新工科背景下土力學課程思政教學研究與探討

馮雙喜 雷華陽 劉景錦 加瑞

摘要：在新工科背景下，土力學課程思政在豐富課堂內容、提高學生全面發展，以及促進青年教師成長方面具有十分重要的作用。根據土力學課程思政教學的性質與特點，分析了各章節思政元素，重點從課程大綱、內容設置、教學方法等方面對土力學的教學實踐進行了探討。通過課程思政和試驗思政，力求雙管齊下讓學生進入和走出“小課堂”，培養學生知行合一的意識，實現土力學德育和智育深度交叉融合的合力育人新型教學模式。

關鍵詞：土力學;課程思政;新工科;教學實踐

中圖分類號：G642 ? 文獻標志碼：A ? 文章編號：1005-2909（2021）06-0032-07

為適應中國新一輪科技革命與產業變革，支撐服務創新驅動發展，2017年2月以來，教育部積極推進“新工科”建設，其核心任務是創新教育教學方式，提升中國工科教育的國際競爭力，為培養和造就一大批多樣化、創新型卓越工程科技人才提供戰略支撐[1]。如何培養人才，培養什么人才是“新工科”建設重點討論問題。思想教育是人才培養的關鍵和核心環節，只有將思想教育工作貫穿教育教學的全過程，實現全過程育人和全方位育人，才能為國家培養出具有國家情懷、全球視野、創新精神、實踐能力和“一專多能”的卓越人才[2]。習近平總書記在全國高校思想政治工作會議上強調，我國高等教育肩負著培養德智體美勞全面發展的社會主義事業建設者和接班人的重大任務，將各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協同效應，提出“課程思政”是落實“立德樹人”根本任務的重要舉措，是構建德智體美勞全面培養的教育體系和高水平人才培養體系的有效切入，也是完善全員全程全方位“三全育人”的重要抓手[3]。

思想政治理論課，即思政課程，承擔著大學生系統開展馬克思主義理論教育的重要任務，其學科定向和學科邊際較為明顯，思政教育高度聚焦。本科階段思政課程涉及馬克思主義基本原理、中國近現代史綱要、毛澤東思想、鄧小平理論、“三個代表”重要思想概論和思想道德修養與法律基礎，旨在培養學生正確認識世界和中國發展大勢、正確認識中國特色和國際比較、正確認識時代責任和歷史使命、正確認識遠大抱負和腳踏實地的政治思想和良好品德。土力學是研究土的物理力學性質，以及在荷載作用下，土體中的應力、變形、強度或穩定性、滲流規律的一門學科，是工科類專業基礎課，是學生后續學習基礎工程、地下工程、隧道工程、土動力學、巖土工程抗震等專業課程，從事科學研究、土木工程施工、設計等工作的重要基礎，對培養學生的創新能力和實踐技能尤為重要[4]。在新工科背景下，土力學課程思政的目的是將思政元素無痕融入教學，形成以專業知識為載體，思政教育為靈魂的教學體系。土力學課程思政堅持把立德樹人作為教學過程的中心環節，這對豐富課堂內容，促進學生全面發展和青年教師成長具有重要作用。

土力學課程思政以思政課程為基礎，兩者在政治方向、育人目標和文化認同等方面具有一致性。基于此，文章從土力學課程特點及思政元素挖掘、課程大綱和內容設置、教學方法和手段三個方面重點探究土力學課程思政教學，以促進土力學課程思政與思想政治理論課程同向同行，以實現土力學德育與智育深度融合，合力育人。

一、課程特點及思政元素挖掘

（一） 課程特點

人類一直在進行著四大科學探索——“上天、入地、下海、登極”，這些都與土力學有深厚的聯系，是人類探索自然和揭示自然奧秘的關鍵一環。土力學根據研究內容和手段的不同，分為試驗土力學、理論土力學和計算土力學。本科階段土力學課程涵蓋三方面的基本內容，共40個學時，10章，包括土的基本物理力學性質和分類;土的滲透性、強度和變形特性;工程應用中的土壓力、地基承載力和邊坡穩定等，中間穿插土工試驗技能訓練。課程內容廣泛，學習主線明確，各章節從不同角度闡述土的變形、強度、滲透及穩定性。顯然，土力學具有完備的課程體系，邏輯性強，在此基礎上開展課程思政教學的關鍵在于厘清各章節思政元素，將思政元素與知識點以“潤物細無聲”的方式浸潤到教學中。通過不斷的土力學課程思政教學實踐，最終形成德育與智育深度融合的教學新模式[5]。

（二） 思政元素挖掘

深挖土力學課程思政元素是土力學課程思政建設的關鍵。土力學共分為10章內容，每一章都包涵思政元素，如表1所示。由表1可以看出，土力學課程思政元素主要包括愛國主義情懷、求真務實態度、責任與使命感、主要和次要矛盾判別、能屈能伸與厚德載物、主動與被動人生、經驗主義與實事求是、環保綠色節約意識、辯證唯物主義等9個方面。

1.愛國主義情懷

在第一章緒論中，結合土木工程課程特點和國家戰略需求，將中國發展史與土力學發展史相結合，將天津大學“實事求是”的校訓和土力學知識點相結合，培養學生“頂天立地”的使命感和“復興中國”的責任感。

2.求真務實態度

第二章土的組成，通過介紹“一帶一路”“海洋強國”“嫦娥工程”等國家計劃背后的工程建設核心技術難題以及前沿知識，揭秘陸-海-空巖土工程特性。結合翻轉課堂，通過開展土體液塑限、含水量等試驗，培養學生求真務實的態度。分享黃文熙、曾國熙、張咸恭、高國瑞、李廣信等著名學者在軟土工程特性、軟黏土力學與地基加固、土的微觀結構、巖土的本構關系等領域的學術貢獻和人生智慧，使學生深切體會土力學對社會產生的影響，激發學生的學習熱情和進取精神。

3.責任與使命感

第三章土的滲透性及滲流，通過科研項目和相關的科研成果，從工程實際出發，對比分析流砂或流土、管涌和潛蝕等工程失效案例，教育學生要牢記工程師的“匠心”和“良心”，打好學業基礎，發揮專業優勢，將所學知識服務于中華民族復興，讓學生明白“為什么而學，該怎么學，如何學以致用，做一個對國家和對民族有價值、有貢獻的人”。

4.主要和次要矛盾判別

第四章地基中應力分析，重點介紹土的自重應力、基底壓力、附加應力和有效應力原理，講解土的應力計算差異性和假定條件，用哲學觀點闡述模型建立過程中的主要矛盾和次要矛盾，培養學生的哲學思維。

5.能屈能伸與厚德載物

第五章、第六章和第七章分享太沙基、庫倫、摩爾、卡薩蘭德等土力學試驗故事，讓學生在了解試驗基本原理的同時，感悟大師們在困難面前表現出來的能屈能伸的大智慧，從而培養學生厚德載物的愛國情懷。

6.主動與被動人生

第八章將主動和被動思考隱喻擋土墻的主動土壓力和被動土壓力，幫助學生樹立正確的人生觀和價值觀，深刻理解“幸福是通過奮斗出來的”。

7.經驗主義與實事求是

第九章從地基承載力失效案例出發，總結由經驗主義導致工程失效的教訓，倡導學生具體問題具體分析，培養實事求是的科學態度。

8.環保綠色節約意識

第十章結合邊坡工程災害，闡述“綠水青山就是金山銀山”發展理念的背景、科學內涵及其深遠意義，引導學生樹立環保意識，為生態文明建設貢獻力量。

9.辯證唯物主義。

通過復習歸納、總結土力學的辯證觀點，如土體在不同研究背景下其假定條件不同。計算土的應力和變形時，將土視為彈性體;研究飽和土一維固結理論時，將土骨架視為彈性體，孔隙水視為粘滯性的流體;在分析二維滲流時，將土骨架假定為剛體，孔隙水為粘滯性流體;在計算土壓力、地基承載力和土坡穩定性時，土體視為剛塑性體。

二、 課程大綱和內容設置

土力學思政教學是土木工程專業培養計劃要求的重要教學環節[6]。其目的在于將思政元素融入課程，起到“智育”和“德育”雙重育人功能。土力學課程思政教學不僅能鞏固課堂所學的基本理論，而且能提高學生的思想境界。此外，通過土工試驗教學，還可培養學生吃苦耐勞、團結協作等優良品質，增強體魄、磨練意志，接受愛國主義、集體主義教育。

土力學思政教學大綱是根據學科內容體系和教學計劃要求編寫的教學指導文件，是開展教學的主要依據，也是指導學生自學、培養學生能力的綱要。與培養目標、培養計劃以及思政元素緊密結合，將教學分為課程思政和試驗思政兩個部分。課程思政要求：（1）掌握土的形成、土的組成、土的結構，培養學生求真務實的態度;（2）掌握土的基本物理性質指標概念、測試及相互換算，培養學生的愛國主義情懷和實事求是的科學態度;（3）掌握無黏性土的相對密實度、黏性土的稠度、土的壓實性、土的工程分類，拓寬學生的眼界，培養學生科學嚴謹的工作態度;（4）掌握地基土的自重應力和附加應力的計算方法，培養學生鑒別主要矛盾和次要矛盾的能力;（5）掌握水在土中的滲透規律：有效應力原理，能判別土的滲透穩定性，培養學生秉持匠心精神，恪守良心情懷;（6）掌握土的壓縮性及單向固結理論，能用e-p曲線法和e-lgp曲線法進行地基沉降量計算，能用單向固結理論進行地基土的固結計算，培養學生能屈能伸的生活態度;（7）掌握土的抗剪強度概念、莫爾-庫倫強度理論、抗剪強度指標的測試方法、土的剪切性狀、三軸試驗中的孔隙應力系數，培養學生厚德載物和腳踏實地的精神;（8）掌握朗肯土壓力理論和庫倫土壓力理論，以及各種情況下土壓力的計算方法。掌握土坡穩定安全系數的定義、無黏性土土坡和黏性土土坡穩定分析方法、非圓弧滑動面土坡穩定分析方法，強化“綠水青山就是金山銀山”等發展理念，樹立環保意識;（9）掌握地基承載力的概念及地基的破壞形式，掌握臨塑荷載、極限承載力和允許承載力的主要計算方法，培養學生實事求是的科學態度。試驗思政：（1）掌握土的顆分、液塑限、含水量、壓縮、固結、強度等相關試驗，了解動三軸、溫控三軸等試驗基本原理，培養學生團結合作精神;（2）完成試驗作業和總結報告，培養學生分析問題和解決問題的能力。通過課程思政和試驗思政，雙管齊下讓學生進入和走出“小課堂”，提升學生的科研創新能力和思辨能力，培養學生正確的人生觀、價值觀和崇高的思想道德。

三、教學方法和手段

土力學課程思政應與土力學專業教育自然合理銜接，結合工程實例貫穿教學始終，引導學生德立樹人，加強啟發式教學，充分發揮學生的主動性，培養正確的人生觀和價值觀;開展互動式的教與學，引導學生積極思考，培養團結合作精神、分析和解決問題的能力。為此，文章結合土力學特點及思政元素，歸納總結土力學課程思政教學方法與手段。

（一）列舉法

在土力學教學中，以工程實例為貫穿主線，將教學內容按照教學目標引入并深化，但不能簡單羅列，而應該有重點、有邏輯地講解，讓學生清楚工程災變背后的土力學問題，培養學生通過現象看本質的能力。結合國家工程建設時事熱點問題，運用土力學知識解決工程實際問題。分享土力學院士、科學家科研故事，激發學生的學習熱情，并致力于為中華民族的偉大復興作貢獻。在講解重點理論時，教師可將最新的科研成果帶入課堂，幫助學生樹立科學敬畏之心。列舉土力學失效和成功的對比案例，利用辯證觀點分析問題，學會分析誘發工程事故的主要矛盾和次要矛盾，使學生明白土木工程或巖土工程專業在經濟建設中的重要性和所肩負的責任、使命，從而提高學生對專業學習的興趣，以更加高漲的熱情投入到學習中，獲得更加良好的學習效果。精彩的土力學課程思政課堂出勤率達到100%，吸引了工程地質、水利工程專業的學生旁聽。通過整理歷屆考試成績發現，成績明顯提高，80分以上學生占80%～86%。這充分證明了列舉法在土力學課程思政中的重要性和可行性。

（二）項目教學

項目教學是真題真做，以賽促教的一種模式，這對于培養學生的創新能力，促進其全面發展具有十分重要的作用。鼓勵學生參加全國大學生巖土力學競賽、天津大學大學生創新創業訓練計劃項目、天津大學未來30年“顛覆性創新創想大賽”等，打開“腦洞”，暢想未來，拓寬知識面，提升動手能力。根據比賽要求，鼓勵學生自主研發新型土工試驗裝備，創新虛擬數值仿真計算，撰寫高水平科技論文和專利，形成師生共同搞科研的濃厚氛圍，培養“大膽假設，小心求證”的治學方法。通過對比研究發現，參加項目教學的學生在土力學試驗課堂中表現突出，對常規的固結試驗、壓縮試驗、滲透試驗等土工試驗操作更為熟練。學生的自主創新能力突出，通過科技競賽自主研發多種土工試設備，如隧道模型試驗箱、輻射排水板真空試驗系統等（圖1）。這也充分證明了項目教學的優越性。

（三）立體化教學方法

立體化教學方法主要包括實踐教學和多媒體教學手段。土力學的實踐教學是結合課堂中講授的難點、熱點問題，鼓勵有興趣的學生開展試驗研究，培養學生自主設計實驗方案的能力，提高實驗操作技能，拓展創新思維和能力，使學生具備一定的自主學習、溝通合作、分析和解決問題，以及搜集和處理信息的基本科研能力。多媒體教學借助“騰訊會議”“ZOOM”網絡授課平臺，以微信語音、QQ群視頻通話等方式開展線上線下雙向互動教學，實現“課前新知-課堂訓練-課后溫習”新型網絡智慧授課模式，形成課前-課堂-課后全新立體三維實時教學方法。充分利用中國大學MOOC、學堂在線、優質在線精品課等在線課程資源，幫助學生查漏補缺，提高學生學習的主觀能動性。

（四）分組討論教學法

分組討論有助于培養學生的合作精神，提升交流能力。結合課堂基礎知識，選擇適當的熱點問題，如針對地質災害、基坑坍塌、路基不均勻沉降等工程問題，從不同的角度進行土力學分析，幫助學生建立基礎設施建設可持續發展意識，增強作為未來土木工程師的責任感和使命感。此外，該課程具有公式多、理論多、試驗多等特點，在公式推導和理論講解時力爭“落地”，通過課堂分組辯論，討論公式和基本原理，強化學生對公式和相關理論的理解。注重從試驗基本原理到試驗操作全過程講解，并將自身的科研成果和工程經驗融入課堂，通過辯論、討論等多種形式，增加師生互動，激發學生的學習興趣，提高學習效率。

（五）改革考評法和言傳身教法

倡導大學生“誠實守信”，杜絕遲到早退現象。土力學課程思政考核主要由課堂表現、出勤情況、作業完成和期末考試四部分組成，最終成績=課堂表現（5%）+出勤情況（5%）+作業成績（20%）+期末考試（70%）。將遲到曠課納入考評范疇，嚴肅考勤紀律。教育學生要養成遵守時間、誠實守信的好習慣，有事及時請假。

“打鐵還需自身硬”，教師教學不能僅停留在理論闡述上，要具有系統的理論知識儲備和工程實踐經驗，結合教學基本功將思政元素融入土力學課程。要著眼于世界學術前沿和國家重大需求，致力于研究工程中“卡脖子”難題，讓科研反哺教學。此外，還要時刻牢記“為黨育人，為國育才”的使命，嚴于律己，爭當學生心目中有理想信念、有道德情操、有扎實知識、有仁愛之心的“四有”好老師，把立德樹人的根本要求落實到具體的教學活動中。

四、 結語

“做頂天立地之人，謀創新實踐之事”是新工科背景下土力學課程思政的重要體現。在“新工科”背景下，土力學課程思政建設應緊緊圍繞“思想政治+專業知識”開展，以培養高素質人才為目標，實現德育和智育的交叉融合，充分挖掘土力學中的思政元素，引導學生鑄就堅定理想信念、錘煉高尚品格，做到知行統一，實現知識的內化和道德的升華。

土力學課程思政建設雖然初步形成了實踐教學的基本模式和課程框架，但是如何挖掘更多的思政元素，如何將思政元素完美融合到土力學課程教學中，提高土力學課程思政教學效果，還需要付出長期的努力和探索。教師教育教學基本功訓練是解決上述問題的前提條件，應以“立德樹人”為核心進行教學設計，結合土力學教學大綱，優化教學內容，選擇合適的教學方法，重構教學評價體系，調動學生的積極性和求知欲望，努力做到“目中有人、心中有書、手中有法、口中有辭”，培養學生的自學能力、總結歸納能力、獨立思考能力、獨立分析解決實際工程問題的能力。

參考文獻：

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[6]徐慧，王瀷霏.新工科背景下“土力學與地基基礎”課程教學改革實踐[J].安徽建筑， 2021， 28（2）：128-129.

Abstract： Under the background of emerging engineering education， the ideological and political education of soil mechanics played a very important role in enriching the teaching contents， improving the overall development of students and promoting the growth of young teachers. According to the characteristics of the ideological and political teaching of soil mechanics course， this paper analyzed the ideological and political elements in each chapter， and mainly discussed the teaching practice of soil mechanics from the aspects of curriculum outline， content setting， teaching methods. With curriculum ideological and political education and experimental ideological and political education， make students enter and go out of the “traditional classroom” at the same time and cultivate students consciousness of unity of knowledge and practice， realize a new teaching mode of joint education of moral education and intellectual education of soil mechanics.

Key words： soil mechanics; curriculum ideological and political education; emerging engineering education; teaching practice

（責任編輯 梁遠華）