“三全育人”視角下“巖體力學(xué)實(shí)驗(yàn)”課程教學(xué)改革與創(chuàng)新實(shí)踐

［摘 要］ 思政內(nèi)容進(jìn)課堂是“三全育人”的重要組成部分。同濟(jì)大學(xué)作為第一批“三全育人”綜合改革試點(diǎn)單位，圍繞理想信念教育，貫徹社會(huì)主義核心價(jià)值觀，促進(jìn)思政內(nèi)容進(jìn)課堂。針對(duì)傳統(tǒng)理工科課程內(nèi)容枯燥、公式繁雜、講述死板等弊端，以事實(shí)為依據(jù)，以結(jié)果為導(dǎo)向，杜絕照本宣科，在講授過(guò)程中，在著力采用新方法、新技術(shù)手段闡述專業(yè)知識(shí)的同時(shí)，弘揚(yáng)時(shí)代精神，摒棄舊傳統(tǒng)以及風(fēng)俗，代入優(yōu)秀的人物事跡和重大工程案例等，增強(qiáng)學(xué)生的民族自信心與自豪感。

［關(guān)鍵詞］ 新工科；巖體力學(xué)實(shí)驗(yàn)；“三全育人”；課程思政

［基金項(xiàng)目］ 2023年度國(guó)家自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目“高地應(yīng)力軟巖隧道大變形光纖耦合感知機(jī)理研究”（52209145）；2023年度同濟(jì)大學(xué)第十八期實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革項(xiàng)目“基于分布式傳感原理的巖石變形全域感知試驗(yàn)方法”；2023年度公路橋隧智能運(yùn)維技術(shù)浙江省工程中心開(kāi)放基金“公路隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)光纖耦合機(jī)理與變形感知方法研究”由公路橋隧智能運(yùn)維技術(shù)浙江省工程中心開(kāi)放基金資助（Zhejiang Engineering Center of Road and Bridge Intelligent Operation and Maintenance Technology）（202303G）

［作者簡(jiǎn)介］ 唐亙躋（1987—），男，湖南永州人，博士，同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院工程師（通信作者），主要從事地下工程智能感知方法研究；周 彪（1982—），男，浙江衢州人，博士，同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院教授級(jí)高級(jí)工程師，主要從事隧道工程防災(zāi)與減災(zāi)研究；俞松波（1982—），男，浙江寧波人，博士，同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院高級(jí)工程師，主要從事地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)研究。

在當(dāng)今快速發(fā)展的工程教育領(lǐng)域，如何培養(yǎng)出既具備扎實(shí)專業(yè)知識(shí)，又擁有良好人文素養(yǎng)和創(chuàng)新能力的高素質(zhì)工程人才，成為教育界與產(chǎn)業(yè)界共同關(guān)注的焦點(diǎn)。在此背景下，“三全育人”——全員育人、全程育人、全方位育人的教育理念應(yīng)運(yùn)而生，為工程教學(xué)注入了新的活力與方向［1］。這一理念強(qiáng)調(diào)教育的全面性、系統(tǒng)性和創(chuàng)新性，旨在通過(guò)多維度的教育模式，打破傳統(tǒng)工程界中某些固化的思維框架和封建迷信思想，弘揚(yáng)新時(shí)代的精神風(fēng)貌，為工程教育開(kāi)辟一片新天地［2］。

長(zhǎng)期以來(lái)，工程界在某些方面深受傳統(tǒng)觀念與封建迷信思想的影響，如過(guò)分依賴經(jīng)驗(yàn)法則而忽視科學(xué)理論的指導(dǎo)作用，或是盲目追求短期效益而忽視了可持續(xù)發(fā)展的長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃。這些思維定式不僅限制了工程技術(shù)的創(chuàng)新性發(fā)展，也阻礙了工程人才綜合素質(zhì)的提升。因此，破除這些陳規(guī)陋習(xí)，引入科學(xué)、理性、創(chuàng)新的新時(shí)代精神，對(duì)于推動(dòng)工程教育的現(xiàn)代化進(jìn)程，培養(yǎng)適應(yīng)未來(lái)社會(huì)需求的工程人才具有重要意義［3］。

“三全育人”理念正是針對(duì)上述問(wèn)題提出的有效解決方案。它倡導(dǎo)在教育過(guò)程中，不僅要注重知識(shí)的傳授與技能的培養(yǎng)，更要關(guān)注學(xué)生的全面發(fā)展，包括道德品質(zhì)、創(chuàng)新思維、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、社會(huì)責(zé)任感等方面的提升。全員育人強(qiáng)調(diào)學(xué)校、家庭、社會(huì)共同參與，形成教育合力；全程育人關(guān)注學(xué)生從入學(xué)到畢業(yè)的每一個(gè)成長(zhǎng)階段，確保教育的連續(xù)性和針對(duì)性；全方位育人則要求在教育內(nèi)容上融合自然科學(xué)、社會(huì)科學(xué)、人文藝術(shù)等多學(xué)科知識(shí)，拓寬學(xué)生的視野與思維邊界。

通過(guò)“三全育人”理念的實(shí)施，工程教育不僅能夠有效破除封建迷信思想的束縛，引導(dǎo)學(xué)生樹(shù)立科學(xué)精神，培養(yǎng)批判性思維和解決問(wèn)題的能力，還能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新潛能，鼓勵(lì)他們勇于探索未知，敢于挑戰(zhàn)權(quán)威，從而在新時(shí)代的浪潮中勇立潮頭，成為推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步和科技創(chuàng)新的重要力量。因此，深入探索和實(shí)踐“三全育人”在工程教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)，不僅是教育改革的必然趨勢(shì)，也是培養(yǎng)新時(shí)代工程人才的必由之路［4］。

本文旨在探討“三全育人”理念在工程教學(xué)中的應(yīng)用與實(shí)踐，分析其在破除封建迷信思想、弘揚(yáng)新時(shí)代精神以及新技術(shù)引領(lǐng)教學(xué)方法方面的積極作用，以期為工程教育的持續(xù)發(fā)展和高素質(zhì)工程人才的培養(yǎng)提供有益參考。

一、“巖體力學(xué)實(shí)驗(yàn)”課程教學(xué)中存在的問(wèn)題

（一）教學(xué)大綱設(shè)置陳舊

“巖土力學(xué)”課程為同濟(jì)大學(xué)地下建筑與工程系的專業(yè)基礎(chǔ)課，其課程設(shè)置可追溯到20世紀(jì)90年代，課程不僅涵蓋了巖石的基本物理力學(xué)性質(zhì)、巖體的基本力學(xué)性能等基礎(chǔ)知識(shí)，還注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和解決工程問(wèn)題的能力。而作為“巖體力學(xué)”配套的實(shí)驗(yàn)課程，目的是通過(guò)實(shí)驗(yàn)課程、課外拓展等方式，學(xué)生能夠更好地理解和掌握巖體力學(xué)的理論知識(shí)，并將其應(yīng)用于實(shí)際工程中。“巖體力學(xué)實(shí)驗(yàn)”課程包括測(cè)試巖石的密度、單軸抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、巖石壓縮實(shí)驗(yàn)，以及巖石三軸壓縮試驗(yàn)、軟弱結(jié)構(gòu)面的剪切試驗(yàn)等。通過(guò)六個(gè)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生掌握相關(guān)的測(cè)試方法和數(shù)據(jù)處理方法。然而該課綱上次修訂已逾10年之久，部分原始實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)已經(jīng)無(wú)法跟上智能建造與“土木+”的課程交叉理念，課時(shí)量從12個(gè)學(xué)時(shí)壓縮到8個(gè)學(xué)時(shí)。以“巖石的壓縮試驗(yàn)”為例，該課程中提到的巖石的應(yīng)變測(cè)量方法仍然為古早的應(yīng)變片法與引伸計(jì)法，新時(shí)代的如分布式光纖傳感技術(shù)，或者基于非接觸測(cè)量原理的DIC技術(shù)難以引進(jìn)課堂，學(xué)生在課上大多數(shù)都在聽(tīng)取教師照搬書(shū)本、照本宣科，導(dǎo)致課程教學(xué)已無(wú)法跟上新時(shí)代全過(guò)程育人的理念，如何在傳統(tǒng)的教學(xué)過(guò)程中，引入新的實(shí)驗(yàn)方法與手段。如何在講述中穿插近年來(lái)興起的新興技術(shù)，是實(shí)驗(yàn)教學(xué)教師亟須解決的問(wèn)題。

（二）學(xué)生主觀能動(dòng)性不高

“巖體力學(xué)實(shí)驗(yàn)”課程本身設(shè)置在土木工程專業(yè)的大三上學(xué)期，在學(xué)習(xí)完傳統(tǒng)的工科三大力學(xué)（“理論力學(xué)”“材料力學(xué)”“結(jié)構(gòu)力學(xué)”）之后，本學(xué)期該課程與“彈性力學(xué)”課程一同開(kāi)設(shè)。但“巖體力學(xué)”中會(huì)用到大量的結(jié)構(gòu)以及公式推導(dǎo)，需要用到前述課程的知識(shí)，這在課程沒(méi)有學(xué)完的前提下開(kāi)設(shè)，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)較為吃力，同時(shí)，該門(mén)課程被定義為專業(yè)課，學(xué)生會(huì)理所當(dāng)然地認(rèn)為本課程不像前述力學(xué)課那么重要，尤其是考研初復(fù)試中不涉及，前兩年高強(qiáng)度的學(xué)習(xí)會(huì)導(dǎo)致學(xué)生不重視、不認(rèn)真。而實(shí)驗(yàn)課程中操作的萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)，巖石抗剪設(shè)備尤其是巖石三軸設(shè)備操作要求較高，在課時(shí)量偏少的情況下授課，教師只能以演示的方式使得學(xué)生對(duì)儀器設(shè)備有一個(gè)基礎(chǔ)的認(rèn)識(shí)，做不到真正上手實(shí)操并高質(zhì)量完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，最終導(dǎo)致授課達(dá)不到預(yù)期效果，教師講得難受，學(xué)生學(xué)得費(fèi)勁。

（三）“三全育人”思政貫徹困難

在課程教學(xué)過(guò)程中，同濟(jì)大學(xué)對(duì)全體授課教師進(jìn)行了“三全育人”課程思政培訓(xùn)及全過(guò)程幫扶等相關(guān)政策，但受限于課時(shí)量、文化、興趣、敏感度及教學(xué)習(xí)慣等問(wèn)題，理工科思政學(xué)習(xí)仍然欠缺，因而對(duì)相關(guān)內(nèi)容總結(jié)和歸納不到位。另有相當(dāng)多的教師在授課時(shí)注重形式，導(dǎo)致思政教育與專業(yè)課講授內(nèi)容脫節(jié)，以至于課堂上生搬硬套思政內(nèi)容，沒(méi)有潛移默化地帶入專業(yè)內(nèi)容講授之中，顯得格格不入。還有部分教師對(duì)思政考慮的過(guò)于周全，但對(duì)課程的講授邏輯和資源整合有欠缺，因而無(wú)法達(dá)到思政內(nèi)容進(jìn)課堂的客觀要求，距離實(shí)現(xiàn)“三全育人”的培養(yǎng)目標(biāo)還有差距。因此，如何在“巖體力學(xué)實(shí)驗(yàn)”課程學(xué)生動(dòng)手實(shí)操的過(guò)程中，提高學(xué)生對(duì)“巖體力學(xué)”課程的興趣，系統(tǒng)地學(xué)習(xí)了解巖體的基本特性和特征，同時(shí)增強(qiáng)課程中融入正確的世界觀、人生觀和價(jià)值觀教育，使學(xué)生明白新時(shí)代大學(xué)生肩負(fù)的歷史使命，成為本課程乃至整個(gè)理工科專業(yè)課教學(xué)中需要解決的難題。

二、“巖體力學(xué)實(shí)驗(yàn)”課程改革與探究

（一）巖體力學(xué)案例教學(xué)創(chuàng)新

案例教學(xué)法是一種以實(shí)際案例為基礎(chǔ)的教學(xué)方法。它通過(guò)引入真實(shí)或虛構(gòu)的情境，讓學(xué)生深入分析和討論，從而培養(yǎng)其問(wèn)題解決能力、批判性思維和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。在這種教學(xué)模式下，教師不再是單純的知識(shí)傳授者，而是成為引導(dǎo)者和促進(jìn)者，鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)探索、合作學(xué)習(xí)。案例教學(xué)能夠幫助學(xué)生將理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，提升其實(shí)踐能力和職業(yè)素養(yǎng)。此外，它還能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)其對(duì)課程內(nèi)容的理解和記憶。因此，案例教學(xué)法在教育領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

在構(gòu)建基于“三全育人”理念的工程課堂案例教學(xué)中，我們必須深刻認(rèn)識(shí)到傳統(tǒng)觀念與封建迷信思想對(duì)工程教育及人才培養(yǎng)的負(fù)面影響。對(duì)于工程單位長(zhǎng)期存在的迷信祭祀活動(dòng)、迷信風(fēng)水選址、盲目追求“吉時(shí)”與部分性別歧視等，在課堂教學(xué)中亦實(shí)事求是講述并堅(jiān)決摒棄。鼓勵(lì)學(xué)生以開(kāi)放、包容的心態(tài)，尊重科學(xué)、尊重事實(shí)，勇于質(zhì)疑、勇于創(chuàng)新。期望能夠培養(yǎng)出具有科學(xué)精神、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)的優(yōu)秀工程人才，他們將以科學(xué)的態(tài)度和方法，推動(dòng)工程技術(shù)的不斷進(jìn)步，為社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)自己的力量。同時(shí)，我們也希望學(xué)生能夠成為科學(xué)精神的傳播者，為破除封建迷信、弘揚(yáng)科學(xué)精神做出自己的貢獻(xiàn)。

在“巖體力學(xué)實(shí)驗(yàn)”課程內(nèi)容中，巖石的密度、單軸抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度三個(gè)實(shí)驗(yàn)因其操作模式類似且測(cè)試方式容易，成為一次講述的內(nèi)容，在課程講授中摒棄以測(cè)試方法為主線的傳統(tǒng)教學(xué)方式，將測(cè)試內(nèi)容帶入實(shí)際的工程案例中，使用來(lái)自實(shí)際工程的巖石巖樣及試件，如“港珠澳大橋”“川藏鐵路”“滇中引水工程”等，以實(shí)際的工程需求為導(dǎo)向，介紹巖石的力學(xué)性質(zhì)測(cè)定的重要性及關(guān)鍵性，在貫徹專業(yè)基礎(chǔ)內(nèi)容教學(xué)、實(shí)驗(yàn)方法講述的同時(shí)，帶入中國(guó)近年來(lái)在土木工程行業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展與騰飛，增強(qiáng)學(xué)生的民族自豪感。

（二）巖體力學(xué)測(cè)試方法創(chuàng)新

傳統(tǒng)測(cè)試方法為應(yīng)變片法，該方法在前期大一、大二的“理論物理”“材料力學(xué)”“結(jié)構(gòu)力學(xué)”“鋼結(jié)構(gòu)”等課程中反復(fù)學(xué)習(xí)操作過(guò)，再次學(xué)習(xí)學(xué)生興致缺乏，在巖石壓縮實(shí)驗(yàn)中，再次講述同樣的應(yīng)變片粘貼、惠斯通電橋、溫度補(bǔ)償?shù)葍?nèi)容不但講授乏味，學(xué)生學(xué)習(xí)興致缺乏，并且實(shí)際操作中，應(yīng)變片粘貼耗時(shí)長(zhǎng)，接線端子焊接容易出錯(cuò)，傳感器存活率低，易導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗且無(wú)法補(bǔ)救。

隨著近年來(lái)新技術(shù)的發(fā)展，分布式光纖傳感技術(shù)與DIC相機(jī)測(cè)量技術(shù)逐漸運(yùn)用在科研領(lǐng)域，分布式光纖傳感技術(shù)具有測(cè)量靈敏度高、抗電磁干擾、耐高壓耐腐蝕、分布式無(wú)盲區(qū)、易于布設(shè)、性價(jià)比高、現(xiàn)場(chǎng)無(wú)需供電、可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離連續(xù)測(cè)控、傳感距離長(zhǎng)、本征安全等優(yōu)點(diǎn)，DIC相機(jī)測(cè)量是一種非接觸的測(cè)量技術(shù)，無(wú)須在試件上安裝傳感器，簡(jiǎn)便快捷。兩者共同的缺點(diǎn)是測(cè)量所需的設(shè)備昂貴。故借助同濟(jì)大學(xué)巖土及地下工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室這一平臺(tái)，可將這兩種用于科研的儀器設(shè)備借出并帶入課堂，供上課講師及學(xué)生學(xué)習(xí)。在引入新型測(cè)量方法與技術(shù)后，促使學(xué)生激發(fā)好奇心，提高了課程關(guān)注度與課程本身的科技含量。

（三）三全育人“巖體力學(xué)實(shí)驗(yàn)”課程思政

在中國(guó)超級(jí)土木工程蓬勃發(fā)展的時(shí)代背景下，“巖體力學(xué)實(shí)驗(yàn)”課程不僅是培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)技能和實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié)，更是進(jìn)行思政教育、塑造學(xué)生價(jià)值觀的關(guān)鍵平臺(tái)。通過(guò)將中國(guó)超級(jí)土木工程案例融入“巖體力學(xué)實(shí)驗(yàn)”課程，旨在激發(fā)學(xué)生對(duì)國(guó)家建設(shè)的熱情，培養(yǎng)他們的責(zé)任感和創(chuàng)新精神。在實(shí)驗(yàn)課程中，選取具有代表性的超級(jí)土木工程案例，如川藏鐵路、南水北調(diào)、港珠澳大橋等，這些工程不僅展示了中國(guó)在土木工程領(lǐng)域的卓越成就，也體現(xiàn)了中國(guó)工程師勇于挑戰(zhàn)、敢于創(chuàng)新的精神。通過(guò)詳細(xì)剖析這些工程的巖體力學(xué)問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生深入理解巖體力學(xué)的基本原理和實(shí)際應(yīng)用，培養(yǎng)他們的專業(yè)素養(yǎng)和實(shí)踐能力。同時(shí)，注重在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中進(jìn)行思政教育。通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生思考這些超級(jí)土木工程對(duì)國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要意義，激發(fā)他們的愛(ài)國(guó)情懷和民族自豪感。鼓勵(lì)學(xué)生關(guān)注工程中的安全問(wèn)題和環(huán)境保護(hù)，培養(yǎng)他們的安全意識(shí)和環(huán)保意識(shí)。此外，還通過(guò)團(tuán)隊(duì)合作和實(shí)驗(yàn)報(bào)告等環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生的溝通能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。

總之，本課程的課題思政旨在通過(guò)具體案例的剖析和實(shí)踐操作，將思政教育融入專業(yè)課程中，實(shí)現(xiàn)專業(yè)知識(shí)傳授與價(jià)值引領(lǐng)的有機(jī)統(tǒng)一。這種教學(xué)方法不僅有助于提升學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)和實(shí)踐能力，也有助于培養(yǎng)他們的愛(ài)國(guó)主義情懷、創(chuàng)新意識(shí)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，為培養(yǎng)新時(shí)代的高素質(zhì)土木工程人才貢獻(xiàn)力量。

結(jié)語(yǔ)

本文旨在探討“巖體力學(xué)實(shí)驗(yàn)”課程的教學(xué)改革，通過(guò)引入“三全育人”理念，結(jié)合大國(guó)超級(jí)土木工程案例教學(xué)，以及采用分布式光纖傳感和DIC相機(jī)等新型測(cè)試方法和手段，旨在全面提升學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)和實(shí)踐能力。經(jīng)過(guò)一系列的教學(xué)實(shí)踐，實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革已經(jīng)取得了較為顯著的成績(jī)。

在實(shí)驗(yàn)課程中，注重將理論知識(shí)與實(shí)踐操作相結(jié)合，通過(guò)引入大量超級(jí)土木工程案例，讓學(xué)生深入了解巖體力學(xué)在實(shí)際工程中的應(yīng)用，從而激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力。同時(shí)，注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和解決問(wèn)題的能力，鼓勵(lì)他們勇于嘗試新的測(cè)試方法和手段，如分布式光纖傳感和DIC相機(jī)等，這些新型測(cè)試技術(shù)的引入，不僅提高了實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性和效率，也為學(xué)生提供了更多的實(shí)踐機(jī)會(huì)和挑戰(zhàn)。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的過(guò)程中，注重學(xué)生的全面發(fā)展，通過(guò)團(tuán)隊(duì)合作、案例分析等方式，培養(yǎng)學(xué)生的溝通協(xié)作能力和批判性思維，使他們能夠更好地適應(yīng)未來(lái)的職業(yè)發(fā)展和社會(huì)需求。

展望未來(lái)，將繼續(xù)深化實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，不斷完善教學(xué)內(nèi)容和方法，為培養(yǎng)更多高素質(zhì)、創(chuàng)新型的土木工程人才貢獻(xiàn)力量。同時(shí)，也期待更多的教育工作者和學(xué)者能夠加入這一行列中來(lái)，共同推動(dòng)“巖體力學(xué)實(shí)驗(yàn)”課程的教學(xué)改革和發(fā)展。

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Teaching Reform and Innovative Practice of the Course “Rock Mechanics Experiment”

Under the Background of “Three-wide” Education

TANG Gen-ji， ZHOU Biao， YU Song-bo

（College of Civil Engineering， Tongji University， Shanghai 200092， China）

Abstract： Integrating ideological and political education （IPE） into the classroom is a crucial component of the “Three-wide Education” Tongji University， as one of the first comprehensive pilot reform units for “Three-wide Education”， focuses on ideal and belief education and socialist core values， and promotes the incorporation of IPE into the classroom. Addressing the drawbacks of traditional engineering courses， such as boring content， complicated formulas， and rigid presentation， Tongji adopts a fact-based and result-oriented approach， avoiding mere recitation of textbooks. During the teaching process， while emphasizing the use of new methods and technological means to explain professional knowledge， Tongji also promotes the spirit of the times， discards old traditions and customs， and introduces outstanding personal stories and significant engineering cases to enhance students’ national self-confidence and pride.

Key words： new engineering; Rock Mechanics Experiment; three-wide education; curriculum ideology and politics