水工结构工程抗震概论创新教学

闫毅志 刘波 张万举 魏云鹏 李梓萌

摘要：《水工结构工程抗震概论》是水利水电工程重要的专业课程之一，在教学过程中实际教学效果较差。为了适应现代水工结构工程发展的形势要求，本文从教学实践出发，探讨了水工结构工程抗震概论如何提高教学效果和学生的综合能力。在教学中应结合本课程的特点，注重教学方法的创新，优化教学内容，提高教学效果，从而为促进教学提供良好的技术支持。在实际的课堂教学中要采用多种教学方法，激发学生对此科目的学习兴趣，提高学生的创新能力和实践能力，提高学生的技术素质。

关键词：水工结构地震介绍教学讨论创新教学

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

中国是一个多地震的国家。我国地震多为浅层地震（震源深度小于70km），震级和频率都很高，分布范围广，震害也很严重。2008年5月12日，四川省汶川县发生特大地震，震源深度约29公里，是典型的浅层地震，中国是世界上地震灾害最严重的国家。大坝建设是人类除害兴利、造福社会的重要工程。新中国成立以来，我国大坝建设发展迅速。相关统计显示，库容大于1亿立方米的大坝，其中75%位于地震强度大于Ⅵ级以上区域，40%位于地震强度大于 VII级以上区域，13%位于地震强度大于 VIII级以上区域。一些重大工程位于强震区，如已建成的龙羊峡、二滩大坝设计强度已达病态，大岗山、小湾、溪洛渡水电站工程设计强度更达 IX级。近年来，我国经历了一系列强烈地震，一些大坝在地震后遭受了不同程度的破坏。目前，我国已建成的大坝中，中小型土坝是主要的，分布广泛，易受地震破坏。据统计，1976年唐山大地震中，366座各类大坝遭受震害，其中土坝占94%。土坝震害主要表现为滑坡、裂缝、渗漏、沉降等。

总的来说，中国没有混凝土坝遭受严重地震破坏的例子，但是，一些大坝已经部分受损，影响了大坝的正常运行，需要采取抗震加固措施，1961年新风港水库诱发地震，大体积土坝上部出现了由地震引起的渗透性水平裂缝，这是最典型的例子。到目前为止，我国尚未出现大中型大坝因地震破坏而坍塌的情况。中国的大坝有足够的抗震能力。

地震是自然灾害，每一次强烈地震都会给人类生命带来巨大损失。中国是一个多地震的国家，而西部地区是地震高发区，也是大坝最集中的地区，水工建筑物工程抗震是一个不可避免的问题，抗震工作者只能迎接挑战。抗震设计包括地质学、地震学、结构动力学、结构工程等学科的知识，课程设置和课时都比较少，涉及的知识面广，难以理解。在有限的时间内，培养学生的学习兴趣，使学生更好地掌握抗震设计、计算方法、设计要求和构造措施，并在毕业后尽快适应工作的基本原则。教学改革是我们面临的一个重要问题[1]。

1加强教学改革，提高教学效果

1.1优化教学内容

对于有限的课堂，按照“新、宽、少、精”的教学内容原则，提高教学效果。“新”要求，课程内容要体现新理论、新方法和新技术的专业成果，“宽”的教学目标要满足知识面广的要求，“少”是精简的内容，“精”要求注重学生的创新意识和能力。[2]适当减少理论部分，增强实际工程应用中的实践知识。教学的目的是让学生掌握抗震知识，结合工程设计和实际工作中可能遇到的问题，提高学生的学习兴趣，发展学生的工程概念。

1.2改革教学方法和教学手段

教学方法现代化是现代教学的重要标志，传统教学信息量小，图像处理功能相对薄弱，难以适应二十一世纪培养高素质基础人才的要求。进年来，多媒体教学给传统的粉笔和黑板教学方法带来了生命力，它从图形、文字、声音等方面增加了对环境的认识，丰富了学生的想象力，促进了学生的创造性思维，有利于全面实施素质教育。其独特的多媒体教学已被专业接受和喜爱对学生来说，多媒体的优势并不能完全取代传统的教学方法。传统的教学方法，教师可以用改进的词语来澄清复杂的问题，具有很强的情感和逻辑力，现代技术无法替代。为了提高教学效果，多媒体教学需要与传统教学合理结合，力求和谐统一。抗震设计是一门理论性和实践性很强的课程，包括震害的特点和原因、地震的基本要素、地震场地条件、地震的基础和依据、地震计算和地震验算、结构分离和减震等基本思想。与其他现代教学技术和教学方法相比，内容丰富的部分教材可以制作成多媒体课件给学生使用，它具有强烈的震撼力，激发学生强烈的学习意识。为了提高教学质量，强调重点内容，使学生能够理解和掌握。具体方法是：（1）加强课程规划和教学的关键要素。力求识别、完整地说出新想法，让学生产生兴趣。（2）课前使用多媒体花3到5分钟对上一课的主要内容进行简要回顾，巩固和消化知识。（3）督促学生提出关键问题，通过课堂提问，了解学生所掌握的程度。（4）加強对学生指导，随时解答学生在学习中遇到的难题，认真批改学生作业。（5）课堂讨论，利用学生解决问题的课堂讨论形式。培养学生分析问题的能力、逻辑思维能力和口头表达能力，增强学生对基本概念的理解。（6）征求学生的意见，调整和改进教学方法。[2]（7）教师必须清楚地教授重点和难点部分，使学生能够理解，非重点和非难点部分可以通过学生的自学来完成，这门课程一直是一门非常抽象和枯燥的课程，公式非常冗长，内容非常复杂，如果教师不关注某些关键要素很清楚，都是说说而已、泛泛而谈，学生接收到知识时，他们会觉得也比较难，学习后只有一些理解的感觉，不会有很大的收获。（8）如果学校有条件，可以介绍一些关于地震的抗震模型的知识，可以让学生个人与模型接触，这样更好的加强了思维的有效性。还可以允许学生亲自接触一些简单的实验或实地考察。（8）让学生在课前预习课程，学习备课，你可以给学生留出一些课堂时间，随机挑选一些学生进行学习讲台上讲课，这样可以给学生一些压力，增加大家的积极性，也可以增加学生的勇气和练习他们的口才，活跃课堂气氛。

2注重学生能力全面，提高学生综合素质

2.1培养自学能力

学生的学习能力是发现和创造的基础，尤其是自主学习能力的提高非常重要，未来我们将面临知识日新月异、技术飞速发展的环境，所以我们一定要提高学生的自主学习的能力，让他们适应未来复杂的工作环境。采用引导式启发式教学方法提高学生的能力，其过程是自学是获取知识、深化和巩固知识的最有效途径，灵活运用科学知识和方法。为了提高学生的自学能力，教师应要求学生认真完成课后思考问题、练习题等，要求学生完成课后考试，并预习下一节课的内容。教师应检查学生自学的有效性，可要求学生在课前回答问题，完成每章后面的系统训练，并提高他们的自学能力学习。简而言之，预习、课堂、复习、工作的各个方面都需要老师和学生之间的密切配合[2]。

2.2培养学生的学科知识和渗透能力

随着现代科技、经济和社会的发展，使各学科之间的界限逐渐打破。跨学科渗透，这就要求知识的教育背景和更广泛的综合素质，学术知识和社会技能渗透发展。工科院校培养出来的学生，他们的能力将直接影响到毕业后的独立工作能力。在教学过程中，从实际具体事物到抽象思维，使学生结合工程实践，开展社会调查，建立感性认识，发现新问题，进一步发展其知识渗透和应用能力。因此，这就要求教师根据自己的教学经验和工作经验，提出前瞻性的建议，哪些知识应该提前自学，哪些书籍应该自己借阅，教师可以向学生提出建议，从而让学生在将来工作时少一些惊讶和困惑。

2.3培养学生的创新能力

大学生的教育不仅是学习技能的过程，也是学生的智力发展、创新能力发展的重要阶段。教师应教会学生传授知识和发现创新能力，将两者结合起来，才能收到良好的教学效果。要培养学生的创新能力，首先要培养学生的学习能力、学科知识和应用渗透能力。在教学过程中，不仅要传授知识，还要注重培养学生的创造性思维能力，在教学的各个方面，引导学生探索意识的本质，培养学生的创新思维能力。在教学中，教师应采用启发式引导式教学方法培养学生的积极思维，积极创造新的教学模式。增加现场参观和组织，通过实践教学，激发学生进一步学习，激发学生的研究和学习兴趣。教师应引导学生参与一些科研项目的教学工作，使他们能够接触前沿知识，拓宽知识面，培养学生的积极性，使学生能更积极地学习。此外，培养学生创新能力的一个重要前提是激发学生的学习兴趣，因此教师不仅要在黑板上写字，还要合理利用多媒体教学，还可以通过引入模型、实验或进行实地考察来提高学生的学习兴趣。一旦学生有了学习兴趣，他们就会积极采取措施获取知识，借阅书籍，拓宽知识面，提高本学科的知识存量。

3《地震工程水工建筑物概论》创新教学

3.1运用互动教学，创新教学方法

有了积极的、鼓舞人心的教学方法，课堂气氛才能舒畅，营造出活泼的课堂气氛，有利于学生的独创性和个性发展。有效合理的课堂提问设置是激发灵感的关键。让学生参与到教学过程中，可以提高教学效果培养学生的学习兴趣，可以加深学生的印象，巩固所学知识。此外，教学活动应促进案例教学法的工作，学生思考、分析和确定问题的案例，通过相互独立的研究和讨论，提高学生分析问题和解决问题的能力，这是一种教学方法。案例教學法具有以下特点：第一，以实际案例为中心的教学转变。案例教学法的目的是提高学生分析问题和分析问题的能力，教学基于案例推理的方法，总结过程工作中知识的应用。第二，将单向信息传输转变为双向交流[3]。在这种情况下，学生应掌握必要的基础知识，经过认真学习思考，找到解决问题的方法，就有可能加深对知识的理解。同时，在案例分析的过程中，教师要从学生身上进行深刻的反思，不仅能发现自己的不足，还能了解学生的思想动向。在教学中采用双向交流的形式，便于开阔思路，集思广益，取得了良好的效果。第三，从被动接受到主动学习。从主动的知识接受者到被动的知识接受者，已成为教学的主体。在这种情况下，没有人告诉学生该怎么做，而应该让学生自己去思考和探索，通过个人和群体优势互补，相互鼓励和提高。

3.2利用多媒体课件和互联网创新教学方法

多媒体教学系统已进入高校多年，各大高校已全部采用这种教学方法，这对推动教育改革，提高教学质量起到了积极的作用。多媒体教学系统可以调动学生的积极性，教师可以更充分地展现授课风格和个性，使授课内容给学生留下深刻的印象。多媒体教案的设计、备课方法、课堂教学体系都有很大的不同。与传统教学方法不同，多媒体教学方法最重要的特点是它带来了教学观念、教学理念和教学理论的变革。这就要求教师精心设计水工钢结构课件，教师要保证课件的完整性和内容的准确性，再加上教师幽默的讲解，课件才能吸引学生，达到良好的教学效果。此外，我们可以利用互联网的优势，加强师生之间的联系，也有利于教学效果的反馈。教师可以将自己的讲义、课件或部分案例发送到学校网站，供学生课后查看和练习。学生也可以利用这个空间提问或表达他们的观点。教师也可以在网上征求意见和教学建议，学生才能正确把握“以教为先，以学为先”的原则，教学中应注重与学生的沟通，多关注学生的学习意见和建议，实现个性化的教学[4]。

3.3改革教学方法，激发学生思维

传统的教学方法是用粉笔在黑板上写字，在结构受力分析和重要公式推导方面具有不可替代的优势。但是在黑板上大量的书写和绘画导致了单位时间内信息量的下降。随着现代技术的不断发展，很多新的结构很难被视为的实际对象，通过多媒体课件，通过这些屏幕投影设备呈现给学生，这种图像教学方法有很多视觉信息，让在教室里的学生们可以直接到感受视觉刺激，不仅可以增加学生的视野，而且也加深了对理论知识的理解，充分调动学生的积极性。通过这样的教学，不仅节省了教学时间，提高了学生的理解力，而且提高了《水工结构工程抗震概论》的教学质量，取得了良好的教学效果。教学的一项基本任务是引导学生从被动的知识接受者进入主动学习，教学应注重培养学生的独立思考、分析问题和解决问题的能力。因此，在教学中，要从实际项目中引入必要的问题来激发学生的兴趣。此外，如果学生可以使用模型或参加实地考察就更好了。让学生能够接触到实际的模型或工程实例，通过触摸、用眼睛去看，用大脑思考模型或工程实例，并结合多媒体综合立体效果，最大限度地激发学生形象思维和空间想象力，将原本非常抽象的概念和公式变成图形和模型，从而提高学生学习知识的效率和效果。

3.4实现校企合作等模式，增加学生实践机会

对高校水利水电专业而言，要主动求变，要培养学生的实践能力。实践是检验真理的唯一标准，只有学生们真正参与到了这件事情之中，他们才能更好的掌握这门学科。所以，要了解社会的需求，有目的性地与社会上的一些企业达成合作。企业也要主动与学校合作，为学校提供一定的支持，保证高校的人才培养机制运行。目前整个水利水电专业中，大家的专业课基础知识已经很好了，不定期地将比较优秀的或对这个学科很感兴趣的学生推荐到企业中，去到企业中对自己的专业知识进行实践，发挥自己的特长，弥补专业知识的空缺。也可以将企业中优秀的员工邀请到学校，为学生讲解，帮助学生进一步了解专业的特点与需求，从而在学习中完成自主学习。通过专业人员的讲解，教师也可以了解到工作和教学之间的关系，让学生和水电行业从业者进行面对面交流，更直接的了解行业特点和行业需求。教师也要和从业者之间进行专业的交流，从而对教学进行有效的调整，更新教学资源，促进水利水电专业教师水平的提高，在教学中更多的融入与企业要求相关的实践内容，有针对性地进行培养专业人才。让学生在学校就做好了进入社会工作的准备，能够直接适应社会的需求，尽快融入到工作之中[5]。

3.5提升教师专业教学能力

老师应具备专业的知识文化素养，“加强教师队伍建设”是实现教育改革和发展的根本保证。冲击“双一流”高校建设，已成为学校的重要任务，同时也为促进教师专业化发展提供了难得的机遇。教师不仅要在自己的研究领域上更近一步，也要在专业课教学上更一步加深，这不仅仅能加强自身的专业知识文化素养，更能为学生讲好专业课课程。教师全过程的参与到“双一流”高校建设当中，这是机遇，也是全新的挑战，因为这对教师的专业知识文化素养提出了更高的要求。而在参与专业建设的这个过程中，教师的专业素养必然会得到快速提升。站在专業建设的高度上来提升教师的专业化能力，既是新时代的呼唤，也是学校“双一流”高校建设的基础，更是是教师专业化发展的实际需求[6]。

4结语

《水工结构工程抗震概论》作为一门重要的专业课程，只有在教学过程中充分调动学生的积极性，教师发挥主导作用，在传统教学方法与现代教学方法相结合的情况下，才能培养学生的综合能力，以提高教学效果为重中之重培养目标，达到高水平教育的目的。同时增加学生们专业实践的机会，学会运用自己的专业知识;在创新教学的过程中，教师的专业化教学能力对整个教学起到了至关重要的作用，提升教师的专业化能力也是对教学提升的很重要的一步。

参考文献

[1]陈厚群.水工混凝土结构抗震研究60年[J].中国水利水电科学研究院学报，2018，16（5）：322-330.

[2]潘毅，刘豪，林拥军，等.基于SC教学理念的土木工程专业课程教学改革——以建筑结构抗震设计课程为例[J].高等建筑教育，2020，29（2）：101-108 .

[3]刘毅，杨波，张敬，等.基于性态仿真的特高拱坝设计研究与应用之一——我国拱坝结构分析方法发展现状与展望[J].水利水电技术，2020，51（10）：41-54 .

[4]李春雷.重力坝—库水—淤积层—地基相互作用分析[D].昆明：昆明理工大学，2019.

[5] 钱紫会.新课标背景下基于OBE理念的中学教师教学设计能力培训模式研究[D].石家庄：河北师范大学，2020.

[6]李宏斌，宇云飞，孟志良.新工科背景下土木工程专业试验课程教学改革——以土木工程材料课程试验为例[J].河北农业大学学报（社会科学版），2020，22（5）：115-120.