工程倫理元素融入“結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理”課程的思政協(xié)同路徑與實(shí)踐

摘 要 為改變工程倫理課程與專業(yè)課程“兩張皮”的現(xiàn)象，文章探索了“工程倫理學(xué)”與“結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理”課程的協(xié)同教學(xué)策略與元素融入路徑。抓住兩門課程在同學(xué)期教學(xué)的契機(jī)，在“結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理”課程相關(guān)知識點(diǎn)中融入工程倫理元素，強(qiáng)化學(xué)生的工程實(shí)踐責(zé)任與倫理意識，提高學(xué)生的工程倫理實(shí)踐能力和專業(yè)素養(yǎng)，為其他專業(yè)課程與工程倫理的融合提供參考。

關(guān)鍵詞 工程倫理；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理；協(xié)同教學(xué)路徑；課程思政

中圖分類號：G424 " " " " " " " " " " " " " " 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A " " DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2024.36.044

Path and Practice of Ideological and Political Collaboration by Integrating

Engineering Ethics Elements into \"Principle of Structural Design\"

WANG Dapeng， CHEN Jianbing， ZHANG Ziyang

（School of Civil Engineering， Suzhou University of Science and Technology， Suzhou， Jiangsu 215011）

Abstract To change the phenomenon of \"two skins\" between engineering ethics courses and professional courses， this article explores the collaborative teaching strategies and element integration paths of \"engineering ethics\" and \"structural design principles\" courses. Seizing the opportunity of teaching two courses during the same period， we integrated engineering ethics elements into the relevant knowledge points of the \"Structural Design Principles\" course， strengthened students' engineering practice responsibility and ethical awareness， improved their engineering ethics practice ability and professional literacy， and provided reference for the integration of other professional courses and engineering ethics.

Keywords engineering ethics; principle of structural design; collaborative teaching path; curriculum-based ideological and political education

課程思政建設(shè)是落實(shí)立德樹人根本任務(wù)的重要舉措。教育部印發(fā)的《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》，明確要求科學(xué)設(shè)計(jì)課程思政教學(xué)體系，在專業(yè)教育課程中深度挖掘提煉專業(yè)知識體系中所蘊(yùn)含的思想價(jià)值和精神內(nèi)涵，工學(xué)類專業(yè)課程要注重強(qiáng)化學(xué)生工程倫理教育[1]。

土木工程是滿足社會基本建設(shè)需求的工學(xué)類專業(yè)，工程倫理問題貫穿土木工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建造、使用和結(jié)束的整個(gè)環(huán)節(jié)。住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部頒發(fā)的《高等學(xué)校土木工程專業(yè)評估（認(rèn)證）標(biāo)準(zhǔn)》中，多個(gè)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了工程倫理教育的重要性，如“能夠在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識，考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素”[2]，契合了工程師踐行職業(yè)倫理“運(yùn)用自己的知識和技能促進(jìn)人類的福祉”這一基本價(jià)值準(zhǔn)則[3]。工程倫理教育內(nèi)容必須有學(xué)理依據(jù)，應(yīng)從不同的維度對其內(nèi)容進(jìn)行劃分和組織[4]，如在橋梁工程課程教學(xué)內(nèi)容中，融入包含設(shè)計(jì)和施工隱患的安全倫理[5]；土木工程BIM" 技術(shù)引入應(yīng)用過程潛在的工程信息維護(hù)等大數(shù)據(jù)管理倫理[6]；結(jié)合倫理責(zé)任的“事前”預(yù)防特征和法律責(zé)任的“事后”懲戒屬性，雙向引導(dǎo)提升學(xué)生學(xué)習(xí)建設(shè)工程法規(guī)的興趣[7]。

以“一體化”戰(zhàn)略推進(jìn)工學(xué)類課程與思政課程協(xié)同[8]，將工程倫理融入專業(yè)課程，在理論、實(shí)踐和拓展層面上形成從基礎(chǔ)課程到專業(yè)課程的深度融合[9]，能夠發(fā)揮協(xié)同效應(yīng)，拓展專業(yè)課程的廣度和深度，提升學(xué)生綜合能力。本文作者同時(shí)承擔(dān)蘇州科技大學(xué)土木工程專業(yè)本科生“工程倫理學(xué)”和道橋方向“結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理”課程教學(xué)任務(wù)，在多年的教學(xué)實(shí)踐中，以“工程倫理學(xué)”理論知識為驅(qū)動，挖掘“結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理”課程思政元素，實(shí)現(xiàn)從工程倫理到專業(yè)課程思政的知識遷移和深度融合。

1" 工程倫理與專業(yè)課程的協(xié)同策略

1.1" 理論層面協(xié)同的“天時(shí)”契機(jī)

“工程倫理學(xué)”作為土木工程專業(yè)的必修課，于第5學(xué)期的第1―8周開設(shè)，課程學(xué)時(shí)為16學(xué)時(shí)，學(xué)分為1學(xué)分。選用教材為李正風(fēng)等編著的《工程倫理（第2版）》。

“結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理”是土木工程專業(yè)（道橋方向）本科生的專業(yè)限選課，于第5學(xué)期的第1―14周開設(shè)，課程總學(xué)時(shí)為56學(xué)時(shí)，含理論學(xué)時(shí)52學(xué)時(shí)和實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)4學(xué)時(shí)，學(xué)分為3.5學(xué)分，選用教材為葉見曙主編的《結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理（第5版）》。

按照教學(xué)進(jìn)度安排，“工程倫理學(xué)”課程講授至第6章“土木工程的倫理問題”時(shí)，“結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理”課程教學(xué)內(nèi)容涵蓋了構(gòu)件在壓、彎、剪和扭四種受力狀態(tài)下的承載力計(jì)算，學(xué)生已經(jīng)對承載能力極限狀態(tài)，即結(jié)構(gòu)安全有了深入理解。同步教學(xué)為倫理課程與專業(yè)課程的融合提供了“天時(shí)”契機(jī)。

1.2" 實(shí)踐層面協(xié)同的“地利”場景

工程倫理課程與專業(yè)教育課程屬于兩個(gè)不同的領(lǐng)域，很多高校由不同的院系負(fù)責(zé)開設(shè)。為了更好地實(shí)現(xiàn)工程倫理與專業(yè)課程的銜接，蘇州科技大學(xué)土木工程學(xué)院由具有工程實(shí)踐背景的專任教師組成教學(xué)團(tuán)隊(duì)，在接受倫理類課程教學(xué)培訓(xùn)后，開展與專業(yè)課程相同的小班教學(xué)實(shí)踐。同師教學(xué)將工程元素滲透至倫理課程，為倫理課程與專業(yè)課程的融合創(chuàng)建了“地利”場景。

1.3" 拓展層面協(xié)同的“人和”共情

承擔(dān)“工程倫理學(xué)”授課的教師團(tuán)隊(duì)還負(fù)責(zé)“結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理”課程之外的多門專業(yè)課程和實(shí)踐教學(xué)，實(shí)現(xiàn)了工程倫理貫穿專業(yè)課程的“連續(xù)劇”式“演繹”模式。

這種教學(xué)模式，需要專業(yè)教師不斷提升對工程倫理的理解，使工程倫理與不同專業(yè)的知識實(shí)現(xiàn)動態(tài)契合與拓展。同行教學(xué)為倫理課程與專業(yè)課程的融合激發(fā)了“人和”共情。

2" “工程倫理學(xué)”與“結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理”課程的協(xié)同路徑與實(shí)踐

“結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理”課程教學(xué)內(nèi)容通過顯式“植入”和隱式“嵌入”工程倫理元素，進(jìn)行浸潤式思政教學(xué)，讓學(xué)生體會工程倫理知識的“學(xué)以致用”。“工程倫理學(xué)”課程中，工程建設(shè)相關(guān)案例多為“不遵守規(guī)范、規(guī)程和條例進(jìn)行工程實(shí)踐活動超出預(yù)期后果”的工程事故教訓(xùn)，因此在“結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理”課程教學(xué)中，教師應(yīng)結(jié)合案例引導(dǎo)，挖掘工程倫理元素，倡導(dǎo)學(xué)生應(yīng)運(yùn)用知識技能“自愿向善”。

2.1" 材料性能

引導(dǎo)案例：某在建小區(qū)的混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)標(biāo)號為C35，實(shí)際檢測標(biāo)號只達(dá)到C15，高層樓房存在嚴(yán)重安全問題，無法進(jìn)行加固，只能拆除部分樓層。

元素一：材料是實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)成果“物化”的載體，材料性能在設(shè)計(jì)和建造兩個(gè)工程實(shí)踐環(huán)節(jié)中體現(xiàn)材料的工具價(jià)值，使工程設(shè)計(jì)理念付諸實(shí)踐。

元素二：混凝土材料和鋼筋材料各有優(yōu)缺點(diǎn)，兩種材料的組合是在尋求一種平衡和優(yōu)化，需要通過科學(xué)設(shè)計(jì)來“揚(yáng)長避短”“物盡其用”。

2.2" 概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法

引導(dǎo)案例：建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的可靠指標(biāo)3.7和4.7對應(yīng)的失效概率分別為1€？0-4和1€？0-6，體現(xiàn)了不同類型結(jié)構(gòu)的安全需求。

元素一：以分項(xiàng)系數(shù)表達(dá)的近似概率設(shè)計(jì)方法，是“可靠概率”理論，體現(xiàn)了“預(yù)防為主”的倫理評估原則，分項(xiàng)系數(shù)的取值與工程經(jīng)濟(jì)性等倫理因素密切相關(guān)。

元素二：設(shè)計(jì)方法是工程建設(shè)活動所用科學(xué)知識的物化形態(tài)，以規(guī)范的形式進(jìn)行應(yīng)用是學(xué)生未來遵守“勝任”“責(zé)任”等職業(yè)倫理的行為準(zhǔn)則。

2.3" 承載能力極限狀態(tài)計(jì)算

引導(dǎo)案例：阪神地震中，阪神高速Fukae處600多米共18跨獨(dú)柱圓形橋墩全部傾覆，橋墩塑性鉸區(qū)域箍筋崩開，縱筋屈曲，混凝土壓潰，橋梁設(shè)計(jì)依據(jù)的規(guī)范中對抗剪設(shè)計(jì)缺乏全面的考慮。

元素一：承載能力極限狀態(tài)直觀地反映了對結(jié)構(gòu)功能的安全性要求。承載力計(jì)算公式是界定安全等級的實(shí)體表達(dá)式，呼應(yīng)了工程師職業(yè)倫理“將公眾的安全、健康和福祉放在首位”的首要準(zhǔn)則。

元素二：承載力計(jì)算公式的應(yīng)用是有條件的，依據(jù)相應(yīng)破壞形態(tài)發(fā)生時(shí)的受力特征和試驗(yàn)資料來確定，閾值在一定意義上表征的是不同破壞時(shí)“工程風(fēng)險(xiǎn)的可接受性”。

2.4" 正常使用極限狀態(tài)計(jì)算

引導(dǎo)案例：國內(nèi)某連續(xù)梁跨江大橋，投入使用不到10年，已出現(xiàn)橋梁整體剛度下降、跨中撓度較大、箱梁裂縫等問題。其中最大撓度累計(jì)超過30cm，箱梁中0.1mm以上裂縫超過6800條，最大裂縫寬度達(dá)到3mm，局部箱梁底板混凝土破裂，對橋梁的安全性造成較大影響。

元素一：作為對應(yīng)于適用性和耐久性的狀態(tài)邊界條件，超越的后果可能不會立即造成安全性問題，但是超出應(yīng)力、裂縫和撓度范圍的本質(zhì)是非線性作用，是引發(fā)工程安全事故的重要原因。

元素二：從工程風(fēng)險(xiǎn)的角度來看，如果將工程長期服役環(huán)境看作孕災(zāi)環(huán)境，那么裂縫超限、撓度過大、耐久性損傷這些就是致災(zāi)因子，“傷痕累累”的工程結(jié)構(gòu)就成了承災(zāi)體。

2.5" 特別區(qū)域受力計(jì)算

引導(dǎo)案例：某市環(huán)路引橋匝道橋?yàn)楠?dú)柱墩鋼箱梁橋，4輛超載車輛在120余米長的匝道行駛，在偏心作用下，三跨鋼箱梁發(fā)生整體側(cè)向傾覆，鋼箱梁和橋墩強(qiáng)度沒有問題，蓋梁和盆式支座因?yàn)殇撓淞涸趦A覆過程中的沖擊和局部壓應(yīng)力過大而破壞。

元素一：局部承壓的典型區(qū)域是后張法預(yù)應(yīng)力構(gòu)件端部錨固區(qū)、橋梁墩（臺）帽等，深受彎的典型區(qū)域是公路橋梁墩（臺）處的蓋梁，是重要的傳力樞紐，體現(xiàn)了需求性原則，設(shè)計(jì)中需要慎重對待。

元素二：相比普通梁，深梁在達(dá)到抗彎和抗剪承載力前，發(fā)生局部承壓破壞的可能性要大得多。局部承壓區(qū)域和深受彎構(gòu)件的設(shè)計(jì)方法與其他構(gòu)件有較大差異，這種特定知識具有探索性。

2.6" 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)及受彎構(gòu)件設(shè)計(jì)方法

引導(dǎo)案例：某大橋通行車輛限重為15噸，在一輛自重30噸的大貨掛車，載著80噸的水泥通過時(shí)，第9孔懸臂端預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)發(fā)生脆性斷裂，造成大橋從中間斷裂27米。

元素一：預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)不能創(chuàng)造超越本身材料強(qiáng)度之外的奇跡，科學(xué)的設(shè)計(jì)只能改善結(jié)構(gòu)在正常使用階段的性能。設(shè)計(jì)時(shí)選擇預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，是帶有價(jià)值導(dǎo)向的工程實(shí)踐。

元素二：預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)充分利用高強(qiáng)材料改善鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗裂性能、剛度、耐久性和疲勞性能，是具有創(chuàng)造性的工程思想。

2.7" 圬工結(jié)構(gòu)及承載力計(jì)算

案例引導(dǎo)：汶川地震中的“橋堅(jiān)強(qiáng)”寶盛橋，經(jīng)歷強(qiáng)震、飛石及爆破沖擊后仍然屹立不倒。寶盛橋的堅(jiān)強(qiáng)展現(xiàn)了建造者的技術(shù)能力及責(zé)任擔(dān)當(dāng)。

元素一：圬工結(jié)構(gòu)的自重大、施工周期長、機(jī)械化程度低、操作主要靠手工方式的特點(diǎn)，決定了建造過程中工程共同體需要主動承擔(dān)“對良心負(fù)責(zé)”的職業(yè)角色。

元素二：圬工結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是易于就地取材、維修養(yǎng)護(hù)費(fèi)用低、施工簡單以及超載能力大，在橋涵結(jié)構(gòu)中被廣泛應(yīng)用，契合“可持續(xù)發(fā)展”的工程倫理原則。

元素三：很多圬工結(jié)構(gòu)常以造型美觀的砌體形式出現(xiàn)，兼顧了力的高效傳遞、低廉的建造成本和豐富的視覺表達(dá)，與自然和諧。體系創(chuàng)新與美學(xué)價(jià)值的完美結(jié)合，應(yīng)是學(xué)生秉承的職業(yè)素養(yǎng)。

3" 結(jié)語

“工程倫理學(xué)”是一門思政課與工學(xué)類專業(yè)課相結(jié)合、特色鮮明的專業(yè)基礎(chǔ)課。在“結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理”課程教學(xué)內(nèi)容中恰到好處地融合工程倫理元素，從“不遵循工程實(shí)踐活動規(guī)律行事的后果”“工程實(shí)踐活動的準(zhǔn)則”“在準(zhǔn)則允許范圍內(nèi)可以做到精益求精”等方面對學(xué)生進(jìn)行教育。協(xié)同路徑與實(shí)踐方式為專業(yè)教育和思政教育“兩張皮”的現(xiàn)象提供了改進(jìn)思路，為工程倫理元素融入其他專業(yè)課程教學(xué)提供參考。

基金項(xiàng)目：江蘇高校品牌專業(yè)建設(shè)工程三期項(xiàng)目“土木工程”；江蘇高校品牌專業(yè)建設(shè)工程三期項(xiàng)目“工程管理”；蘇州市基礎(chǔ)研究項(xiàng)目“智能建造關(guān)鍵基礎(chǔ)研究項(xiàng)目”（SJC2023002）；蘇州科技大學(xué)研究生優(yōu)質(zhì)課程建設(shè)項(xiàng)目“結(jié)構(gòu)損傷識別策略：從模型修正到數(shù)據(jù)驅(qū)動”（22JXAL-03）。

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