应用型人才培养模式下结构抗震设计教学思考与实践(2)

　　此时，引导学生应用结构动力学的知识建立单自由度弹性体系的运动方程，并分析该非齐次微分方程的定解参数，发现在干扰项（即随时间变化的地面运动）一定的情况下，结构的反应与自身的动力特性（即自振频率和阻尼比）有关，质量相同而宽胖不同的结构，其刚度不同因而自振频率不同，地震反应自然也就不相同了。又如，在介绍不同结构的抗震设计和抗震措施时，先通过实例介绍不同结构的主要破坏特征和类型，然后启发学生思考：“针对其破坏特征，应该从哪些方面来加强抗震设防？”

　　为了让学生充分认识概念设计的重要性，在课程中应当突出强调地震的随机性，包括设防烈度和地震参数的设定、场地的影响、计算模型的简化等都存在不确定性，因此，抗震计算并不能唯一保证结构的抗震安全性。

　　讲解时应结合一些工程实例，引导学生从结构选型、平立面布置、延性设计等方面分析在实际地震中的不同震害表现，并适时总结概念设计的基本原则。总之，通过层层设问、启发引导式的教学，吸引学生的注意力，让学生在问题面前积极思考，学会寻找解答问题的途径与方法。

　　（二）利用网络资源，培养学生查阅资料和自学的能力

　　结构抗震设计课程内容多，涉及面广，在有限的学时内学好所有的课程内容非常困难。网络信息资源丰富，为学习提供了另一个广阔的宝库。在结构抗震设计课程的教学中，安排一定的学习主题，引导学生利用网络资料有目的地自主学习。一方面可以培养锻炼学生查阅资料、阅读理解、综合概况的能力，另一方面也可以扩展学生的视野，培养其学习兴趣。例如，在学习地震场地时，采用灌输式教学，学生可能不理解场地分类的意义与必要性，而事先布置主题任务，要求学生查阅资料文献，了解不同场地上结构震害的调查情况、场地对地表地震波特性及结构地震反应的影响，并提出自己的结论性意见。学生通过自学，了解场地的地震效应，从而对设计谱按场地分类进行区别。同理，在桩基的水平抗震设计方面，一般的结构抗震设计教材讲得较少，而学生又比较感兴趣，则可以给学生提供一些综述性的资料文献作引导，继而布置学习主题让学生查询有关地震中桩基破坏的资料，在课堂上让学生讨论桩基的水平抗震问题。建议学生利用业余时间浏览《土木工程学报》《建筑结构学报》《地震工程与工程振动》等专业期刊和相关专业论坛，使学生了解专业的科研动态和发展趋势，扩展学生的视野。利用网络资源辅助学生形成自学习惯，将使学生终身受益。

　　（三）加强与其他课程的横向联系，培养学生融会贯通的能力

　　结构抗震设计课程与土木工程其他专业课程存在密切的联系，如结构力学、地基基础、钢筋混凝土结构设计原理、高层建筑结构、砌体结构等，在课程的安排上，有的是其前导课程，有的是并行的。在教学中加强与其他课程的联系，一方面可以使学生厘清区别与联系，避免因看似重复的知识点而感到厌倦，另一方面可以促进学生对专业知识的融会贯通、综合应用。在学习地基基础的抗震设计时，可以让学生联系基础工程中有关非抗震设计时地基设计的内容进行对比。在学习单自由度体系水平地震反应时，让学生复习结构动力学中有关运动方程的建立、高等数学中非齐次方程的求解等内容，通过具体的应用加强学生对所学基础知识的理解。

　　在讲述多高层钢筋混凝土结构的抗震设计时，要紧密结合混凝土结构设计和高层建筑结构设计的课程内容，要注意三者之间的有机衔接，突出各自的重点，避免简单的重复。

　　结构抗震设计课程重点在抗震的基本原理，如地震作用计算、地震效应调整。高层结构设计则主要是学习不同类型结构的内力分析方法，两者侧重点不同。总之通过与其他课程的衔接，使学生逐步建立较为系统的专业知识体系。

　　（四）采用案例教学，培养学生分析实际问题的能力

　　近百年来世界各地发生的地震为阐述工程结构的抗震性能提供了大量的实例。收集并合理利用这些案例进行教学，将大大提高教学效果。需要注意的是案例教学包括实例教学但不止于实例教学。

　　讲解抗震计算时，应注重实例计算，讲授概念设计和各类结构的抗震设计时，则应注重案例的分析。如：在讲概念设计的“规则、简单、均匀、对称”的布置原则时，厄瓜多尔中央银行和美洲银行的破坏对比可作为生动的案例。在学习钢筋混凝土的抗震设计时，可以提出汶川地震中普遍发生的强梁弱柱这一实际问题，跟学生一同探讨，分析原因。我国最近几次强烈地震中普遍发生的学校建筑破坏严重，底部框架结构底层整体破坏，装配式预制板楼盖破坏严重，楼梯及楼梯间破坏严重等现象，都可作为抗震设计中的教学案例。实践表明，应用案例教学提高了学生学习的主动性，锻炼了学生的分析能力、发散思维以及口头表达能力，活跃了课堂气氛，取得了良好的效果。