應(yīng)用型本科院校工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)課程教學(xué)實(shí)踐探索

任玲玲 董園 梁森奧

摘要：工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)是土木工程專業(yè)一門核心課程，通過(guò)分析課程特點(diǎn)和教學(xué)中存在的問(wèn)題，并對(duì)學(xué)生進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查，深入了解學(xué)生對(duì)該課程的掌握程度，結(jié)合該課程的實(shí)際情況，對(duì)課程教學(xué)改革進(jìn)行探索。采用專題模塊化教學(xué)，明確各模塊的學(xué)習(xí)主題，對(duì)不同模塊的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行精細(xì)化講解，促進(jìn)學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的快速高質(zhì)量吸收。教學(xué)中借助現(xiàn)代新型教學(xué)手段進(jìn)行線上線下學(xué)習(xí)，并與其他專業(yè)課內(nèi)容相互滲透，與最新規(guī)范相結(jié)合。同時(shí)，融合工程案例，在案例中讓學(xué)生體會(huì)抗震設(shè)計(jì)的重要性，強(qiáng)調(diào)理論聯(lián)系實(shí)際，分析經(jīng)典案例，對(duì)其進(jìn)行研究，與課本知識(shí)相聯(lián)系，發(fā)散學(xué)生思維。

運(yùn)用BIM仿真教學(xué)，為學(xué)生提供多角度的知識(shí)視野。通過(guò)學(xué)生參加全國(guó)大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)競(jìng)賽，實(shí)現(xiàn)與抗震知識(shí)點(diǎn)相結(jié)合，使學(xué)生掌握基礎(chǔ)理論知識(shí)的同時(shí)，了解抗震行業(yè)的最新前沿技術(shù)及相關(guān)理論。學(xué)生產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣，課堂回答問(wèn)題和互動(dòng)討論積極，進(jìn)而熟練掌握各章知識(shí)點(diǎn)，教學(xué)效果良好，對(duì)應(yīng)用型本科院校具有一定借鑒作用。

關(guān)鍵詞：工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì);工程案例分析;BIM;震害分析

中圖分類號(hào)：G642.3;TU973+.2???文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A???文章編號(hào)：1005-2909（2020）03-0120-08

應(yīng)用型本科土木工程專業(yè)，旨在培養(yǎng)適應(yīng)現(xiàn)代化建設(shè)需要、有扎實(shí)理論基礎(chǔ)和專業(yè)知識(shí)、有較強(qiáng)實(shí)踐能力的高等級(jí)應(yīng)用型工程技術(shù)人才。其中，工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)是該專業(yè)一門核心課程。中國(guó)是一個(gè)地震多發(fā)的國(guó)家，地震發(fā)生后給人民的生命及財(cái)產(chǎn)安全、經(jīng)濟(jì)損害、災(zāi)后重建等多方面帶來(lái)嚴(yán)重的影響，因此，在工程實(shí)踐中熟悉掌握工程抗震理論方面的知識(shí)十分必要[1]。文章根據(jù)土木工程專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)，針對(duì)應(yīng)用型本科工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)課程進(jìn)行一系列教學(xué)改革與實(shí)踐，調(diào)整課程內(nèi)容，實(shí)施專題模塊化教學(xué)，融入工程案例的分析以及BIM技術(shù)的應(yīng)用等，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣為主要目標(biāo)，從而更好地掌握工程抗震所涉及的專業(yè)知識(shí)。

一、課程特點(diǎn)及存在的問(wèn)題

工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)課程是應(yīng)用型本科土木工程專業(yè)的必修專業(yè)課之一，課程在第7學(xué)期開(kāi)設(shè)，涉及學(xué)科多、知識(shí)面廣，理論性和實(shí)踐性較強(qiáng)。其先修課程主要是力學(xué)和結(jié)構(gòu)，如結(jié)構(gòu)力學(xué)、結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)工程等課程，后續(xù)課程主要是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、鋼結(jié)構(gòu)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等。對(duì)于沒(méi)有工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生來(lái)講，理論知識(shí)要求較高，學(xué)習(xí)起來(lái)比較困難。

（1）理論內(nèi)容多，而課時(shí)少。鄭州財(cái)經(jīng)學(xué)院土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案安排工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)52學(xué)時(shí)，教學(xué)內(nèi)容繁多，涉及結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)、混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)工程、橋梁工程等課程，教師一般會(huì)采用填鴨式滿堂灌的教學(xué)方法，課堂上面面俱到，而學(xué)生學(xué)起來(lái)枯燥無(wú)味，缺乏學(xué)習(xí)興趣，學(xué)習(xí)難度系數(shù)很大。

（2）公式較多，理論性較強(qiáng)，理論基礎(chǔ)知識(shí)要求高。教材中存在很多理論推導(dǎo)計(jì)算過(guò)程，要想學(xué)生學(xué)明白，必須要求學(xué)生對(duì)先修課程進(jìn)行深入學(xué)習(xí)，并綜合運(yùn)用前期所學(xué)理論知識(shí)，這對(duì)于應(yīng)用型本科的學(xué)生來(lái)說(shuō)要求更高。其原因是大部分應(yīng)用型高校學(xué)生基礎(chǔ)薄弱，所學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)不扎實(shí)，缺乏系統(tǒng)的連貫梳理，很難把深刻的知識(shí)理論綜合運(yùn)用起來(lái)。

（3）實(shí)踐性強(qiáng)，涉及的規(guī)范內(nèi)容多，學(xué)生又缺乏實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)，學(xué)起來(lái)比較困難。學(xué)生初次接觸規(guī)范，不知道如何利用規(guī)范，更不知道怎么查閱規(guī)范。

二、教學(xué)改革探討

結(jié)合我校實(shí)際情況，從2016級(jí)、2017級(jí)土木工程專業(yè)的本科生中隨機(jī)抽取100名學(xué)生進(jìn)行有關(guān)工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)課程的問(wèn)卷調(diào)查。87%的學(xué)生認(rèn)為該課程是否可以學(xué)習(xí)好，與自己的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性有著很大關(guān)聯(lián)。63%的學(xué)生認(rèn)為前期所學(xué)課程大多已經(jīng)遺忘，由于前期課程有一定難度，再加上學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)不夠扎實(shí)，對(duì)整塊內(nèi)容不系統(tǒng)、不全面，從課程的連貫性來(lái)看，并沒(méi)有起到一定的鋪墊作用。因此，教學(xué)改革重點(diǎn)是培養(yǎng)學(xué)生的興趣點(diǎn)和積極性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而融會(huì)貫通前期課程。

問(wèn)卷調(diào)查中，對(duì)如何激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣進(jìn)行了調(diào)查。47%的學(xué)生認(rèn)為主要在于教師課堂改革，希望課上有更多圖片、視頻、實(shí)際工程案例等多媒體資料展示，并配合深入講解，其中23%的學(xué)生希望設(shè)置更多的課程分組討論情景，在小組中通過(guò)同學(xué)間不斷地交流，進(jìn)而發(fā)散學(xué)生思維，使每個(gè)學(xué)生都參與互動(dòng)和交流。28%的學(xué)生希望布置一些能夠反映實(shí)踐性的作業(yè)。另外，14%的學(xué)生希望小班授課，人數(shù)控制在30人左右，通過(guò)減少人數(shù)使學(xué)生在分組討論和提問(wèn)的環(huán)節(jié)與任課老師有更加頻繁地交流。還有11%的學(xué)生認(rèn)為需要增加課后輔導(dǎo)和答疑的時(shí)間。

針對(duì)調(diào)查問(wèn)卷的問(wèn)題，對(duì)課程教學(xué)的改革進(jìn)行探索，主要體現(xiàn)在下述7個(gè)方面。

（一）調(diào)整課程內(nèi)容，實(shí)施專題模塊化教學(xué)

將教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整合，使學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)有更細(xì)化的理解。以“專題模塊”形式展現(xiàn)給學(xué)生，并將模塊內(nèi)容進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的“立體化”呈現(xiàn)。課程內(nèi)容分為10個(gè)章節(jié)、三大教學(xué)專題模塊，如表1所示。根據(jù)知識(shí)點(diǎn)類型不同，設(shè)立不同的類別，分為概念型知識(shí)點(diǎn)、邏輯型知識(shí)點(diǎn)和應(yīng)用型知識(shí)點(diǎn)3類[2-4]。根據(jù)不同的知識(shí)點(diǎn)，采用不同的教學(xué)方法和學(xué)習(xí)方法。課堂上集中精力對(duì)重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容講透，可以開(kāi)展以專題學(xué)習(xí)知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)在聯(lián)系、知識(shí)點(diǎn)的應(yīng)用等主題討論，鼓勵(lì)學(xué)生積極思考討論。課下通過(guò)在線課堂、微課等對(duì)簡(jiǎn)單易懂的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行自學(xué)，然后通過(guò)課堂提問(wèn)或作業(yè)方式，對(duì)自學(xué)效果進(jìn)行檢查。因此，充分利用課堂時(shí)間和課下時(shí)間學(xué)習(xí)，在規(guī)定的課時(shí)內(nèi)講完教學(xué)內(nèi)容，同時(shí)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，以提高學(xué)生專業(yè)知識(shí)掌握水平和畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量為首要目標(biāo)，培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題的能力。

總之，教師在教學(xué)過(guò)程中根據(jù)實(shí)際情況，采用多種教學(xué)形式、教學(xué)方法和教學(xué)手段，使學(xué)生變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，以濃厚的興趣、極大的熱情主動(dòng)地不斷學(xué)習(xí)。

（二）與其他專業(yè)課內(nèi)容相互滲透

工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)課程涉及結(jié)構(gòu)力學(xué)、土力學(xué)與地基基礎(chǔ)、混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等多門課程的相關(guān)知識(shí)，且聯(lián)系緊密，在教學(xué)內(nèi)容上相互滲透，綜合性很強(qiáng)。同時(shí)，強(qiáng)化學(xué)生課前學(xué)習(xí)和預(yù)習(xí)，內(nèi)容不僅包括本課程內(nèi)容，還包括涉及相關(guān)學(xué)科的先修知識(shí)，把課堂內(nèi)容向課下延伸，讓學(xué)生積極參與到教學(xué)活動(dòng)中來(lái)。

例如，在教學(xué)過(guò)程中，可以將混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程融入到抗震設(shè)計(jì)知識(shí)授課過(guò)程，通過(guò)抗震與非抗震設(shè)計(jì)之間進(jìn)行對(duì)比分析，加深學(xué)生對(duì)抗震基本知識(shí)的理解，進(jìn)而避免抗震與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)脫節(jié)[5-6]。在進(jìn)行樓蓋結(jié)構(gòu)、工業(yè)廠房、多層建筑的學(xué)習(xí)時(shí)，根據(jù)每學(xué)期不同的課程設(shè)計(jì)實(shí)例或者工地參觀等相關(guān)形式，在分析混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的同時(shí)，與抗震設(shè)計(jì)相結(jié)合，從而進(jìn)行整塊知識(shí)的融合[7]。通過(guò)以上教學(xué)方式，學(xué)生可以不斷發(fā)現(xiàn)自身知識(shí)體系的空缺，從而完善自身關(guān)于建筑、結(jié)構(gòu)相應(yīng)的知識(shí)體系。

綜上所述，在學(xué)生學(xué)習(xí)工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的同時(shí)，要注意拓寬學(xué)生的知識(shí)面，提升學(xué)生將教學(xué)案例運(yùn)用到實(shí)際生活的能力，使學(xué)生在步入職業(yè)崗位之前具有本身專業(yè)的基本理論以及從事其他相關(guān)專業(yè)的能力。同時(shí)，將本專業(yè)課與其他課程融會(huì)貫通，形成一套互通的知識(shí)框架，有利于幫助學(xué)生理解所學(xué)知識(shí)，并不斷引進(jìn)新思想、發(fā)散教學(xué)思維，使學(xué)生愿意學(xué)、容易學(xué)。

（三）借助現(xiàn)代新型教學(xué)手段

課堂教學(xué)的方式和資源盡可能多樣化，可以充分利用多媒體、PPT、圖片、視頻等手段進(jìn)行教學(xué)。多媒體、PPT使教師的課程變得豐富多彩，可以向?qū)W生充分展示震后圖片或者工程實(shí)例的視頻資料。例如，結(jié)合中國(guó)幾次大的地震震害進(jìn)行講解分析各個(gè)章節(jié)知識(shí)點(diǎn)[8-9]。

同時(shí)，充分利用在線課堂、微課和慕課資源。學(xué)生可以通過(guò)“中國(guó)大學(xué)慕課”“愛(ài)課程”等網(wǎng)絡(luò)在線課程提前預(yù)習(xí)或者課后復(fù)習(xí)鞏固，針對(duì)一些基本概念，如地震的基本知識(shí)等較淺顯易懂的知識(shí)點(diǎn)，學(xué)生可以通過(guò)在線課程自學(xué)，教師課堂就不用花很多時(shí)間講解，可以把更多時(shí)間用于難理解的知識(shí)點(diǎn)講解。同時(shí)，通過(guò)在線課程，學(xué)生也可以復(fù)習(xí)鞏固其它相關(guān)專業(yè)課程中已經(jīng)學(xué)過(guò)的知識(shí)點(diǎn)，從而形成知識(shí)連貫性，以便更好地學(xué)習(xí)本課程。

（四）與規(guī)范相融合

工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)課程的講解離不開(kāi)對(duì)規(guī)范的深刻理解，尤其是《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程》《公路橋梁抗震設(shè)計(jì)細(xì)則》等。學(xué)生畢業(yè)后查閱的是規(guī)范，故該課程要結(jié)合規(guī)范進(jìn)行講解，告訴學(xué)生每個(gè)知識(shí)點(diǎn)來(lái)自規(guī)范的哪個(gè)位置，為什么這樣規(guī)定等[10]。中國(guó)的規(guī)范一般在10年左右會(huì)修訂一次，尤其是在經(jīng)歷一場(chǎng)地震后會(huì)根據(jù)結(jié)構(gòu)震害情況對(duì)規(guī)范進(jìn)行調(diào)整，因此，在授課過(guò)程中也要采用最新的規(guī)范、最新的理念。

（五）工程震害與教學(xué)相融合

該課程的講授離不開(kāi)實(shí)際的工程案例，每個(gè)章節(jié)、每個(gè)知識(shí)點(diǎn)都要在工程案例上下功夫，通過(guò)工程案例分析，掌握所學(xué)理論知識(shí)。例如，在講解地震基本知識(shí)時(shí)，結(jié)合唐山大地震和汶川地震的資料、圖片、視頻、新聞報(bào)道等資源，講解地震特性、基本術(shù)語(yǔ)等概念。如唐山地震發(fā)生在人類聚居區(qū)，帶來(lái)了巨大的損失，以本次地震為案例，在教學(xué)過(guò)程中可以有力體現(xiàn)減輕地震災(zāi)害的必要性，并且工程結(jié)構(gòu)的抗震分析和設(shè)計(jì)也顯得尤為重要;在課堂上結(jié)合汶川地震中的災(zāi)害具體講解“小震不壞、中震可修、大震不倒”的設(shè)計(jì)基本原則，貫穿概念設(shè)計(jì)理念，積極引導(dǎo)學(xué)生從案例中激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。教學(xué)內(nèi)容中加入人文、地理、歷史知識(shí)，從而降低學(xué)生對(duì)抗震本身的畏難情緒。結(jié)合2019年6—7月四川宜賓市的地震頻發(fā)情況，探究地震預(yù)警系統(tǒng)的前沿技術(shù)。在理論與實(shí)踐中體現(xiàn)抗震設(shè)計(jì)在土木專業(yè)的重要性。

地震之后，國(guó)內(nèi)大量科研專家及專業(yè)人士針對(duì)災(zāi)害進(jìn)行了調(diào)查研究，為中國(guó)抗震新規(guī)范的制定積累了寶貴資料。工程震害分析是后期概念設(shè)計(jì)、抗震計(jì)算和抗震構(gòu)造措施的基礎(chǔ)資料，因此，震害分析也是學(xué)生學(xué)習(xí)的著手點(diǎn)。在教學(xué)過(guò)程中，工程震害分析是結(jié)構(gòu)抗震技術(shù)中一個(gè)重要的組成成分，學(xué)生需要學(xué)會(huì)綜合運(yùn)用結(jié)構(gòu)知識(shí)去解決土木工程問(wèn)題。因此，在教學(xué)中應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生充分理解每種震害發(fā)生的原因，知曉在以后的設(shè)計(jì)、施工中如何避免不利因素，進(jìn)而讓學(xué)生更加容易地去理解后期所學(xué)的概念設(shè)計(jì)、抗震計(jì)算、抗震構(gòu)造中大量的定量條文規(guī)定。

由此可見(jiàn)，在教學(xué)中通過(guò)工程案例的運(yùn)用可有效培養(yǎng)學(xué)生的震害分析能力。在進(jìn)行分析的同時(shí)，對(duì)不同結(jié)構(gòu)體系當(dāng)中的震害特征進(jìn)行對(duì)比，為總結(jié)經(jīng)驗(yàn)奠定了基礎(chǔ)。結(jié)合工程實(shí)例學(xué)習(xí)的同時(shí)，對(duì)學(xué)生震害分析能力的培養(yǎng)有較高提升。

又如，在講解橋梁的場(chǎng)地和地基、隔震消能減震技術(shù)時(shí)，可以結(jié)合著名的希臘Rion-Antirion（里永·安蒂里永）大橋?qū)嵗?jiàn)圖1。該橋位于發(fā)震斷裂區(qū)且海底為深厚的軟土，要求該橋要能承受2 000年一遇的強(qiáng)震（最大加速度1.2 g），并且要求能適應(yīng)水平及豎向各自2 m的位移。索塔底部并沒(méi)有采用常用的樁基礎(chǔ)，而是應(yīng)用了地基處理。采用直徑2 m、長(zhǎng)度25～30 m、間距7～8 m的鋼管樁進(jìn)行加固處理，每個(gè)索塔底部約250根樁，上面鋪設(shè)3m厚的砂礫層。砂礫層作為上部索塔的豎向荷載過(guò)渡，同時(shí)也是基底隔震的材料。實(shí)際上，用砂墊層隔震的思想在中國(guó)古代早有應(yīng)用，只是將此思想用于大型工程的比較罕見(jiàn)。

該橋橋身通過(guò)拉索完全懸掛在索塔頂部，未設(shè)其余裝置，就像蕩秋千一樣。為防風(fēng)及防震，橋身在索塔處共設(shè)置了5個(gè)阻尼器。其中，中間阻尼器主要用于控制風(fēng)荷載及小震時(shí)的舒適度。大震時(shí)中間阻尼器失去作用，由其余的4個(gè)粘滯阻尼器耗能，最大出力約為3 500 KN，最大速度約為1.6 m/s。極端地震時(shí)橋身與索塔的相對(duì)位移將達(dá)到3.5 m。

在講解模塊三時(shí)，結(jié)合最新規(guī)范及最新研究成果，引入隔震和消能減震技術(shù)基本原理，同時(shí)查閱資料，結(jié)合采用新技術(shù)的工程案例分析。

（六） BIM仿真與數(shù)值模擬技術(shù)的應(yīng)用

BIM技術(shù)越來(lái)越多地運(yùn)用于工程實(shí)踐，成為未來(lái)建筑產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的方向。因此，教師在教學(xué)過(guò)程中要更多地將BIM技術(shù)入課。結(jié)合工程抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生課下學(xué)習(xí)更多相關(guān)的程序軟件，如Revit、PKPM、SAP2000、廣廈結(jié)構(gòu)、探索者等。利用這些仿真模擬分析軟件，建立模型、輸入?yún)?shù)、結(jié)構(gòu)計(jì)算，利用平法施工圖檢查抗震措施及構(gòu)造措施等。學(xué)生學(xué)習(xí)軟件的同時(shí)，可以結(jié)合課上講解的知識(shí)點(diǎn)，在課下聯(lián)系實(shí)際應(yīng)用[11-12]。

講解模塊一“結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)分析與抗震計(jì)算”時(shí)，除了底部剪力法手算外，可以讓學(xué)生用SAP2000、PKPM或廣廈結(jié)構(gòu)建立兩層（或三層）框架結(jié)構(gòu)模型，輸入地震信息、風(fēng)荷載信息及調(diào)整參數(shù)、各種構(gòu)件的材料信息，選取地震波進(jìn)行彈性時(shí)程分析法補(bǔ)充計(jì)算等，學(xué)生通過(guò)不斷調(diào)整參數(shù)及查閱相關(guān)書(shū)籍、專業(yè)資料中的數(shù)據(jù)，進(jìn)一步理解相關(guān)的理論原理[13-14]，從而將課堂所學(xué)知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合，深化對(duì)課上所學(xué)知識(shí)的理解。上述信息都需要結(jié)合課上學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行，如圖2～圖4所示。

講解模塊二“結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)”時(shí)，根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)類型，選取不同的數(shù)值仿真軟件進(jìn)行模擬分析，如建筑結(jié)構(gòu)可以用PKPM、SAP2000、廣廈結(jié)構(gòu)等，橋梁結(jié)構(gòu)可以用橋梁博士、MIDAS、ANSYS等，分別進(jìn)行水平地震作用和豎向荷載計(jì)算，選取單個(gè)構(gòu)件為例，講解內(nèi)力調(diào)整系數(shù)、抗震措施及構(gòu)造措施等知識(shí)點(diǎn)。

BIM數(shù)值仿真模擬軟件計(jì)算完成后，可以讓學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析，討論如何調(diào)整模型達(dá)到最優(yōu)設(shè)計(jì)。如構(gòu)件超筋、軸壓比過(guò)小、振型數(shù)不足、剪重比小于標(biāo)準(zhǔn)值、位移比大于1.2、平動(dòng)系數(shù)與扭轉(zhuǎn)系數(shù)不滿足要求等問(wèn)題。在建立模型的過(guò)程中，不斷調(diào)整結(jié)構(gòu)的布置位置和尺寸，修正各種參數(shù)和計(jì)算結(jié)果，學(xué)生能夠更加清楚地了解到什么樣的建筑結(jié)構(gòu)可以更好地滿足抗震要求，并在修改模型中加深自己對(duì)抗震知識(shí)的理解。

（七） 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)競(jìng)賽對(duì)課程的促進(jìn)作用

為提高學(xué)生掌握工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)課程基本理論知識(shí)的水平，在工程實(shí)踐中理解水平地震力的計(jì)算方法、振型分解反應(yīng)譜法和時(shí)程分析法等知識(shí)，我校組織學(xué)生參加了2019年全國(guó)大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)信息技術(shù)大賽。大賽要求學(xué)生利用廣廈結(jié)構(gòu)BIM軟件建立高層裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)三維結(jié)構(gòu)圖，學(xué)生對(duì)其進(jìn)行模態(tài)分析，通過(guò)通用GSSAP計(jì)算得到結(jié)構(gòu)在每個(gè)振型下的平動(dòng)和扭轉(zhuǎn)系數(shù)、自振頻率和振型。利用廣廈BIM軟件模擬地震荷載計(jì)算，得到前10階振型的周期、平動(dòng)系數(shù)和扭轉(zhuǎn)系數(shù)。通過(guò)廣廈BIM軟件的仿真技術(shù)，可以查看各振型的三維變形圖，如圖5所示。上述結(jié)果和三維圖使得該課程的知識(shí)點(diǎn)變得生動(dòng)有趣，從而激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣， 開(kāi)拓了學(xué)生思維， 加深了學(xué)生對(duì)有關(guān)抗震知識(shí)的理解，同時(shí)，使學(xué)生理論水平和實(shí)踐技能大幅度提高。學(xué)生通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大賽鞏固課上所學(xué)知識(shí)，深入理解教材中知識(shí)點(diǎn)，從而受益匪淺。

三、教學(xué)效果

通過(guò)采取上述實(shí)踐性教學(xué)改革，課程學(xué)習(xí)后隨機(jī)抽取100位同學(xué)進(jìn)行教學(xué)評(píng)教，部分結(jié)果如表2。

對(duì)教學(xué)評(píng)教結(jié)果分析可以看出：通過(guò)專題模塊化教學(xué)、工程實(shí)際案例、BIM數(shù)值模擬仿真分析等，了解到學(xué)生更喜歡接受新興事物，從而投入其中，對(duì)工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)課程產(chǎn)生了濃厚的興趣，出勤率接近100%。同時(shí)，學(xué)生聽(tīng)課率高，上課回答問(wèn)題和討論積極，使得教學(xué)效果更好。另外，

通過(guò)BIM技術(shù)工程案例分析和研究，使學(xué)生最大限度地掌握本門課程的理論知識(shí)和目前最前沿的科技，有利于促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)創(chuàng)新能力的提高。例如，學(xué)生通過(guò)理解和掌握抗震基礎(chǔ)知識(shí)、工程結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)原理與方法以及掌握廣廈、PKPM等專業(yè)軟件使用，了解實(shí)際工程結(jié)構(gòu)的抗震構(gòu)造及抗震措施，為以后的畢業(yè)設(shè)計(jì)和實(shí)際工作做好準(zhǔn)備。

四、結(jié)語(yǔ)

工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)課程課時(shí)少、內(nèi)容多，對(duì)理論知識(shí)要求比較高，并且具有較強(qiáng)的綜合性和實(shí)踐性，因此，學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)比較困難。通過(guò)對(duì)學(xué)生問(wèn)卷調(diào)查分析可知，學(xué)習(xí)的興趣和主動(dòng)性不高成為學(xué)習(xí)比較困難的主要因素。在教學(xué)改革中實(shí)施專題模塊化教學(xué)，可以通過(guò)與其他專業(yè)課內(nèi)容相結(jié)合，借助多媒體、慕課及微課等新型教學(xué)手段，在授課過(guò)程中與相關(guān)規(guī)范深度融合，通過(guò)工程案例分析及軟件數(shù)值仿真模擬教學(xué)等，使學(xué)生在學(xué)習(xí)BIM軟件的同時(shí)，能夠掌握實(shí)際工程中各種抗震相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)，從而培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生更能夠容易地理解和掌握該課程的重要知識(shí)點(diǎn)，進(jìn)而使教學(xué)效果顯著提升。

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Teaching practice exploration on the course of seismic design of

engineering in applied undergraduate colleges

REN Lingling， DONG Yuan， LIANG Senao

（Department of Civil Engineering， Zhengzhou Institute of Finance and Economics， Zhengzhou 450000， P. R. China）

Abstract：

The course of seismic design of engineering is a core course of civil engineering. By analyzing the characteristics and problems in the course teaching， and by a questionnaire survey of students， we can deeply understand the students mastery of this course and explore the teaching reform of the course combing with its actual situation. Subject modular teaching is adopted to clarify the learning topics of each module， and the knowledge points of different modules are explained in detail to promote the rapid and high-quality absorption of students. With the help of modern new teaching methods， online and offline learning is carried out， the contents of other professional courses are infiltrated， and the latest norms are integrated. At the same time， engineering cases allow students to understand the importance of seismic design， and combination of theory with practice is emphasized， classic cases are analyzed， deeply researched and connected with textbook knowledge， to diverge students thinking. It provides students with multi-angle knowledge vision and uses BIM numerical simulation to teach. Through students participating in the national college student structure design competition， combining with seismic knowledge points， students can master the knowledge of basic theory and understand the latest frontier technology and related theories of the earthquake-resistant industry. Students have a strong interest in learning， answer questions and discuss actively in class， so that they can deeply understand the knowledge points of each chapter and the teaching effect is good， and it can provide certain references for application-oriented undergraduate colleges.

Key words： seismic design of engineering; engineering case analysis; BIM; seismic damage analysis

（責(zé)任編輯?胡?玥）