基于创新能力培养的建筑结构抗震课程改革初探

高英

摘要：作为土木工程专业的大学生而言不仅要学会传统的理论知识，还应该具备新技术、新工艺的实施以及新产品的开发和创造能力，也就是要求未来的劳动者不仅要具备从业能力，还必须具备创新创业能力。以培养学生专业创新能力为目标，本文对建筑结构抗震课程进行了创新创业元素挖掘，对日后从事抗震相关工作的土木工程专业学生有一定的启发与引导。

前言

自从 2008 年的汶川大地震造成了巨大的生命和财产损失之后，国人对于地震的危害有了更清晰的认识，同时也对抗震设防的重要性有了进一步的了解。而对建筑物进行抗震设防和设计是目前减轻地震灾害的最根本途径。土木工程专业的学生作为未来的结构工程师应当掌握地震基本知识、抗震原理以及工程结构抗震设计的方法。

传统的抗震手法是通过概念设计和计算设计综合来实现的，虽然理论成熟，但是计算分析过程复杂，相关参数需要多次试算，而且罕遇地震下抗震效果并不好。尤其是一些新材料、新结构下的高层超高层建筑，它们的计算设计部分，需要考虑的事项较多，计算过程复杂多变。因此，更行之有效的抗震设计方法或者理念需要进一步探究。这就需要在抗震课程的教学过程中，积极的引导学生去思考、去创新抗震设计新理念，培养学生的创新能力和行业责任感。

1建筑结构抗震课程目前存在的问题

（1） 忽视理论推导

结构抗震课程理论性强，涉及到很多公式的推导，特别是结构地震反应分析这部分内容。对于该部分内容的教学，部分教师认为学生在结构力学中已学过动力学的相关知识，而地震作用可看成一种特殊的动力荷载，学生可以很轻松地学习结构地震反应分析的理论，因此可少讲或略讲理论推导，而把重点放在讲述公式的如何应用上。如果一味地忽视公式的推导，而只是讲如何应用公式，学生就会“知其然，不知其所以然”，在潜移默化中可能滋生急功近利的思想，这对于创新型人才的培养无疑是有害的;对于部分可能深造特别是志在从事结构抗震研究的学生来讲，理论功底的培养是至关重要的，否则会严重影响以后的科研创新工作。

（2） 缺乏实践环节

工程学科需要结合工程实践才能培养解决实际问题的能力，在校学生本来就缺乏实践经历，对结构设计中部分与抗震设计有关的原则缺乏足够的理解和认识，在抗震课程中更无法与实际结合。由于地震的随机性，在抗震设计中更多强调的是抗震概念设计，而所谓的概念设计要求的是理论知识与实践经验结合，因此实践性教学是很重要的，是对课堂教学内容的重要补充。而在目前的教学中忽视实践创新教学环节的设计，只是在课堂上“填鸭式”地向学生灌输相关的知识，学生只能被动地接受，这样做教学效果差强人意。

2创新元素的挖掘

目前的抗震新技术主要有两大方向：消能减震技术和建筑隔震技术。

消能减震技术主要应用于多高层建筑，高耸塔架，大跨度桥梁，柔性管道、管线（生命线工程），既有建筑的抗震（或抗风）性能的改善，文物建筑及有纪念意义的建（构）筑物的保护等。

建筑隔震技术一般应用于重要的建筑，一般指甲、乙类等特别重要的建筑;也可应用于有特殊性使用要求的建筑，传统抗震技术难以达到抗震要求的或有更高抗震要求的某些建筑，也可用于抗震性能不满足要求的既有建筑的加固改造，文物建筑及有纪念意义的建（构）筑物的保护等。

在日本的建筑施工中，对于抗震有三种构造概念：耐震、制震和免震。耐震相当于我国的抗震”，为最普通级别，主要用在低层建筑中;耐震极限只能保证地震时房屋建筑不坏，并不能保证室内家具倾倒伤人，也不能保证家庭财产不受损失。制震相当于中国的减震”，是对耐震的补充，是让建筑物在地震晃动中，集中在一个地方造成损害，但其他地方不会发生损毁。

其中一种做法是在建筑物中放置各种球体，让这个部分吸收地震能量，等地震过后，只需把这部分换掉就行，建筑其他地方不会发生问题。还有比较普遍的做法则是放置油压器装置，其作用相当于保险丝，基本高层建筑中，每层都会放置一个以上这种装置。第三种免震，相当于中国的隔震”，即地震时免去”或避免房屋震动。无论”免震还是隔震都可在大地震发生时使房屋内家私不倒、人不受伤，理论极限可以达到使房屋彻底不震的程度。

智能抗震新技术=减隔震一体化技术设计=（隔震+抗震+消能+减震）合成工艺

3创新能力的培养

（1） 教学内容中适当增加理论推导

在地震作用力的计算部分，尤其是振型分解反应谱法的讲解环节，注重地震作用（惯性力）原理的讲解和公式的推导，让学生掌握建筑物在地震作用下的破坏原理和破坏形态。通过对破坏原理的详细讲解，学生对抗震新技术就有了理论上的认知，进而引导学生思考如何更有效的抗震，如何从源头上切断地震能量的输入，做到知其然并知其所以然。

（2） 增设创新实践环节

通过让学生去地震局，展览馆、纪念馆等实地单位参观实习，了解最新的抗震新技术研究进展，让学生能切身感受到抗震设计的发展历程，学习前人们前赴后继的创新进取精神，培养学生肩负建筑抗震安全的社会责任感;去施工企业、设计单位等近距离学习抗震新技术的应用，引导学生树立正确的职业理想和择业观念，开发创造性思维，提高综合素质和创业能力，提高学生的社会竞争力。

另外，在授课过程中可以利用翻转课堂或者组织设计竞赛，让学生自主设计具有良好抗震性能的建筑结构模型，从理论到实践的过程中，让学生充分发挥自己的想象力和创造力，同时培养学生的动手实践能力和创新能力。

4结语

培养和造就基础宽厚、富有创新精神、能够应付未来社会中国大学生就业发展和挑战的人才，是各类高校在教育创新中担负的首要任务。教学改革创新是无止境的，在国家“大众创新、万众创业”的强烈号召下，必须把握住抗震课程本身的特点，不断挖掘创新元素，进一步提升教學质量，培养出适应新时代发展形势的创新型土木人才。

参考文献：

[1]何克抗. 从“翻转课堂”的本质，看“翻转课堂”在我国的未来发展[J]. 电化教育研究，2014（7）：5-6.

[2]王占仁.中国高校创新创业教育的学科化特性与发展取向研究[J].教育研究. 2016，37（03）：56-63

[3]孙文琦.蒙长玉.王文剑.应用型高校大学生创新创业能力培养课程体系研究[J].现代教育管理. 2020，（07）：75-81

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