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年對抗震規范做了局部修訂，2010年做了大范圍的修訂。我國處于環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容。由抗震規范附錄得知，全國除浙江、江西等省少數地區外，絕大部分省、市、地區屬于抗震設防區，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范進行設計、施工的建筑，在遭遇比當地設防烈度高一度的地震作用下，沒有出現倒塌，可有效地保護人民的生命安全。

因此，土木工程專業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。

混凝土結構設計（專科為建筑結構、建筑力學與結構等專業課）是衢州學院（以下簡稱“我院”）土木工程專業重要的專業必修課，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建工專科專業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課程授課完之后開設，由于專科學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培養計劃來看，暫時沒有設建筑抗震這門課，其抗震設計內容分散在每門結構課的最后章節。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“本專業培養基礎理論扎實，專業知識面寬，實踐能力、創新能力和自主發展能力強，具有本專業基本理論和基本知識，獲得工程師的基本訓練，具備初步的項目規劃和研究開發能力，能從事土木工程的設計、施工和管理工作，德智體美全面發展的高素質應用型本科人才”的培養目標，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，優化抗震教學內容，內容精簡且又能反映本專業的新理論、新技術、新方法。以培養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，改善學生認識環境，豐富學生想象力，促進學生的創新思維。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絡資源實現，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教學有機結合，力爭兩者的和諧統一。

2.由教學內容確定教學方法

（1）對于教學內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）對于教學內容中的基本概念、復雜圖形如抗震構造節點圖、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容，用傳統的教學手段較難表述清楚。用動態模擬表達，生動、直觀、易于理解，可以獲得其它方法無法取得的效果，大大節約了授課學時。

（4）對于樓蓋結構、單層工業廠房、多高層建筑結構的結構組成和結構布置等內容，通過現場參觀實物并講解，可以使學生更直接地掌握課程內容，形成結構整體概念。對于非重點、難點和描述性等內容，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、批改作業等方式予以檢查。

3.注重培養學生能力，改革評價機制

重點培養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范和書籍，引導學生自行預習新課內容，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范分析結構所存在的抗震構造缺陷、分析破壞原因，培養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，可以通過天津地區經抗震設防后的房屋震害統計與唐山地區非抗震房屋震害統計進行分析，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、改革內容

通過對畢業學生和設計院、施工、監理企業進行的走訪調查，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，并將教改內容全部上網。最后，將教改成果應用于土木工程本科專業及建筑工程技術等專業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.