岩体力学课程思政教学设计
2022-07-01臧明东杨国香王飞永
臧明东,杨国香,王飞永
(中国地质大学(北京)工程技术学院,北京 100083)
2016 年12 月,习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上发表重要讲话,他强调,要始终把立德树人作为教育的中心环节,把思想政治教育贯彻于教学整个过程,做到“三全育人”。习近平还表示,要用好课堂教学这一重要渠道,让专业课程教育与思想政治教育双向并举,协同共进。课程思政由此诞生,它不是一门特定的课程,其本质上是一种教育,目的是落实立德树人。
“岩体力学”是专门为高等学校地质工程、土木工程以及相关本科专业开设的一门专业基础课,同时也是应用地质学专业的重要必修课。岩体力学课程是建立在科学实验和工程实践的基础上,着重训练学生分析和解决实际工程问题的能力,因此,岩体力学教学表现出专业化和实用性的特征。而思想政治教育则倾向于柔性化和人性化,强调对人精神层次上的熏陶,需要更多的感性思考,两者在不同的维度里各自生存,致使课程教学无力担当起价值导向的重大责任,这也成了推进岩体力学课程思政教育的最大阻碍。针对上述问题,本文首先分析岩体力学课程自身的特点,然后深入挖掘岩体力学课程中所蕴含的思政元素,探索岩体力学课程思政的融入模式,最后提出岩体力学课程思政的教学过程设计。
1 岩体力学课程的特点
岩体力学是以岩体为主要研究对象的一门力学分支课程,着重关注岩体在各种力场作用下的变形和破坏规律,是一门应用型基础学科。岩体力学课程主要有以下几个特点:
(1)岩体力学与一般力学的不同在于岩体的特殊性,岩体是在地质作用过程中经过建造和改造形成的,由一定的岩石成分组成,具有一定的岩体结构,赋存于一定的地质环境中的地质体,从事岩体力学教学必须考虑岩体的这个特点。
(2)岩体力学是为岩体工程服务的,在进行岩体力学教学时必须牢记这一点。在工程规模较小时,人们仅根据经验就可以解决工程建设中遇到的岩体力学问题;随着工程规模不断增大,仅凭经验解决工程建设中遇到的岩体力学问题已经不够,需要从岩体力学理论出发加以判断和思考,岩体力学才能得以不断发展。因此,在教学过程中,教师不但要讲述教材中的基本理论和知识点,还应结合具体的岩体工程案例,介绍岩体力学的新技术和新方法,培养学生解决实际工程问题的能力。
(3)岩体力学是一门注重野外实践和动手能力的课程。岩体力学课程以课堂讲授为主,辅以实验、实习等教学环节。本课程通常需要安排5~6 次实验及3~4 次课外习题,编有实验及野外实践指导书,要求学生掌握岩块、结构面、岩体等基本物理力学参数的测试方法以及岩体结构的野外识别、特征统计和结构划分方法。
2 岩体力学课程蕴含的思政元素
岩体力学课程思政元素的挖掘不能浮于表面,并局限于马克思主义经典理论上,要注重思政元素与知识点的关联以及与课程知识体系的契合。岩体力学课程思政元素的挖掘必须建立在对专业知识体系深刻把握的基础上,在岩体力学知识传授、工程能力培养的基础上进行价值引领,不能只讲价值引领不讲授知识也不培养能力,把课程思政变成思想政治理论课,出现泛思政化的现象。同时,课程思政方法不应局限于课堂讲授,而应充分运用情感体验和实践体验。岩体力学作为一门与人类工程实践关系紧密的专业课程,蕴含着大量民族情感元素、科学精神元素、工匠精神元素和工程伦理元素,要把这些思政元素有机地渗透到岩体力学课程的教学过程之中,达到润物无声的育人目的。
岩体力学课程的教学重点主要包括:岩体力学的发展历史、岩体力学研究的任务、内容和方法、岩体的变形与破坏规律、工程岩体分类、岩体天然应力以及岩体的工程应用。通过进一步发现并提炼岩体力学教学内容中授课要点蕴含的思政元素,找出课程思政元素的有机融合点,如表1 所示。
3 岩体力学课程思政的教学过程设计
(1)围绕国家重大工程建设引出岩体力学课程学习的必要性,激发学生科技报国的家国情怀和使命担当。
当前我国正在重点实施京津冀协同发展、长江经济带发展、黄河流域生态保护与高质量发展、粤港澳大湾区建设等重大国家战略,一大批如川藏铁路、雅鲁藏布江下游水电开发、南水北调等大型工程相继规划立项或开工建设。这些重大工程建设无一例外地涉及岩体力学问题。教师可通过翻转课堂模式,让学生在课前广泛调研我国重大工程案例,在课堂上不但介绍工程建设中攻克的岩体力学难题,而且讲述工程背后的人文故事和人文情怀,激发学生的民族自豪感和爱国热忱,培养学生科技报国的家国情怀和使命意识。
表1 岩体力学教学内容与思政元素
(2)学生通过对岩体力学发展历史的探究,掌握学科发展的一般规律,培养探索未知、追求真理、勇攀科学高峰的责任感和使命感。
20 世纪50 年代,岩体实际上被视为连续介质材料,工程中遇到的岩体力学问题一般采用连续介质力学理论去解决。20 世纪50 年代末至60 年代初,国际上相继发生了法国马尔帕塞拱坝溃决、意大利瓦伊昂水库库岸滑坡涌浪事故等几起重大的水利工程事故。这些事故的发生与岩体中断层、节理裂隙、软弱结构面的认识不够有关,因此碎裂介质岩石力学的研究开始萌芽。20 世纪70 年代后期,人们逐渐认识到岩体结构对岩体的变形和破坏具有明显的控制作用,岩体力学的研究也随之步入了岩体结构力学阶段。纵观岩体力学的发展历史,是一个不断突破固有认知、探索未知、追求真理的过程,教师可通过介绍这段历史,培养学生勇攀科学高峰的责任感和使命感。
(3)结合岩体力学的研究任务、研究内容和研究方法,把马克思主义哲学观点的教育与科学精神的培养结合起来。
岩体力学研究的根本任务是为工程设计和建设提供岩体力学依据,其拥有独立的研究对象、服务领域、试验方法、本构关系或物性规律,具备一套完整、科学的理论体系,强调实践对学科发展的指导意义,这与马克思主义哲学的核心观点是高度契合的。马克思主义哲学的核心内容就是科学的实践观,把马克思主义哲学观点的教育与科学精神的培养结合起来,帮助学生树立正确的科学观。
(4)围绕岩体的变形与破坏规律,介绍常见的岩体力学室内试验,讲解试验过程,示范试验操作,培养学生精益求精的大国工匠精神。
为了研究岩体在各种应力作用下的特性,常常采用压缩试验、剪切试验、拉伸试验等来模拟自然界中岩体在应力作用下表现出的变形与破坏规律。每一个试验都经过严格的设计,基于一定的岩体力学原理,在专门的试验设备上进行,需要掌握专门的数据获取和分析方法,任何一个试验环节的失误都有可能导致试验结果的不确定性,最后影响工程建设,甚至造成工程事故。在试验教学环节,严格规范学生的试验操作步骤,精准把控每一个试验细节,加强学生对岩体力学试验的敬畏心,进一步培养学生精益求精的大国工匠精神。
(5)通过岩体失稳酿成灾害的工程案例分析,提高学生正确认识问题、分析问题和解决问题的能力,强化工程伦理教育。
由于岩体变形和失稳而造成灾难的例子不胜枚举,如1834 年法国鲁阿尔煤田发生了世界第一次有记载的瓦斯突出灾害、1928 年美国圣 弗朗西斯重力坝坝基失稳溃坝事故、1960 年南非Coalbrock North 煤矿发生了迄今为止全世界最大的冲击地压灾害等。上述重大事故发生的原因多是由于对施工区岩体的力学特性研究不够,对岩体的变形和稳定性估计不足造成的。采用翻转课堂的教学模式,让学生调研这些工程案例,分析岩体失稳的原因,培养学生认识、分析和解决岩体力学问题的能力,强化学生的工程伦理道德修养。
4 结语
课程思政建设是落实高等教育立德树人根本任务的战略举措。岩体力学作为一门与人类工程活动联系紧密的专业基础课,开展课程思政实践具有重要的教育意义和巨大的社会价值。本文充分分析了岩体力学课程的特色与优势,对思政元素融入岩体力学教学过程设计进行了探索,以期为岩体力学课程思政教育提供新的思路,实现教书和育人的协同统一。