“三全育人”视角下“岩体力学实验”课程教学改革与创新实践

［摘 要］ 思政内容进课堂是“三全育人”的重要组成部分。同济大学作为第一批“三全育人”综合改革试点单位，围绕理想信念教育，贯彻社会主义核心价值观，促进思政内容进课堂。针对传统理工科课程内容枯燥、公式繁杂、讲述死板等弊端，以事实为依据，以结果为导向，杜绝照本宣科，在讲授过程中，在着力采用新方法、新技术手段阐述专业知识的同时，弘扬时代精神，摒弃旧传统以及风俗，代入优秀的人物事迹和重大工程案例等，增强学生的民族自信心与自豪感。

［关键词］ 新工科；岩体力学实验；“三全育人”；课程思政

［基金项目］ 2023年度国家自然科学基金青年项目“高地应力软岩隧道大变形光纤耦合感知机理研究”（52209145）；2023年度同济大学第十八期实验教学改革项目“基于分布式传感原理的岩石变形全域感知试验方法”；2023年度公路桥隧智能运维技术浙江省工程中心开放基金“公路隧道支护结构光纤耦合机理与变形感知方法研究”由公路桥隧智能运维技术浙江省工程中心开放基金资助（Zhejiang Engineering Center of Road and Bridge Intelligent Operation and Maintenance Technology）（202303G）

［作者简介］ 唐亘跻（1987—），男，湖南永州人，博士，同济大学土木工程学院工程师（通信作者），主要从事地下工程智能感知方法研究；周 彪（1982—），男，浙江衢州人，博士，同济大学土木工程学院教授级高级工程师，主要从事隧道工程防灾与减灾研究；俞松波（1982—），男，浙江宁波人，博士，同济大学土木工程学院高级工程师，主要从事地质灾害防治技术研究。

在当今快速发展的工程教育领域，如何培养出既具备扎实专业知识，又拥有良好人文素养和创新能力的高素质工程人才，成为教育界与产业界共同关注的焦点。在此背景下，“三全育人”——全员育人、全程育人、全方位育人的教育理念应运而生，为工程教学注入了新的活力与方向［1］。这一理念强调教育的全面性、系统性和创新性，旨在通过多维度的教育模式，打破传统工程界中某些固化的思维框架和封建迷信思想，弘扬新时代的精神风貌，为工程教育开辟一片新天地［2］。

长期以来，工程界在某些方面深受传统观念与封建迷信思想的影响，如过分依赖经验法则而忽视科学理论的指导作用，或是盲目追求短期效益而忽视了可持续发展的长远规划。这些思维定式不仅限制了工程技术的创新性发展，也阻碍了工程人才综合素质的提升。因此，破除这些陈规陋习，引入科学、理性、创新的新时代精神，对于推动工程教育的现代化进程，培养适应未来社会需求的工程人才具有重要意义［3］。

“三全育人”理念正是针对上述问题提出的有效解决方案。它倡导在教育过程中，不仅要注重知识的传授与技能的培养，更要关注学生的全面发展，包括道德品质、创新思维、团队协作、社会责任感等方面的提升。全员育人强调学校、家庭、社会共同参与，形成教育合力；全程育人关注学生从入学到毕业的每一个成长阶段，确保教育的连续性和针对性；全方位育人则要求在教育内容上融合自然科学、社会科学、人文艺术等多学科知识，拓宽学生的视野与思维边界。

通过“三全育人”理念的实施，工程教育不仅能够有效破除封建迷信思想的束缚，引导学生树立科学精神，培养批判性思维和解决问题的能力，还能激发学生的创新潜能，鼓励他们勇于探索未知，敢于挑战权威，从而在新时代的浪潮中勇立潮头，成为推动社会进步和科技创新的重要力量。因此，深入探索和实践“三全育人”在工程教学中的优势，不仅是教育改革的必然趋势，也是培养新时代工程人才的必由之路［4］。

本文旨在探讨“三全育人”理念在工程教学中的应用与实践，分析其在破除封建迷信思想、弘扬新时代精神以及新技术引领教学方法方面的积极作用，以期为工程教育的持续发展和高素质工程人才的培养提供有益参考。

一、“岩体力学实验”课程教学中存在的问题

（一）教学大纲设置陈旧

“岩土力学”课程为同济大学地下建筑与工程系的专业基础课，其课程设置可追溯到20世纪90年代，课程不仅涵盖了岩石的基本物理力学性质、岩体的基本力学性能等基础知识，还注重培养学生的实践能力和解决工程问题的能力。而作为“岩体力学”配套的实验课程，目的是通过实验课程、课外拓展等方式，学生能够更好地理解和掌握岩体力学的理论知识，并将其应用于实际工程中。“岩体力学实验”课程包括测试岩石的密度、单轴抗压强度、抗拉强度、岩石压缩实验，以及岩石三轴压缩试验、软弱结构面的剪切试验等。通过六个实验，让学生掌握相关的测试方法和数据处理方法。然而该课纲上次修订已逾10年之久，部分原始实验设计已经无法跟上智能建造与“土木+”的课程交叉理念，课时量从12个学时压缩到8个学时。以“岩石的压缩试验”为例，该课程中提到的岩石的应变测量方法仍然为古早的应变片法与引伸计法，新时代的如分布式光纤传感技术，或者基于非接触测量原理的DIC技术难以引进课堂，学生在课上大多数都在听取教师照搬书本、照本宣科，导致课程教学已无法跟上新时代全过程育人的理念，如何在传统的教学过程中，引入新的实验方法与手段。如何在讲述中穿插近年来兴起的新兴技术，是实验教学教师亟须解决的问题。

（二）学生主观能动性不高

“岩体力学实验”课程本身设置在土木工程专业的大三上学期，在学习完传统的工科三大力学（“理论力学”“材料力学”“结构力学”）之后，本学期该课程与“弹性力学”课程一同开设。但“岩体力学”中会用到大量的结构以及公式推导，需要用到前述课程的知识，这在课程没有学完的前提下开设，导致学生学习较为吃力，同时，该门课程被定义为专业课，学生会理所当然地认为本课程不像前述力学课那么重要，尤其是考研初复试中不涉及，前两年高强度的学习会导致学生不重视、不认真。而实验课程中操作的万能试验机，岩石抗剪设备尤其是岩石三轴设备操作要求较高，在课时量偏少的情况下授课，教师只能以演示的方式使得学生对仪器设备有一个基础的认识，做不到真正上手实操并高质量完成实验内容，最终导致授课达不到预期效果，教师讲得难受，学生学得费劲。

（三）“三全育人”思政贯彻困难

在课程教学过程中，同济大学对全体授课教师进行了“三全育人”课程思政培训及全过程帮扶等相关政策，但受限于课时量、文化、兴趣、敏感度及教学习惯等问题，理工科思政学习仍然欠缺，因而对相关内容总结和归纳不到位。另有相当多的教师在授课时注重形式，导致思政教育与专业课讲授内容脱节，以至于课堂上生搬硬套思政内容，没有潜移默化地带入专业内容讲授之中，显得格格不入。还有部分教师对思政考虑的过于周全，但对课程的讲授逻辑和资源整合有欠缺，因而无法达到思政内容进课堂的客观要求，距离实现“三全育人”的培养目标还有差距。因此，如何在“岩体力学实验”课程学生动手实操的过程中，提高学生对“岩体力学”课程的兴趣，系统地学习了解岩体的基本特性和特征，同时增强课程中融入正确的世界观、人生观和价值观教育，使学生明白新时代大学生肩负的历史使命，成为本课程乃至整个理工科专业课教学中需要解决的难题。

二、“岩体力学实验”课程改革与探究

（一）岩体力学案例教学创新

案例教学法是一种以实际案例为基础的教学方法。它通过引入真实或虚构的情境，让学生深入分析和讨论，从而培养其问题解决能力、批判性思维和团队协作能力。在这种教学模式下，教师不再是单纯的知识传授者，而是成为引导者和促进者，鼓励学生主动探索、合作学习。案例教学能够帮助学生将理论知识与实际应用相结合，提升其实践能力和职业素养。此外，它还能激发学生的学习兴趣，增强其对课程内容的理解和记忆。因此，案例教学法在教育领域得到了广泛应用。

在构建基于“三全育人”理念的工程课堂案例教学中，我们必须深刻认识到传统观念与封建迷信思想对工程教育及人才培养的负面影响。对于工程单位长期存在的迷信祭祀活动、迷信风水选址、盲目追求“吉时”与部分性别歧视等，在课堂教学中亦实事求是讲述并坚决摒弃。鼓励学生以开放、包容的心态，尊重科学、尊重事实，勇于质疑、勇于创新。期望能够培养出具有科学精神、创新能力和综合素质的优秀工程人才，他们将以科学的态度和方法，推动工程技术的不断进步，为社会的可持续发展贡献自己的力量。同时，我们也希望学生能够成为科学精神的传播者，为破除封建迷信、弘扬科学精神做出自己的贡献。

在“岩体力学实验”课程内容中，岩石的密度、单轴抗压强度、抗拉强度三个实验因其操作模式类似且测试方式容易，成为一次讲述的内容，在课程讲授中摒弃以测试方法为主线的传统教学方式，将测试内容带入实际的工程案例中，使用来自实际工程的岩石岩样及试件，如“港珠澳大桥”“川藏铁路”“滇中引水工程”等，以实际的工程需求为导向，介绍岩石的力学性质测定的重要性及关键性，在贯彻专业基础内容教学、实验方法讲述的同时，带入中国近年来在土木工程行业领域的发展与腾飞，增强学生的民族自豪感。

（二）岩体力学测试方法创新

传统测试方法为应变片法，该方法在前期大一、大二的“理论物理”“材料力学”“结构力学”“钢结构”等课程中反复学习操作过，再次学习学生兴致缺乏，在岩石压缩实验中，再次讲述同样的应变片粘贴、惠斯通电桥、温度补偿等内容不但讲授乏味，学生学习兴致缺乏，并且实际操作中，应变片粘贴耗时长，接线端子焊接容易出错，传感器存活率低，易导致实验失败且无法补救。

随着近年来新技术的发展，分布式光纤传感技术与DIC相机测量技术逐渐运用在科研领域，分布式光纤传感技术具有测量灵敏度高、抗电磁干扰、耐高压耐腐蚀、分布式无盲区、易于布设、性价比高、现场无需供电、可实现长距离连续测控、传感距离长、本征安全等优点，DIC相机测量是一种非接触的测量技术，无须在试件上安装传感器，简便快捷。两者共同的缺点是测量所需的设备昂贵。故借助同济大学岩土及地下工程重点实验室这一平台，可将这两种用于科研的仪器设备借出并带入课堂，供上课讲师及学生学习。在引入新型测量方法与技术后，促使学生激发好奇心，提高了课程关注度与课程本身的科技含量。

（三）三全育人“岩体力学实验”课程思政

在中国超级土木工程蓬勃发展的时代背景下，“岩体力学实验”课程不仅是培养学生专业技能和实践能力的重要环节，更是进行思政教育、塑造学生价值观的关键平台。通过将中国超级土木工程案例融入“岩体力学实验”课程，旨在激发学生对国家建设的热情，培养他们的责任感和创新精神。在实验课程中，选取具有代表性的超级土木工程案例，如川藏铁路、南水北调、港珠澳大桥等，这些工程不仅展示了中国在土木工程领域的卓越成就，也体现了中国工程师勇于挑战、敢于创新的精神。通过详细剖析这些工程的岩体力学问题，引导学生深入理解岩体力学的基本原理和实际应用，培养他们的专业素养和实践能力。同时，注重在实验过程中进行思政教育。通过引导学生思考这些超级土木工程对国家经济社会发展的重要意义，激发他们的爱国情怀和民族自豪感。鼓励学生关注工程中的安全问题和环境保护，培养他们的安全意识和环保意识。此外，还通过团队合作和实验报告等环节，培养学生的沟通能力和团队协作精神。

总之，本课程的课题思政旨在通过具体案例的剖析和实践操作，将思政教育融入专业课程中，实现专业知识传授与价值引领的有机统一。这种教学方法不仅有助于提升学生的专业素养和实践能力，也有助于培养他们的爱国主义情怀、创新意识和团队协作精神，为培养新时代的高素质土木工程人才贡献力量。

结语

本文旨在探讨“岩体力学实验”课程的教学改革，通过引入“三全育人”理念，结合大国超级土木工程案例教学，以及采用分布式光纤传感和DIC相机等新型测试方法和手段，旨在全面提升学生的专业素养和实践能力。经过一系列的教学实践，实验教学改革已经取得了较为显著的成绩。

在实验课程中，注重将理论知识与实践操作相结合，通过引入大量超级土木工程案例，让学生深入了解岩体力学在实际工程中的应用，从而激发他们的学习兴趣和动力。同时，注重培养学生的创新思维和解决问题的能力，鼓励他们勇于尝试新的测试方法和手段，如分布式光纤传感和DIC相机等，这些新型测试技术的引入，不仅提高了实验的准确性和效率，也为学生提供了更多的实践机会和挑战。