“多媒體—工程案例—數(shù)值仿真”模式結(jié)構(gòu)抗震原理教學(xué)探討

孫廣俊+李鴻晶

摘要：采用基于“多媒體-工程案例-數(shù)值仿真”的教學(xué)模式，依據(jù)知識(shí)模塊劃分，以實(shí)際工程案例為背景素材，借助有限元軟件等數(shù)值仿真實(shí)驗(yàn)和多媒體演示手段，將學(xué)生引入到真實(shí)的地震工程情境中，實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的形象化和直觀化，創(chuàng)造師生、學(xué)生之間的雙向和多向互動(dòng)氛圍，開(kāi)展工程結(jié)構(gòu)抗震原理的課程教學(xué)，從而強(qiáng)化學(xué)生對(duì)工程結(jié)構(gòu)抗震基本概念的理解和實(shí)際應(yīng)用能力的培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：多媒體；工程案例；數(shù)值仿真；抗震；教學(xué)

中圖分類號(hào)：TU3-4文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：10052909（2015）06007405[AM〗中國(guó)是世界上地震災(zāi)害最為嚴(yán)重的國(guó)家之一，地震活動(dòng)分布廣、頻度高、強(qiáng)度大，全國(guó)1/3以上的國(guó)土、半數(shù)以上的大中城市位于地震基本烈度Ⅶ度和Ⅶ度以上地區(qū)。地震一旦發(fā)生，很可能產(chǎn)生嚴(yán)重的后果，造成生命和財(cái)產(chǎn)的巨大損失。從本質(zhì)上講，地震災(zāi)害的屬性是土木工程災(zāi)害，其元兇是不合格的土木工程。工程結(jié)構(gòu)抗震原理（簡(jiǎn)稱“抗震課程”）作為土木工程專業(yè)的主干課程，則為解決工程結(jié)構(gòu)的抗震安全性提供了理論基礎(chǔ)和設(shè)計(jì)參考。對(duì)該課程進(jìn)行積極有效的教學(xué)改革可以提高教學(xué)質(zhì)量，保證教學(xué)效果，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)工程結(jié)構(gòu)抗震基本概念的理解和實(shí)際應(yīng)用能力的培養(yǎng)。

長(zhǎng)期以來(lái)的教學(xué)實(shí)踐表明，僅通過(guò)傳統(tǒng)的授課方式使學(xué)生完全掌握工程結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)是不容易的，也不利于教學(xué)過(guò)程中學(xué)生工程實(shí)踐意識(shí)和應(yīng)用能力的培養(yǎng)。隨著科學(xué)的發(fā)展，教學(xué)理念和教學(xué)方法也要不斷地變化，這樣才能適應(yīng)科學(xué)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步的需要。教學(xué)改革及其實(shí)踐表明，基于“多媒體-工程案例-數(shù)值仿真”的教學(xué)模式是抗震課程教學(xué)中一種行之有效的方法和手段。

一、抗震課程特點(diǎn)及教學(xué)改革現(xiàn)狀

抗震課程是一門理論難度大、綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)的課程[1-3]，其主要特征表現(xiàn)如下。

（1）涉及的學(xué)科廣泛，綜合性強(qiáng)。

（2）包含的概念、公式和規(guī)范條文眾多，內(nèi)容抽象。

（3）工程實(shí)踐性強(qiáng)，但實(shí)際教學(xué)中缺乏學(xué)生實(shí)踐環(huán)節(jié)。

（4）學(xué)時(shí)不足，且授課學(xué)期（一般安排在第7學(xué)期）學(xué)生以求職或考研為主，學(xué)習(xí)積極性不高。（5）知識(shí)更新快，與行業(yè)規(guī)范結(jié)合緊密。

（6）課程授課效果直接影響畢業(yè)設(shè)計(jì)和研究生階段學(xué)習(xí)。

面對(duì)上述特點(diǎn)，長(zhǎng)期以來(lái)很多高校對(duì)于抗震課程的教學(xué)模式還是采取灌輸式的傳統(tǒng)講授法，這種教學(xué)模式的針對(duì)性不強(qiáng)，教學(xué)方法和手段相對(duì)落后，理論與實(shí)踐銜接不好，學(xué)生對(duì)授課內(nèi)容缺乏興趣，已不能滿足當(dāng)前形勢(shì)的需要。

目前，國(guó)外在抗震課程的教學(xué)上主要是大量使用工程案例和結(jié)構(gòu)抗震仿真軟件，并通過(guò)多媒體技術(shù)的途徑強(qiáng)化學(xué)生對(duì)基本概念的理解和實(shí)際應(yīng)用能力的培養(yǎng)。國(guó)內(nèi)，為了改善抗震課程教學(xué)效果不如人意的現(xiàn)狀，很多高校開(kāi)展了積極有效的教學(xué)改革，在教學(xué)理念和教學(xué)手段上已經(jīng)逐步呈現(xiàn)出與國(guó)外相一致的趨勢(shì)。這些教學(xué)改革措施主要集中在以下幾個(gè)方面。

（1）通過(guò)教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整和優(yōu)化，合理安排教學(xué)內(nèi)容，突出重點(diǎn)，抓住核心，解決抗震課程教學(xué)內(nèi)容多而課時(shí)少的矛盾。

（2）通過(guò)利用網(wǎng)絡(luò)資源，構(gòu)建一個(gè)嶄新的教學(xué)環(huán)境，使網(wǎng)絡(luò)教學(xué)成為課堂教學(xué)的有力補(bǔ)充。

高等建筑教育2015年第24卷第6期

孫廣俊，等“多媒體-工程案例-數(shù)值仿真”模式結(jié)構(gòu)抗震原理教學(xué)探討

（3）通過(guò)發(fā)揮多媒體輔助教學(xué)優(yōu)勢(shì)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)功能，提高教學(xué)質(zhì)量和效率，是對(duì)傳統(tǒng)課堂教學(xué)時(shí)間不足的彌補(bǔ)。

（4）通過(guò)在教學(xué)中加強(qiáng)工程案例分析，激勵(lì)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，增強(qiáng)其綜合運(yùn)用知識(shí)的能力，同時(shí)體現(xiàn)以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的教育理念。

（5）通過(guò)加強(qiáng)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，強(qiáng)化學(xué)生的素質(zhì)培養(yǎng)。

二、“多媒體-工程案例-數(shù)值仿真”的教學(xué)模式在抗震課程教學(xué)中的運(yùn)用

多媒體教學(xué)是現(xiàn)代化教學(xué)的一個(gè)重要手段，它可以將教學(xué)性、集成性、可演示性及可重復(fù)性融為一體，能給教學(xué)帶來(lái)豐富的信息量。案例教學(xué)是一種有效的將理論與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)方法，通過(guò)案例啟發(fā)學(xué)生思考，營(yíng)造思維環(huán)境，是現(xiàn)代高校教育中不可缺少的教學(xué)方法之一。由于地震的抽象性和復(fù)雜性，學(xué)生對(duì)復(fù)雜的地震工程動(dòng)力分析難以理解，而基于有限元理論的數(shù)值模擬技術(shù)及其軟件具有模式直觀、運(yùn)算簡(jiǎn)捷的優(yōu)點(diǎn)，有助于減輕學(xué)生的學(xué)習(xí)難度，幫助其認(rèn)識(shí)和理解工程結(jié)構(gòu)抗震的理論和方法，提高其結(jié)構(gòu)分析能力。

因此，將基于有限元軟件的數(shù)值仿真教學(xué)手段與工程案例教學(xué)方法相融合，不但可以擴(kuò)展教學(xué)模式，提高教學(xué)效果，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，深化其對(duì)工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)原理和方法的理解，而且可以為其畢業(yè)以后從事工程結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的設(shè)計(jì)和科研工作打下基礎(chǔ)。此外，數(shù)值仿真實(shí)驗(yàn)的一個(gè)優(yōu)勢(shì)在于可以克服實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)觀測(cè)難、重復(fù)難和費(fèi)用高的不足，還可以得到實(shí)驗(yàn)室無(wú)法真實(shí)再現(xiàn)的物理現(xiàn)象。通過(guò)引入數(shù)值仿真實(shí)驗(yàn)，可以從很大程度上改善抗震課程缺少實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)的不足。

教學(xué)研究和實(shí)踐表明，工程案例、數(shù)值仿真實(shí)驗(yàn)及計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)在抗震課程教學(xué)上的應(yīng)用，可以使得學(xué)生親身參與到教學(xué)過(guò)程中，深化對(duì)抗震原理和方法的理解，增強(qiáng)解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力，真正實(shí)現(xiàn)教與學(xué)的互動(dòng)。

“多媒體-工程案例-數(shù)值仿真”教學(xué)模式的目標(biāo)為：采用多媒體、工程案例與數(shù)值仿真實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的教學(xué)模式，依據(jù)知識(shí)模塊劃分，以實(shí)際工程案例為背景素材，借助有限元數(shù)值仿真實(shí)驗(yàn)和多媒體演示手段，將學(xué)生引入到真實(shí)的地震工程情境中，實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的形象化和直觀化，創(chuàng)造師生、學(xué)生之間的雙向和多向互動(dòng)氛圍，以達(dá)到激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣、深化其對(duì)工程結(jié)構(gòu)抗震原理的理解，增強(qiáng)其綜合運(yùn)用知識(shí)和解決實(shí)際問(wèn)題的能力之目的。

針對(duì)上述的教學(xué)目標(biāo)，結(jié)合課程的特點(diǎn)，“多媒體-工程案例-數(shù)值仿真”教學(xué)模式需要重點(diǎn)解決以下幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。

（1）典型工程案例在教學(xué)中的組織。好的案例是成功進(jìn)行案例教學(xué)的前提和基礎(chǔ)，如何根據(jù)教學(xué)內(nèi)容選擇具有代表性的案例，把工程抗震的理論寓于案例之中，再以案例的形式引導(dǎo)和展現(xiàn)出來(lái)，是教學(xué)中需要解決的一個(gè)主要問(wèn)題。

（2）數(shù)值仿真實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中的組織。如何根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，或結(jié)合代表性案例，通過(guò)數(shù)值仿真實(shí)驗(yàn)將抽象、枯燥的抗震概念和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為形象、生動(dòng)的圖形和動(dòng)態(tài)過(guò)程，是教學(xué)中需要解決的另一個(gè)主要問(wèn)題。

（3）主導(dǎo)性與交互性的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。案例教學(xué)法是一種促動(dòng)式教學(xué)方法，如何改變傳統(tǒng)舉例教學(xué)的單向性，在充分發(fā)揮教師主導(dǎo)性的同時(shí)，促使學(xué)生通過(guò)工程案例與數(shù)值仿真教學(xué)在交互中認(rèn)識(shí)相關(guān)抗震設(shè)計(jì)原理和方法，也是教學(xué)中需要解決的一個(gè)主要問(wèn)題。

（4）教學(xué)與科研的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。課程教學(xué)如能充分吸收已有的科研成果，不但可以促進(jìn)課程質(zhì)量的提高，而且能夠有效地實(shí)現(xiàn)科研成果向教學(xué)的轉(zhuǎn)化，同時(shí)對(duì)于今后從事科研工作的學(xué)生較早地參與科學(xué)研究也有一定的激勵(lì)和促進(jìn)作用。在科研推動(dòng)行業(yè)發(fā)展的同時(shí)，將科研成果融入到課程教學(xué)內(nèi)容中，使教學(xué)內(nèi)容與行業(yè)發(fā)展相同步，也是教學(xué)中需要解決的一個(gè)主要問(wèn)題。

三、“多媒體-工程案例-數(shù)值仿真實(shí)驗(yàn)”教學(xué)資源的建立

針對(duì)目前抗震課程存在的問(wèn)題，需要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容重新調(diào)整和優(yōu)化知識(shí)模塊，在此基礎(chǔ)上建立與知識(shí)模塊相對(duì)應(yīng)的工程案例資源庫(kù)?；谟邢拊浖⑴c工程案例相融合的數(shù)值仿真實(shí)驗(yàn)，在此基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)新的多媒體課件，構(gòu)建“多媒體-工程案例-數(shù)值仿真”教學(xué)資源，并通過(guò)教學(xué)實(shí)踐建立信息反饋和動(dòng)態(tài)修正制度。教學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立主要包括以下三類。

（1）建立與教學(xué)內(nèi)容相對(duì)應(yīng)的代表性工程案例資源庫(kù)。代表性案例所涉及的往往可能不是一、兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)，而是“知識(shí)群”。案例的內(nèi)容應(yīng)包括圖像資料（視頻、圖片）、文字資料、學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程所需要完成的綜合分析題等。案例的選取應(yīng)符合針對(duì)性、真實(shí)性、典型性、生動(dòng)性及難度適中等標(biāo)準(zhǔn)，并且要兼顧教學(xué)時(shí)限的要求。

（2）建立基于有限元軟件的數(shù)值仿真實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)值仿真實(shí)驗(yàn)不只是相關(guān)教學(xué)內(nèi)容的簡(jiǎn)單演示，而應(yīng)與工程案例相融合，形成理論與實(shí)踐的無(wú)縫對(duì)接。數(shù)值仿真的結(jié)果應(yīng)根據(jù)工程問(wèn)題和物理問(wèn)題的不同特點(diǎn)選擇相適應(yīng)的表現(xiàn)方式，如圖表、圖形、云圖或動(dòng)畫等呈現(xiàn)給學(xué)生。數(shù)值仿真實(shí)驗(yàn)還需要更多地展現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室無(wú)法真實(shí)再現(xiàn)的物理現(xiàn)象，如復(fù)雜結(jié)構(gòu)的地震損傷、倒塌的動(dòng)力演變過(guò)程等。

（3）建立與“多媒體-工程案例-數(shù)值仿真”模式相一致的多媒體課件。為了適應(yīng)和體現(xiàn)“多媒體-工程案例-數(shù)值仿真”教學(xué)模式，需要建立新的多媒體課件。課件的制作在注重邏輯關(guān)系、突出重點(diǎn)的基礎(chǔ)上，應(yīng)避免文字、公式的簡(jiǎn)單堆砌，盡可能多地采用框架圖、流程圖等形式闡釋知識(shí)結(jié)構(gòu)的邏輯關(guān)系，采用圖像、照片等形式形象、直觀地展示工程案例，采用數(shù)值模擬的動(dòng)態(tài)結(jié)果演示抽象的課程內(nèi)容，加大信息量，擴(kuò)展知識(shí)面，增強(qiáng)可讀性。在此基礎(chǔ)上，引入《工程抗震三字經(jīng)》[4]對(duì)每一講課件的重點(diǎn)和難點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)，以促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解和記憶。

此外，工程案例和數(shù)值仿真實(shí)驗(yàn)還需要考慮將最新的震害、研究進(jìn)展和研究成果納入教學(xué)，通過(guò)關(guān)注相關(guān)事件的發(fā)生，隨時(shí)收集教學(xué)素材，為學(xué)生提供符合時(shí)代需要的課程體系和教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生理解目前抗震規(guī)范有關(guān)規(guī)定的不足之處，這對(duì)于提高學(xué)生的創(chuàng)新能力具有重要作用。

四、教學(xué)案例

地震反應(yīng)譜是工程結(jié)構(gòu)抗震原理中的一個(gè)非常重要概念，其定義抽象、理解難度大，采用傳統(tǒng)的單向灌輸式講授模式不能取得令人滿意的教學(xué)效果。下面以“地震反應(yīng)譜”一講簡(jiǎn)要展示“多媒體-工程案例-數(shù)值仿真”教學(xué)模式在抗震課程教學(xué)中的應(yīng)用。

依據(jù)教學(xué)要求和關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)，將“地震反應(yīng)譜”一講劃分為4個(gè)部分內(nèi)容，分別是：（1）反應(yīng)譜的定義與建立；（2）反應(yīng)譜的性質(zhì)；（3）反應(yīng)譜的本質(zhì)；（4）反應(yīng)譜與抗震設(shè)計(jì)。其中，反應(yīng)譜的本質(zhì)為十分關(guān)鍵而以往教學(xué)中容易忽視的內(nèi)容。各部分教學(xué)內(nèi)容具體論述如下。

（一）反應(yīng)譜的定義與建立

通過(guò)2個(gè)工程案例視頻（意大利地震教堂屋蓋墜落視頻、日本地震房屋整體倒塌視頻）和2組工程案例照片（汶川地震嚴(yán)重破壞的結(jié)構(gòu)照片、汶川地震基本完好的結(jié)構(gòu)照片），給學(xué)生以強(qiáng)烈震撼和沖擊，充分調(diào)動(dòng)其視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)功能，激發(fā)其對(duì)本講的學(xué)習(xí)興趣，并以此說(shuō)明“結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)差別如此顯著”這一現(xiàn)象。

基于“結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)差別如此顯著”這一現(xiàn)象，提出“結(jié)構(gòu)在地震中的反應(yīng)取決于什么”這一問(wèn)題，變單向式教學(xué)為交互性教學(xué)。在啟發(fā)學(xué)生的基礎(chǔ)上，給出“結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)取決于結(jié)構(gòu)特性和地震地面運(yùn)動(dòng)特性兩個(gè)因素”這一結(jié)論，并進(jìn)一步說(shuō)明“結(jié)構(gòu)特性是可以設(shè)計(jì)、調(diào)整的，而地震地面運(yùn)動(dòng)特性是不能改變而只能被認(rèn)識(shí)的”，從而引出“描述地震地面運(yùn)動(dòng)特性的手段——反應(yīng)譜”這一概念，如圖1所示。

給出反應(yīng)譜的具體定義和建立原理，并對(duì)關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行闡釋，以板書和多媒體流程圖的形式（如圖2所示）說(shuō)明反應(yīng)譜的建立過(guò)程，從而使學(xué)生能夠牢固建立起“反應(yīng)譜是單自由度彈性體系在給定的地震作用下某個(gè)最大反應(yīng)與體系自振周期的關(guān)系曲線”這一重要概念。

（二）反應(yīng)譜的性質(zhì)

給出相對(duì)位移反應(yīng)譜、相對(duì)速度反應(yīng)譜和絕對(duì)加速度反應(yīng)譜的曲線圖，并通過(guò)曲線走勢(shì)的動(dòng)畫演示說(shuō)明3種反應(yīng)譜的曲線變化性質(zhì)和差別，從而使學(xué)生在腦海中能夠建立起3種反應(yīng)譜的圖像，實(shí)現(xiàn)抽象化向直觀化的有效轉(zhuǎn)化。

重點(diǎn)說(shuō)明加速度反應(yīng)譜曲線隨結(jié)構(gòu)自振周期變化的性質(zhì)及阻尼比對(duì)反應(yīng)譜峰值的削弱性質(zhì)，通過(guò)2個(gè)工程案例（基底隔震結(jié)構(gòu)案例、耗能減震結(jié)構(gòu)案例）深化學(xué)生對(duì)上述性質(zhì)的理解，使其體會(huì)到反應(yīng)譜與工程實(shí)踐的緊密聯(lián)系，同時(shí)也將較新的研究進(jìn)展和研究成果納入到教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的科研能力和創(chuàng)新能力。

圖2“反應(yīng)譜的建立”流程（多媒體）分別給出不同場(chǎng)地條件下加速度反應(yīng)譜曲線的對(duì)比和不同震中距條件下加速度反應(yīng)譜曲線的對(duì)比，說(shuō)明土質(zhì)條件和震中距對(duì)反應(yīng)譜形狀的影響，同樣也通過(guò)4個(gè)工程案例，即堅(jiān)硬場(chǎng)地上結(jié)構(gòu)的震害、軟弱場(chǎng)地上結(jié)構(gòu)的震害、近震條件下結(jié)構(gòu)的震害、遠(yuǎn)震條件下結(jié)構(gòu)的震害案例深化學(xué)生對(duì)上述性質(zhì)的理解，使其體會(huì)到反應(yīng)譜與工程實(shí)踐的緊密聯(lián)系。

（三）反應(yīng)譜的本質(zhì)

這一部分內(nèi)容在教材和以往的課程教學(xué)中強(qiáng)調(diào)得較少[5-6]，而關(guān)于反應(yīng)譜本質(zhì)的認(rèn)識(shí)對(duì)于正確理解反應(yīng)譜的概念和建立原理具有重要的意義，因此本講中需要重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)。

提出“反應(yīng)譜到底反映的是什么的特性”這一問(wèn)題，再次開(kāi)展交互性討論。

采用“單/多自由度體系動(dòng)力分析軟件Nonlin”分別對(duì)3條不同地震波下的單自由度體系地震反應(yīng)進(jìn)行數(shù)值模擬，分別繪制相應(yīng)的反應(yīng)譜曲線。通過(guò)反應(yīng)譜曲線的對(duì)比，誘導(dǎo)學(xué)生得出“只有改變地震動(dòng)才能改變反應(yīng)譜的形狀”這一結(jié)論，從而使其能夠牢固建立起“反應(yīng)譜反映的是地震地面運(yùn)動(dòng)的特性，不反映具體結(jié)構(gòu)特性”，“結(jié)構(gòu)只是量測(cè)工具”等關(guān)于反應(yīng)譜本質(zhì)的重要概念。

要求學(xué)生課后學(xué)習(xí)操作Nonlin軟件，該軟件的主要功能可以用于線性單自由度體系的結(jié)構(gòu)振動(dòng)特性分析、單自由度體系的地震反應(yīng)分析、阻尼對(duì)結(jié)構(gòu)反應(yīng)的影響分析以及繪制地震反應(yīng)譜等，可以為抗震課程的理論學(xué)習(xí)和簡(jiǎn)單應(yīng)用提供一個(gè)可視化的平臺(tái)。

（四）反應(yīng)譜與抗震設(shè)計(jì)

基于上述對(duì)反應(yīng)譜本質(zhì)的認(rèn)識(shí)（通過(guò)“結(jié)構(gòu)”這一量測(cè)工具反映地震地面運(yùn)動(dòng)的特性）說(shuō)明反應(yīng)譜的價(jià)值所在，建立反應(yīng)譜與抗震設(shè)計(jì)的聯(lián)系。

提出“由反應(yīng)譜如何得到結(jié)構(gòu)的地震作用”這一問(wèn)題，開(kāi)展交互性討論，啟發(fā)學(xué)生給出結(jié)構(gòu)在地震過(guò)程中經(jīng)受的最大慣性力的計(jì)算公式，以此說(shuō)明通過(guò)反應(yīng)譜可以把動(dòng)力問(wèn)題簡(jiǎn)化為靜力問(wèn)題。

提出“設(shè)計(jì)中采用的反應(yīng)譜是什么”“多自由度體系如何運(yùn)用”等問(wèn)題，供學(xué)生課后思考，為下一講內(nèi)容做準(zhǔn)備。

（五）小結(jié)

引述王前信教授《工程抗震三字經(jīng)》中的相關(guān)內(nèi)容，“二階段，反應(yīng)譜，豪與比，功卓著，單振子，擬結(jié)構(gòu)，震作用，反應(yīng)求，遠(yuǎn)近震，場(chǎng)地土，與阻尼，作參數(shù)，峰反應(yīng)，自振周，縱橫標(biāo)，繪譜圖”，對(duì)本講內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)和提煉。

本講的內(nèi)容進(jìn)行了多次教學(xué)實(shí)踐，并不斷調(diào)整。教學(xué)實(shí)踐結(jié)果表明，通過(guò)擴(kuò)展教學(xué)手段，優(yōu)化教學(xué)方法，在抗震課程中采用“多媒體-工程案例-數(shù)值仿真”相結(jié)合的教學(xué)模式，可以實(shí)現(xiàn)抽象化向直觀化的有效轉(zhuǎn)化，深化學(xué)生對(duì)抗震課程的理解，使其體會(huì)到專業(yè)課與工程實(shí)踐的緊密聯(lián)系，取得良好的教學(xué)效果。

五、結(jié)語(yǔ)

依據(jù)抗震課程特點(diǎn)，以實(shí)際工程案例為背景素材，借助有限元軟件的數(shù)值仿真實(shí)驗(yàn)和多媒體演示手段，建立基于“多媒體-工程案例-數(shù)值仿真”的教學(xué)模式，可以有效解決該課程概念抽象、理論難度大、理論與實(shí)踐脫節(jié)及學(xué)生學(xué)習(xí)難度高、興趣低的問(wèn)題，增強(qiáng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力和分析、解決實(shí)際問(wèn)題的能力，同時(shí)提高教師的業(yè)務(wù)水平，在教學(xué)上具有重要的實(shí)踐意義和推廣價(jià)值。

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“Multimedia， engineering case studies， and numerical simulations”

model in teaching of seismic principles of structures

SUN Guangjun， LI Hongjing

（College of Civil Engineering， Nanjing Tech University， Nanjing 210009， P. R. China）

Abstract： According to the “multimedia， engineering case studies and numerical simulations” teaching model and knowledge modules， actual engineering cases were selected as teaching subjects， and numerical simulation experiments based on finite element software and multimedia technology were applied in teaching of earthquakeresistant of structure. In this sense， students were attracted into a real seismic engineering situation and the visualization of course contents was realized. Meanwhile， teachers and students were interacted. By using the teaching model， students ability to understand basic conceptions of earthquakeresistant of structure and their practical application ability were improved.

Keywords： multimedia； engineering case； numerical simulation； earthquakeresistant； teaching