土木工程抗震課程教學(xué)改革與實(shí)踐

朱俊鋒

摘要：為了提高土木工程抗震課程的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果，文章首先分析了土木工程抗震當(dāng)前教學(xué)中存在的問題，然后從教學(xué)手段、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式等方面介紹了課程教學(xué)改革措施。教學(xué)實(shí)踐證明，通過對(duì)土木工程抗震課程進(jìn)行教學(xué)改革，能夠更好地促進(jìn)教師提高教學(xué)水平，提高課堂教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：土木工程抗震；教學(xué)改革；教學(xué)實(shí)踐；教學(xué)方法

中圖分類號(hào)：TU-4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1005-2909（2016）01-0085-03

地震是一種突發(fā)的自然災(zāi)害，是地球內(nèi)部構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的結(jié)果。地球上每年發(fā)生的地震約500萬次，其中有感地震約15萬次，造成嚴(yán)重破壞的地震約20次。中國是一個(gè)多地震國家，地震發(fā)生的區(qū)域范圍廣、強(qiáng)度大。20世紀(jì)全世界發(fā)生過20多次7級(jí)以上的大地震，死亡100多萬人。1920年中國海原8.5級(jí)地震死亡20萬人；1976年中國唐山7.6級(jí)地震死亡24萬人，16萬人傷殘，財(cái)產(chǎn)損失30億元以上，名列20世紀(jì)世界地震史死亡人數(shù)之首；2008年中國汶川8.0級(jí)地震造成約7萬人死亡，約37萬人受傷，約1.8萬人失蹤，直接經(jīng)濟(jì)損失8 452億元，是中華人民共和國成立以來破壞力最大的地震，也是繼唐山大地震后傷亡最慘重的一次。為了減輕建筑的地震破壞，減輕人員傷亡，減少經(jīng)濟(jì)損失，將損失降低到最小程度，土木工程專業(yè)技術(shù)人員需要掌握有關(guān)抗震的知識(shí)，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。

一、土木工程抗震課程教學(xué)中存在的問題

土木工程抗震是土木工程專業(yè)的一門重要專業(yè)課，土木工程專業(yè)學(xué)生學(xué)好這門課將會(huì)受益匪淺，但是現(xiàn)狀卻不令人滿意。目前在本科教學(xué)中，該課程課時(shí)一般在40學(xué)時(shí)左右，課時(shí)相對(duì)較少，但該課程涉及到的內(nèi)容又較多，主要涉及到結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)、混凝土結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)、砌體結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)、鋼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)、工業(yè)廠房抗震設(shè)計(jì)、橋梁工程抗震設(shè)計(jì)等。該課程一般安排在第六學(xué)期或第七學(xué)期，這一時(shí)期是學(xué)生忙于研究生考試復(fù)習(xí)和找工作階段，一部分學(xué)生身在課堂但心在別處，往往心不在焉，學(xué)生學(xué)習(xí)該課程積極性不高。如何在有限的教學(xué)課時(shí)內(nèi)完成教學(xué)任務(wù)，提高課堂教學(xué)效果，對(duì)教師來說是一大挑戰(zhàn)。

土木工程抗震課程教學(xué)改革的目的是在有限的課時(shí)內(nèi)提高該課程的教學(xué)質(zhì)量，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)土木工程專業(yè)課程的興趣，以培養(yǎng)既掌握專業(yè)所要求的知識(shí)和技能，又熟悉相關(guān)專業(yè)知識(shí)的較全面型人才[1]。

二、土木工程抗震課程教學(xué)改革采取的措施與實(shí)踐

近年來，作者結(jié)合自身的教學(xué)實(shí)踐，積極進(jìn)行土木工程抗震課程教學(xué)改革，在教學(xué)手段、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式等方面進(jìn)行了一些有益的改革與實(shí)踐，取得了良好的教學(xué)效果。

（一）上好緒論課，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)土木工程抗震的興趣

緒論課是土木工程抗震的開篇，作為教師來說應(yīng)高度重視緒論課的教學(xué)。因?yàn)榫w論課是學(xué)生了解土木工程抗震這門課的窗口。緒論課上得好不好對(duì)整個(gè)課程的教學(xué)成功與否至關(guān)重要。通過緒論課的學(xué)習(xí)，要讓學(xué)生對(duì)土木工程抗震這門課有一個(gè)大致的了解，深刻理解學(xué)習(xí)這門課的目的是什么，為什么要學(xué)習(xí)這門課，這門課對(duì)土木工程專業(yè)學(xué)生來講起多大的作用，使學(xué)生深切地感受到土木工程抗震這門課的重要性，使學(xué)生深刻認(rèn)識(shí)到現(xiàn)在不學(xué)好土木工程抗震方面的知識(shí)，將來在實(shí)際工作中萬一出現(xiàn)失誤，有可能造成重大人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，提高學(xué)生學(xué)習(xí)這門課程的自覺性、主動(dòng)性和積極性。

怎樣才能上好緒論課呢？作者認(rèn)為不妨采用多媒體條件下的案例教學(xué)法[2]。多媒體案例教學(xué)通過采用大量真實(shí)、典型的案例和大量的圖片資料，使教學(xué)更加直觀、形象。例如將汶川地震的相關(guān)資料引入課堂，“2008年5月12日14時(shí)28分04秒，在四川省阿壩藏族羌族自治州汶川縣發(fā)生里氏8.0級(jí)地震，震源深度14公里，震中烈度11度，地震持續(xù)時(shí)間約為2分鐘，地震造成69 227人遇難，374 643人受傷，17 923人失蹤，直接經(jīng)濟(jì)損失8 452億元?！蓖ㄟ^上述資料，可以啟發(fā)學(xué)生認(rèn)真思考以下問題：（1）為什么這次地震稱為汶川地震，引出“震中”這個(gè)概念；（2）里氏8.0級(jí)地震是怎么測定的，引出“里氏震級(jí)”概念和震級(jí)的測定方法；（3）從“震源深度14公里”可以引出“震源深度”這個(gè)概念，根據(jù)震源深度地震可以劃分為哪些類型，汶川地震屬于哪一個(gè)類型。

在緒論中給學(xué)生講述地震災(zāi)害時(shí)，可以通過多媒體將汶川地震造成的震害分類給學(xué)生顯示出來。在給學(xué)生演示汶川地震所造成的災(zāi)害時(shí)，啟發(fā)學(xué)生思考為什么會(huì)造成這樣的破壞，通過這些破壞現(xiàn)象，我們能否從中發(fā)現(xiàn)一些地震破壞規(guī)律，在今后的設(shè)計(jì)中我們可以采取什么樣的措施來減輕這些震害。

（二）多媒體與板書相結(jié)合，提高課堂教學(xué)效果

在進(jìn)行土木工程抗震課程教學(xué)中，盡可能采用多媒體與板書相結(jié)合的方式提高課堂教學(xué)效果。一方面采用多媒體教學(xué)具有形象、生動(dòng)、直觀、易于理解優(yōu)點(diǎn)。土木工程抗震課中，一些內(nèi)容適合采用多媒體教學(xué)，例如地震災(zāi)害（主要包括地表破壞、工程結(jié)構(gòu)破壞、次生災(zāi)害、人員傷亡等），采用多媒體教學(xué)可以直觀地把災(zāi)害顯示給學(xué)生，學(xué)生從地震災(zāi)害圖片中也更容易理解和掌握有關(guān)地震造成的破壞。當(dāng)然，并不是任何問題都適合采用多媒體教學(xué)。土木工程抗震課中有些內(nèi)容適合采用板書教學(xué)，比如給學(xué)生講解振型分解反應(yīng)譜法和底部剪力法算例時(shí)，采用板書教學(xué)更合適些。這樣的算例采用板書教學(xué)可以給學(xué)生留有足夠的時(shí)間思考、琢磨和消化，讓學(xué)生更容易掌握振型分解反應(yīng)譜法和底部剪力法的計(jì)算步驟，知道采用上述方法計(jì)算地震作用時(shí)需要哪些步驟。因此，對(duì)于該課程來說，最好的教學(xué)手段是多媒體與板書相結(jié)合，優(yōu)勢互補(bǔ)，提高課堂教學(xué)效果。

此外，在土木工程抗震的課堂教學(xué)中，作者嘗試采用雙語教學(xué)[3]。將課堂上易于用英語表達(dá)清楚的內(nèi)容做成英語課件，一些專業(yè)詞匯用英語來表達(dá)。在近幾年的雙語教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)中，作者發(fā)現(xiàn)采用雙語授課在一定程度上能夠幫助學(xué)生理解專業(yè)知識(shí)。但是采用雙語教學(xué)也存在較大的難度，最大的難度在于沒有合適的符合《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010-2010）的英語教材。

（三）調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，適應(yīng)新的教學(xué)要求

土木工程抗震教學(xué)內(nèi)容可以分為“基礎(chǔ)篇”和“應(yīng)用篇”兩部分[1]?；A(chǔ)篇是土木工程抗震基礎(chǔ)知識(shí)，主要包括地震基礎(chǔ)知識(shí)，土木工程抗震概念設(shè)計(jì)，場地、地基和基礎(chǔ)，地震作用與結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算，結(jié)構(gòu)隔震與消能減震等內(nèi)容。在進(jìn)行基礎(chǔ)篇講解時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)講授基本概念和原理，注重基本概念和基本原理的講解。

土木工程抗震概念設(shè)計(jì)是根據(jù)地震災(zāi)害和工程經(jīng)驗(yàn)等所形成的基本設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)思想，進(jìn)行建筑和結(jié)構(gòu)總體布置并確定細(xì)部構(gòu)造的過程?？拐鸶拍钤O(shè)計(jì)在整個(gè)土木工程抗震設(shè)計(jì)中占有重要位置，它貫穿于整個(gè)工程設(shè)計(jì)過程中，從一定意義上說，它比抗震計(jì)算更為重要，原因在于地震具有很強(qiáng)的不確定性、隨機(jī)性等，想要精確進(jìn)行抗震計(jì)算比較困難。要想使結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能，很大程度上取決于良好的概念設(shè)計(jì)，有必要加強(qiáng)學(xué)生抗震概念設(shè)計(jì)的能力。

應(yīng)用篇是抗震設(shè)計(jì)原理在不同結(jié)構(gòu)形式中的具體應(yīng)用，主要包括混凝土結(jié)構(gòu)房屋抗震設(shè)計(jì)、砌體結(jié)構(gòu)房屋抗震設(shè)計(jì)、鋼結(jié)構(gòu)房屋抗震設(shè)計(jì)、單層工業(yè)廠房抗震設(shè)計(jì)、橋梁工程抗震設(shè)計(jì)等。該部分內(nèi)容應(yīng)根據(jù)不同的專業(yè)方向有重點(diǎn)地講解其中的內(nèi)容，做到因?qū)I(yè)方向而異，根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)形式特點(diǎn)重點(diǎn)從抗震概念設(shè)計(jì)、抗震計(jì)算和抗震構(gòu)造措施等方面進(jìn)行講解，拓寬學(xué)生的專業(yè)知識(shí)，使其學(xué)會(huì)靈活運(yùn)用工程專業(yè)知識(shí)解決工程實(shí)際問題的能力。

（四）將最新科研成果融入課堂教學(xué)中

在講授土木工程抗震課程時(shí)，作者結(jié)合自身的科研工作專門抽出時(shí)間，給學(xué)生進(jìn)行有關(guān)抗震的專題講座，例如進(jìn)行基于性能的抗震設(shè)計(jì)專題講座、基礎(chǔ)隔震設(shè)計(jì)專題講座、振動(dòng)控制專題講座等，將最新的科研成果融入課堂教學(xué)中。進(jìn)一步加強(qiáng)科研與教學(xué)的結(jié)合，及時(shí)將最新科研成果引入到課堂教學(xué)中，盡可能發(fā)揮科研對(duì)教學(xué)的支撐和反哺作用。

三、結(jié)語

土木工程抗震課程課時(shí)少，內(nèi)容多，具有較強(qiáng)的綜合性。作者通過對(duì)該課程在教學(xué)手段、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式等方面的教學(xué)改革與實(shí)踐，在一定程度上提高了課堂教學(xué)效果，在激發(fā)學(xué)生使命感的同時(shí)，增強(qiáng)了其主人翁意識(shí)。當(dāng)然，課程教學(xué)改革永無止境，還有許多地方需要進(jìn)一步完善，達(dá)到進(jìn)一步提高課堂教學(xué)效果的目的。

參考文獻(xiàn)：

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（編輯 歐陽雪梅）