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中外土木工程專業(yè)結(jié)構(gòu)抗震與減震課程比較研究論文
摘要：地震嚴重危及人民生命和財產(chǎn)安全，中國是一個地震多發(fā)的國家，增強土木工程結(jié)構(gòu)的抗震能力勢在必行。抗震與減震課程是一門涉及多種專業(yè)知識的課程，文章以同濟大學(xué)、香港理工大學(xué)、帝國理工大學(xué)及加州大學(xué)伯克利分校等世界級土木強校為例，主要討論抗震與減震課程研究生階段各校授課內(nèi)容，通過對比研究課程設(shè)置，取長補短，不斷提高中國土木工程專業(yè)的教育質(zhì)量，加強研究生能力培養(yǎng)，促進中國研究生教育的轉(zhuǎn)型。
關(guān)鍵詞：抗震與減震；土木工程專業(yè)；課程設(shè)置；教學(xué)改革方案
中圖分類號：G40-0593；TU352 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1005-2909（2017）04-0041-04
地震是一種嚴重危及人民和生命財產(chǎn)安全的自然災(zāi)害。近年來，世界范圍內(nèi)的強烈地震導(dǎo)致的建筑物損壞、倒塌以及人員傷亡令人觸目驚心。中國是一個地震多發(fā)的國家，增強土木工程結(jié)構(gòu)的抗震能力勢在必行，按照“拓寬專業(yè)面，加強基礎(chǔ)”的教學(xué)指導(dǎo)方針[1]各高校開設(shè)了建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計課程，防災(zāi)減災(zāi)工程及防護工程學(xué)科也受到了普遍的關(guān)注。文章以同濟大學(xué)、香港理工大學(xué)、帝國理工大學(xué)及加州大學(xué)伯克利分校等世界級土木強校為例，對比研究土木工程專業(yè)抗震與減震課程的設(shè)置情況。
一、課程設(shè)置概況
抗震與減震課程作為土木工程專業(yè)課，具有極強的理論性和實踐性，主要學(xué)習(xí)地震成因及結(jié)構(gòu)抗震基本知識，場地、地基和基礎(chǔ)的抗震，單、多自由度結(jié)構(gòu)體系地震反應(yīng)，地震作用計算和結(jié)構(gòu)抗震驗算，各類建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計，結(jié)構(gòu)隔震與消能減震設(shè)計等內(nèi)容[2]。
同濟大學(xué)土木工程學(xué)院防災(zāi)方向研究生培養(yǎng)方案中將結(jié)構(gòu)抗震與減震設(shè)為專業(yè)學(xué)位課，課程主要內(nèi)容包括：建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計基本知識，建筑結(jié)構(gòu)抗震非線性靜力分析理論和技能，建筑結(jié)構(gòu)隔震和消能減震設(shè)計概念、理論和分析手段等。
香港理工大學(xué)土木工程專業(yè)結(jié)構(gòu)工程專業(yè)的部分課程設(shè)置與同濟大學(xué)防災(zāi)專業(yè)核心課程類似，其中與結(jié)構(gòu)抗震與減震課程對應(yīng)的是樓宇抗震設(shè)計。
帝國理工大學(xué)土木工程專業(yè)結(jié)構(gòu)工程專業(yè)分為混凝土結(jié)構(gòu)、地震工程、綜合結(jié)構(gòu)工程及鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計四個模塊，其中地震工程模塊與防災(zāi)專業(yè)更為接近。對比同濟大學(xué)防災(zāi)核心課程與帝國理工大學(xué)地震工程模塊課程發(fā)現(xiàn)，對應(yīng)結(jié)構(gòu)抗震與減震課程的是混凝土結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計和鋼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計。
加州大學(xué)伯克利分校土木工程專業(yè)有兩個與防災(zāi)相關(guān)的專業(yè)，分別為結(jié)構(gòu)工程專業(yè)和機械與材料專業(yè)，與結(jié)構(gòu)抗震與減震課程對應(yīng)的是地震防護系統(tǒng)、抗震設(shè)計和高等地震分析。
四個學(xué)校均開設(shè)了結(jié)構(gòu)抗震與減震課程或其相關(guān)課程。同濟大學(xué)和香港理工大學(xué)均只開設(shè)了一門課程，而帝國理工大學(xué)開設(shè)了兩門，加州大學(xué)伯克利分校開設(shè)了三門。其中，帝國理工大學(xué)雖然開設(shè)兩門課程，但課程以結(jié)構(gòu)形式加以區(qū)分而非從主要內(nèi)容進行細化。加州大學(xué)伯克利分校開設(shè)的課程則兼具深度和廣度，并對當(dāng)下應(yīng)用日益廣泛的地震防護系統(tǒng)和較難的高等地震分析單獨開課，使學(xué)生可以根據(jù)自身興趣和課題方向選課，為其科研和實踐奠定堅實的基礎(chǔ)。
二、課程內(nèi)容
四所學(xué)校對應(yīng)結(jié)構(gòu)抗震與減震課程的內(nèi)容如下表。
從學(xué)分設(shè)置而言，同濟大學(xué)的結(jié)構(gòu)抗震與減震課程為2學(xué)分，香港理工大學(xué)和加州大學(xué)伯克利分校每門課程的學(xué)分均為3分，同濟大學(xué)抗震課程的學(xué)分偏少，而加州大學(xué)伯克利分校三門課程共9學(xué)分，學(xué)生可根據(jù)自己的研究方向、興趣和自身能力選修。
各高校抗震與減震課程的設(shè)置情況及課程內(nèi)容與大學(xué)所處國家（地區(qū)）地理位置及其研究生教育的特點有關(guān)。從開課的內(nèi)容可以看出，香港理工大學(xué)和帝國理工大學(xué)的授課內(nèi)容只涉及抗震設(shè)計，雖然帝國理工根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)形式開設(shè)了不同的課程，專業(yè)性更強，但在內(nèi)容上沒有太多拓展，對于時下應(yīng)用日益廣泛的結(jié)構(gòu)振動控制系統(tǒng)涉及不多，因此可以看出這兩所大學(xué)對于結(jié)構(gòu)抗震與減震課程的要求相對較低，這一現(xiàn)象與這兩所大學(xué)所處地理位置的地震危險性以及所處國家或地區(qū)的研究生教育特點有關(guān)。香港理工大學(xué)地處中國香港，香港地區(qū)雖然有較大斷裂，但由于該斷裂處于較完整的火山巖和花崗巖巖體中，不具備發(fā)生中強地震的充分條件[3]。帝國理工大學(xué)地處倫敦，而倫敦地震活動水平處于中低水平[4]。因此，對抗震內(nèi)容的學(xué)習(xí)要求相對不高。對于研究生教育特點，香港地區(qū)高校專業(yè)及課程設(shè)置往往從實際出發(fā)，取決于社會需求，有較強的社會適應(yīng)性[5]。香港理工大學(xué)更是主張“實用為本，學(xué)以致用”，其課程設(shè)置與社會需求緊密結(jié)合，產(chǎn)學(xué)研結(jié)合充分，為社會培養(yǎng)了大量高素質(zhì)應(yīng)用型復(fù)合型人才。與之類似，英國現(xiàn)行的研究生教育培養(yǎng)模式也是應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式，市場起導(dǎo)向作用[6]，在中國香港和英國這種以強調(diào)應(yīng)用性為主的研究生培養(yǎng)模式下，由于所處的地域地震危險性不高，因此，抗震與減震課程要求相對較低。
同濟大學(xué)開設(shè)的結(jié)構(gòu)抗震與減震課程涉及抗震設(shè)計與地震防護系統(tǒng)兩方面的內(nèi)容，且本科階段同濟大學(xué)開設(shè)有建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計課程，主要講授抗震設(shè)計相關(guān)內(nèi)容，恰好與研究生階段的內(nèi)容有效銜接。中國內(nèi)地的研究生教育正處于轉(zhuǎn)型期[7]，逐步從擴大規(guī)模向提高質(zhì)量轉(zhuǎn)變，教學(xué)質(zhì)量有所提高，教學(xué)內(nèi)容更加深入，但轉(zhuǎn)型還未徹底，因此在課程設(shè)置和內(nèi)容安排上可能還存在不足，應(yīng)結(jié)合自身情況，不斷深化改革，最終形成獨具特色的研究生教育培養(yǎng)模式。
加州大學(xué)伯克利分校開設(shè)地震防護系統(tǒng)、抗震設(shè)計和高等地震分析三門課程，在廣度和深度上都更勝一籌，但是在總課時有限的情況下，多數(shù)學(xué)生也只能選修其中的一門或兩門，其中高等地震分析課程專業(yè)性太強，適合此類研究方向或?qū)Υ擞袕娏遗d趣的學(xué)生選修，不能全面普及。這與美國的研究生教育特點有關(guān)，美國研究生教育的課程設(shè)置靈活、系統(tǒng)，與科研結(jié)合緊密。此外，美國的研究生教育非常重視課程學(xué)習(xí)，美國的研究生院為學(xué)生提供了大量可供選修的課程，學(xué)生對課程的選擇具有較大的自主權(quán)。
就課程內(nèi)容安排而言，加州大學(xué)伯克利分校開設(shè)的課程涉及抗震設(shè)計、地震防護系統(tǒng)和抗震分析等內(nèi)容；同濟大學(xué)的課程涉及抗震設(shè)計和地震防護系統(tǒng)兩個方面；香港理工大學(xué)和帝國理工大學(xué)均只涉及抗震設(shè)計。顯而易見，加州大學(xué)伯克利分校、同濟大學(xué)兩所高校所有開設(shè)的課程涉及的內(nèi)容更廣。就授課內(nèi)容的深度和專業(yè)性而言，帝國理工大學(xué)與香港理工大學(xué)均只涉及抗震設(shè)計的內(nèi)容，但帝國理工大學(xué)根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)形式開設(shè)不同的課程，更加深入且細化，專業(yè)性更強；加州大學(xué)伯克利分校的三門課程更加專業(yè)、細化、深入，且涉及時域、頻域分析等高難度內(nèi)容。同濟大學(xué)一門課程安排抗震設(shè)計和地震防護系統(tǒng)兩方面的內(nèi)容有不夠深入的嫌疑，但考慮到同濟大學(xué)本科階段已開設(shè)建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計課程，主要講授抗震設(shè)計內(nèi)容，恰好與研究生課程結(jié)構(gòu)抗震與減震課程互為補充，這樣的課程設(shè)置方式也較為合理。
三、教學(xué)改革思路和總結(jié)
通過比較研究可以看出：不同高校土木工程專業(yè)中結(jié)構(gòu)抗震與減震課程的設(shè)置與其所處國家（地區(qū)）的地域特點及研究生培養(yǎng)模式密切相關(guān)，主要區(qū)別：在開課數(shù)量上，同濟大學(xué)與香港理工大學(xué)均只開設(shè)一門課程，帝國理工大學(xué)與加州大學(xué)伯克利分校都開設(shè)了多門課程；在課時安排上，同濟大學(xué)的課時安排偏少；在授課內(nèi)容的深度和廣度上，不同的學(xué)校有不同安排，所處地域?qū)Υ擞幸欢ㄓ绊憽?/p>
教學(xué)改革是一項系統(tǒng)性和綜合性的工程，需長期堅持[8]，在進行教學(xué)改革時，應(yīng)結(jié)合學(xué)校
自身情況及所處地域環(huán)境，積極借鑒并吸收其他學(xué)校的可行經(jīng)驗。
�。ㄒ唬┰黾诱n時
抗震與減震課程作為日益受關(guān)注的土木工程專業(yè)課程，其重要性不言而喻，課時是授課內(nèi)容和質(zhì)量的保證，適當(dāng)增加課時很有必要。
�。ǘ┖侠碓鲈O(shè)課程數(shù)量
把結(jié)構(gòu)抗震與減震作為一門課程進行講授并不利于學(xué)生結(jié)合自身研究方向選擇課程，應(yīng)當(dāng)適當(dāng)增設(shè)課程，拓展所學(xué)內(nèi)容并加深難度，使不同學(xué)生能根據(jù)自己的研究方向和興趣選修課程，為其后期進行科學(xué)研究和工程實踐打下堅實基礎(chǔ)。
�。ㄈ┥罨母�，促進轉(zhuǎn)型
中國的研究生教育經(jīng)過多年發(fā)展已基本形成培養(yǎng)模式多樣、學(xué)科種類齊全的研究生教育體系，為社會的建設(shè)與發(fā)展提供了有力的人才保障，但也應(yīng)認識到，中國的研究生教育與其他教育強國相比還有較大的差距，因此，應(yīng)當(dāng)抓住轉(zhuǎn)型期的關(guān)鍵機遇，不斷提高教育質(zhì)量，加強研究生教育的能力培養(yǎng)，不斷深化改革、促進中國研究生教育的轉(zhuǎn)型。
參考文獻：
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