解读，并根据工程实例讲解抗震设计理论如何在工程中应用。

2.2 教学内容优化

建筑抗震设计课程共有7 章内容，但是仅有32课时，在如此短的时间内难以教授完课程的全部内容。因此，任课教师需要将课程内容进行梳理，并厘清该课程与其他课程的关系，在授课过程中突出课程的特点，例如框架剪力墙结构、剪力墙结构相应的抗震计算及相应的构造措施与高层建筑结构设计教学内容重复，因此，该部分内容应放在高层设计中去讲解。该课程应重点讲解抗震设计的基本原则、地震作用计算中的振型反应谱法、底部剪力法以及钢筋混凝土框架结构抗震设计。这样将减少不必要的教学内容，突出重点，让学生更好地掌握相关知识。

2.3 教学方式改进

传统的教学方式已不适应现阶段土木工程专业高水平应用型人才培养的战略需求。因此，应优化教学方式，采用在较少的课时内能保证实现“两性一度”的教学方法和师生互动模式。将教学分为理论部分与实践部分，在理论部分，教师应调动学生的学习兴趣，让学生了解建筑抗震设计的重要性，采用线下线上教学相结合的方式，通过雨课堂提前上传相应的教学视频，以供学生预习，课堂上根据学生预习过程中所发现的问题与困惑进行重点讲解，充分发挥教师的主导作用和学生的主体作用，创建以“学”为主的课堂，激发学生的求知欲，提高其学习兴趣[13]。教师定期在雨课堂布置小测验，通过小测验及时了解学生对重要知识点的掌握情况。同时，将较为简单的知识点，如各种结构在地震作用下的破坏形式的相关教学视频上传到雨课堂，让学生自学。理论部分结束后是相应的实践部分，该部分由具有工程经验的教师完成。教师选取重点项目，根据相应理论进行讲解，并重点讲解在设计初期如何根据抗震概念设计进行结构布置，以及相应的抗震承载力计算与变形计算；将规范与书本相结合，讲解相应抗震措施，如强柱弱梁、强剪弱强节点强锚固在实际工程中是如何实现的，如何核算计算结果是否满足抗震构造措施，以及不满足时如何进行调整。教师在雨课堂上布置相应设计大作业，让学生根据所学知识进行设计，使其在完成大作业的同时掌握教材与规范中的相关知识。

2.4 考核方式重构

将考核方式分为平时成绩、大作业成绩、期末考试成绩三部分。其中大作业部分是针对框架结构抗震设计所布置的，要求学生所提交的设计大作业中结构的整体布置及细部构造需要满足抗震概念设计，相应的构件应满足承载力验算、小震作用下的弹性变形验算，同时还要满足相应的抗震构造要求，如最小配筋率、轴压比、最小配箍率、体积配箍率等。各个考核部分的分值如表1 所示。

表1 各个考核部分的分值

2.5 将思政教育引入课堂

大学教育不仅需要学生掌握相关的专业知识，同时也要培养学生正确的人生观、价值观、责任感以及爱国情怀。思政教育是大学教育的重要内容[14]，因此，将思政教育引入建筑抗震设计课程中是十分必要的，但是长期以来建筑抗震设计课程中思政内容涉及较少。本文针对建筑抗震设计课程的特点，讲解从古代至今我国建筑抗震技术的发展，如古代张衡发明了世界上第一台可以预测地震的地动仪，领先其他国家1 800 年，以此培养学生的文化自信。

3 结论

建筑抗震设计作为土木工程专业最为重要的一门专业课，其教学质量与效果直接影响人才培养质量。建筑抗震设计传统的教学方法难以适应土木工程专业人才培养方案，因此，通过分析目前建筑抗震设计课程存在的课程内容多、难度大、课时少，学生缺乏理论与实际结合的能力以及难以正确理解规范的内容，课程考核形式单一等问题，本文从建设教学团队、优化教学内容、改进教学方式、重构考核方式、将思政教育引入课堂等方面入手，对课程进行改革，以实现高阶性、创新性、挑战度的“金课”建设。