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融合性案例在岩体力学课程思政教育中的探索

2023-11-14张明磊苏占东高林生李小瑞杨月

科学咨询 2023年20期
关键词:力学岩体案例

张明磊,苏占东,高林生,李小瑞,杨月

(1.防灾科技学院,河北三河 065201;2.华北科技学院,河北三河 065201)

培养什么人、怎样培养人、为谁培养人是教育的根本问题,尤其是为我国建设培育专业人才的大学土建类工程学科教育,培养人才的质量甚至影响着国家的建设发展与长治久安[1-2]。传统的土建类工程学科包括土木工程、地质工程、隧道工程、采矿工程、水利工程、防灾减灾科学与工程和城市地下空间工程等专业,岩体力学是此类土建类工程学科的基础课程[3-5]。目前岩体力学的课程教学与思政教育结合方面存在几个问题:第一是在以往的教学大纲制定过程中并未针对思政教育方面有详细的阐述与设计;第二是以往学校、教师对岩体力学课程思政建设重视程度不够;第三是专任教师往往是某一特定学科领域的研究者,并未接受过系统、专业的思政授课教育,较难在教学过程中结合课程内容进行专业的思政教育[6]。因此,需要根据授课学科的专业特色,研究授课专业的培养方案与培养目标,透彻分析培养方案结构系统中的思政元素,从课程涉及的行业特色、国家需求、国际前沿与人文信息等方向拓展专业建设的思政内涵[7]。本文以面向城市地下空间工程专业的岩体力学课程为出发点,将专业理论与思政元素融合性案例引入教学中,开展岩体力学多元化教学,为岩体力学课程思政建设提供参考。

一、工程学科课程思政概述

总的来说,工程学科的课程思政是建立在专业思想上的课程思政,需要将马克思主义的教育与科学精神有机结合,着力培养学生“认识问题—分析问题—解决问题”的能力,强化工程伦理教育,塑造学生精益求精的大国工匠精神,激发学生科技报国的家国情怀与使命担当[8-11]。

首先,工程学科课程思政应与马克思主义相结合。马克思主义的立场、观点和方法体现了科学的认识观、真理观和方法论,要求授课教师从课程内容出发,挖掘专业知识与认识观、真理观和方法论匹配的契合点,提炼具体的教学素材,在讲授知识过程中提升到思想层面的导向,通过理论讲解、案例分析、思想引导、精神感召的相互配合,建成“知、情、意、德”一体化的思政教育结构。

其次,工程学科要坚持培养和践行社会主义科学价值观,坚持不懈用习近平新时代中国特色社会主义思想强化工程教育,培育工程人才,使授课对象认识我国在工程建设领域的成就与典型事迹,增强对党、社会主义制度的自信心与自豪感。

再次,强化工程伦理教育,培养实事求是、作风严谨、勇于创新的工匠精神。对工程学科的学生而言,所学专业知识是他们的谋生技能,是顺利获得岗位资格的前提。然而,由于工程建设体量巨大,施工单位良莠不齐,即便是在监管如此严格的今天,因施工质量差、监管不严格而导致的事故仍时有曝光,仍有部分技术人员与监管人员做出有悖于工程伦理与工匠精神的行为,给国家和人民经济财产安全带来隐患。这类行为不仅严重影响工程质量,还对使用者和人民生命财产安全造成巨大威胁,因此需要从学生时代就加强工程伦理教育,降低此类行为的发生概率。

最后,加强学生探索未知、追求真理、勇攀科学高峰的责任感和使命感,强化实践意识,用所学知识在国家大地上践行责任与使命。工程学科是在实践中不断进步的科学,以岩体力学为例,岩体力学学科的兴起和发展是建立在岩体工程的建设与实践的基础上,工程需求促成学科理论建设与新技术的产生,而新的理论与新技术的应用进一步促进工程规模与施工效率的提高,进而产生新的研究需求,循环往复,岩体工程与岩体力学理论相互促进发展。每一个工程建设难题的解决,都需要一代又一代科研人员与工程人员不断努力,勇攀科学高峰。

因此,工程学科的思政教育需要根据授课学科的专业特色,从行业特色、国家需求、国际前沿与文化历史等角度多方位开展思政教育,学生全面发展,全面进步,成长为合格的建设者。本文以岩体力学课程为例,研究工程学科融入课程思政元素的相关探索,介绍工程-思政元素融合性案例,为岩体力学课程思政教育提供参考。

二、工程学科融入课程思政具体路径——以岩体力学为例

当前工程学科经常忽略思政元素的贡献,只重智,不重德。下面以岩体力学为例,阐述课程思政融入教学从而实现思想培养的策略。

岩体力学作为典型的工程学科课程,是地质工程、水利水电工程、城市地下空间工程和防灾减灾工程等专业的核心基础课程,许多思想和精神在本质上与马克思提出的认识论与方法论相通,如岩体力学基本概念的认识、力学理论的逻辑规则以及实验实践验证工程理论等,均与马克思主义哲学基本原理有很多内在联系,只是学生自己学习时很难察觉,因此需要教师在授课过程中进行提炼和融合,辅助学生更好地理解、领悟。

课程中部分章节对应的融合性思政案例如表1。

表1 部分章节融合性思政案例

部分章节融合性思政案例简要介绍如下:

岩体力学课程绪论部分着重介绍学科属性、发展历史、研究对象、研究内容和研究方法,目的是学生对课程形成宏观认知,加深对国内外岩体工程问题发展的了解,初步认识岩体力学的知识内容和课程体系,增强课程学习的兴趣。为达成章节思政目标,搜集线上视频资源,安排学生线上预先学习中国在岩土工程建设中的瞩目成就,如三峡工程、港珠澳大桥等,学生了解我国岩体工程飞速发展的现状,感受中国特色社会主义道路为中国带来的巨大变化,在课上讲授此类工程与岩体力学的联系,深刻理解“工匠精神”与智慧,提升学生的学习兴趣、民族自豪感与爱国主义精神,坚定道路自信。

岩石的物理力学性质部分主要要求学生掌握岩石的基本物理力学性质、实验测试方法、影响因素。在课堂教学中引入“滴沥青试验”,通过帕内尔教授、梅恩斯顿教授等人长达八十几年的“滴沥青试验”,帮助学生认识物质的性质本质,强化科学精神与探索意识;在人生长河中,很多事物并没有看起来那么美好,很多事物也没有看起来那么糟糕,我们需要保持恒久之心和探索之心。同时,本章岩块的变形与强度部分需要开展岩石实验,学生要经历制样、实验操作和实验数据处理等过程。通过实验锻炼学生的实践能力,切身体会“实践是检验真理的唯一标准”,通过实验获取岩石的变形与强度参数,掌握实验方法和实验原理,融汇实验中蕴含的岩体力学知识,如圣维南原理在岩块强度方面的应用、岩石变形曲线的典型阶段与基本类型、岩石强度参数的获取与摩尔库伦准则等。在制样、贴片、测试和数据处理过程中的精心准备、细心操作,也会遇到种种问题。通过总结操作过程中的失败案例,帮助学生了解细节决定成败,细小的误差与失误可能导致测试结果千差万别,培养学生科学严谨的学习与从业态度。

岩体与结构面的性质部分主要让学生建立岩体的宏观思维,认识结构面、岩块与岩体的辩证关系,结合当前社会热点问题进行阐述。个人即为各种类型的岩块,有各种各样的力学性质(性格),人与人之间的联系与“条条框框”类似结构面,组合在一起形成了岩体(社会或集体)。如果岩体内部存在的结构面数量较多时,岩体的强度会弱化,难以维持稳定。同样,如果社会(或集体)中每个人的“条条框框”过多,集体将变得松散,战斗力也会变差。通过案例阐述个人与集体、个人与社会,个人与国家之间的关系,帮助学生正确理解和处理“条条框框”,树立爱人民、爱集体、爱国家的意识。

工程岩体分类部分结合书本中工程岩体分类规程(1994版)与现行新规程(2014版)的差异,阐述规程的制定标准,一方面提醒学生在今后的学习工作中及时掌握新版工程规范,与时俱进,跟进探索学科前沿;另一方面介绍我国近三十年来取得的瞩目工程成就,增强学生的民族自豪感和作为工程人的使命感。通过与欧美、苏联工程岩体分类标准的对比,帮助学生树立实践检验真理的意识。同时,在授课过程中,发散学生的思维,布置翻转课堂任务,安排各小组结合岩体力学工程案例,搜集工程岩体分类新方法,介绍工程岩体分类方法的应用及应用成效,学生在搜集资料和整理汇报中亲身体验工程岩体分类的必要性,了解世界和我国岩体工程建设的特点,培养严谨务实的精神和精益求精的工匠精神。

岩体天然应力部分结合岩体天然应力测试技术的发展,由凯瑟效应和岩石的记忆特性,引出人生面对诸多暂时性困难的“战略性”放一放,换个角度继续探索的乐观精神。同时通过技术的不断发展与创新,学生领悟技术进步需要不畏困难、勇于探索、敢于创新。对岩体天然应力新技术的发展,采用翻转课堂形式,学生搜集岩体天然应力测试新方法并进行展示。在这个过程中,岩石记忆效应、应力应变曲线等基础性知识和弹性力学经典模型求解等基础理论,在岩体天然应力测试技术发展过程中对新技术的指导也能让学生明确基础知识和基础理论在科技进步中发挥的支撑作用,激发学生掌握基础知识,学好基础理论,夯实基础技能的浓厚兴趣。

边坡、地下工程和地基三大岩体工程问题是岩体力学工程应用的主要领域,也是岩体力学工程思政教育的主要阵地。通过具体的工程,学生切身体会岩体力学理论知识与现场工程实际的联系。因此,需要结合工程案例把课程知识融入实际。通过这类工程案例,学生把晦涩的理论知识与实践相结合,更加直观地感受所学知识的用处。这方面我们选择葛洲坝、白鹤滩等工程的库岸边坡、地下硐室和坝基处理。通过介绍工程的规划设计、困难迭出的高边坡建设过程,高地应力、地震频发等恶劣环境困扰,学习建设者的艰苦奋斗精神和精益求精的工匠精神。开展高陡边坡建设、设计施工的复杂过程与岩体稳定性计算分析,将理论知识与复杂现场工况相结合,分析案例中的岩体力学知识、理论与技术,为学生展示“岩体力学”在指导施工中的实践意义,激发学生学好专业知识的意识。

三、应用成效

“岩体力学”课程是一门理论与应用并重型课程,是理论教育与思政教育的重要阵地。通过工程相关案例寻求教学设计与课程思政间融合点,剖析理论教育知识体系中的思政教育要素,融合工程案例与思政元素,串联构建课程思政体系,可以实现育人和育才双重目标。尽管课程育才和思想育人工作不是一朝一夕完成的,但通过在知识学习过程中融入课程思政元素,结合工程案例引导学生在思想上思考工匠精神和科学思想,在行动中实践科学和工程技能,掌握必备理论知识,逐渐走向成熟。

总而言之,在国家全面倡导课程思政教育,建设“制造强国”的背景下,坚持将课程思政教育与科学知识教育相结合,建立岩体力学融合性案例,探索教学方法,培育更多具备“工匠精神”的人才。

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