抗震設計與混凝土結構設計融合教學的探討

蔣振華

摘要：本文從抗震設計與混凝土結構設計融合教學的改革意義、改革思路、方法等方面進行了論述，提出將抗震設計知識融合到混凝土結構設計課程授課過程中，采用抗震與非抗震設計的對比分析的方法，從而達到加深學生對抗震基本知識的理解，避免抗震與結構設計脫節(jié)的目的。

關鍵詞：抗震；融合教學；對比

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1671-0568（2013）35-0067-02

一、教學改革的意義、現(xiàn)狀分析

地震是一種嚴重的自然災害，每次強烈地震都會給人類帶來巨大的生命財產(chǎn)損失。自從汶川地震以來，國家越來越意識到抗震設計的重要性和迫切性，2008年對抗震規(guī)范做了局部修訂，2010年做了大范圍的修訂。我國處于環(huán)太平洋地震帶和地中海南亞地震帶之間，地震分布非常廣泛，抗震減災成為土木工作者重要的工作內(nèi)容。由抗震規(guī)范附錄得知，全國除浙江、江西等省少數(shù)地區(qū)外，絕大部分省、市、地區(qū)屬于抗震設防區(qū)，都需要抗震設計，結構設計在很多情況下就是結構的抗震設計。而汶川地震也表明：嚴格按照抗震設計規(guī)范進行設計、施工的建筑，在遭遇比當?shù)卦O防烈度高一度的地震作用下，沒有出現(xiàn)倒塌，可有效地保護人民的生命安全。

因此，土木工程專業(yè)的學生掌握抗震設計基本知識尤其是抗震概念設計是非常必要的。本課題將抗震設計知識融合到混凝土結構設計課程授課過程中，通過抗震與非抗震設計的對比分析，加深學生對抗震基本知識的理解，避免抗震與結構設計脫節(jié)。

混凝土結構設計（?？茷榻ㄖY構、建筑力學與結構等專業(yè)課）是衢州學院（以下簡稱“我院”）土木工程專業(yè)重要的專業(yè)必修課，一直來很受重視，建筑工程學院相關教師對該課程做了大量的教學研究活動，比如2005年的鋼筋混凝土結構現(xiàn)代教學方法研究，2006年的《建筑結構》校級重點課程，2007年的《鋼筋混凝土及砌體結構》校重點課程和《建筑力學與結構省級精品課程》，2010年的《混凝土結構設計原理》校級重點課程，等等。而建筑抗震跟混凝土結構設計課程相比，受關注的程度就要低得多。這門課曾在2003房建、2004房建、2006建工?？茖I(yè)作為一門選修課開設，后來就取消了，對該課程目前還沒有相關的教學研究活動。從往年授課效果來看也不太理想。因為，以往抗震設計這門選修課是在建筑結構相關專業(yè)課程授課完之后開設，由于?？茖W生對知識的融會貫通能力較差，即使是選修了抗震設計課程的學生，也很難將抗震與之前學過的建筑結構相關知識聯(lián)系起來，而沒有選修該課程的學生對抗震設計的概念就更差了。從2010級土木工程本科專業(yè)培養(yǎng)計劃來看，暫時沒有設建筑抗震這門課，其抗震設計內(nèi)容分散在每門結構課的最后章節(jié)。因此有必要在建筑結構相關課程中將抗震知識補充到每一章節(jié)進行融合教學，從一開始就使學生建立抗震設計這一概念，從而取得較好的教學效果。而《混凝土結構設計原理》重點課程的建設為該教學改革項目打下了一定的基礎。

二、改革理念

根據(jù)“本專業(yè)培養(yǎng)基礎理論扎實，專業(yè)知識面寬，實踐能力、創(chuàng)新能力和自主發(fā)展能力強，具有本專業(yè)基本理論和基本知識，獲得工程師的基本訓練，具備初步的項目規(guī)劃和研究開發(fā)能力，能從事土木工程的設計、施工和管理工作，德智體美全面發(fā)展的高素質(zhì)應用型本科人才”的培養(yǎng)目標，改革的理念設定為：以“必須、夠用”為度，以講清概念、強化應用為原則，融合抗震設計基本知識，優(yōu)化抗震教學內(nèi)容，內(nèi)容精簡且又能反映本專業(yè)的新理論、新技術、新方法。以培養(yǎng)應用型人才為目標縮減純理論知識，增強抗震構造措施、工程實踐，立足學科特點輕地震作用計算、重抗震概念設計。課程改革做到：抗震構造與結構設計融合貫通、脈絡清晰、重難點突出。

三、改革思路

1.改革教學方式和教學手段

根據(jù)本課程的特點，采用多媒體授課，融圖、文、聲、像于一體，改善學生認識環(huán)境，豐富學生想象力，促進學生的創(chuàng)新思維。比如地震震害及特點可采用影片放映，人工模擬地震波、振動臺可以通過共享網(wǎng)絡資源實現(xiàn)，結構的抗震構造設計以及隔震與消能減震的先進成果可以通過圖片、影像等形象地展現(xiàn)在學生面前。而對于混凝土結構設計課程中正截面、斜截面、抗扭、抗拉等難度大的計算理論，可以采用傳統(tǒng)教學一步步推導，加深學生的理解。總之將多媒體教學與傳統(tǒng)教學有機結合，力爭兩者的和諧統(tǒng)一。

2.由教學內(nèi)容確定教學方法

（1）對于教學內(nèi)容中的重點和難點問題，如截面設計的基本公式推導等，采用板書方式，引導學生思考，參與具體推導過程，加深理解。

（2）對于教學內(nèi)容中的基本概念、復雜圖形如抗震構造節(jié)點圖、震災圖片等，可采用多媒體課件進行演示，提高學生的學習興趣、加深理解

（3）各種混凝土結構的荷載傳遞路線、各種混凝土構件的受力和破壞過程等內(nèi)容，用傳統(tǒng)的教學手段較難表述清楚。用動態(tài)模擬表達，生動、直觀、易于理解，可以獲得其它方法無法取得的效果，大大節(jié)約了授課學時。

（4）對于樓蓋結構、單層工業(yè)廠房、多高層建筑結構的結構組成和結構布置等內(nèi)容，通過現(xiàn)場參觀實物并講解，可以使學生更直接地掌握課程內(nèi)容，形成結構整體概念。對于非重點、難點和描述性等內(nèi)容，要求學生通過閱讀教材、做思考題和習題來完成。自學效果通過討論、提問、批改作業(yè)等方式予以檢查。

3.注重培養(yǎng)學生能力，改革評價機制

重點培養(yǎng)學生的自學能力和實踐應用能力，在授課前鼓勵學生多查閱結構設計和抗震設計的相關規(guī)范和書籍，引導學生自行預習新課內(nèi)容，收集相關的圖片和資料。在授課過程中不單純講解地震基礎知識，而是結合震害圖片以及相應的抗震規(guī)范分析結構所存在的抗震構造缺陷、分析破壞原因，培養(yǎng)學生將書本理論知識應用于抗震設計的能力。要充分利用大學生結構設計的平臺，引導學生將結構設計和抗震設計知識應用到結構設計模型制作中。

4.抗震與非抗震對比教學

為了加深學生對抗震知識的理解，可以采用抗震結構與非抗震結構的對比分析，比如在講授唐山地震災害時，可以通過天津地區(qū)經(jīng)抗震設防后的房屋震害統(tǒng)計與唐山地區(qū)非抗震房屋震害統(tǒng)計進行分析，讓學生深刻理解抗震設計的重要性。再比如在講解框架結構構造措施時，同時給出抗震和非抗震的節(jié)點錨固圖，分析兩者的異同及不同的原因，等等，加深學生對抗震構造措施的理解。

四、改革內(nèi)容

通過對畢業(yè)學生和設計院、施工、監(jiān)理企業(yè)進行的走訪調(diào)查，收集相關資料，并精選與學生的崗位需求相對應的必要的抗震設計基礎知識。分析各抗震設計基礎知識與混凝土結構設計課程各章節(jié)的對應關系，進行抗震設計基礎知識與混凝土結構設計知識的整合，制作多媒體課件。同時，收集賑災圖片和錄像，進行多媒體課件的潤色和完善，并將教改內(nèi)容全部上網(wǎng)。最后，將教改成果應用于土木工程本科專業(yè)及建筑工程技術等專業(yè)的混凝土結構設計課程或建筑結構課程的教學，驗證教學效果，收集反饋意見。

參考文獻：

[1]東南大學，同濟大學，天津大學.混凝土結構（第5版）[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2012.

[2]呂西林等.建筑結構抗震設計理論與實例（第三版）[M].上海：同濟大學出版社，2011.