融入思政元素的土力學(xué)教學(xué)研究與實(shí)踐

李惠 劉玉峰 趙景偉

摘 ?要：課程思政建設(shè)是新形勢(shì)下高校教育改革的重要舉措?！巴亮W(xué)”課程是土木工程領(lǐng)域的重要課程，理論與實(shí)踐的聯(lián)系性較強(qiáng)，開展課程思政教學(xué)有利于挖掘和提煉專業(yè)知識(shí)體系中蘊(yùn)含的思想價(jià)值和精神內(nèi)涵，實(shí)現(xiàn)育才育人相統(tǒng)一。文章分析歸納了“土力學(xué)”課程思政元素，以“飽和土的有效應(yīng)力原理”一節(jié)為例，將現(xiàn)有知識(shí)點(diǎn)與思政元素有機(jī)結(jié)合，找到合適的切入點(diǎn)和融入課堂的方式，完成課程思政教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)過程設(shè)計(jì)。教學(xué)研究和實(shí)踐表明，“土力學(xué)”課程思政教學(xué)改革，發(fā)揮了課程育人作用，實(shí)現(xiàn)了思政教育與專業(yè)教育的同向同行。

關(guān)鍵詞：課程思政；土力學(xué)；教學(xué)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：G642 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ?文章編號(hào)：1673-7164（2024）11-0010-04

培養(yǎng)什么人、怎樣培養(yǎng)人、為誰培養(yǎng)人是教育的根本問題，立德樹人成效是檢驗(yàn)高校一切工作的根本標(biāo)準(zhǔn)。2020年5月28日，教育部印發(fā)實(shí)施《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》，強(qiáng)調(diào)各類課程與思政課程同向同行，形成協(xié)同效應(yīng)。［1］尤其在新工科背景下人才的培養(yǎng)必須將家國情懷、科技報(bào)國、使命擔(dān)當(dāng)?shù)热宋木袢谌胫R(shí)、技術(shù)的傳授過程。［2］土力學(xué)是高等學(xué)校土木工程專業(yè)的必修課程，是研究土體的應(yīng)力、變形、強(qiáng)度、滲流及長期穩(wěn)定性的一門學(xué)科，［3］具有較強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性。清華大學(xué)李廣信教授認(rèn)為土力學(xué)中充滿了哲學(xué)命題，具備開展課程思政教育的先天優(yōu)勢(shì)。［4］工科類專業(yè)課程注重強(qiáng)化學(xué)生工程倫理教育，培養(yǎng)學(xué)生精益求精的大國工匠精神，激發(fā)學(xué)生科技報(bào)國的家國情懷和使命擔(dān)當(dāng)。［1］

一、土力學(xué)課程思政元素的挖掘

（一）深化土力學(xué)課程思政建設(shè)理念

長期以來，專業(yè)課教師往往只偏重于本專業(yè)課程的基本概念、原理和方法的講授，認(rèn)為思政教育是思政課程的責(zé)任和任務(wù)，對(duì)課程思政的重要性認(rèn)識(shí)不足。［5］在全國高校深入推進(jìn)課程思政建設(shè)的背景下，如何將思政元素有機(jī)融入專業(yè)課程，很多專業(yè)課教師感到力不從心。［6］課程思政有其自身的規(guī)律，其建設(shè)和改革必須結(jié)合課程的特點(diǎn)，逐步形成適合本門課程的教學(xué)體系。［7］

通過成立土力學(xué)課程思政教學(xué)團(tuán)隊(duì)，對(duì)《習(xí)近平總書記教育重要論述講義》《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》等相關(guān)材料進(jìn)行深入學(xué)習(xí)，定期開展思政教育教學(xué)交流研討會(huì)，深化教師的課程思政意識(shí)，教師作為課堂活動(dòng)的引導(dǎo)者，首先就要加強(qiáng)自身知識(shí)、素養(yǎng)和能力的提升，在一定的政治理論儲(chǔ)備基礎(chǔ)上，才能提升思政育人的教育理念［8］，通過交流學(xué)習(xí)讓更多的教師投入課程思政建設(shè)中。

（二）深入挖掘土力學(xué)課程思政元素

結(jié)合土力學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)和教學(xué)內(nèi)容體系，充分挖掘課程知識(shí)體系中蘊(yùn)含的思政元素，拓展課程的廣度和深度，將思政元素歸納總結(jié)為家國情懷、專業(yè)自豪感、工程倫理教育、辯證唯物思維、大國工匠精神、科技創(chuàng)新思維等六大類。結(jié)合各章節(jié)的具體教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計(jì)了課程思政教學(xué)方案，將思政元素有機(jī)地融入土力學(xué)課程教學(xué)。

例如在講授土力學(xué)的發(fā)展歷史時(shí)，在早期的理論構(gòu)建過程中主要介紹外國學(xué)者，對(duì)國內(nèi)的專家學(xué)者介紹較少，不利于增強(qiáng)學(xué)生的國家認(rèn)同感。從愛國主義維度挖掘課程思政資源是課程思政的首要任務(wù)。［9］在此可以補(bǔ)充介紹我國土力學(xué)學(xué)科的奠基人，如黃文熙、盧肇鈞等，他們?yōu)槲覈蔫F路工程建設(shè)和土力學(xué)的發(fā)展做出了大量貢獻(xiàn)。通過對(duì)這些名人及事跡的學(xué)習(xí)，了解土力學(xué)在國家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中的重要性，引導(dǎo)學(xué)生將個(gè)人理想與國家社會(huì)發(fā)展相結(jié)合，通過名人感召式教學(xué)弘揚(yáng)家國情懷，自然地引入思政育人元素，增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的感性認(rèn)識(shí)。［10］通過采用案例式教學(xué)對(duì)成功和失敗案例進(jìn)行學(xué)習(xí)，使學(xué)生充分認(rèn)識(shí)到，作為“土木人”，必須具備精益求精的大國工匠精神和應(yīng)當(dāng)承擔(dān)的社會(huì)責(zé)任。

二、土力學(xué)課程思政的課堂教學(xué)設(shè)計(jì)

土力學(xué)是土木工程相關(guān)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，是一門理論性和實(shí)踐性較強(qiáng)的專業(yè)必修課。其課程知識(shí)體系成熟，知識(shí)點(diǎn)清晰，教學(xué)時(shí)要把現(xiàn)有知識(shí)點(diǎn)與思政元素有機(jī)結(jié)合，找到合適的切入點(diǎn)和融入課堂的方式，形成思政元素與知識(shí)點(diǎn)之間的有機(jī)融合。文章以“飽和土的有效應(yīng)力原理”一節(jié)為例，呈現(xiàn)課程思政教學(xué)設(shè)計(jì)。

（一）課程思政目標(biāo)及案例展示

本節(jié)的課程思政目標(biāo)：結(jié)合工程案例，引導(dǎo)教育學(xué)生工作中必須保持嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，嚴(yán)格遵守國家、行業(yè)規(guī)范法規(guī)，確?？睖y(cè)、設(shè)計(jì)和施工各環(huán)節(jié)依法依規(guī)操作，進(jìn)行工程倫理教育；通過名人故事、工程案例等形式，培養(yǎng)學(xué)生的辯證思維和正確分析問題解決問題的能力；通過地基破壞實(shí)驗(yàn)裝置的模擬演示，培養(yǎng)學(xué)生的科技創(chuàng)新思維和勇于創(chuàng)新實(shí)踐的熱情。具體內(nèi)容詳見表1。

（二）課程思政教學(xué)整體設(shè)計(jì)思路

結(jié)合本節(jié)教學(xué)內(nèi)容、思維方法和價(jià)值理念，課前先以一個(gè)問題展開，引發(fā)學(xué)生思考，激發(fā)學(xué)生對(duì)本節(jié)教學(xué)內(nèi)容的興趣，然后介紹飽和土的有效應(yīng)力原理的主要教學(xué)內(nèi)容。采用層層演繹式教學(xué)，從有效應(yīng)力原理的定義開始，到對(duì)有效應(yīng)力的理解、有效應(yīng)力原理的應(yīng)用以及飽和土滲透固結(jié)過程中有效應(yīng)力和孔隙水壓力的轉(zhuǎn)化。為了加深對(duì)有效應(yīng)力原理的理解，采用分組討論式，進(jìn)行有效應(yīng)力原理相關(guān)問題的探討，小組發(fā)言后，教師做最后的歸納總結(jié)。融入課程思政元素，提高學(xué)生的法律法規(guī)意識(shí)教育，自覺踐行各行業(yè)的職業(yè)規(guī)范和精神。理論與實(shí)踐相結(jié)合，通過工程案例介紹，培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)識(shí)問題、分析問題和解決問題的能力。通過介紹我院教師研發(fā)的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和科創(chuàng)精神。

（三）課程思政教學(xué)過程

1. 課程導(dǎo)入（問題導(dǎo)入式）

從一個(gè)簡單的日常生活小常識(shí)提出問題：“為何在雨后泥濘的黏土路面上行走容易滑倒？”引發(fā)學(xué)生思考。接著從太沙基先生滑倒的小故事入手，講述有效應(yīng)力原理誕生的過程，引導(dǎo)學(xué)生在日常生活中應(yīng)該勤于觀察樂于思考，善于抓住事物的主要矛盾，培養(yǎng)學(xué)生的辯證唯物思維。

2. 教學(xué)知識(shí)點(diǎn)——飽和土中的有效應(yīng)力原理（層層演繹式）

根據(jù)課前的問題，對(duì)土體進(jìn)行受力分析，得出飽和土的有效應(yīng)力原理σ=σ+υ，說明飽和土體承受的總應(yīng)力為有效應(yīng)力σ和孔隙水壓力υ之和。如圖1，通過一個(gè)小試驗(yàn)（土中兩種應(yīng)力試驗(yàn)）來加深對(duì)有效應(yīng)力原理定義的理解。有兩個(gè)完全相同的量筒，底部分別放置一層性質(zhì)完全相同的松散砂土。

在甲量筒松砂頂面加若干鋼球，使松砂承受σ的壓力，此時(shí)可見松砂頂面下降，表明松砂發(fā)生壓縮，亦即砂土的孔隙比e減??；乙量筒松砂頂面不加鋼球，而是小心緩慢地注水，在砂面以上高h(yuǎn)處正好使砂層表面也增加σ的壓力，結(jié)果發(fā)現(xiàn)砂層頂面并不下降，表明砂土未發(fā)生壓縮，亦即砂土的孔隙比不變。

上述甲、乙兩個(gè)量筒底部松砂都作用了σ的壓力，但產(chǎn)生了兩種不同的效果，反映出土體中存在兩種不同性質(zhì)的應(yīng)力：由鋼球施加的應(yīng)力，通過砂土的骨架傳遞，這種骨架應(yīng)力稱為有效應(yīng)力，用σ來表示；由水施加的應(yīng)力通過孔隙中水來傳遞稱為孔隙水壓力，用υ來表示。這種孔隙水壓力不能使土層發(fā)生壓縮變形。

通過飽和土的滲透固結(jié)模型，加深對(duì)飽和土滲透固結(jié)過程中有效應(yīng)力不斷變化的理解。在總應(yīng)力不變的情況下，有效應(yīng)力和孔隙水壓力的關(guān)系就是此消彼長。培養(yǎng)學(xué)生的辯證唯物思維，善于抓住事物的主要矛盾，以不變應(yīng)萬變。

3. 有效應(yīng)力原理的工程應(yīng)用（工程案例式）

引入工程實(shí)例——堆載預(yù)壓法地基處理，通過對(duì)地基處理方法的介紹，構(gòu)建地基表面的加壓系統(tǒng)和地基中的排水系統(tǒng)，引導(dǎo)學(xué)生自行分析堆載預(yù)壓法地基處理的工作原理，總結(jié)堆載預(yù)壓法地基處理的目的，提高學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、具體分析問題和解決問題的能力。

介紹實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀叵滤蛔兓鸬鼗茐牡哪M實(shí)驗(yàn)裝置，此裝置是由我院教師研發(fā)，且已獲國家發(fā)明專利授權(quán)。實(shí)驗(yàn)裝置包括：主桶、儲(chǔ)水桶、淺基礎(chǔ)房屋模型、樁基礎(chǔ)房屋模型等，實(shí)驗(yàn)用砂選用滲透系數(shù)較大的中粗砂，取自青島膠南風(fēng)河入海口天然河砂。水位上升時(shí)，土中孔隙水壓力增加，有效應(yīng)力降低，最終導(dǎo)致建筑物傾斜甚至失穩(wěn)倒塌。水位下降時(shí)，孔隙水壓力減小，有效應(yīng)力增加，地基發(fā)生沉降變形，建筑物發(fā)生下沉現(xiàn)象。［11］通過實(shí)驗(yàn)直觀演示了地下水位升降導(dǎo)致的建筑物地基破壞以及沉降的過程，揭示了土力學(xué)的重要定理，即太沙基的有效應(yīng)力原理。通過該模型的介紹和演示，培養(yǎng)學(xué)生的理論聯(lián)系實(shí)踐能力和科技創(chuàng)新思維。

4. 相關(guān)問題的探討（小組討論式）

資料一：南寧樓歪歪事件

2020年3月12日，南寧晚報(bào)報(bào)道：有南寧市民表示，他所居住的振寧星光廣場小區(qū)有兩棟單元樓發(fā)生了“親密接觸”，樓頂碰到了一起。時(shí)隔十年，南寧“樓歪歪”事件又卷土重來。針對(duì)資料進(jìn)行分組討論、小組發(fā)言：產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是什么？產(chǎn)生這種現(xiàn)象的誘發(fā)因素是什么？

通過課堂小組討論和課上發(fā)言，提高學(xué)生的語言表達(dá)能力和團(tuán)隊(duì)交流協(xié)作能力，引導(dǎo)學(xué)生自行進(jìn)行總結(jié)歸納，用“飽和土的有效應(yīng)力原理”來解釋，當(dāng)土中有效應(yīng)力增大，使地基發(fā)生沉降變形，而這種沉降多表現(xiàn)為不均勻沉降，由此產(chǎn)生“樓歪歪”事件。土中有效應(yīng)力增大，究其原因是地下水位下降，誘發(fā)原因可能是：非法開采地下水、基坑施工的不當(dāng)降水等。此處可融入思政元素法律法規(guī)意識(shí)教育、工程倫理教育。

資料二：地面沉降問題

據(jù)我國水利部2017年公布的數(shù)據(jù)，全國地下水超采區(qū)達(dá)30萬平方公里，超采量約170億立方米，主要集中在北方地區(qū)。華北平原深層地下水已形成了跨冀、京、津、魯?shù)膮^(qū)域地下水降落漏斗，形成了滄州、衡水等13個(gè)沉降中心，甚至有近7萬平方公里面積的地下水位低于海平面。截至2009年底，北京市最大年沉降量達(dá)到137.51mm，最大累計(jì)沉降量1163mm，由于地面沉降引發(fā)的問題已逐漸顯現(xiàn)。針對(duì)資料進(jìn)行分組討論、小組發(fā)言：請(qǐng)分析為什么過量開采地下水會(huì)誘發(fā)地面沉降？談?wù)勂淇赡墚a(chǎn)生的危害及防治措施。

根據(jù)各小組的發(fā)言情況，教師做歸納總結(jié)，用過量開采地下水會(huì)誘發(fā)地面沉降問題來進(jìn)一步深化理解有效應(yīng)力原理的應(yīng)用，對(duì)防治措施從節(jié)、排、蓄、管四個(gè)方面將學(xué)生的發(fā)言進(jìn)行分類補(bǔ)充。此處可融入思政元素堅(jiān)持堅(jiān)持生態(tài)文明發(fā)展理念，統(tǒng)籌兼顧人與自然和諧發(fā)展。

三、課程思政教學(xué)效果反思

飽和土的有效應(yīng)力原理堪稱整個(gè)土力學(xué)的“拱心石”，其原理看似簡單卻不易理解。課堂從一個(gè)生活小問題開始，將學(xué)生的思維迅速帶入，采用名人感召式教學(xué)，通過名人小故事，培養(yǎng)學(xué)生日常生活中善于觀察、樂于思考的習(xí)慣。通過飽和土固結(jié)過程中有效應(yīng)力的變化規(guī)律，引導(dǎo)學(xué)生掌握正確看待問題的方法，善于抓住問題主要矛盾，以不變應(yīng)萬變，培養(yǎng)學(xué)生的辯證唯物思維。通過“樓歪歪”事件的分組討論，交流總結(jié)，加強(qiáng)學(xué)生的法律法規(guī)意識(shí)、生態(tài)建設(shè)意識(shí)，強(qiáng)化學(xué)生工程倫理教育。通過我院教師研發(fā)的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷难菔?，在鞏固本?jié)重點(diǎn)專業(yè)理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)學(xué)生勇于探索的科技創(chuàng)新精神。通過工程應(yīng)用的介紹分析，培養(yǎng)學(xué)生理論與實(shí)踐相結(jié)合，注重學(xué)思結(jié)合、知行統(tǒng)一，培養(yǎng)學(xué)生正確分析解決問題的能力。

課堂采用了問題導(dǎo)入式、層層演繹式、小組討論式、工程案例式、總結(jié)歸納式、理論與實(shí)踐相結(jié)合等多種教學(xué)方式，使整個(gè)課堂充實(shí)飽滿、生動(dòng)活潑。小組討論式教學(xué)，充分體現(xiàn)了學(xué)生課堂主體的角色，讓學(xué)生在積極的氛圍中主動(dòng)獲取知識(shí)?？v觀本次課程，思政教育與知識(shí)傳授相輔相成，將唯物辯證思維、科技創(chuàng)新意識(shí)、工程倫理教育、法律法規(guī)意識(shí)、踐行科學(xué)發(fā)展觀等思政元素有機(jī)融入課堂，實(shí)現(xiàn)了寓價(jià)值觀引導(dǎo)于知識(shí)傳授和能力培養(yǎng)中，達(dá)到課程思政教育目標(biāo)。

四、結(jié)語

文章總結(jié)了幾年來土力學(xué)課程思政教學(xué)研究與實(shí)踐，對(duì)土力學(xué)課程思政元素進(jìn)行深入挖掘，針對(duì)學(xué)科特點(diǎn)將思政元素歸納總結(jié)為家國情懷、專業(yè)自豪感、工程倫理教育、辯證唯物思維、大國工匠精神、科技創(chuàng)新思維等六大類。對(duì)土力學(xué)課程思政進(jìn)行課堂教學(xué)設(shè)計(jì)，以“飽和土的有效應(yīng)力原理”為例，展示了具體的課程思政教學(xué)設(shè)計(jì)過程，并對(duì)教學(xué)效果進(jìn)行了總結(jié)分析。在整個(gè)教學(xué)中，通過名人故事感召、工程案例引入、社會(huì)熱點(diǎn)討論、實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ脱菔镜葍?nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，深入思考，在完成課程知識(shí)與技能目標(biāo)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了價(jià)值引領(lǐng)，使學(xué)生不僅知道“學(xué)什么”而且明晰“怎么學(xué)”“為什么學(xué)”，達(dá)到課程思政教育目標(biāo)，為相關(guān)課程開展課程思政教學(xué)提供參考。

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（責(zé)任編輯：牛雪璐）

基金項(xiàng)目：山東省本科教學(xué)改革研究重點(diǎn)項(xiàng)目“新工科背景下地方高水平大學(xué)土建類專業(yè)課程建設(shè)基本范式研究與實(shí)踐”（項(xiàng)目編號(hào)：Z2021203）；山東科技大學(xué)優(yōu)秀教學(xué)團(tuán)隊(duì)支持計(jì)劃“城市地下空間開發(fā)系列課程群教學(xué)團(tuán)隊(duì)”（項(xiàng)目編號(hào)：JX TD20190503）；山東科技大學(xué)教育教學(xué)研究“群星計(jì)劃”項(xiàng)目“融入思政元素的土力學(xué)課程混合式教學(xué)改革研究與實(shí)踐”（項(xiàng)目編號(hào)：QX2021M16）。

作者簡介：李惠（1977—），女，博士，山東科技大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院副教授，研究方向?yàn)槌鞘械叵驴臻g工程；劉玉峰（1965—），男，博士，山東科技大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院教授，研究方向?yàn)榻ㄖ?jié)能技術(shù)；趙景偉（1973—），男，博士，山東科技大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院教授，研究方向?yàn)槌鞘性O(shè)計(jì)、城市地下空間規(guī)劃。