秦士穎

摘 要 基于建筑抗震設(shè)計課程特點和課程教學(xué)中存在的問題，提出模塊化教學(xué)方法，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，將教學(xué)內(nèi)容分為四個模塊，針對不同的模塊內(nèi)容，采用理論與工程相結(jié)合的教學(xué)方法，使學(xué)生深入理解建筑抗震設(shè)計理論與設(shè)計方法，具備獨立分析建筑結(jié)構(gòu)工程抗震問題的能力，對應(yīng)用型本科院校的抗震教學(xué)有借鑒意義。

關(guān)鍵詞 建筑抗震設(shè)計課程；模塊化教學(xué)方法；應(yīng)用型本科院校；微課

中圖分類號：G642.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2018）12-0072-03

1 課堂特點和教學(xué)存在的問題

課程特點 建筑抗震設(shè)計是一門理論性、實踐性、綜合性較強的學(xué)科，是土木工程專業(yè)重要的專業(yè)課之一，主要有以下幾個方面特征。

1）公式、規(guī)范條文多，內(nèi)容較抽象[2]。課程中存在較多抽象、難懂的知識點，如單自由度、多自由度結(jié)構(gòu)動力反應(yīng)分析和相關(guān)的動力反應(yīng)方程的建立等。教材中引用大量規(guī)范條文，而學(xué)生不知從何而來，如鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計中抗震構(gòu)造措施及抗震設(shè)計內(nèi)力調(diào)整等。有些教材中規(guī)范條文抄錄不完整，而學(xué)生不知道如何查閱《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》等，束手無策。

2）涉及學(xué)科廣泛，理論基礎(chǔ)知識要求高[3]。課程設(shè)置在大三下學(xué)期，其先修課程主要有高等數(shù)學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)動力學(xué)、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計、砌體結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、理論力學(xué)、建筑工程材料、土木工程施工技術(shù)、土力學(xué)、基礎(chǔ)工程等一系列專業(yè)基礎(chǔ)課程，理論知識的綜合運用要求較高。

3）缺少課程設(shè)計、課程實驗等實踐環(huán)節(jié)。課程開設(shè)在畢業(yè)設(shè)計前，一般不安排抗震小課題。實踐環(huán)節(jié)缺失，而學(xué)生后期畢業(yè)設(shè)計涉及很多抗震設(shè)計知識，這無疑會影響學(xué)生畢業(yè)設(shè)計的開展。

教學(xué)存在的問題

1）課程設(shè)置內(nèi)容多，學(xué)時少。對于抽象、難懂的抗震理論知識，教師大多還是采用傳統(tǒng)“填鴨式”教學(xué)方法，學(xué)生感覺枯燥、乏味，缺少學(xué)習(xí)積極性。

2）涉及專業(yè)基礎(chǔ)課程較多。對于應(yīng)用型本科院校學(xué)生來說，大部分學(xué)生對于所學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)知識掌握不扎實，缺乏對知識的系統(tǒng)梳理，來不及消化這么多基礎(chǔ)知識，在課程開始就可能失去學(xué)習(xí)興趣。

3）學(xué)生現(xiàn)狀。應(yīng)用型本科院校學(xué)生就業(yè)相對較難，部分學(xué)生選擇考研，很多學(xué)生忙于找工作、找實習(xí)單位，無心學(xué)習(xí)；課程講授以課堂教學(xué)為主，缺少相關(guān)的時間練習(xí)，學(xué)生在實際工作中不知如何應(yīng)用，很難激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。

針對建筑抗震設(shè)計課程特點以及存在的教學(xué)問題，教師應(yīng)該思考如何將枯燥的課程內(nèi)容化繁為簡，如何一改傳統(tǒng)“填鴨式”教學(xué)，采用多樣化的教學(xué)手段，將知識講解的通俗易懂。本文對以下教學(xué)內(nèi)容、方法進(jìn)行了探索。

2 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，化繁為簡

建筑抗震設(shè)計課程涉及學(xué)科知識多，內(nèi)容又與其他學(xué)科存在交叉點，加強與各學(xué)科教師間的聯(lián)系與溝通，壓縮重復(fù)性的教學(xué)內(nèi)容，突出重點講解內(nèi)容。將課程內(nèi)容分為四個模塊，模塊之間以承接的百分制考核方式為一條主線，內(nèi)容模塊分配如圖1所示。

3 基于模塊化教學(xué)方法探討

模塊1：地震與建筑抗震基本知識

1）展現(xiàn)歷史震害，增強學(xué)生抗震意識，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。課程開始就要激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，列舉國內(nèi)1950年以來發(fā)生的地震，統(tǒng)計7.0級以上地震震害情況，如表1、圖2所示，讓學(xué)生很清晰地看出我國地震災(zāi)害比例以及地震所帶來的巨大經(jīng)濟、生命損失。搜集典型的一些結(jié)構(gòu)、橋梁、道路、次生地質(zhì)破壞圖片，帶給學(xué)生心理、視覺上的震撼，讓學(xué)生意識到建筑工程抗震的重要性，學(xué)習(xí)這門課程的必要性。

2）微課視頻生動解讀地震基本概念。地震形成、特性及抗震設(shè)防等概念知識較零碎，學(xué)生一味地從文字上去死記硬背，會導(dǎo)致概念不清、思緒混亂。對基本概念的講解，制作微課視頻，通過生動的動畫、活潑的圖形以及地震形成視頻，解讀難懂的地震基本概念，擺脫枯燥的理論講解，學(xué)生也較容易入門，更適應(yīng)于應(yīng)用型本科院校學(xué)生。

3）搜集地震結(jié)構(gòu)破壞圖片，直觀講解建筑抗震設(shè)防。如在講解建筑抗震設(shè)防目標(biāo)“小震不壞、中震可修、大震不倒”概念時，分別搜集地震中遇到的小震不壞、中震可修、大震不倒的房屋圖片，分析采用了哪些抗震措施實現(xiàn)三水準(zhǔn)設(shè)防目標(biāo)，引出建筑抗震兩階段設(shè)計方法，知識自然過渡。用語言描述抗震設(shè)防的概念顯然空洞而枯燥。

模塊2：建筑結(jié)構(gòu)抗震理論及計算

1）引入數(shù)值模擬，借助多媒體技術(shù)分析地震反應(yīng)譜。地震反應(yīng)譜是建筑抗震理論的核心內(nèi)容，正確理解反應(yīng)譜的概念、區(qū)分地震反應(yīng)譜與結(jié)構(gòu)設(shè)計反應(yīng)譜的概念是重點，是計算結(jié)構(gòu)水平地震作用的前提與基礎(chǔ)。學(xué)習(xí)思路如圖3所示。

2）結(jié)合SAP2000模擬，講解地震作用復(fù)雜計算機理。結(jié)構(gòu)抗震計算是學(xué)生運用基本理論進(jìn)行一定的實際運算，這點恰恰是應(yīng)用型本科院校學(xué)生所欠缺的。尤其是彈性時程法理論計算較難懂，如何將理論難、計算難的知識直觀、簡單地講解？運用SAP2000彈性時程計算，以多媒體流程圖形式進(jìn)行講解，如圖4所示。運用SAP2000彈性時程法計算中，重點練習(xí)地震波的選取，并將計算結(jié)果與底部剪力法、陣型分解反應(yīng)譜法計算結(jié)果進(jìn)行對比分析，幫助學(xué)生透徹地理解規(guī)范中5.1.2節(jié)第3條的條文，避免死記硬背。

模塊3：引入工程案例分析，結(jié)合PKPM建模加強實踐教學(xué) 結(jié)合PKPM電算演練框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計流程，加強實踐教學(xué)。以一個實際的工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計案例，運用PKPM從建模、計算、抗震措施到構(gòu)造措施的設(shè)計，通過教師演練、學(xué)生實際操作，借助軟件簡化復(fù)雜的計算步驟，教學(xué)思路如圖5所示。節(jié)省的板書時間對重點內(nèi)容講深講透，便于學(xué)生較系統(tǒng)地梳理知識，較直觀理清思路、掌握重點，從思想上不再懼怕難題，從而很好地過渡到畢業(yè)設(shè)計。

模塊4：建筑結(jié)構(gòu)隔震、減震技術(shù) 隔震與消能減震是減輕地震災(zāi)害所采用的新技術(shù)，對于這一模塊的知識，學(xué)生主要側(cè)重了解最新、最前沿的抗震技術(shù)，了解隔震、消能減震的基本思想，邀請高校對于這一塊有著較新、較深入研究的專家來校講座，組織學(xué)生聽講座。最后，學(xué)生選定一定的主題，查閱、搜索這方面的資料，提交講座感想或是見解。

4 結(jié)語

本文結(jié)合建筑抗震設(shè)計課程特點，總結(jié)課程教學(xué)中存在的問題，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，進(jìn)行模塊劃分，以一條主線百分制的考核方式串聯(lián)各模塊的教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生得以連貫性地學(xué)習(xí)。針對各教學(xué)模塊，采用微課視頻、震害圖片、案例分析、數(shù)值模擬等多種教學(xué)手段，有效解決該課程概念抽象、理論復(fù)雜的教學(xué)難題。

以一個實際框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計案例的軟件建模、計算、分析實際操作小課題，更好地讓學(xué)生過渡到畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容，有效地解決了實踐與理論脫節(jié)的問題，使學(xué)生深入理解建筑抗震設(shè)計理論與設(shè)計方法，具備獨立分析建筑結(jié)構(gòu)工程抗震問題的能力，為學(xué)生以后從事設(shè)計工作打下一定的基礎(chǔ)。同時提高了教師的業(yè)務(wù)水平，對于應(yīng)用型本科院校學(xué)生知識講授具有一定的參考價值。

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