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2022年第6期·“岩石力学”课程思政建设与教育教学改革探析

来源:教育教学论坛 2022/6/24 11:36:48

[出处] 教育教学论坛_2022年第6期

[关键词] 岩石力学;课程思政;教育教学改革;教学分析

[基金项目] 2020年度江西省高等学校教学改革研究课题“产教融合背景下中部地区高校土木大类专业课程体系改革研究”(JXJG-20-5-1)

[作者简介] 陈祥胜(1994—),男,江西九江人,工学博士,华东交通大学土木建筑学院讲师,主要从事地下能源储备岩石力学与流固耦合渗流研究。

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324(2022)06-0057-04 [收稿日期] 2021-05-27

引言

随着全国高校思想政治工作会议的召开,课程思政被逐渐纳入教育教学,它是高校以落实立德树人根本任务的重要抓手,同时也是专业课程教育教学改革的基本要求[1]。教育教学首先需将立德放在人才培养的首位,引导学生树立正确的人生观和价值观;其次才是专业知识的授业解惑,提升学生专业知识素养,以实现中国梦为光荣使命。从发展方面看,课程思政是对新时代教师育人职责的深化和拓展;从理论方面看,课程思政是对教育理念的发展和创新。

在江西省教育厅的指导下,华东交通大学积极开展专业课程思政建设与教育教学改革,坚持以立德树人根本任务为学校建设的办学之基和立身之本。“岩石力学”是土木工程专业技术基础必修课程,是一门应用性和实践性很强的基础性学科,应用范围包括土木建筑、道路道铁、采矿、地质、地震、石油、海洋工程等与岩石相关的工程领域[2]。因此,“岩石力学”的教育教学改革不能生硬的将思想政治教育加入课堂与教案中,而需挖掘“岩石力学”中的思想政治元素,将其与专业课程特点与应用领域有机融合,达到润物细无声的育人效果。思想政治教育与专业教育的有机融合能超出专业教学所达不到的教育效果,是实现全方位育人的重要切入点,更是课程思政教育的有益探索和实践。

一、“岩石力学”课程教学现状分析

“岩石力学”发展于19世纪末20世纪初,经历了初始、經验理论、经典理论和现代发展四个阶段。1998年,中国科学院院士王思敬教授在中国岩石力学与工程大会上提出岩石力学的新定义:岩石力学是一门认识和控制岩石系统的力学行为和工程功能的科学。“岩石力学”课程的教学内容紧跟岩石力学和科技发展,知识内容逐渐丰富,教学方法不断创新,但依旧存在一些与教育教学相关的问题。

(一)教材搬运现象严重,教学内容不成体系

专业学科教材具有很强的针对性和适用性,而目前“岩石力学”教材同质化竞争严重,课程内容搬运现象屡见不鲜,甚至出现东拼西凑的情况,导致教学内容不成体系,无法体现专业学科特色。土木工程、交通工程、石油工程、矿业工程等学科涉及的岩石力学方面知识各有不同,侧重点和知识面均有差异。因此,“岩石力学”教材的编写和内容的设置与科学特点相联系、与工程实践紧密结合。此外,还存在部分教学内容直接照搬西方理论的情况,缺乏民族自信,缺少体现中国特色和学科方向特点的教学内容体系和教材体系。

(二)重视专业课程教学,忽略课程思政内涵

百年大计,教育为本;教育大计,教师为本。教育教学中教师起着至关重要的作用,仅有扎实学识远远不够,还应有理想信念、有道德情操、有仁爱之心,即争做符合“四有”准则的人民教师[3]。“岩石力学”属于工科科目,以往的教学评价均以专业学科成绩作为评判指标,以学生掌握专业知识为出发点。殊不知这样的教学目的和方法忽略了学生的思想建设,缺乏政治引导和思想政治教育,存在一定的局限性。例如,一旦教师出现分裂言论,对学生和国家教育的影响将是毁灭性的。因此,教师应恪守初心,牢记使命,以育人为本,做学生的“四个引路人”。

(三)课程教育模式单一,教学效果差强人意

“岩石力学”课程教学目前普遍采用多媒体+板书的结合方式,以教师教、学生学的模式发展。教师循环往复的传授,学生被动的接受,这样的教学模式导致教学效果较差、课堂抬头率低、无法激发学生的创造力和想象力。对于工程学科而言,只有结合工程实践和工程应用,再利用富有创造性和启发性的教学方法,才能使课堂教学效果得到提升。例如,以工程案例和重大工程事故为教学切入点,引出教学内容,深化教学知识点;以国家重大科技战略和重大需求为指引,强调研究内容的重要性,激发学生的爱国和学习热情;采用互动研讨式教学方法,在教师的指导下,让学生积极主动参与讨论,激发学习潜能;开展工程实践和考察教学,带领学生走进实际工程,将书本上的知识深化提升,达到“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行”的目的。

二、“岩石力学”课程思政教育教学研究

结合全国高校思想政治工作会议的内容与“岩石力学”课程教学现状,笔者拟从教育角色、教学内容、授课方法三个方面进行改革,旨在优化教育教学体系、突出学科特色、提升教学效果、融入思想政治元素、加强国家和民族自信,达到育人和育才的根本目的。

(一)提升教师思政意识,切身做到立德树人

专业课程思政建设与教育教学改革,教师是其中的关键与核心角色。只有切实提升教师课程思政建设的意识和能力,才能做到“其身正,不令而行;其身不正,虽令不从”(《论语·子路篇》)。只有教师自身的思政和专业水平过关,才能切实做到言传身教、立德树人,具体建议有二。

1.将师德师风作为教师思想政治评价的首要组成部分,深化教学改革理应从教师做起,从学校做起。每位教师应牢记“四个意识”,坚定“四个自信”,坚决做到“两个维护”,“名责任、守底线”,以“四有”准则严格要求自己[4]。特别是针对刚博士毕业的青年教师,在思想上把好关,在行为上树好样,坚定政治方向,严守师德底线,牢记师者之本、师者之虑、师者之德、师者之志。

2.将课程思政纳入教师岗前培训和继续教育环节,有助于帮助新进青年教师和资深教师了解何为课程思政,理解其基本内涵和意义。其次,细致解读全国高校思想政治工作会议的重要内容和纲领,开展专业课程思政讲课比赛,设置思政课堂,培养教师的课程思政意识,提升对课程思政的认识,激发课程思政的教学热情。

(二)挖掘课程思政元素,融入课程教育教学

“岩石力学”尽管属于工科学科,具有较强的应用性和实践性,但课程内容涵盖很多与党史和思想政治有关的知识点,特别是与教学内容相关的事物、人物等。生硬地讲授课程内容往往枯燥乏味,学生同样味同嚼蜡,知识点的灌输与吸收无法达到平衡。如果将理论与实践进行结合、知识与思政进行融合,会达到意想不到的育人效果,实现立德树人和为国育才的目的。在“岩石力学”绪论的课程教学中,可以突出我国陈宗基院士在岩石力学经典理论阶段的贡献,尤其是岩石流变力学,他提出了因岩石流变回弹引起的围岩应力随时间转动概念,指出普氏理论的不合理性。此外,我国岩石力学典型的代表人物还有王思敬院士、冯夏庭院士等广大科学家。通过对岩石力学发展概况的教学与学习,认识我国对岩石力学发展的贡献,引导学生树立爱国主义情怀,增强“四个自信”和民族认同感。

在岩石与岩体力学特性课程教学中,可以将知识点与党史和国家重大战略需求相结合,指出目前亟待解决的关键科学问题,激发学生的好奇心和好学心,增强概念认识与知识点的掌握。例如,岩石的渗透性和裂隙岩体的水力特性与页岩气开采密切相关,而水力压裂技术控制着页岩气的开采效率和开采量。首先,引出我国油、气对外依存度高,能源安全形势严峻的问题;其次,指出我国页岩气可采储量极高,是油气战略接替资源,可以缓解我国油气能源压力;最后,明确我国在世界范围内取得的成就,5年左右时间,页岩气开采量翻了315.2倍,创造了另一个“中国速度”。知识点的提炼和升华方面,可以与中华人民共和国成立初期的“铁人精神”相结合,同样是面临能源的巨大压力,同样是党和国家带领人民赢得了能源胜利。以铁人王进喜为代表的大庆石油工人,为了早日甩掉我国“贫油”的帽子,以“宁肯少活二十年,拼命也要拿下大油田”的豪情,用三年多的时间,建设起了我国最大的石油基地——大庆油田,铸就了爱国、创业、求实、奉献的大庆精神、铁人精神[5]。以胡文瑞为代表的页岩油气科研工作者,为了缓解我国油气需求压力和保障国家能源安全,传承铁人精神,不忘初心,牢记使命,将“苦干实干”“三老四严”落实到工作中,只有将工作做实、做细、做精,才能让铁人精神在新时代继续发扬光大。

在岩石地下工程、边坡工程、地基工程的教学中,可以将知识点与国家重大工程和灾害相结合,提出重大工程建设的难点或指出引发灾害的原因,结合理论知识达到双重教学效果。以边坡滑坡事故为例,首先,指出水对岩土体物理力学性质的影响,以提问或小组讨论的方式,分析季节性降雨对滑坡的影响,探讨水分对边坡稳定性影响的内在机制。其次,通过让学生自主思考,将摩尔-库伦准则和有效应力原理应用在边坡稳定性研究中,揭示水分对岩土体强度的弱化机理,并提出可行的预防处置措施。实践性教学不仅可以培养学生认识事物本质的能力,还能将课程知识点灵活应用在实际工程中,达到融会贯通的学习效果。

在岩石力学研究新进展教学中,指出目前学科中的前沿问题和热点问题,如岩爆预测、地热开采、地下能源开采与存储、滑坡监测与预防、大数据和人工智能的应用等。岩石力学学科的发展逐渐趋于超深、超大、自动化和智能化,这些知识的教授给学生提供了全新的思考方向,有助于拓宽其视野,激发其学习热情。以地下能源开采与存储为例,我国建成了亚洲第一座地下盐岩储气库——江苏省金坛盐穴储气库,它多次解决了我国华东地区冬季供气不足的问题,缓解了我国的能源压力,显现出强大的调峰应急能力。地下盐岩储库的建造与运行是一个巨大的系统工程,不仅涉及岩石稳定性和密闭性分析,还涉及岩石流变特性方面的知识。通过前沿研究课题的介绍与讲解,可以将课程内容进行穿插和有效融合,让学生明白如何运用书本知识,而不是简单的记忆概念和公式。

(三)优化课程教学内容,完善专业知识体系

专业课程的教学内容与授课方法,对学生的积极性和主动性具有重要影响。由于目前部分岩石力学教材存在内容“搬运”、公式堆积、知识点不连贯的现象,这一方面会导致学生自学和知识点掌握较为困难;另一方面会给教师教学带来一定的挑战。基于“岩石力学”课程的性质和特点,建议在教材编写和教学内容上面做到有据可依、有理可循,具体的优化措施如下。

1.知識点寻根溯源,切忌东拼西凑。土木工程专业课程的每个理论和知识点的提出,都是无数科学技术人员努力的成果,都是当时在某个领域亟须解决的瓶颈性科学和技术问题。因此,每一个概念和公式都有自己的适用范围和条件,寻根溯源是牢牢掌握知识点的关键“技巧”。如苏联学者普罗托季亚科诺夫(M. M. Protodiyakonov)提出的自然平衡拱理论,是一种著名的围压压力理论,计算公式较为复杂。但若事先讲授了普式的干砂底部开孔试验,则此理论的掌握和普式拱概念的理解较为简单。再者,在岩石反复加载与卸载下的变形特征教学中,学生可能有疑惑为什么要学习岩石的加卸载受力变形?事实上,举几个例子即可很好地解决他们的疑惑,如高铁行驶过程中的地下岩石,会受到高铁来回地重力加载作用,分析岩石变形特性对路基稳定性和地表沉降影响具有重要意义。建议课程教学可以适当增加课程知识点背后的故事,以助于学生扩展思维和知识点的掌握。

2.注重知识点贯通,切忌墨守成规。课程知识点的编排通常具有逻辑性和连贯性,并非是碎片化和零散式的,如何穿插教学内容,达到前后呼应的效果,是考验教师和教材编撰水平的主要评价指标。每一个新的学习内容,都需要以旧的知识点为基础。因此,建议教师在新章节内容的教授上串联和穿插之前的课程知识,这不仅有助于新内容的掌握,还能强化学生记忆,进而达到知识点复习的效果。

3.注重引導性教学,切忌死记硬背。“岩石力学”课程中有较多的知识点和理论计算公式,如应力应变计算、岩石流变特性、围岩压力计算、强度理论等。部分理论和公式贯通整本教材和教学内容,理论和公式中蕴含着许多关键性知识点,死记硬背不是掌握工科学科的方法,唯有抓住关键点和根本性的内容,才能做到举一反三和融会贯通。此外,岩石力学部分章节中的理论知识涉及“弹性力学”的基本内容,这对于本科生而言无疑是晦涩难懂的。因此,教材的编写应结合实际情况而定,并非是越简单越好,也不是越复杂越好。

4.注重针对性教学,切忌泛泛而谈。每个学校的专业学科都具有自己的特色和特长,专业学科的教学和建设也应结合学校特色而定,不能一概而论。例如,交通类高校,建议将“岩石力学”与高铁建设、路基工程、隧道工程、轨道工程相结合,形成以交通为特色的“岩石力学”教材或教学内容;石油类高校,可以将“岩石力学”与油气开采、井筒工程、地质工程相结合,形成以油气为特色的“岩石力学”教材或教学内容;矿业类高校,可以将“岩石力学”与矿山开挖、矿业工程、工程地质相结合,组成以矿业为特色的“岩石力学”教材或教学内容。因此,专业学科教学具有较强的实践性和针对性,如果教材内容只是单纯地复制和搬运,将失去其灵魂和意义。

结语

融入实际工程及其背后的党史故事和思想政治元素,可以实现仅专业学科教学达不到的育人育才效果,是“岩石力学”课程思政建设的一大方向。富有针对性和实践性的课程教学既可以做出学科特色,还能做到理论结合实践,是“岩石力学”课程教育教学改革的一大特色。方向+特色让“岩石力学”重新焕发出生命力,真正将立德树人和教学育人融为一体,切实做到为党育才、为国育才、育有用人才。


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