建筑抗震設計課程“金課”建設研究

姜偉，劉功良，郭巍，劉桂德

（黑龍江八一農(nóng)墾大學 土木水利學院，黑龍江大慶 163319）

2018 年，時任教育部部長陳寶生提出：要提高大學生的學業(yè)挑戰(zhàn)度，對大學生有效地“增負”，合理調(diào)整所學課程的難度與深度[1-2]。將“水課”變?yōu)橛猩疃?、有難度、有挑戰(zhàn)的“金課”?！敖鹫n”可總結(jié)為“兩性一度”，即高階性、創(chuàng)新性、和挑戰(zhàn)度[3-5]。高階性是通過將所學的知識、自身能力、素質(zhì)有機融合，培養(yǎng)學生解決問題的能力及方法。創(chuàng)新性是指教育要注重課程前沿性和時代性、教學形式的先進性和互動性，以及學習結(jié)果的探究性和個性化，培養(yǎng)學生的探究能力。挑戰(zhàn)度是指教師需增加授課的難度，課程難度增加的同時也需要教師多花精力準備課程，學生需要更多的時間來消化知識[6]。如何將所教授課程打造為“金課”，是目前所有高校教學改革的重點[7-8]。吳金星等[9]以培養(yǎng)學生對理論知識的應用和解決實際問題的能力為目標，以“金課”思想對傳熱學教學進行研究，并闡述了對教學內(nèi)容、教學方法等方面的改革措施與實施辦法；郭靖等[10]采用線上、線下混合式的“金課”模式，以安裝概預算課程為例，從課程定位、課程建設、課程實施、應用效果等方面進行研究；王憲彬等[11]針對交通運輸類專業(yè)的現(xiàn)狀和教學短板，介紹了新工科背景下專業(yè)“金課”建設的內(nèi)容、目標和途徑，以及必須解決的問題；楊飛蕓等[12]為培養(yǎng)食品領域具有創(chuàng)新思維和實踐能力的高素質(zhì)、應用型、創(chuàng)新型拔尖人才，以食品化學實驗“金課”建設為目標，改革了食品化學的教學內(nèi)容、教學方法和考核評價方式，創(chuàng)建了一個實驗性的“能力刺激”學習模式。本文從建筑抗震設計課程的教學團隊、教學內(nèi)容、教學方式、考核方式、思政教育等方面入手對課程進行改革，以實現(xiàn)高階性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)度的“金課”建設要求。

1 建筑抗震設計課程教學現(xiàn)狀

通過調(diào)查研究，目前建筑抗震設計的教學模式仍采用教師課堂講授、學生被動接受的方式。這種教學方式導致學生的學習興趣不高，教師不能及時掌握學生對教學內(nèi)容的吸收程度以及運用所學知識解決問題的能力。因此，此種教學方式難以滿足高水平應用型人才培養(yǎng)的戰(zhàn)略需求。目前該課程所存在的問題如下。

1.1 課程內(nèi)容多、難度大

建筑地震設計課程需要以材料力學、結(jié)構(gòu)力學、混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)等課程為基礎，將地震工程與建筑工程緊密聯(lián)系在一起。學生需要具有相對扎實的基本理論，并且具有更廣泛的專業(yè)知識。因此，該課程的教授與學習難度均較大，同時建筑抗震設計課程所安排的課時僅有32 課時，課程內(nèi)容多難度大與課時不足的矛盾十分突出。

1.2 學生缺乏理論與實踐結(jié)合的能力

建筑抗震設計課程的主要內(nèi)容主要分為4 個部分，建筑抗震概念設計，場地、地基與基礎，地震作用和結(jié)構(gòu)抗震驗算以及常見結(jié)構(gòu)的抗震設計。

教師在授課過程中發(fā)現(xiàn)，大部分學生可以較好地掌握結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗震驗算，但是對于抗震的概念設計卻難以理解與掌握。建筑抗震概念設計是指根據(jù)地震災害和工程經(jīng)驗等所形成的基本設計原則和設計思想進行建筑和結(jié)構(gòu)總體布置并確定細部構(gòu)造的過程。因此，建筑抗震概念設計是整個建筑抗震設計的靈魂。尤其是隨著工程軟件越來越智能化，大部分的內(nèi)力計算、配筋計算已不需人工計算，因此，概念設計更為重要。但是若想在結(jié)構(gòu)設計過程中正確運用抗震概念設計并采取相應的抗震措施進行抗震設計，需要掌握相應的專業(yè)知識和豐富的實踐經(jīng)驗，這恰恰是授課教師及學生所缺少的。如果學生不能掌握并理解課程的主要內(nèi)容，將來畢業(yè)設計以及走上工作崗位將舉步維艱。

1.3 學生難以理解規(guī)范的內(nèi)容

建筑抗震設計的教學內(nèi)容與現(xiàn)行的結(jié)構(gòu)設計規(guī)范密切相關(guān)，抗震規(guī)范針對不同結(jié)構(gòu)形式都有相應的抗震設防要求，因此，在短短的32 課時內(nèi)，學生很難理解規(guī)范中的相應條文，導致在畢業(yè)論文或在實際工程中難以準確地應用規(guī)范條文。為了使學生更好地理解與應用規(guī)范相關(guān)內(nèi)容，要求教師須有相關(guān)的實際工程背景，能夠向?qū)W生講明在實際工程項目中如何應用該條文解決問題，同時應知道規(guī)范每個階段的修訂原因。

1.4 課程考核形式單一

建筑抗震設計課程的考核仍采用傳統(tǒng)的平時成績+卷面成績的考核方式，其中平時成績主要包括學生的出勤率、課堂表現(xiàn)與作業(yè)完成情況。卷面成績即為期末閉卷的考試成績，該考核方式只能考查學生對教材中知識點的掌握情況，很難對學生解決實際工程問題的能力做出相應的評價。

2 建筑抗震設計課程“金課”建設路徑

2.1 教學團隊建設

一支優(yōu)秀的教學團隊是課程順利進行的保障，尤其是與實際工程聯(lián)系緊密的建筑抗震設計課程。該課程不僅需要學生掌握相應的基本理論，而且需要學生將所學的理論與實際相結(jié)合，具有應用理論解決實際問題的能力。因此教學團隊應由理論知識扎實的教師與實踐經(jīng)驗豐富的教師共同組成。該課程共有2 名教師，其中一位教師具有十多年的建筑抗震設計課程講授經(jīng)驗，具有扎實的理論基礎，由該教師講授理論部分；另一位教師在大型甲級設計院工作近10 年，是國家一級注冊結(jié)構(gòu)工程師，具有豐富的工程設計經(jīng)驗，由該教師講解課程中與規(guī)范相關(guān)的抗震措施以及對規(guī)范進行詳細解讀，并根據(jù)工程實例講解抗震設計理論如何在工程中應用。

2.2 教學內(nèi)容優(yōu)化

建筑抗震設計課程共有7 章內(nèi)容，但是僅有32課時，在如此短的時間內(nèi)難以教授完課程的全部內(nèi)容。因此，任課教師需要將課程內(nèi)容進行梳理，并厘清該課程與其他課程的關(guān)系，在授課過程中突出課程的特點，例如框架剪力墻結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)相應的抗震計算及相應的構(gòu)造措施與高層建筑結(jié)構(gòu)設計教學內(nèi)容重復，因此，該部分內(nèi)容應放在高層設計中去講解。該課程應重點講解抗震設計的基本原則、地震作用計算中的振型反應譜法、底部剪力法以及鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震設計。這樣將減少不必要的教學內(nèi)容，突出重點，讓學生更好地掌握相關(guān)知識。

2.3 教學方式改進

傳統(tǒng)的教學方式已不適應現(xiàn)階段土木工程專業(yè)高水平應用型人才培養(yǎng)的戰(zhàn)略需求。因此，應優(yōu)化教學方式，采用在較少的課時內(nèi)能保證實現(xiàn)“兩性一度”的教學方法和師生互動模式。將教學分為理論部分與實踐部分，在理論部分，教師應調(diào)動學生的學習興趣，讓學生了解建筑抗震設計的重要性，采用線下線上教學相結(jié)合的方式，通過雨課堂提前上傳相應的教學視頻，以供學生預習，課堂上根據(jù)學生預習過程中所發(fā)現(xiàn)的問題與困惑進行重點講解，充分發(fā)揮教師的主導作用和學生的主體作用，創(chuàng)建以“學”為主的課堂，激發(fā)學生的求知欲，提高其學習興趣[13]。教師定期在雨課堂布置小測驗，通過小測驗及時了解學生對重要知識點的掌握情況。同時，將較為簡單的知識點，如各種結(jié)構(gòu)在地震作用下的破壞形式的相關(guān)教學視頻上傳到雨課堂，讓學生自學。理論部分結(jié)束后是相應的實踐部分，該部分由具有工程經(jīng)驗的教師完成。教師選取重點項目，根據(jù)相應理論進行講解，并重點講解在設計初期如何根據(jù)抗震概念設計進行結(jié)構(gòu)布置，以及相應的抗震承載力計算與變形計算；將規(guī)范與書本相結(jié)合，講解相應抗震措施，如強柱弱梁、強剪弱強節(jié)點強錨固在實際工程中是如何實現(xiàn)的，如何核算計算結(jié)果是否滿足抗震構(gòu)造措施，以及不滿足時如何進行調(diào)整。教師在雨課堂上布置相應設計大作業(yè)，讓學生根據(jù)所學知識進行設計，使其在完成大作業(yè)的同時掌握教材與規(guī)范中的相關(guān)知識。

2.4 考核方式重構(gòu)

將考核方式分為平時成績、大作業(yè)成績、期末考試成績?nèi)糠?。其中大作業(yè)部分是針對框架結(jié)構(gòu)抗震設計所布置的，要求學生所提交的設計大作業(yè)中結(jié)構(gòu)的整體布置及細部構(gòu)造需要滿足抗震概念設計，相應的構(gòu)件應滿足承載力驗算、小震作用下的彈性變形驗算，同時還要滿足相應的抗震構(gòu)造要求，如最小配筋率、軸壓比、最小配箍率、體積配箍率等。各個考核部分的分值如表1 所示。

表1 各個考核部分的分值

2.5 將思政教育引入課堂

大學教育不僅需要學生掌握相關(guān)的專業(yè)知識，同時也要培養(yǎng)學生正確的人生觀、價值觀、責任感以及愛國情懷。思政教育是大學教育的重要內(nèi)容[14]，因此，將思政教育引入建筑抗震設計課程中是十分必要的，但是長期以來建筑抗震設計課程中思政內(nèi)容涉及較少。本文針對建筑抗震設計課程的特點，講解從古代至今我國建筑抗震技術(shù)的發(fā)展，如古代張衡發(fā)明了世界上第一臺可以預測地震的地動儀，領先其他國家1 800 年，以此培養(yǎng)學生的文化自信。

3 結(jié)論

建筑抗震設計作為土木工程專業(yè)最為重要的一門專業(yè)課，其教學質(zhì)量與效果直接影響人才培養(yǎng)質(zhì)量。建筑抗震設計傳統(tǒng)的教學方法難以適應土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案，因此，通過分析目前建筑抗震設計課程存在的課程內(nèi)容多、難度大、課時少，學生缺乏理論與實際結(jié)合的能力以及難以正確理解規(guī)范的內(nèi)容，課程考核形式單一等問題，本文從建設教學團隊、優(yōu)化教學內(nèi)容、改進教學方式、重構(gòu)考核方式、將思政教育引入課堂等方面入手，對課程進行改革，以實現(xiàn)高階性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)度的“金課”建設。