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工程结构抗震是土木工程专业的重要专业课程。近2年来由于我国地震灾害频繁且造成了人民生命财产重大的损失，这门课程在明确的工程背景下尤显其重要。然而，这门课程设计的起点较高，常常要用到偏微分方程的求解、线性代数、结构动力学等知识口‘2]，在传统的授课模式中，教师一般需要在课堂上为学生补充大量的偏微分方程求解等知识才能够实现授课重点内容之间的较好过渡，然而下述矛盾依然可能会对教学造成困扰。 (1)冗长的数学、力学推导与保持学生的钻研兴趣的矛盾。由于本科生培养课时和安排时间的限制，不少前期准备课程(例如高数和线性代数)与抗震课程的授课时间相隔过长，复杂的力学计算过程往往让学生感到理解上较为吃力，注意力容易下降，一些在前期专业基础课学习上投入不够的学生尤其如此。 (2)实际工程状况与课本中经典理论的分析有出入。抗震设计理论在不断地发展和演化，现实中的各类非常规设计结构层出不穷，因而只有将课本中的知识与实际工程相联系才能达到良好的教学效果。例如，在讲授现有建筑的非常规平立面设计给抗震带来的负面影响时，往往需要实践性环节的辅助来加深学生的认知。 1 实验手段在课程中的应用 为解决上述教学环节中的矛盾，在教学中引入一些形象的教学手段是一个很好的办法。鉴于各类模型实验方法在中外教学中广泛应用[3。101，在本次教改研究中采用了结构模型为载体，通过模型力学建模分析、模型制作和模型实验方法来达到提高学生学习和探索兴趣的目的。该项教学改革实施的要点有： (1)结构模型的动力学建模分析。这个环节可以看作是课堂教学的延伸，抗震课程中教师在课堂上讲授了大量的动力学知识和数学求解方法，然而在应用到实际的结构中时手工计算量大，一些较为准确的分析方法(如时程分析法)对初学者来说难度比较大，为此教师可以采用先讲授最基本的单自由度体系，而后用类比的方式论述多自由度体系，继而直接转向采用三维有限元软件工具进行力学建模的顺序，这样学生不但可以了解结构动力分析的基本原理，还能提高利用软件工具对相对复杂的结构模型进行力学建模能力。 (2)模型制作。模型制作是检验学生对抗震结构形式理解的良好手段，通常可利用软塑料片、牛皮纸、乳白胶等容易获取和加工的材料，制作出具有相似特征的高层或大跨度结构模型，课堂上提出合理的制作要求，使学生了解一些现实工程中的抗震原理，另一方面学生所学抗震理论也相应地可以反过来指导模型的制作。 (3)模型实验。模型制作完成后，利用精心设计的简单加载装置来检验其动力学性能，例如自振频率、动态位移时程等；通过设计一些恰当的实验步骤和进行实验报告的总结，可使学生对所学知识有较为深刻的理解，从而达到一些仅靠课堂教学难以实现的效果。 2设计地震影响系数课程实验的目的 在工程结构抗震课程中，关于地震影响系数和地震力计算的内容具有举足轻重的地位。在许多教材中，一般采用先论述结构强迫振动的分析方法，然后再通过一定的简化和推导得出经典的振型叠加法和底部剪力法等谱方法[1。2]。由于推导的内容涵盖了线性代数、结构动力学以及高等数学中较少涉及的偏微分方程求解等内容，该章节的讲授对学生而言是个挑战。对于这种情况，如果能够适当采用一些辅助的实践性手段，例如模型实验等给予学生形象上的认知，可以达到事半功倍的效果。 另一方面，从要达到的目的而言，在课程实验的设计上不苛求大而全，只要能够达到让学生了解质量、刚度、阻尼等几个要素与自振频率之间的相互关系，以及自振频率与外部激振频率之间的相互关系等关键内容即可。另外，用于本课程实验的模型在制作要求上可以更为灵活，让学生在多种多样 |
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