“CCDIO理念+課程思政”融入建筑力學(xué)課程的教學(xué)改革研究

文/廣東工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 邱燕紅 林 敏

國內(nèi)大土木的發(fā)展趨勢，從“中國建造”轉(zhuǎn)向“中國智造”，國內(nèi)建筑企業(yè)在朝著“專精特新”方向發(fā)展；“綠水青山就是金山銀山”已成為我國人民的共識(shí)，我國重視工程建設(shè)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)的和諧發(fā)展，要實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，我國需要有高素質(zhì)土木建筑勞動(dòng)力作為支撐。國家對(duì)土木建筑工程高素質(zhì)人才需求的提高，高等職業(yè)院校作為培養(yǎng)人才的基地，培養(yǎng)適應(yīng)國家發(fā)展需求的高水平土木建筑工程人才已成為其人才培養(yǎng)的重要任務(wù)。建筑力學(xué)課程是土木建筑工程專業(yè)培養(yǎng)人才的重要專業(yè)基礎(chǔ)課程，課程理論知識(shí)豐富、專業(yè)性強(qiáng)、概念抽象，該課程設(shè)計(jì)直接關(guān)系到學(xué)生的建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工理論基礎(chǔ)和相關(guān)工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)，因此本文提出基于CCDIO工程教育的理念，結(jié)合建筑力學(xué)課程中的思政元素，積極推進(jìn)本課程的教學(xué)改革和設(shè)計(jì)，對(duì)本專業(yè)其他學(xué)科的教改具有一定的借鑒作用。

一、建筑力學(xué)課程介紹及存在問題

建筑力學(xué)課程是高等職業(yè)院校土木建筑工程教學(xué)中的重點(diǎn)，對(duì)于核心專業(yè)課鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和建筑施工技術(shù)的學(xué)習(xí)具有關(guān)鍵的支撐作用。作為專業(yè)基礎(chǔ)課，建筑力學(xué)課程一般在大學(xué)一年級(jí)開課，先修課程包括高等數(shù)學(xué)等公共基礎(chǔ)課。建筑力學(xué)課程的理論體系主要由靜力學(xué)、材料力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)三部分組成[1]，該課程的重點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容是靜力學(xué)基本知識(shí)、軸向拉伸和壓縮、梁的彎曲、靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析及簡單超靜定結(jié)構(gòu)解法等內(nèi)容。課程教學(xué)目標(biāo)要求學(xué)生能靈活運(yùn)用物體的平衡條件，熟練掌握截面法等力學(xué)基本方法，解決工程實(shí)際問題。建筑力學(xué)課程教學(xué)體系如圖1所示。

圖1 建筑力學(xué)課程教學(xué)體系

建筑力學(xué)課程在教學(xué)過程中存在以下問題：第一，課程內(nèi)容涉及面較廣，儲(chǔ)備知識(shí)多，涉及物理學(xué)、高等數(shù)學(xué)等基礎(chǔ)知識(shí)；第二，建筑力學(xué)內(nèi)容抽象，理解較困難，該課程的靜力學(xué)部分研究對(duì)象是剛體，材料力學(xué)的研究對(duì)象是變形體，課程理論抽象，公式較多，其物理意義較難理解；第三，目前課堂教學(xué)模式單一，學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)興趣，教學(xué)主要以原理、理論方法的講授為主，學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性不足。[2]

二、建筑力學(xué)課程開展課程思政的必要性

建筑力學(xué)是一門嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)科，它運(yùn)用嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼Z句闡述力學(xué)的概念與規(guī)律，是與土木建筑工程緊密結(jié)合的課程。在實(shí)際工程中，由于設(shè)計(jì)不合理，結(jié)構(gòu)安全驗(yàn)算不準(zhǔn)確，施工不當(dāng)?shù)葘?dǎo)致安全事故屢屢發(fā)生。因此，建筑力學(xué)課程教學(xué)中需融入思政育人元素，強(qiáng)化學(xué)生的工程倫理、工程文化教育，培養(yǎng)學(xué)生精益求精的大國工匠精神，使學(xué)生受到精神的震撼與教育。結(jié)合建筑力學(xué)課程特點(diǎn)、尊重本課程建設(shè)規(guī)律，本文基于CCDIO 工程教育的理念，從知識(shí)創(chuàng)造、工程實(shí)踐、價(jià)值觀引領(lǐng)的工程文化三方面深入挖掘課程的思政元素，探索思政元素的融入方法，使思政教育無痕地融入課程教學(xué)，達(dá)到“潤物細(xì)無聲”的效果，通過“CCDIO工程教育理念+課程思政”在課程教學(xué)中有效融合，不僅有助于培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)，更充分發(fā)揮其立德樹人的功能。

三、CCDIO融合課程思政的教改理念

(一)CCDIO工程教育理念

2016 年 1 月，“CDIO 工程教育聯(lián)盟”成立，確定了《CDIO 工程教育聯(lián)盟章程》，規(guī)范了聯(lián)盟的組織架構(gòu)和運(yùn)行機(jī)制，成為開放性更強(qiáng)的民間性工程教育學(xué)術(shù)交流平臺(tái)。[3]CDIO引入國內(nèi)后，學(xué)者將學(xué)生未來職業(yè)發(fā)展(Career)引入 CDIO[4-5]，以學(xué)生未來發(fā)展為主線進(jìn)行工程構(gòu)思(Conceive)、設(shè)計(jì)(Design)、實(shí)現(xiàn)(Implement)和運(yùn)作(Operate)而形成的CCDIO，即Career、Conceive、Design、Implement、Operate。[6]國內(nèi)大土木工程的發(fā)展趨勢，從“中國建造”轉(zhuǎn)向“中國智造”，21世紀(jì)工程界發(fā)展以智能為代表的工業(yè)4.0為奮進(jìn)目標(biāo)，國內(nèi)建筑企業(yè)在朝著“專精特新”方向發(fā)展，因此我國高職院校的土木建筑工程教改應(yīng)根據(jù)新的產(chǎn)業(yè)需求、產(chǎn)業(yè)形態(tài)，提出新工科教育改革目標(biāo)。

(二)基于CCDIO工程教育融合課程思政的教改理念

課程思政成為高等職業(yè)院校實(shí)施立德樹人的重要手段。因此，課程思政是課程建設(shè)和教學(xué)設(shè)計(jì)的“主戰(zhàn)場”。基于CCDIO工程教育理念，深入分析工程教育認(rèn)證“建筑力學(xué)”課程支撐的畢業(yè)要求，同時(shí)緊緊圍繞“知識(shí)傳授(知識(shí)創(chuàng)造)、能力培養(yǎng)(工程實(shí)踐)、價(jià)值塑造(以價(jià)值觀引領(lǐng)的工程文化)”三位一體的課程建設(shè)目標(biāo)，在教學(xué)設(shè)計(jì)中尋找相關(guān)的落腳點(diǎn)，包括：優(yōu)選前沿和工程應(yīng)用的教學(xué)資源案例、改革多元化的教學(xué)模式，突出實(shí)驗(yàn)/現(xiàn)場教學(xué)，體現(xiàn)課程設(shè)置、教學(xué)、考評(píng)模式與培養(yǎng)目標(biāo)的一致性。

四、基于CCDIO理念的“建筑力學(xué)”課程思政教學(xué)改革的實(shí)踐探索

建筑力學(xué)是土木建筑工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，是連接高等數(shù)學(xué)等基礎(chǔ)課程與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、建筑施工技術(shù)等專業(yè)課程的橋梁，在專業(yè)課程體系中具有承上啟下的功能。在建筑力學(xué)課程教學(xué)中，將大批力學(xué)科學(xué)家的生動(dòng)故事融入各建筑力學(xué)知識(shí)點(diǎn)；同時(shí)，在教學(xué)過程中，將力學(xué)的哲理思想融入教學(xué)，讓學(xué)生體會(huì)建筑力學(xué)思想的豐富性和其蘊(yùn)涵的人生哲理，以潤物細(xì)無聲的方式將正確的價(jià)值追求有效地傳遞給學(xué)生。建筑力學(xué)課程思政的考評(píng)方式采用“知識(shí)+技能+文化”三維一體的方式，重點(diǎn)是正確價(jià)值觀引領(lǐng)的工程文化，可以從師生互動(dòng)、項(xiàng)目匯報(bào)、平時(shí)表現(xiàn)、期末考試等方面切入，將過程性評(píng)價(jià)和總結(jié)性評(píng)價(jià)兩者相結(jié)合，能更有效地反映學(xué)生理論基礎(chǔ)知識(shí)的理解、技能應(yīng)用能力等綜合素質(zhì)。

基于 “CCDIO+課程思政”融合的理念，本文將其應(yīng)用于建筑力學(xué)課程教學(xué)改革中，確定主要從知識(shí)創(chuàng)造、工程實(shí)踐、價(jià)值觀引領(lǐng)的工程文化三方面實(shí)施建筑力學(xué)課程思政的教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)。

(一)建筑力學(xué)的知識(shí)創(chuàng)造

建筑力學(xué)知識(shí)的發(fā)展經(jīng)歷數(shù)千年，產(chǎn)生了一大批著名的國內(nèi)外科學(xué)家。這些科學(xué)家及其事跡都可以作為建筑力學(xué)的課程思政元素融入課程教學(xué)。每個(gè)知識(shí)創(chuàng)造思政元素的教學(xué)設(shè)計(jì)及教學(xué)實(shí)施流程都包括教學(xué)內(nèi)容導(dǎo)引、師生研討、教學(xué)方法、教學(xué)手段和思政落腳點(diǎn)。在課程思政教學(xué)過程，師生共同參與，將德育融入并貫穿課堂教學(xué)全程。設(shè)計(jì)的部分建筑力學(xué)的知識(shí)創(chuàng)造思政案例如表1所示。

表1 建筑力學(xué)的知識(shí)創(chuàng)造思政案例示例

(二)建筑力學(xué)工程實(shí)踐——德育融入教學(xué)

本課程思政教學(xué)改革結(jié)合建筑力學(xué)課程特點(diǎn)，由淺入深找出課程思政切入點(diǎn)，圍繞愛國、愛黨、愛人民的主線，從力學(xué)史上典型的石拱橋趙州橋、廣州南沙鳳凰三橋和港珠澳大橋等工程案例入手。針對(duì)職業(yè)院校的土木建筑工程相關(guān)專業(yè)人才培養(yǎng)特點(diǎn)，課程教學(xué)在加強(qiáng)建筑力學(xué)理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，要求學(xué)生掌握其在實(shí)際工程中的應(yīng)用。例如在簡單超靜定梁教學(xué)過程中，以廣州南沙鳳凰三橋的引橋和港珠澳大橋?yàn)橐ㄟ^對(duì)比兩種結(jié)構(gòu)的差異，引出超靜定結(jié)構(gòu)。按上述啟發(fā)式教學(xué)方式，通過工程案例導(dǎo)入教學(xué)知識(shí)點(diǎn)，由淺入深，既能理論聯(lián)系實(shí)際，讓學(xué)生容易理解抽象的理論知識(shí)，又能增強(qiáng)學(xué)生對(duì)國家的文化自信，對(duì)民族的自豪感，讓學(xué)生學(xué)習(xí)國內(nèi)外優(yōu)秀工程人員嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)，精益求精的科學(xué)精神。學(xué)生通過開展自主調(diào)研國內(nèi)外優(yōu)秀建筑物，亦能從中了解建筑模型設(shè)計(jì)的精髓，學(xué)會(huì)從自然辯證法的哲學(xué)思維角度去思考問題。教學(xué)設(shè)計(jì)的部分建筑力學(xué)思政工程案例如表2所示。

表2 建筑力學(xué)課程思政典型工程案例

(三)價(jià)值觀引領(lǐng)的工程文化

工程和文化的有機(jī)統(tǒng)一構(gòu)成了工程文化[7]，工程設(shè)計(jì)水平取決于工程設(shè)計(jì)師的理念和文化底蘊(yùn)。在學(xué)習(xí)和閱歷中積累的工程文化修養(yǎng)會(huì)深深地影響著工程設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)理念和文化底蘊(yùn)。我國古代勞動(dòng)人民在長期的生產(chǎn)實(shí)踐中，積累了豐富的力學(xué)知識(shí)，取得了豐碩成果，因此力學(xué)是古代人們?cè)谂c自然做斗爭的過程中產(chǎn)生、逐漸發(fā)展起來的，形成了以建筑力學(xué)為基礎(chǔ)的工程文化。古代力學(xué)所取得的成就頗多，不僅掌握了基本的力學(xué)法則，對(duì)物體的動(dòng)靜狀態(tài)及重心和平衡有著深刻的認(rèn)識(shí)，還在簡單機(jī)械運(yùn)用方面涌現(xiàn)了許多關(guān)于斜面、杠桿、滑輪的發(fā)明創(chuàng)造，又在固體物理學(xué)方面發(fā)現(xiàn)了彈性定律和研究了晶體。相傳在東周時(shí)期，人們已知曉動(dòng)力與物體運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，并善于運(yùn)用力來改進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，例如墨瞿所著《墨經(jīng)》中記載“力，形之所以奮也”。早在北宋時(shí)期，人們已懂得將約束靈活運(yùn)用在古代建筑當(dāng)中，例如沈括在《夢溪筆談》中記載了北宋巧匠運(yùn)用實(shí)釘?shù)确椒ㄔ鰪?qiáng)對(duì)建筑物的約束，有效解決了古代常見木結(jié)構(gòu)木塔晃動(dòng)的難題。以上足矣顯示凝聚了中國千年精髓的力學(xué)文化是新時(shí)代背景下土木建筑工程專業(yè)重要的課程思政元素，同時(shí)以正確價(jià)值觀作為指引，有助于培養(yǎng)具有“科學(xué)素養(yǎng)、工匠精神、家國情懷、創(chuàng)新意識(shí)”的土木建筑類高素質(zhì)職業(yè)人才。

五、結(jié)語

新時(shí)代下CCDIO理念融合課程思政要求給建筑力學(xué)課程提高土木建筑工程類人才培養(yǎng)水平帶來新的抓手，要求打破傳統(tǒng)的教學(xué)模式，通過打造多元化的教學(xué)模式實(shí)現(xiàn)課程改革。文章以建筑力學(xué)課程為例，嘗試從知識(shí)創(chuàng)造、工程實(shí)踐、價(jià)值觀引領(lǐng)的工程文化三個(gè)視角發(fā)掘建筑力學(xué)知識(shí)與思政育人的融合點(diǎn)，教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施中有效、自然融入課程思政元素，教學(xué)內(nèi)容中添加前沿技術(shù)和典型工程案例，考核模式采用創(chuàng)新德智體美勞過程性評(píng)價(jià)方法，充分體現(xiàn)知識(shí)傳授、能力培養(yǎng)和價(jià)值引領(lǐng)的有機(jī)融合，達(dá)到潤物細(xì)無聲的育人效果。