張婷婷 王雨 吳鑫

摘? 要? 巖體力學(xué)與工程是安全工程本科生的專業(yè)發(fā)展必修課，結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)提出課程知識(shí)體系建設(shè)思路，樹立課程整體目標(biāo)和章節(jié)思政目標(biāo)，提出拓展課程教學(xué)內(nèi)容、創(chuàng)建課程思政資源庫、結(jié)合多元化教學(xué)方法等路徑實(shí)現(xiàn)新工科與思政教育的融合，并以具體知識(shí)點(diǎn)為例進(jìn)行教學(xué)示范。

關(guān)鍵詞? 新工科；課程思政；思政教育；巖體力學(xué)與工程

中圖分類號(hào)：G642.3? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2022）24-0091-04

0? 引言

新工科是在全球科技發(fā)展和產(chǎn)業(yè)變革的背景下為適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需要，增加新興工科專業(yè)或者在傳統(tǒng)工科專業(yè)上的升級(jí)改造[1]。四川師范大學(xué)開設(shè)的安全工程專業(yè)于2004年獲教育部批準(zhǔn)，涉及建筑、礦山、消防、?；榷鄠€(gè)行業(yè)，現(xiàn)以新工科為引領(lǐng)，著力培養(yǎng)適應(yīng)新時(shí)代我國(guó)安全與應(yīng)急管理事業(yè)發(fā)展需要的高素質(zhì)復(fù)合型人才。巖體力學(xué)與工程作為安全工程專業(yè)本科生的專業(yè)發(fā)展必修課，旨在培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)發(fā)現(xiàn)、分析和解決復(fù)雜工程問題的能力，課程內(nèi)容需要緊扣新工科和專業(yè)發(fā)展的需求進(jìn)行調(diào)整，教學(xué)方法需要進(jìn)行相應(yīng)改革和創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)思政教育與專業(yè)知識(shí)傳授的協(xié)同并進(jìn)。基于此，針對(duì)該門課程進(jìn)行新工科與思政教育相融合的探索與嘗試。

1? 新工科下的課程建設(shè)思路

巖體力學(xué)與工程涉及地質(zhì)學(xué)科和力學(xué)學(xué)科，既需要一定的地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)，也需要一定的力學(xué)基礎(chǔ)，該門課程的理論知識(shí)同樣適用于礦山、水利水電、土木、鐵路交通等相關(guān)專業(yè)，是極具實(shí)踐指導(dǎo)意義的一門學(xué)科。該課程的主要內(nèi)容包括巖石基本物理力學(xué)性質(zhì)、巖體力學(xué)性質(zhì)、工程巖體分級(jí)和初始地應(yīng)力測(cè)量以及巖體力學(xué)在洞室、邊坡和巖基工程中的應(yīng)用。通常開設(shè)在安全工程專業(yè)本科三年級(jí)，課程性質(zhì)屬于專業(yè)發(fā)展必修課。

針對(duì)專業(yè)特點(diǎn)、定位以及新工科建設(shè)要求，該門課程在教學(xué)過程中引入科技前沿及最新研究成果，激發(fā)學(xué)生探索精神；增加相關(guān)數(shù)值軟件的學(xué)習(xí)，如GeoStudio、FLAC、UDEC、3DEC等，讓學(xué)生學(xué)會(huì)利用現(xiàn)代信息技術(shù)手段解決工程問題；鼓勵(lì)學(xué)生參與教師研究課題、專題實(shí)踐、專業(yè)競(jìng)賽等，提升學(xué)生科研能力和專業(yè)技能，增加學(xué)生就業(yè)面，以適應(yīng)國(guó)家對(duì)新工科人才的需求。新工科背景下的課程知識(shí)體系建設(shè)思路如圖1所示。

2? 融入思政的課程建設(shè)目標(biāo)

2.1? 整體目標(biāo)

巖體力學(xué)與工程課程知識(shí)體系主要分為基礎(chǔ)理論和工程應(yīng)用兩大部分，共有三個(gè)層次的課程目標(biāo)。

2.1.1? 知識(shí)目標(biāo)

掌握巖體的基本力學(xué)特性和變形破壞規(guī)律，具備該門課程的基本理論基礎(chǔ)；掌握工程巖體分級(jí)方法，具備巖體質(zhì)量評(píng)價(jià)的理論基礎(chǔ)；掌握巖體在洞室、邊坡及巖基工程中的失穩(wěn)機(jī)理、特點(diǎn)和防治措施，具備防災(zāi)減災(zāi)的理論基礎(chǔ)。

2.1.2? 能力目標(biāo)

使學(xué)生形成發(fā)現(xiàn)、分析及解決復(fù)雜工程問題的基本思維；培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行工程的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別與控制，具備發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。

2.1.3? 思政目標(biāo)

培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)識(shí)客觀規(guī)律，尊重客觀規(guī)律，科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、實(shí)事求是的治學(xué)態(tài)度，樹立防災(zāi)減災(zāi)的安全意識(shí)以及吃苦耐勞、樂于奉獻(xiàn)、追求卓越的大國(guó)工匠精神。

2.2? 章節(jié)思政目標(biāo)

根據(jù)每個(gè)章節(jié)的主要教學(xué)內(nèi)容，確定各章節(jié)的教學(xué)思政目標(biāo)。

緒論主要介紹巖體力學(xué)的形成歷史、發(fā)展過程、學(xué)科前沿和重大研究成果，激發(fā)學(xué)生對(duì)本課程的興趣，理解課程在專業(yè)中的地位，建立課程與專業(yè)之間的聯(lián)系，增強(qiáng)對(duì)專業(yè)的熱愛和職業(yè)認(rèn)同感。

第一章：巖石物理力學(xué)性質(zhì)。本章內(nèi)容除了基本的理論知識(shí)以外，還含有大量的試驗(yàn)內(nèi)容，主要培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、實(shí)事求是的治學(xué)態(tài)度。

第二章：巖體力學(xué)性質(zhì)。從“巖石”變?yōu)椤皫r體”，在巖體力學(xué)的發(fā)展史上是一次質(zhì)的飛躍，通過學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生尊重客觀規(guī)律、實(shí)踐出真知的世界觀以及不斷探索、勇攀高峰的科研精神。

第三章：工程巖體分級(jí)。通過對(duì)比學(xué)習(xí)國(guó)內(nèi)外的工程巖體分級(jí)方法，提升學(xué)生的民族自豪感，增強(qiáng)愛國(guó)主義情懷。

第四章：初始地應(yīng)力測(cè)量。初始地應(yīng)力是工程布置、優(yōu)化設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到遵循客觀規(guī)律是實(shí)現(xiàn)人類工程活動(dòng)與地質(zhì)環(huán)境相協(xié)調(diào)、人與自然和諧相處的基本原則。

第五章：巖體力學(xué)在洞室、邊坡及巖基工程中的應(yīng)用。通過學(xué)習(xí)洞室圍巖的失穩(wěn)破壞機(jī)理、巖石邊坡的變形破壞特征、巖基的破壞形式等，幫助學(xué)生建立防災(zāi)減災(zāi)的安全意識(shí)，增強(qiáng)對(duì)專業(yè)的熱愛。

3? 新工科與思政教育融合的實(shí)施路徑

要實(shí)現(xiàn)新工科與思政教育的融合，除了要求教師具備較硬的專業(yè)素質(zhì)實(shí)現(xiàn)新工科，還需要具備敏銳的思政覺悟提煉和挖掘思政元素并以恰當(dāng)?shù)姆绞饺谌雽I(yè)知識(shí)的傳授當(dāng)中。為此，以新工科為背景，對(duì)思政教育的實(shí)施路徑進(jìn)行概念設(shè)計(jì)，如圖2所示。

3.1? 多元化課程思政教學(xué)方法

3.1.1? 啟發(fā)式教學(xué)

比如講解三向壓應(yīng)力作用下的巖石變形特性，首先讓學(xué)生觀察一組曲線，如圖3所示，觀察后讓學(xué)生思考以下問題：

問題1：請(qǐng)根據(jù)曲線的形態(tài)將這幾條曲線進(jìn)行分組。

問題2：分組的依據(jù)是什么？每一組的曲線具有什么樣的特征？

問題3：同一種巖石為什么會(huì)表現(xiàn)出不同的變形特征？影響它的因素是什么？

其次，在學(xué)生思考的基礎(chǔ)上繼續(xù)引導(dǎo)，既然大理巖在不同圍壓下的應(yīng)力應(yīng)變曲線有明顯差異，那么它們破壞時(shí)的形態(tài)也一定不同，從而引入新知識(shí)。

最后，當(dāng)講解完相關(guān)知識(shí)點(diǎn)后，適時(shí)地融入該知識(shí)點(diǎn)所包含的思政元素。如引導(dǎo)學(xué)生思考大理巖在不同的圍壓作用下會(huì)表現(xiàn)出脆性和延性兩種截然不同的力學(xué)特征，說明外因?qū)r石力學(xué)特性有重要影響；但若將研究對(duì)象換成花崗巖，又可以發(fā)現(xiàn)兩者的轉(zhuǎn)化壓力相差甚遠(yuǎn)，說明內(nèi)因起決定作用，讓學(xué)生辯證地理解外因與內(nèi)因?qū)κ挛锇l(fā)展的影響。

3.1.2? 發(fā)現(xiàn)式教學(xué)

比如講解巖石的流變模型，首先介紹最基本的力學(xué)元件——彈簧、摩擦片和牛頓壺，分別代表巖體的彈性、塑性和黏性變形。

其次，將彈性元件和黏性元件串聯(lián)可得到馬克斯威爾體力學(xué)模型，將兩者并聯(lián)可得到凱爾文體力學(xué)模型，如圖4所示。讓學(xué)生思考以下問題：

問題1：請(qǐng)根據(jù)這兩個(gè)組合模型的應(yīng)力應(yīng)變曲線，總結(jié)元件串聯(lián)和并聯(lián)的基本規(guī)律。

問題2：請(qǐng)根據(jù)元件的串并聯(lián)規(guī)律，將其他力學(xué)元件進(jìn)行兩兩組合，并做出其蠕變曲線。

問題3：請(qǐng)根據(jù)以上規(guī)律嘗試進(jìn)行三個(gè)或三個(gè)以上的更多組合，得出不同組合下的蠕變曲線。

最后，在學(xué)生探索和發(fā)現(xiàn)過程中融入認(rèn)識(shí)事物的一般規(guī)律，鼓勵(lì)大家多嘗試、多創(chuàng)新。此外，還要及時(shí)引入相關(guān)工程實(shí)例，強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐的聯(lián)系。

3.1.3? 案例式教學(xué)

比如邊坡穩(wěn)定對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的意義，以露天采礦為例，采礦開挖的目的是開采有用礦石，但為了保證邊坡的穩(wěn)定性，需要超挖大量的廢石，如圖5所示。如果坡角增加1°，對(duì)于100 m深的礦坑，可減少挖方量0.26×106 m3，節(jié)約成本上億元。因此，隨著坡高的增加，加陡邊坡成為減少廢石開挖和運(yùn)輸量、提高礦山經(jīng)濟(jì)效益的一個(gè)關(guān)鍵問題。

讓學(xué)生思考以下問題：

問題1：若一味追求節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本而加陡邊坡，將會(huì)帶來什么樣的后果？

問題2：如何尋求安全穩(wěn)定與經(jīng)濟(jì)成本之間的平衡？

讓學(xué)生理解工程成本與邊坡穩(wěn)定是一對(duì)矛盾，安全工程專業(yè)的學(xué)生一定要將人的安危放在第一位，不能只追求經(jīng)濟(jì)利益。

3.1.4? 實(shí)踐式教學(xué)

巖體力學(xué)與工程是一門實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，通常含有12個(gè)課時(shí)的課內(nèi)試驗(yàn)，通過試驗(yàn)加強(qiáng)和鞏固理論知識(shí)，增強(qiáng)動(dòng)手能力，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是、科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度。此外，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與教師科研項(xiàng)目、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目、專題實(shí)踐和專業(yè)競(jìng)賽等，做到學(xué)以致用、知行并進(jìn)。實(shí)踐中的思政教育對(duì)學(xué)生而言更加深刻、更有體會(huì)，例如：試驗(yàn)的失敗或試驗(yàn)結(jié)果的差異，會(huì)促使學(xué)生學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)問題、分析問題并想辦法解決問題；創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練能讓學(xué)生打破常規(guī)思路，發(fā)揮能動(dòng)性，在原有的知識(shí)基礎(chǔ)上進(jìn)行再加工、再創(chuàng)造，促進(jìn)創(chuàng)新思維的形成；學(xué)科競(jìng)賽能夠提升學(xué)生專業(yè)技能，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識(shí)、良好的心理素質(zhì)和集體榮譽(yù)感。

3.2? 課程思政資源庫建設(shè)

課程思政資源庫是指音頻、圖片、視頻、微視頻、微課、圖文、問答、公開課、文檔等形式的融媒體思政教學(xué)資源數(shù)據(jù)庫。資源庫可為課程思政提供思政元素查詢和教學(xué)設(shè)計(jì)指南，為教師提供權(quán)威、及時(shí)的教輔資源，為學(xué)生提供豐富、權(quán)威、生動(dòng)的學(xué)習(xí)內(nèi)容，為學(xué)校打造課程思政的信息樞紐。目前已有一些高校的專業(yè)課程建立了自己的課程思政資源庫[2]并實(shí)現(xiàn)校內(nèi)資源共享[3]，巖體力學(xué)與工程課程的思政教學(xué)資源庫建設(shè)也勢(shì)在必行。此外，四川師范大學(xué)擬建設(shè)覆蓋全校所有專業(yè)的課程思政資源庫，將為全校教師搭建交流平臺(tái)，這無疑是一個(gè)踐行思政教育的良好途徑。

4? 課程及思政教育成效評(píng)價(jià)

新工科與課程思政的融合效果評(píng)價(jià)包括課程效果評(píng)價(jià)與思政效果評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果可以為課程改革和思政教育的改進(jìn)指明方向。巖體力學(xué)與工程課程可以借鑒文獻(xiàn)[4]中的評(píng)價(jià)體系對(duì)課程目標(biāo)、課程內(nèi)容、課程設(shè)計(jì)與實(shí)施、思政效果和教師素養(yǎng)五個(gè)方面進(jìn)行課程及思政教育成效評(píng)價(jià)，根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果反饋的信息不斷進(jìn)行改進(jìn)。

5? 結(jié)束語

以巖體力學(xué)與工程課程為例，結(jié)合安全工程專業(yè)的特點(diǎn)，探討新工科背景下的課程體系建設(shè)思路，并提出融合思政教育的實(shí)施路徑，旨在培養(yǎng)新工科背景下德才兼?zhèn)涞陌踩こ虒I(yè)人才。思政教育是一個(gè)系統(tǒng)的過程，牽涉各個(gè)方面的因素。對(duì)于專業(yè)教師，一方面需要具備較高的政治素養(yǎng)，另一方面需要具備較強(qiáng)的教學(xué)技能，將思政元素內(nèi)化到專業(yè)知識(shí)傳授過程中。對(duì)于學(xué)生，需要重視思政教育并將教育轉(zhuǎn)化為自身行為，樹立正確的世界觀、人生觀和價(jià)值觀。思政教育是一個(gè)長(zhǎng)期過程，需要教育工作者同心協(xié)力為立德樹人目標(biāo)而不懈努力。

參考文獻(xiàn)

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[2] 蔡佳佳，鄒琳江，楊筱靜，等.能源與動(dòng)力工程專業(yè)課程思政元素教學(xué)資源庫建設(shè)的思考：以安徽工業(yè)大學(xué)能源與動(dòng)力工程專業(yè)思政教學(xué)為例[J].教育觀察，2021，10（44）：108-110.

[3] 楊德武，王俊瑩，姜俊茹，等.課程思政資源共建模式在專業(yè)群課程建設(shè)中的應(yīng)用研究：以醫(yī)學(xué)免疫與影像技術(shù)課程為例[J].中國(guó)免疫學(xué)雜志，2021，37（14）：1764-1767.

[4] 吳海中，田曉四，張樂勤.新時(shí)代思政教育融入地質(zhì)學(xué)課程體系建設(shè)[J/OL].西華師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）.（2021-11-24）[2021-12-13].http：//kns.cnki.net/kcms/detail/51.1699.N.20211123.1604.006.html.

*項(xiàng)目來源：四川省教育廳省級(jí)重點(diǎn)項(xiàng)目2018年高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量和教學(xué)改革項(xiàng)目“新工科背景下安全工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式研究與實(shí)踐”（JG2018-644）。

作者：張婷婷，四川師范大學(xué)工學(xué)院，講師，研究方向?yàn)閹r土體穩(wěn)定性及工程防災(zāi)減災(zāi)；王雨，四川師范大學(xué)工學(xué)院，副教授，研究方向?yàn)樾袨榘踩c安全管理；吳鑫，四川師范大學(xué)工學(xué)院，副教授，研究方向?yàn)榘踩袨榕c可靠性（610101）。