科学构建混凝土结构设计原理课程思政教学体系
作者: 赵晓艳 周明杰 王晓伟 宗金辉摘 要:混凝土结构设计原理课程是土木工程专业和智能建造专业的核心专业课。为使专业教育与思想政治教育形成育人合力,提高人才培养质量,教师努力提升课程思政建设的意识和能力,结合课程思政目标修订课程大纲;挖掘课程思想政治教育资源,将思政案例有机融入课程学习全过程;以学生为中心,围绕全面提高人才培养能力这个核心点。开展课程思政教学质量的多元主体评价、加强过程性评价和基于产出导向的长期性评价,以此健全混凝土结构设计原理课程思政建设质量评价体系。科学构建该核心专业课课程思政教学体,为提升该课程的思政教学质量提供参考。
关键词:混凝土结构设计原理;课程思政;教学体系;课程目标;评价体系
中图分类号:G640 文献标志码:A 文章编号:2096-000X(2024)13-0081-04
Abstract: Concrete Structure Design Principle is acore professional course of civil engineering and intelligent construction. In order to make professional education and curriculum politics education form a joint force of educating people and improve the quality of personnel training, teachers strive to improve the awareness and ability of curriculum politics construction, and revise the syllabus combined with the curriculum politics objectives. The curriculum politics resources are excavated and the cases are organically integrated into the whole process of curriculum learning. Taking students as the center, around the core point of improving the ability of personnel training, multi-subject evaluation, strengthening process evaluation and long-term evaluation based on output orientation of curriculum politics teaching quality have been carried out, and the quality evaluation system of curriculum politics construction has been improved of Concrete Structure Design Principle. The curriculum politics teaching system of the core professional course has been scientifically constructed. To provide reference for improving the quality of curriculum political teaching of the course.
Keywords: Concrete Structure Design Principle; curriculum politics; teaching system; curriculum objectives; evaluation system
教育兴则国家兴,教育强则国家强[1]。自1977年恢复高考制度以来,中国累计培养大学生超1.3亿人,仅2022年高校毕业生人数就达到了1 076万人。青年的价值取向决定了未来整个社会的价值取向,而青年又处在价值观形成和确立的时期,抓好这一时期的价值观养成十分重要[2]。80%的大学生认为,对自己成长影响最深的是专业课和专业教师[3]。可见,专业课程教学是高等教育阶段课程思政的重要依托。混凝土结构设计原理是一门集理论、计算、构造和实践为一体的综合性较强的传统土木工程专业核心课程,也是跨学科融合的新专业智能建造专业的必修内容。课程内容覆盖面广,理论完善,直接应用于工程实际。深度挖掘其思想价值和精神内涵,拓展其广度、深度和温度,培养学生的大国工匠精神,激发学生家国情怀,引领学生自觉践行社会主义核心价值观。
混凝土结构设计原理课程从知识、能力和素养三个层面育人。采用多媒体技术与传统教学相结合的方式,重点讲解钢筋混凝土构件设计的基本知识和基本理论,介绍钢筋混凝土构件的构造要求、发展前沿和发展方向。寓价值观引导于知识传授和能力培养之中,指引学生树立正确的世界观、人生观和价值观[4]。混凝土结构设计原理课程坚持以学生为中心、产出导向,持续改进,不断提升学生的课程学习体验、学习效果[4],课程组除了在教学大纲修订和教材选用中考虑课程思政建设,更加注重从课程思政目标建立、思政元素融入课堂、加强实践能力以提升从业信心和完善课程思政建设质量评价体系四个方面,构建科学合理的混凝土结构设计原理课程思政教学体系。
一 明确课程思政教学目标
结合“培养什么人、怎样培养人、为谁培养人[4]”的根本问题,课程组结合专业知识,制定了有机相容且明确的思政教学目标。
通过让学生了解钢筋混凝土结构的发展,理解钢筋混凝土结构的设计原理和方法以及钢筋混凝土材料的物理力学性能,掌握钢筋混凝土板、梁、柱等基本构件以及预应力混凝土构件的计算方法,掌握钢筋混凝土楼盖的设计理论,熟悉相关混凝土结构及构件的构造要求,增强学生对本专业的兴趣与热爱,激发学生报效祖国的爱国情怀。
学生应能够运用混凝土结构的基本知识,思考、认识混凝土结构和构件设计中的相关理论,通过合理分析和判断,识别其关键环节,解决实际工程中遇到的问题。在此过程中培养学生养成严格遵守设计标准规范的习惯,增强遵纪守法意识,树立安全意识,具有社会责任感和使命感。
学生在掌握钢筋混凝土基本构件设计方法和楼盖设计理论的基础上,通过力学分析及数学建模,能够完成基本构件的承载力计算和裂缝变形验算,以及钢筋混凝土楼盖的内力分析和设计。这个环节主要培养学生踏实敬业的工作态度和严谨务实、一丝不苟的工作作风,使学生学会用联系的、全面的和发展的观点看问题,培养学生勇于克服困难、勇于创新以及团队合作的精神。
二 思政元素有机融入课堂
土木工程行业在我国发展迅速,体量庞大。混凝土结构设计原理课程除了是传统土木专业的核心专业课,也是跨学科融合的新专业——智能建造专业的必修课。在加强校企合作建设新工科的背景下,课程组在混凝土结构设计原理课程的授课全过程中,聚焦课程知识体系蕴含的思想价值和精神内涵,深度挖掘提炼思政元素,使专业知识点与思政元素有机融合,对提高土木人才培养质量具有重要意义。
(一) 概述统领全局
在课程概述部分,紧密结合时代特点,通过行业发展历史、现状和未来发展趋势,融入思政元素。2020年,受新冠感染疫情的影响,全球共有106座200 m以上建筑竣工,比上年度下降了20%,但中国仍以56座、过半数的成绩稳居第一[5]。2021年,中国新增6座超300 m摩天大楼,数量继续领跑全球。可见,中国的疫情控制措施与控制效果明显优于其他国家,党的领导在这场看不见硝烟的战争中发挥了坚强的核心作用,有效平衡了生产与疫情防控,彰显和发挥出了社会主义国家政治优势和制度优势,坚定了中国特色社会主义道路自信、制度自信。
此外,2020年是高层建筑竣工数量连续衰退的第二年。与本年代的峰值相比,2016年反对“贪大、媚洋、求怪”建筑的限令和其后地方政府对建筑高度的限制,都是减缓中国超高层建筑建设进程的原因。但这种减缓却体现出经历实践之后的科学发展观,向全面协调可持续迈进,坚定国人文化自信,展现时代风貌,彰显中国特色。2020年,我国出台《关于进一步加强城市与建筑风貌管理的通知》,即“限高令”,明确指出“严格限制新建250米以上建筑”,“中小城市要严格控制新建超高层建筑,县城住宅要以多层为主”。更加注重建筑高度和体量应与城市发展规模和空间环境相协调,与消防救援能力相匹配。2021年,我国发生高层建筑火灾4 057起,造成168人死亡,经济损失惨重的同时带来严重社会影响。高层建筑业的生态环境的改变体现了统筹人与自然和谐发展、协调、绿色、共享的科学发展理念。
(二) 材料性能彰显国家行业发展速度
在钢筋混凝土材料知识模块,学生通过信息化资源完成预习任务发现:2020年全球最高的100座建筑,9%为钢结构,29%为混凝土结构,58%为复合结构以及4%的混合结构。而在2010年,这组数字分别为23%、40%、32%和5%[5]。对比发现,单纯的钢结构和混凝土结构在向复合结构转变,在培养学生自学能力的同时,引导学生认识到在解决问题的过程中,要注重科学思维方法的训练,培养学生综合运用所学知识探索未知。
在我国现行GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》中,混凝土的最高强度为C80,而目前国外开发的一种活性粉混凝土抗压强度可达200 MPa。在引领学生了解行业发展前沿的同时,让学生认识到我们自身的差距和不足,深刻理解自主创新对国家前途命运的重要意义,激发学生勇攀科学高峰的责任感和使命感。
在我国规范中钢筋的最高强度为500 MPa。2017年08月24日,美国《Science》期刊发表了由香港大学、北京科技大学、台湾大学、香港城市大学的青年科学家们发明的D&P超级钢研究成果,超级钢屈服强度达2.2 GPa,均匀延伸率达到16%[6]。通过该知识模块学习增强学生勇于探索的创新精神和创造意识,提升课程引领性。激发学生科技报国的家国情怀和使命担当。同时,这也是科学家精诚合作的典型成功范例,由此培养学生的合作意识。超级钢的发明汇集了两岸同胞的聪明才智,两岸同胞齐心协力、团结奋斗必将持续推动两岸关系和平发展。学生要坚定理想信念,厚植爱国主义情怀于学生心中。
(三) 结构带裂缝工作要求土木人时刻警醒
在钢筋混凝土构件的裂缝变形计算和耐久性知识模块,引入2021年6月美国佛罗里达州迈阿密建于1981年的12层钢筋混凝土框架结构住宅楼Champlain South倒塌,导致近百人罹难的案例。2018年的安全评估报告显示,公寓地下停车场的墙壁、柱子和横梁,在当时已经出现了“大量”裂缝和破碎。虽然其中一些损坏并不显著,但大部分的混凝土损坏都需要得到及时修复,才能“保持建筑的结构完整性”[7]。但混凝土构件的拆除和替换费用高达数百万美元,因缺乏资金修缮工作迟迟未能进行。裂缝的产生、受力钢筋的锈蚀都会降低结构承载力与刚度,从而导致支柱失效。通过这一案例培养学生建立人民生命至上的信念,强化学生工程伦理教育,树立安全意识,时刻保持警醒。重视工程耐久性,以发展的眼光分析和解决问题。增强遵纪守法意识,培养学生精益求精的大国工匠精神,树立社会责任感和使命感。
三 加强实践能力,提升从业信心
(一) 理论教学结合行业规范