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2022年第19期·“岩体力学”课程思政元素的挖掘与融合研究
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2022年第19期·“岩体力学”课程思政元素的挖掘与融合研究

来源:教育教学论坛 2022-7-6 13:23:27      点击:

[出处] 教育教学论坛_2022年第19期

曹函 陈科平 舒彪 刘飚 孙平贺

[关键词] 思政元素;岩体力学;融入教学;地质工程

[基金项目] 2019年度湖南省普通高校教学改革研究项目“一流地质工程专业建设背景下的岩体力学混合式教学模式研究”(2019-033);2020年度中南大学课程思政建设研究项目“地质类卓越人才培养计划中的新生課思政教育模式实践研究”(2020014);2020年度湖南省普通高等学校课程思政建设研究项目“基础地质与工程地质实习思政建设改革实践项目”(HNKCSZ-2020-0040)

[作者简介] 曹 函(1982—),女,湖北随州人,博士,中南大学地球科学与信息物理学院副教授,硕士生导师,主要从事岩体力学的教学与研究;孙平贺(1982—),男,吉林松原人,博士,中南大学地球科学与信息物理学院教授(通信作者),博士生导师,主要从事地质工程专业的教学管理研究。

[中图分类号] G641 [文献标识码] A   [文章编号] 1674-9324(2022)19-0053-04 [收稿日期] 2021-09-30

习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上强调,“要坚持把立德树人作为中心环节,把思想政治工作贯穿教育教学全过程,实现全程育人、全方位育人,努力开创我国高等教育事业发展新局面。”[1]中南大学地质工程专业是首批国家级一流本科专业建设点,是地质科学与工程技术高度融合的专业,旨在培养具有扎实的数学、力学、地质学等理论知识基础,系统掌握钻掘工程和工程地质的设计、施工、咨询、管理等方面的理论、方法、技能和实践能力的行业领军人才[2]。“岩体力学”是地质工程等相关本科专业非常重要的专业基础课,是以岩体赋存地质环境、物理与力学特征为主要研究对象,研究岩体在各种力场作用下变形与破坏及稳定性规律的理论及其实际应用的课程[3]。本文结合思想政治教育的“隐性”特点,围绕地质工程专业“岩体力学”的教学内容,深度挖掘教学过程中的思政元素,将其同教学知识点相融合,发挥思想政治教育在实践教学环节中润物无声的重要作用,实现价值塑造、能力培养、知识传授“三位一体”的教学目标[4]。

一、“岩体力学”的课程特点

“岩体力学”课程的研究对象具有显著的非均质性及各向异性等特征。在专业知识层面,要求学生能够掌握岩体力学的基本概念,建立具体工程实践之间的关系。把握岩石和岩体力学具体评价指标,岩石强度理论分析,掌握原岩地应力的计算方法,边坡稳定性分析方法,围岩应力状态及变形计算方法,地下载荷计算方法。具有知识体系复杂,力学、数学、地质学等基础知识要求高等特点。

在能力培养层面,“岩体力学”课程是一门理论性和应用性较强的专业技术基础课程,为帮助学生掌握好课堂教学内容、训练岩体力学问题思维方式、计算分析和解决岩体力学中一些实际问题的能力。在教学活动过程中,需结合具体的工程实例进行与岩体力学相关的分析计算,提高应用岩体力学基本理论解决实际工程问题的能力。具有由表及里、由浅入深的渐进特点,有助于训练和提升学生的辩证思维模式。

在素质提升方面,加强力学理论—数学模型—实际应用之间的关联的把握,通过课程中对岩体力学基础理论的学习,建立由具体的力学模型到具体实践的应用转换,深化对力学知识的理解和发展,提升个人自主学习和理论应用意识,形成对基础理论不断消化吸收应用的发展素质。同时,结合课程理论及实践应用领域,注重提高学生思想水平、政治觉悟、道德品质、文化素养等方面培养,具有显著的多维教育的特点,使学生加深对专业内涵的理解和增强对行业的历史使命感。

二、课程思政元素的挖掘

课程思政元素不同于专业教学理论知识点,多以隐性的方式蕴含在各类教学案例中,表现形式不尽相同[5]。思政元素的挖掘过程也是实现知识传授、能力培养和价值塑造三者的统一。思政元素为了能够体现中华优秀传统文化、反映当代社会发展面貌,需要承担起“讲好中国故事、传播好中国声音、培养学生文化自信”的功能。

(一)辩证唯物主义思想

辩证唯物主义思想是马克思主义的重要组成部分,它对自然科学、社会科学和思维科学进行了系统的、科学的总结,实现了人们对世界本质、普遍特征和规律的理解和把握,对于学习和研究包括地质工程在内的具体科学具有普遍指导意义。辩证唯物主义认为,物质的运动是绝对的,静止是相对的,世界处于永不停息的运动、变化和发展中。结合岩质高边坡支护技术,阐释边坡失稳是地壳内部能量转移或地壳物质运动所引起的地质灾害。平衡是暂时的、相对的,而其物质运动是有规律的,人类可以发挥自身主观能动性,通过探析岩质边坡失稳的形成机制和分布规律,采取科学的处置技术,减轻或避免滑坡所造成的损失。

(二)艰苦奋斗核心价值

自古以来,对复杂事物实现真正辨识,都不是一件容易的事情。在对岩体的学习和研究过程中需要以各类地质体为依托,各种工程项目为目标,实现人类同地球的和谐共生。不确定的地质环境条件,需要使学生树立敬重地质事业、勇于拼搏进取、甘于平淡寂寞的价值理念。被誉为“地洼学说之父”的国际地质学家陈国达院士不图名利、只求真理的献身精神和实事求是的工作态度,是当代艰苦奋斗核心价值观的践行者。

(三)绿水青山环保理念

地质环境是人类生存环境的基础,涵盖了大气圈、水圈、岩石圈、土壤圈、生物圈[6]。实践教学可从不同角度研究地质环境的演变规律,特别是对影响人类生产生活的地球表层各环境要素及其耦合规律进行针对性分析,有助于学生形成系统的思考模式。比如在长距离山体盾构施工中会产生大量的废弃泥浆,泥浆数量一般为钻孔体积的三倍到五倍之间,对环境造成了很大的污染。由于城市储存场地有限、人员密度大,如果处置不当,会造成环境污染、侵占土地等问题,甚至对整个城市的正常运行产生巨大影响。因此,开发和完善“不落地”处理与资源化新技术、新工艺,集成与优化新装备势在必行。

(四)锐意创新科技成果

岩体工程监测与反馈分析是工程设计施工中非常重要的环节。为了使监测与反馈符合地质工程动态优化设计和信息化施工的要求,需要建立监测信息快速反馈分析技术。比如,三峡链子崖的变形监测中融合了多种监测技术,按照多层次、多方法、多种仪器进行监测,并及时提供监测成果,形成了完全自主知识产权的技术和设备,可广泛应用于山体滑坡、地面沉降等地质灾害监测预警,以及对隧道、大坝、港口、人防工程及高大楼宇建筑等结构健康状态的监测,有着显著的社会效益,也进一步激发学生的爱国情怀和专业认同感、增强使命感和民族自豪感。

(五)互帮互助团队精神

互帮互助是中华民族的传统美德,团队合作是社会发展对人才提出的必备素质。在实践教学中,结合具体工程案例,向学生传递团队精神的经济效益和社会价值。以大型建设工程为例,为了保证项目实施的高效性、经济性和稳定性,项目总控模式越来越多被引入并加以应用。这种模式是基于项目管理理论并融入企业控制理论,运用现代信息技术为大型建设工程业主方的最高决策者提供战略性、宏观性和总体性咨询服务的新型组织模式,包括项目负责人、总控策划员等。由此可见,大型工程均已实现从专业工程师向综合的策划、协调、管理工作者转变,而团队力量在这一转变过程中发挥了重要作用。

三、思政元素的融入设计

课程思政元素的融入应同课堂教学知识点有效结合,实现隐性教育和显性教学一体的目标。“岩体力学”是工程力学与工程地质学相互渗透的边缘学科。主要研究一定地质环境中的岩石和岩体的强度、变形破坏、破碎等规律,合理利用岩体,避免不利因素,并制定岩体改造方案和技术措施。而思政元素并非显性地存在于上述教学之中,是需要通过对教学内容的梳理、教学组织的设计等环节来进行凝练,并通过恰当的融合途径呈现以达到立德树人的效果。根据知识点的内容、教学大纲和课程标准,按照整体性、循序渐进性、实事求是、创新性、时代性等原则,选取了辩证唯物思想、绿色环保理念、科技创新学习、艰苦奋斗品质、团队合作精神等5个方面的思政元素展开融入设计。思政元素融入过程按照以学生为中心的理念,通过专业课堂讲授、课内实践操作和学生自主学习等途径,实现显性和隐性教育的融合,如图1所示。

专业课堂讲授重点是对岩体的区域性、特殊性、综合性、时空性等特点开展讲解,如在岩体勘察内容教授中,地层的变与不变是相对的概念,变是永恒的,这就融入唯物辩证思想,培养学生动态认识事物的能力。勘察成果对工程设计影响较大,如砂泥岩、灰岩等工程地质和水文地质条件不同的工程设计差异性很大,设计与施工都要因地制宜,经验可以借鉴,但不能简单照搬,这也融入了唯物辩证法中的个性和共性的思想。通过引入中国传统文化中的古诗词科学元素,既让人文教育在专业课堂中落地生根,还让学生在地质工科的学习中积淀升华,探索人文素养和科学素养高度融合的教学新模式。如在讲授岩体的润湿特性時,借助唐代诗人韦应物的《咏露珠》对这一过程进行生动呈现,“秋荷一滴露,清夜坠玄天。将来玉盘上,不定始知圆”。诗人用短短20个字生动地描绘了秋夜由空中掉下的一滴露水,散落到硕大碧绿的荷叶上,在明暗两种颜色的对比下,露珠化身晶莹剔透的水珠,在荷叶上不断翻滚,非常具有观赏性。而恰恰由于露珠的不断运动,诗人才知道它是圆的而不是方的。诗人描绘的荷叶特性是源于其疏水结构,才有了“大珠小珠落玉盘”之妙。在能源工程开采中,岩体的润湿性直接影响储层的采收率,由于油气介质与岩石接触界面润湿性的差异性,导致地层亲水或亲油明显不同,通过调整浆液性可实现岩石表面润湿反转,从而降低钻采过程中的储层伤害,如水化膨胀、水锁伤害等问题。

四、融合效果分析

为了进一步分析思政元素同课堂知识点融合反馈效果,本文选取地质工程专业2016级本科生为调查对象,采用电子问卷调查和访谈两种方式采集学生反馈数据,收到有效反馈的样本数量为48份。从统计结果发现,学生对科技创新学习和绿色环保理念两项课程思政元素的融入效果最为满意,分别占比为97.92%和95.83%,说明在岩体力学教学知识点的选取、融合方式的选择最为合适,有助于学生学习效果的提升和持续深造研究能力的培育。针对艰苦奋斗品质思政元素的融入效果,有89.58%的学生认为很有帮助,但有5位学生认为效果“一般”或“不明显”,对后续融入教学知识点的选取和模式具有借鉴意义。学生对团队合作精神和辩证唯物思想反馈效果一般,表示具有良好效果的占比分别为85.42%和83.33%。特别是辩证唯物思想,是完整宏大的世界观,能够给学生以开阔的视野和博大的胸怀,这一思政元素占位较高,课程知识点相对零散,因此如何有效融合这一元素,是后续课堂教学完善的主要方向。

五、结论及建议

1.从知识、能力、素质三个方面,分析了地质工程专业“岩体力学”课程的系统性、复杂性、渐进性特点,为思政元素的挖掘提供专业基础。

2.按照OBE理念,深度挖掘了辩证唯物思想、绿色环保理念、科技创新学习、艰苦奋斗品质、团队合作精神等5个方面的思政元素,并系统分析了其内涵和课程呈现形式。

3.结合“岩体力学”教学知识点,从6处课堂教学知识点和3种融入途径,设计了“隐性”思政元素同“显性”知识点的融合体系,并详细阐述了二者的融入过程。

4.基于授课学生的48份反馈样本分析,超过95%的受调查学生对科技创新学习和绿色环保理念两项课程思政元素的融入效果最为满意;89.58%的学生对艰苦奋斗品质思政元素的融入效果满意;辩证唯物思想元素的融入有待强化。

5.根据教学任务,按照循序渐进的原则,进一步挖掘思政元素,并建立学生动态反馈机制,将是未来实践教学的完善方向。