水工結構工程抗震概論創新教學

閆毅志 劉波 張萬舉 魏云鵬 李梓萌

摘要：《水工結構工程抗震概論》是水利水電工程重要的專業課程之一，在教學過程中實際教學效果較差。為了適應現代水工結構工程發展的形勢要求，本文從教學實踐出發，探討了水工結構工程抗震概論如何提高教學效果和學生的綜合能力。在教學中應結合本課程的特點，注重教學方法的創新，優化教學內容，提高教學效果，從而為促進教學提供良好的技術支持。在實際的課堂教學中要采用多種教學方法，激發學生對此科目的學習興趣，提高學生的創新能力和實踐能力，提高學生的技術素質。

關鍵詞：水工結構地震介紹教學討論創新教學

Abstract： <Introduction to Earthquake Resistance of Hydraulic Structure Engineering> is one of the important professional courses of Water Conservancy and Hydropower Engineering， and the actual teaching effect is poor in the teaching process. In order to meet the requirements of the development of modern hydraulic structure engineering， starting from the teaching practice， this paper discusses how to improve the teaching effect and students' comprehensive ability. In the teaching， we need to combine the characteristics of the course， pay attention to the innovation of teaching methods， optimize teaching content and improve teaching effect， so as to provide good technical support for promoting teaching. In the actual classroom teaching， we should adopt ?kinds of teaching methods to stimulate students' interest in this subject， improve students' innovation ability and practical ability， and improve students' technical quality.

KeyWords：Hydraulic structures; Earthquake introduction; Teaching discussion ; Innovative teaching

中國是一個多地震的國家。我國地震多為淺層地震（震源深度小于70km），震級和頻率都很高，分布范圍廣，震害也很嚴重。2008年5月12日，四川省汶川縣發生特大地震，震源深度約29公里，是典型的淺層地震，中國是世界上地震災害最嚴重的國家。大壩建設是人類除害興利、造福社會的重要工程。新中國成立以來，我國大壩建設發展迅速。相關統計顯示，庫容大于1億立方米的大壩，其中75%位于地震強度大于Ⅵ級以上區域，40%位于地震強度大于 VII級以上區域，13%位于地震強度大于 VIII級以上區域。一些重大工程位于強震區，如已建成的龍羊峽、二灘大壩設計強度已達病態，大崗山、小灣、溪洛渡水電站工程設計強度更達 IX級。近年來，我國經歷了一系列強烈地震，一些大壩在地震后遭受了不同程度的破壞。目前，我國已建成的大壩中，中小型土壩是主要的，分布廣泛，易受地震破壞。據統計，1976年唐山大地震中，366座各類大壩遭受震害，其中土壩占94%。土壩震害主要表現為滑坡、裂縫、滲漏、沉降等。

總的來說，中國沒有混凝土壩遭受嚴重地震破壞的例子，但是，一些大壩已經部分受損，影響了大壩的正常運行，需要采取抗震加固措施，1961年新風港水庫誘發地震，大體積土壩上部出現了由地震引起的滲透性水平裂縫，這是最典型的例子。到目前為止，我國尚未出現大中型大壩因地震破壞而坍塌的情況。中國的大壩有足夠的抗震能力。

地震是自然災害，每一次強烈地震都會給人類生命帶來巨大損失。中國是一個多地震的國家，而西部地區是地震高發區，也是大壩最集中的地區，水工建筑物工程抗震是一個不可避免的問題，抗震工作者只能迎接挑戰。抗震設計包括地質學、地震學、結構動力學、結構工程等學科的知識，課程設置和課時都比較少，涉及的知識面廣，難以理解。在有限的時間內，培養學生的學習興趣，使學生更好地掌握抗震設計、計算方法、設計要求和構造措施，并在畢業后盡快適應工作的基本原則。教學改革是我們面臨的一個重要問題[1]。

1加強教學改革，提高教學效果

1.1優化教學內容

對于有限的課堂，按照“新、寬、少、精”的教學內容原則，提高教學效果?！靶隆币?，課程內容要體現新理論、新方法和新技術的專業成果，“寬”的教學目標要滿足知識面廣的要求，“少”是精簡的內容，“精”要求注重學生的創新意識和能力。[2]適當減少理論部分，增強實際工程應用中的實踐知識。教學的目的是讓學生掌握抗震知識，結合工程設計和實際工作中可能遇到的問題，提高學生的學習興趣，發展學生的工程概念。

1.2改革教學方法和教學手段

教學方法現代化是現代教學的重要標志，傳統教學信息量小，圖像處理功能相對薄弱，難以適應二十一世紀培養高素質基礎人才的要求。進年來，多媒體教學給傳統的粉筆和黑板教學方法帶來了生命力，它從圖形、文字、聲音等方面增加了對環境的認識，豐富了學生的想象力，促進了學生的創造性思維，有利于全面實施素質教育。其獨特的多媒體教學已被專業接受和喜愛對學生來說，多媒體的優勢并不能完全取代傳統的教學方法。傳統的教學方法，教師可以用改進的詞語來澄清復雜的問題，具有很強的情感和邏輯力，現代技術無法替代。為了提高教學效果，多媒體教學需要與傳統教學合理結合，力求和諧統一?？拐鹪O計是一門理論性和實踐性很強的課程，包括震害的特點和原因、地震的基本要素、地震場地條件、地震的基礎和依據、地震計算和地震驗算、結構分離和減震等基本思想。與其他現代教學技術和教學方法相比，內容豐富的部分教材可以制作成多媒體課件給學生使用，它具有強烈的震撼力，激發學生強烈的學習意識。為了提高教學質量，強調重點內容，使學生能夠理解和掌握。具體方法是：（1）加強課程規劃和教學的關鍵要素。力求識別、完整地說出新想法，讓學生產生興趣。（2）課前使用多媒體花3到5分鐘對上一課的主要內容進行簡要回顧，鞏固和消化知識。（3）督促學生提出關鍵問題，通過課堂提問，了解學生所掌握的程度。（4）加強對學生指導，隨時解答學生在學習中遇到的難題，認真批改學生作業。（5）課堂討論，利用學生解決問題的課堂討論形式。培養學生分析問題的能力、邏輯思維能力和口頭表達能力，增強學生對基本概念的理解。（6）征求學生的意見，調整和改進教學方法。[2]（7）教師必須清楚地教授重點和難點部分，使學生能夠理解，非重點和非難點部分可以通過學生的自學來完成，這門課程一直是一門非常抽象和枯燥的課程，公式非常冗長，內容非常復雜，如果教師不關注某些關鍵要素很清楚，都是說說而已、泛泛而談，學生接收到知識時，他們會覺得也比較難，學習后只有一些理解的感覺，不會有很大的收獲。（8）如果學校有條件，可以介紹一些關于地震的抗震模型的知識，可以讓學生個人與模型接觸，這樣更好的加強了思維的有效性。還可以允許學生親自接觸一些簡單的實驗或實地考察。（8）讓學生在課前預習課程，學習備課，你可以給學生留出一些課堂時間，隨機挑選一些學生進行學習講臺上講課，這樣可以給學生一些壓力，增加大家的積極性，也可以增加學生的勇氣和練習他們的口才，活躍課堂氣氛。

2注重學生能力全面，提高學生綜合素質

2.1培養自學能力

學生的學習能力是發現和創造的基礎，尤其是自主學習能力的提高非常重要，未來我們將面臨知識日新月異、技術飛速發展的環境，所以我們一定要提高學生的自主學習的能力，讓他們適應未來復雜的工作環境。采用引導式啟發式教學方法提高學生的能力，其過程是自學是獲取知識、深化和鞏固知識的最有效途徑，靈活運用科學知識和方法。為了提高學生的自學能力，教師應要求學生認真完成課后思考問題、練習題等，要求學生完成課后考試，并預習下一節課的內容。教師應檢查學生自學的有效性，可要求學生在課前回答問題，完成每章后面的系統訓練，并提高他們的自學能力學習。簡而言之，預習、課堂、復習、工作的各個方面都需要老師和學生之間的密切配合[2]。

2.2培養學生的學科知識和滲透能力

隨著現代科技、經濟和社會的發展，使各學科之間的界限逐漸打破。跨學科滲透，這就要求知識的教育背景和更廣泛的綜合素質，學術知識和社會技能滲透發展。工科院校培養出來的學生，他們的能力將直接影響到畢業后的獨立工作能力。在教學過程中，從實際具體事物到抽象思維，使學生結合工程實踐，開展社會調查，建立感性認識，發現新問題，進一步發展其知識滲透和應用能力。因此，這就要求教師根據自己的教學經驗和工作經驗，提出前瞻性的建議，哪些知識應該提前自學，哪些書籍應該自己借閱，教師可以向學生提出建議，從而讓學生在將來工作時少一些驚訝和困惑。

2.3培養學生的創新能力

大學生的教育不僅是學習技能的過程，也是學生的智力發展、創新能力發展的重要階段。教師應教會學生傳授知識和發現創新能力，將兩者結合起來，才能收到良好的教學效果。要培養學生的創新能力，首先要培養學生的學習能力、學科知識和應用滲透能力。在教學過程中，不僅要傳授知識，還要注重培養學生的創造性思維能力，在教學的各個方面，引導學生探索意識的本質，培養學生的創新思維能力。在教學中，教師應采用啟發式引導式教學方法培養學生的積極思維，積極創造新的教學模式。增加現場參觀和組織，通過實踐教學，激發學生進一步學習，激發學生的研究和學習興趣。教師應引導學生參與一些科研項目的教學工作，使他們能夠接觸前沿知識，拓寬知識面，培養學生的積極性，使學生能更積極地學習。此外，培養學生創新能力的一個重要前提是激發學生的學習興趣，因此教師不僅要在黑板上寫字，還要合理利用多媒體教學，還可以通過引入模型、實驗或進行實地考察來提高學生的學習興趣。一旦學生有了學習興趣，他們就會積極采取措施獲取知識，借閱書籍，拓寬知識面，提高本學科的知識存量。

3《地震工程水工建筑物概論》創新教學

3.1運用互動教學，創新教學方法

有了積極的、鼓舞人心的教學方法，課堂氣氛才能舒暢，營造出活潑的課堂氣氛，有利于學生的獨創性和個性發展。有效合理的課堂提問設置是激發靈感的關鍵。讓學生參與到教學過程中，可以提高教學效果培養學生的學習興趣，可以加深學生的印象，鞏固所學知識。此外，教學活動應促進案例教學法的工作，學生思考、分析和確定問題的案例，通過相互獨立的研究和討論，提高學生分析問題和解決問題的能力，這是一種教學方法。案例教學法具有以下特點：第一，以實際案例為中心的教學轉變。案例教學法的目的是提高學生分析問題和分析問題的能力，教學基于案例推理的方法，總結過程工作中知識的應用。第二，將單向信息傳輸轉變為雙向交流[3]。在這種情況下，學生應掌握必要的基礎知識，經過認真學習思考，找到解決問題的方法，就有可能加深對知識的理解。同時，在案例分析的過程中，教師要從學生身上進行深刻的反思，不僅能發現自己的不足，還能了解學生的思想動向。在教學中采用雙向交流的形式，便于開闊思路，集思廣益，取得了良好的效果。第三，從被動接受到主動學習。從主動的知識接受者到被動的知識接受者，已成為教學的主體。在這種情況下，沒有人告訴學生該怎么做，而應該讓學生自己去思考和探索，通過個人和群體優勢互補，相互鼓勵和提高。

3.2利用多媒體課件和互聯網創新教學方法

多媒體教學系統已進入高校多年，各大高校已全部采用這種教學方法，這對推動教育改革，提高教學質量起到了積極的作用。多媒體教學系統可以調動學生的積極性，教師可以更充分地展現授課風格和個性，使授課內容給學生留下深刻的印象。多媒體教案的設計、備課方法、課堂教學體系都有很大的不同。與傳統教學方法不同，多媒體教學方法最重要的特點是它帶來了教學觀念、教學理念和教學理論的變革。這就要求教師精心設計水工鋼結構課件，教師要保證課件的完整性和內容的準確性，再加上教師幽默的講解，課件才能吸引學生，達到良好的教學效果。此外，我們可以利用互聯網的優勢，加強師生之間的聯系，也有利于教學效果的反饋。教師可以將自己的講義、課件或部分案例發送到學校網站，供學生課后查看和練習。學生也可以利用這個空間提問或表達他們的觀點。教師也可以在網上征求意見和教學建議，學生才能正確把握“以教為先，以學為先”的原則，教學中應注重與學生的溝通，多關注學生的學習意見和建議，實現個性化的教學[4]。

3.3改革教學方法，激發學生思維

傳統的教學方法是用粉筆在黑板上寫字，在結構受力分析和重要公式推導方面具有不可替代的優勢。但是在黑板上大量的書寫和繪畫導致了單位時間內信息量的下降。隨著現代技術的不斷發展，很多新的結構很難被視為的實際對象，通過多媒體課件，通過這些屏幕投影設備呈現給學生，這種圖像教學方法有很多視覺信息，讓在教室里的學生們可以直接到感受視覺刺激，不僅可以增加學生的視野，而且也加深了對理論知識的理解，充分調動學生的積極性。通過這樣的教學，不僅節省了教學時間，提高了學生的理解力，而且提高了《水工結構工程抗震概論》的教學質量，取得了良好的教學效果。教學的一項基本任務是引導學生從被動的知識接受者進入主動學習，教學應注重培養學生的獨立思考、分析問題和解決問題的能力。因此，在教學中，要從實際項目中引入必要的問題來激發學生的興趣。此外，如果學生可以使用模型或參加實地考察就更好了。讓學生能夠接觸到實際的模型或工程實例，通過觸摸、用眼睛去看，用大腦思考模型或工程實例，并結合多媒體綜合立體效果，最大限度地激發學生形象思維和空間想象力，將原本非常抽象的概念和公式變成圖形和模型，從而提高學生學習知識的效率和效果。

3.4實現校企合作等模式，增加學生實踐機會

對高校水利水電專業而言，要主動求變，要培養學生的實踐能力。實踐是檢驗真理的唯一標準，只有學生們真正參與到了這件事情之中，他們才能更好的掌握這門學科。所以，要了解社會的需求，有目的性地與社會上的一些企業達成合作。企業也要主動與學校合作，為學校提供一定的支持，保證高校的人才培養機制運行。目前整個水利水電專業中，大家的專業課基礎知識已經很好了，不定期地將比較優秀的或對這個學科很感興趣的學生推薦到企業中，去到企業中對自己的專業知識進行實踐，發揮自己的特長，彌補專業知識的空缺。也可以將企業中優秀的員工邀請到學校，為學生講解，幫助學生進一步了解專業的特點與需求，從而在學習中完成自主學習。通過專業人員的講解，教師也可以了解到工作和教學之間的關系，讓學生和水電行業從業者進行面對面交流，更直接的了解行業特點和行業需求。教師也要和從業者之間進行專業的交流，從而對教學進行有效的調整，更新教學資源，促進水利水電專業教師水平的提高，在教學中更多的融入與企業要求相關的實踐內容，有針對性地進行培養專業人才。讓學生在學校就做好了進入社會工作的準備，能夠直接適應社會的需求，盡快融入到工作之中[5]。

3.5提升教師專業教學能力

老師應具備專業的知識文化素養，“加強教師隊伍建設”是實現教育改革和發展的根本保證。沖擊“雙一流”高校建設，已成為學校的重要任務，同時也為促進教師專業化發展提供了難得的機遇。教師不僅要在自己的研究領域上更近一步，也要在專業課教學上更一步加深，這不僅僅能加強自身的專業知識文化素養，更能為學生講好專業課課程。教師全過程的參與到“雙一流”高校建設當中，這是機遇，也是全新的挑戰，因為這對教師的專業知識文化素養提出了更高的要求。而在參與專業建設的這個過程中，教師的專業素養必然會得到快速提升。站在專業建設的高度上來提升教師的專業化能力，既是新時代的呼喚，也是學校“雙一流”高校建設的基礎，更是是教師專業化發展的實際需求[6]。

4結語

《水工結構工程抗震概論》作為一門重要的專業課程，只有在教學過程中充分調動學生的積極性，教師發揮主導作用，在傳統教學方法與現代教學方法相結合的情況下，才能培養學生的綜合能力，以提高教學效果為重中之重培養目標，達到高水平教育的目的。同時增加學生們專業實踐的機會，學會運用自己的專業知識;在創新教學的過程中，教師的專業化教學能力對整個教學起到了至關重要的作用，提升教師的專業化能力也是對教學提升的很重要的一步。

參考文獻

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[3]劉毅，楊波，張敬，等.基于性態仿真的特高拱壩設計研究與應用之一——我國拱壩結構分析方法發展現狀與展望[J].水利水電技術，2020，51（10）：41-54 .

[4]李春雷.重力壩—庫水—淤積層—地基相互作用分析[D].昆明：昆明理工大學，2019.

[5] 錢紫會.新課標背景下基于OBE理念的中學教師教學設計能力培訓模式研究[D].石家莊：河北師范大學，2020.

[6]李宏斌，宇云飛，孟志良.新工科背景下土木工程專業試驗課程教學改革——以土木工程材料課程試驗為例[J].河北農業大學學報（社會科學版），2020，22（5）：115-120.