吳忠鐵,范萍萍,李守華,王曉琴
摘? 要:結(jié)構(gòu)力學(xué)是土木工程專(zhuān)業(yè)的一門(mén)核心課程,課程思政建設(shè)是立德樹(shù)人對(duì)其發(fā)展的必然要求。文章以結(jié)構(gòu)力學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)為載體,以生動(dòng)的案例為依托,充分挖掘結(jié)構(gòu)力學(xué)課程的思政元素,積極探索和開(kāi)展結(jié)構(gòu)力學(xué)課程思政建設(shè)。通過(guò)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的融合和映射,激發(fā)學(xué)生的民族自信和愛(ài)國(guó)情懷,培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任和使命感,有助于樹(shù)立正確的人生觀(guān)、世界觀(guān)和價(jià)值觀(guān),達(dá)到協(xié)同育人的目的。
關(guān)鍵詞:結(jié)構(gòu)力學(xué);課程思政;立德樹(shù)人
中圖分類(lèi)號(hào):G641 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A? ? ? ? ? 文章編號(hào):2096-000X(2022)07-0084-05
Abstract: Structural Mechanics is a Key Course in Civil Engineering. Construction of "curriculum ideology and politics" of Structural Mechanics was the inevitable requirement of cultivating morality and cultivating people. Based on its professional knowledge and vivid cases, this paper fully explored the ideological and political elements of structural mechanics course, and actively explored and developed the construction of "curriculum ideology and politics" of Structural Mechanics course. Through the integration and mapping of relevant knowledge, it stimulated students' National Confidence and Patriotism and cultivated students' sense of social responsibility and mission. It helped to establish its correct outlook on life, world outlook and values to achieve the purpose of collaborative education.
Keywords: Structural Mechanics; curriculum ideology and politics; cultivating morality and cultivating people
高校作為把青年大學(xué)生培養(yǎng)成為社會(huì)主義事業(yè)建設(shè)者和接班人的關(guān)鍵陣地,始終要把握問(wèn)題導(dǎo)向,要積極回答“初心三問(wèn)”,即“培養(yǎng)什么樣的人、如何培養(yǎng)人以及為誰(shuí)培養(yǎng)人”,并為了實(shí)現(xiàn)這三個(gè)目標(biāo)而不斷銳意改革和努力奮斗。全面推進(jìn)課程思政建設(shè)是落實(shí)立德樹(shù)人根本任務(wù)的戰(zhàn)略舉措。深刻領(lǐng)悟立德樹(shù)人和新工科建設(shè)的重要內(nèi)涵,在高校教育教學(xué)過(guò)程中積極開(kāi)展思政課建設(shè)有利于學(xué)生了解國(guó)情、黨情、社情和民情,有利于學(xué)生堅(jiān)定信仰,增強(qiáng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感和使命感,激發(fā)學(xué)生的“四個(gè)自信”和愛(ài)國(guó)情懷,對(duì)解決“初心三問(wèn)”問(wèn)題有重要的意義。因此,開(kāi)展課程思政建設(shè)是立德樹(shù)人的關(guān)鍵環(huán)節(jié),是解決“培養(yǎng)什么樣的人、如何培養(yǎng)人以及為誰(shuí)培養(yǎng)人”的重要保障。力學(xué)類(lèi)課程是工科專(zhuān)業(yè)廣泛開(kāi)設(shè)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)必修課程。通過(guò)力學(xué)類(lèi)課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生全面系統(tǒng)地了解構(gòu)件、結(jié)構(gòu)的受力變形及破壞規(guī)律;掌握構(gòu)件、結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算的基本概念、基本理論、基本方法及其在工程中的應(yīng)用;樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想、創(chuàng)新的設(shè)計(jì)精神。但是,力學(xué)類(lèi)課程涉及大量的概念、抽象的內(nèi)容、繁復(fù)的公式,再加上對(duì)學(xué)生前期儲(chǔ)備的數(shù)學(xué)及物理知識(shí)要求較高,因此,學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程普遍較為吃力。根據(jù)這一現(xiàn)狀,結(jié)合力學(xué)課程特點(diǎn),積極挖掘課程內(nèi)所蘊(yùn)含的思政元素,并將其融入課程教學(xué)的相關(guān)環(huán)節(jié),在打破課堂沉默、提升學(xué)習(xí)動(dòng)力、促進(jìn)自主學(xué)習(xí)、堅(jiān)定理想信念方面起到了積極作用。力學(xué)課程內(nèi)容具有自身的特點(diǎn),其知識(shí)體系具有理論性和邏輯性相對(duì)較強(qiáng)特點(diǎn),其課程思政建設(shè)相對(duì)其他課程而言難度較大。但國(guó)內(nèi)高校的教師還是好好地抓住了這一塊思想教育的陣地,也對(duì)力學(xué)課程的課程思政建設(shè)進(jìn)行了廣泛的嘗試和探索,并獲得了有意義的成果。
牛智勇等[1]人采用案例、小組討論、人文故事以及思維實(shí)驗(yàn)等教學(xué)方法開(kāi)展了土力學(xué)課程思政建設(shè),將思政元素引進(jìn)課堂,將專(zhuān)業(yè)課程與思想政治教育有機(jī)結(jié)合起來(lái),形成協(xié)同育人效應(yīng)。閆小康等[2]人在工程流體力學(xué)中探討了教學(xué)內(nèi)容中思政教育素材的分類(lèi)提煉,思政元素與專(zhuān)業(yè)知識(shí)之間的有機(jī)融合,潛移默化地對(duì)學(xué)生進(jìn)行理想信念層面的精神指引。李娜等[3]人主要通過(guò)材料力學(xué)課程中挖掘課程的思政元素,提煉出厚植愛(ài)國(guó)情懷、培養(yǎng)責(zé)任擔(dān)當(dāng)精神、增強(qiáng)人文素養(yǎng)和加強(qiáng)職業(yè)教育等四條主線(xiàn),形成了系統(tǒng)的教學(xué)案例,實(shí)現(xiàn)了知識(shí)傳授、能力培養(yǎng)和價(jià)值塑造三者有機(jī)結(jié)合的人才培養(yǎng)目標(biāo)。王安強(qiáng)等[4]人深入挖掘材料力學(xué)課程包含的思政元素,利用經(jīng)典故事、典型案例等高度凝練和融合思政元素形成了系統(tǒng)的思政教學(xué)案例,積極開(kāi)展了材料力學(xué)思政課程建設(shè)。這些力學(xué)思政課程的建設(shè)都取得了較好的思政育人效果。
根據(jù)結(jié)構(gòu)力學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn),作者進(jìn)行了結(jié)構(gòu)力學(xué)課程思政的建設(shè)。在課程思政實(shí)踐過(guò)程中使學(xué)生在掌握專(zhuān)業(yè)知識(shí)的同時(shí)獲得思想道德上的引導(dǎo)和啟發(fā),通過(guò)各個(gè)知識(shí)點(diǎn)與思政元素的講解,使學(xué)生更深刻地理解“四個(gè)自信”、中國(guó)力量、科技創(chuàng)新、同心同德和團(tuán)結(jié)等思政元素,培養(yǎng)學(xué)生的民族自信、文化自信和工匠精神;培養(yǎng)土木工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生的職業(yè)道德和愛(ài)國(guó)敬業(yè)的價(jià)值觀(guān),使專(zhuān)業(yè)教育與思政教育同向而行,形成協(xié)同育人效應(yīng)。
一、結(jié)構(gòu)力學(xué)課程思政建設(shè)的目標(biāo)
(一)課程教學(xué)目標(biāo)
課程目標(biāo)1:認(rèn)識(shí)結(jié)構(gòu)力學(xué)的基本任務(wù),了解不同類(lèi)型結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),掌握實(shí)際結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)模型簡(jiǎn)化方法,能夠?qū)Y(jié)構(gòu)布置進(jìn)行合理性判斷。
課程目標(biāo)2:了解靜定結(jié)構(gòu)的受力特性,熟練地掌握梁和剛架內(nèi)力與桁架內(nèi)力的計(jì)算方法,并能夠熟練繪制內(nèi)力圖;掌握靜定組合結(jié)構(gòu)和拱的內(nèi)力計(jì)算方法,具有對(duì)各種靜定結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算的能力;了解虛功原理,掌握靜定結(jié)構(gòu)的位移計(jì)算方法及應(yīng)用。
課程目標(biāo)3:熟悉影響線(xiàn)的基本概念和繪制方法,掌握靜力法和機(jī)動(dòng)法繪制影響線(xiàn)的過(guò)程,掌握利用影響線(xiàn)計(jì)算結(jié)構(gòu)內(nèi)力和確定移動(dòng)載荷的最不利位置。
課程目標(biāo)4:了解超靜定結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性,掌握力法、位移法、漸進(jìn)法、矩陣位移法的基本原理,能利用相應(yīng)方法對(duì)結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行簡(jiǎn)化,并進(jìn)行超靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和位移計(jì)算。
課程目標(biāo)5:熟悉結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的基本理論,掌握結(jié)構(gòu)模型的基本分析方法和計(jì)算過(guò)程,能夠?qū)?shí)際模型進(jìn)行簡(jiǎn)化計(jì)算和分析。
(二)課程育人目標(biāo)
本課程以結(jié)構(gòu)力學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)為載體,以生動(dòng)的典型工程案例為依托,結(jié)合結(jié)構(gòu)工程中具體的數(shù)據(jù)、豐富的建筑結(jié)構(gòu)圖片和施工建造過(guò)程視頻資料等,通過(guò)課程中相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的融合和映射,使學(xué)生理解“四個(gè)自信”、民族共同體意識(shí)、中國(guó)力量、科技創(chuàng)新、同心同德和社會(huì)團(tuán)結(jié);培養(yǎng)學(xué)生的民族自信、文化自信和工匠精神;培養(yǎng)學(xué)生土木工程專(zhuān)業(yè)的職業(yè)道德和社會(huì)主義愛(ài)國(guó)敬業(yè)價(jià)值觀(guān)。
二、結(jié)構(gòu)力學(xué)課程思政建設(shè)的基本教學(xué)思路
結(jié)構(gòu)力學(xué)課程思政建設(shè)的基本教學(xué)思路如圖1所示,其詳細(xì)的教學(xué)思路和方法如下。
(1)采用案例嵌入式思路進(jìn)行課程思政。例如在講解結(jié)構(gòu)工程概念背景時(shí),嵌入中國(guó)古建筑案例和建筑工程魯班獎(jiǎng)案例;在講解結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化過(guò)程時(shí),嵌入工程事故分析案例,通過(guò)形象生動(dòng)的案例,達(dá)到課程思政的目標(biāo)。
(2)采用隱性滲透式思路進(jìn)行課程思政。例如在講解結(jié)構(gòu)體系時(shí)隱性滲透56個(gè)民族是一家,共同發(fā)展,共同富裕,同呼吸共命運(yùn)的理念,培養(yǎng)學(xué)生的民族共同體意識(shí);在講解鉸結(jié)三角形基本規(guī)律時(shí)隱性滲透出沒(méi)有規(guī)矩不成方圓,青年學(xué)生要遵守大學(xué)生守則。
(3)通過(guò)畫(huà)龍點(diǎn)睛式思路進(jìn)行課程思政。例如在講解漸近法的過(guò)程中,提出精確解和近似解的相關(guān)性,運(yùn)用畫(huà)龍點(diǎn)睛式方式恰當(dāng)?shù)靥岢隼硐肽繕?biāo)的實(shí)現(xiàn)要從實(shí)踐出發(fā),日積月累、堅(jiān)持不懈、持之以恒的思政點(diǎn),將專(zhuān)業(yè)課知識(shí)點(diǎn)與思政點(diǎn)進(jìn)行融合,做到寓道于教、寓德于教、寓教于樂(lè)。
三、結(jié)構(gòu)力學(xué)課程思政建設(shè)的主要教學(xué)手段和途徑
為了能夠?qū)?zhuān)業(yè)知識(shí)與思想教育很好的結(jié)合,在結(jié)構(gòu)力學(xué)課程思政的建設(shè)過(guò)程中采用了幾種主要的教學(xué)手段和途徑。
(一)優(yōu)質(zhì)合理的教材
本課程選用龍馭球教授主編、高等教育出版社出版的《結(jié)構(gòu)力學(xué)》一書(shū)作為本課程的教材,該教材是“十二五”普通高等教育本科國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材、面向21世紀(jì)課程教材。該教材符合我校土木工程專(zhuān)業(yè)建筑工程方向的培養(yǎng)計(jì)劃,也符合本課程的教學(xué)大綱,教材講解深入詳細(xì),能較好地兼顧我校學(xué)生的實(shí)際知識(shí)水平和接受能力。
(二)典型的工程案例
由于本課程具有理論性和邏輯性強(qiáng)、與工程聯(lián)系緊密度的特點(diǎn),本課程講授中將引進(jìn)一些實(shí)際的工程案例。主要包括古建筑、近代的著名工程等穿插在各個(gè)知識(shí)點(diǎn)和思政點(diǎn)的講解中,通過(guò)理論聯(lián)系實(shí)踐,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感和使命感,幫助學(xué)生建立愛(ài)國(guó)敬業(yè)的價(jià)值觀(guān)。
(三)豐富的圖片和視頻
在本課程的課程思政改革中將使用豐富的實(shí)際工程圖片,并在課后要求學(xué)生觀(guān)看《建設(shè)者》和《超級(jí)工程》等與課程知識(shí)相關(guān)的視頻,以豐富的圖片和視頻作為載體,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)道德,增強(qiáng)學(xué)生的民族自信、文化自信,培育學(xué)生的工匠精神。
(四)合理使用多媒體課件
本課程的教學(xué)將采用多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)板書(shū)相結(jié)合的方式,通過(guò)傳統(tǒng)板書(shū)進(jìn)行理論推導(dǎo)和計(jì)算分析,通過(guò)多媒體課件展示生動(dòng)的案例和豐富的圖片、視頻,從而提高本課程的教學(xué)效果,加深學(xué)生對(duì)思政點(diǎn)的印象和理解。
(五)多種教學(xué)方式融合
在整個(gè)思政課的建設(shè)過(guò)程中根據(jù)不同的章節(jié)內(nèi)容和特點(diǎn),采用啟發(fā)式、探討式和案例式等多種教學(xué)方式聯(lián)合應(yīng)用。其目的是有效地吸引學(xué)生的注意力,提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性,增加課堂的互動(dòng)效果,達(dá)到教授專(zhuān)業(yè)知識(shí),啟迪思想,培養(yǎng)獨(dú)立思考、創(chuàng)新思維和自主學(xué)習(xí)的能力。
四、結(jié)構(gòu)力學(xué)課程思政建設(shè)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)與思想教育的融入點(diǎn)
在結(jié)構(gòu)力學(xué)思政課程建設(shè)過(guò)程中,其專(zhuān)業(yè)知識(shí)與思政元素有效結(jié)合才能達(dá)到協(xié)同育人的效果,因此恰當(dāng)?shù)胤治龊瓦x擇合理的教材是挖掘思政元素的重要環(huán)節(jié)。在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中,本文所選用的教材為高等教育出版社出版的龍馭球等人編著的《結(jié)構(gòu)力學(xué)I-基本教程》。通過(guò)幾輪的教學(xué)分析和討論,總結(jié)和凝練出各個(gè)章節(jié)基本的融入點(diǎn)。
(一)第1章? 緒論
(1)結(jié)構(gòu)概念:以工程結(jié)構(gòu)概念為切入點(diǎn),以著名的工程建筑為背景,采用多媒體等形式介紹國(guó)內(nèi)外各種建筑形式,重點(diǎn)引入趙州橋、長(zhǎng)城、應(yīng)縣木塔、鳥(niǎo)巢和港珠澳大橋等中國(guó)著名建筑,培養(yǎng)學(xué)生的民族自信、文化自信、魯班精神和工匠精神。
(2)結(jié)構(gòu)體系概念:以桿系結(jié)構(gòu)體系概念為切入點(diǎn),介紹剛體、單桿和結(jié)構(gòu)體系等相關(guān)課程研究對(duì)象,滲透民族與國(guó)家、個(gè)人與集體關(guān)系意識(shí),56個(gè)民族是一家、共同發(fā)展、共同富裕、同呼吸共命運(yùn),培養(yǎng)學(xué)生的中華民族共同體意識(shí)。
(3)計(jì)算簡(jiǎn)圖實(shí)例:以實(shí)際工程和計(jì)算簡(jiǎn)圖為切入點(diǎn),以實(shí)際工程為背景,采用現(xiàn)實(shí)生活中的工程案例,建筑倒塌等地震災(zāi)害的現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)反映作為工程技術(shù)人員的責(zé)任和義務(wù),建立起學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感與專(zhuān)業(yè)使命感。
(二)第2章? 幾何構(gòu)造分析
鉸結(jié)三角形規(guī)律:以鉸結(jié)三角形規(guī)律為切入點(diǎn),結(jié)構(gòu)體系遵循合理的基本組成規(guī)律,才能夠構(gòu)成穩(wěn)定的整體;融合“無(wú)規(guī)矩不成方圓”的古訓(xùn),要融入班級(jí)、融入學(xué)院學(xué)校、融入社會(huì)就要遵守相應(yīng)的法律等規(guī)則,遵守大學(xué)生守則,滲透規(guī)則意識(shí),傳遞紀(jì)律理念。
(三)第3章? 靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析
結(jié)構(gòu)優(yōu)化布置:以梁支座的合理布置為切入點(diǎn),優(yōu)化結(jié)構(gòu)體系,可以降低梁的材料;融合倡導(dǎo)節(jié)能環(huán)保,以節(jié)約現(xiàn)有能源消耗量,提倡環(huán)保型新能源開(kāi)發(fā),滲透建筑結(jié)構(gòu)的節(jié)能環(huán)保理念,培養(yǎng)學(xué)生的節(jié)能環(huán)保意識(shí)。
(四)第4章? 影響線(xiàn)
結(jié)點(diǎn)承載方式下梁的內(nèi)力影響線(xiàn):以結(jié)點(diǎn)承載方式下梁的內(nèi)力影響線(xiàn)為切入點(diǎn),主要是上部的分配梁承擔(dān)了荷載,表達(dá)每一部分構(gòu)件都有它存在的意義和價(jià)值,在結(jié)構(gòu)中發(fā)揮作用;融合感恩、責(zé)任與擔(dān)當(dāng),學(xué)生要掌握扎實(shí)的基本理論,將來(lái)在自己的崗位上負(fù)起自己的責(zé)任,要有自己的擔(dān)當(dāng)。
(五)第6章? 超靜定結(jié)構(gòu)-力法
超靜定結(jié)構(gòu):以超靜定結(jié)構(gòu)為切入點(diǎn),闡述一次超靜定梁的內(nèi)力分析,說(shuō)明每個(gè)元素都可以發(fā)揮重要的作用,可以為整體提供重要的支持;在集體里每個(gè)個(gè)體團(tuán)結(jié)協(xié)作才能發(fā)揮出更大的作用。
(六)第7章? 超靜定結(jié)構(gòu)-位移法
位移法基本思路:以位移法基本思路的講解,闡述多個(gè)桿件共同承擔(dān)荷載,每個(gè)桿件承擔(dān)的荷載相對(duì)較少;每個(gè)人是社會(huì)和國(guó)家的基本單元,建設(shè)國(guó)家需要每個(gè)人的奉獻(xiàn),滲透團(tuán)結(jié)協(xié)作意識(shí)和奉獻(xiàn)精神。
(七)第8章? 漸近法
漸近法:漸近法的相關(guān)概念講解和剖析,通過(guò)具體案例分析,聯(lián)系個(gè)人理想與目標(biāo),傳遞持之以恒、堅(jiān)持不懈的精神;融合理想與目標(biāo)的實(shí)現(xiàn),不積跬步無(wú)以至千里,不積小流無(wú)以成江海,滲透為目標(biāo)和理想努力奮斗的精神。
(八)第9章? 矩陣位移法
矩陣位移法:通過(guò)概念和知識(shí)的講解,如單元與結(jié)構(gòu)、局部與整體,深入剖析個(gè)人與集體、個(gè)人與國(guó)家、個(gè)人與社會(huì)的關(guān)系,滲透團(tuán)隊(duì)精神,找到自己正確的位置,講解青年大學(xué)生的社會(huì)擔(dān)當(dāng)和歷史使命,鼓勵(lì)學(xué)生要成為國(guó)家建設(shè)和發(fā)展的棟梁之才。
五、典型課程案例分析
(一)案例1:港珠澳大橋
港珠澳大橋于2009年12月15日動(dòng)工至2018年10月24日完工運(yùn)營(yíng),是中國(guó)境內(nèi)一座連接香港、廣東珠海和澳門(mén)的橋隧工程。擁有世界上最長(zhǎng)的海底隧道,全長(zhǎng)6.7 km,因其超大的建筑規(guī)模、空前的施工難度和頂尖的建造技術(shù)而聞名世界,如圖2所示。該橋全長(zhǎng)55 km,是世界最長(zhǎng)的跨海大橋,被譽(yù)為“新的世界七大奇跡”。其總的設(shè)計(jì)理念涵蓋了戰(zhàn)略性、創(chuàng)新性、功能性、安全性、環(huán)保性、文化性和景觀(guān)性。港珠澳大橋工程具有規(guī)模大、工期短,技術(shù)新、經(jīng)驗(yàn)少,工序多、專(zhuān)業(yè)廣,要求高、難點(diǎn)多的特點(diǎn),為全球已建最長(zhǎng)跨海大橋。通過(guò)上述案例表明中國(guó)工程結(jié)構(gòu)的宏偉壯觀(guān),名聲享譽(yù)世界,中國(guó)的大工程設(shè)計(jì)和施工走在世界的前列。中國(guó)可以建設(shè)世界頂級(jí)的工程項(xiàng)目,讓學(xué)生感受到民族自信和民族自豪感。
在整個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行的過(guò)程中進(jìn)行了很多的科技攻關(guān),克服了很多世界性的難題,產(chǎn)生了很多世界領(lǐng)先的科技成果。中國(guó)科學(xué)家和工程技術(shù)人員研發(fā)的多種高性能材料滿(mǎn)足了港珠澳大橋高標(biāo)準(zhǔn)的抗震抗腐蝕等要求。其中,以碳低合金鋼的研發(fā)和應(yīng)用最為代表。在港珠澳大橋的設(shè)計(jì)和工程攻關(guān)的過(guò)程中,先后攻克了人工島快速成島、深埋沉管結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、隧道復(fù)合基礎(chǔ)等十余項(xiàng)世界級(jí)技術(shù)難題。截至2018年10月,所創(chuàng)紀(jì)錄包括:港珠澳大橋是世界上里程最長(zhǎng)、沉管隧道最長(zhǎng)、壽命最長(zhǎng)、鋼結(jié)構(gòu)最大、施工難度最大、技術(shù)含量最高、科學(xué)專(zhuān)利和投資金額最多的跨海大橋。通過(guò)上述工程案例分析過(guò)程,充分體現(xiàn)了中國(guó)專(zhuān)家和科技人員團(tuán)結(jié)協(xié)作、堅(jiān)持不屑地攻克工程技術(shù)難題的精神和意志,完成的成果解決了世界難題,合力打造的超級(jí)工程創(chuàng)造了眾多世界紀(jì)錄,呈現(xiàn)了我國(guó)工程技術(shù)人員和科學(xué)家的工匠精神。
港珠澳大橋是一座圓夢(mèng)橋、同心橋、自信橋和復(fù)興橋,體現(xiàn)了中國(guó)綜合國(guó)力與自主創(chuàng)新能力,體現(xiàn)了勇創(chuàng)世界一流的民族志氣,進(jìn)一步堅(jiān)定了對(duì)中國(guó)特色社會(huì)主義的道路自信、理論自信、制度自信、文化自信。
(二)案例2:鳥(niǎo)巢
“鳥(niǎo)巢”是2008年北京奧運(yùn)會(huì)的主體育場(chǎng),是地標(biāo)性的體育建筑和奧運(yùn)遺產(chǎn),被譽(yù)為“第四代體育館”的偉大建筑作品,占地20.4 hm2,建筑面積25.8萬(wàn)m2,可容納觀(guān)眾9.1萬(wàn)人,如圖3所示。鳥(niǎo)巢外形結(jié)構(gòu)主要由巨大的門(mén)式鋼架組成,共有24根桁架柱。在保持鳥(niǎo)巢建筑風(fēng)格不變的前提下,設(shè)計(jì)方案對(duì)結(jié)構(gòu)布局、構(gòu)建截面形式、材料利用率等問(wèn)題進(jìn)行了較大幅度的調(diào)整與優(yōu)化。主要進(jìn)行了三個(gè)方面的結(jié)構(gòu)優(yōu)化布置和設(shè)計(jì)。第一,總體設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化和布置;原設(shè)計(jì)方案中的可開(kāi)啟屋頂被取消,屋頂開(kāi)口擴(kuò)大,并通過(guò)鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)化大大減少了用鋼量。第二,鋼桁架截面的優(yōu)化設(shè)計(jì)和布置;主桁架?chē)@屋蓋中間的開(kāi)口放射形布置,有22榀主桁架直通或接近直通。為了避免出現(xiàn)過(guò)于復(fù)雜的節(jié)點(diǎn),少量主桁架在內(nèi)環(huán)附近截?cái)?。第三,?jié)點(diǎn)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和布置。優(yōu)化調(diào)整后的方案大大地降低了材料造價(jià),可以確保工程造價(jià)控制在22.67億元之內(nèi)。本部分以鳥(niǎo)巢工程為分析對(duì)象,以結(jié)構(gòu)體系的三個(gè)優(yōu)化設(shè)計(jì)為載體,傳授了結(jié)構(gòu)形式、結(jié)構(gòu)布置、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、受力分析等專(zhuān)業(yè)知識(shí),同時(shí),強(qiáng)調(diào)工程師的科學(xué)精神和設(shè)計(jì)理念,攻克工程難題的決心,最終達(dá)到了降低材料用量、降低成本和造價(jià)的目的。滲透了建筑節(jié)能環(huán)保的理念,增加了學(xué)生的節(jié)能環(huán)保意識(shí)。
設(shè)計(jì)特點(diǎn):構(gòu)件體型大,單體重量重,節(jié)點(diǎn)復(fù)雜,工期緊,焊接量大,工程組織難度大,安裝精度控制難。為了滿(mǎn)足工程的需求,專(zhuān)家和科技工作者自主創(chuàng)新研發(fā)了特種鋼材,集剛強(qiáng)、柔韌于一體,從而保證了鳥(niǎo)巢在承受最大460 MPa的外力后,依然可以恢復(fù)到原有形狀。本部分體現(xiàn)了工程需求為導(dǎo)向,科技專(zhuān)家要滿(mǎn)足工程需求的成果,克服工程難關(guān),解決工程技術(shù)問(wèn)題,確保工程的順利進(jìn)行。
鳥(niǎo)巢外部鋼結(jié)構(gòu)的鋼材用量為4.2萬(wàn)t,整個(gè)工程包括混凝土中的鋼材、螺紋鋼等,總用鋼量達(dá)到了11萬(wàn)t,這些鋼材全部為國(guó)產(chǎn)鋼。充分體現(xiàn)了中國(guó)的工程科技能力和水平達(dá)到了世界領(lǐng)先水平,解決了高性能材料的生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù),降低了高性能材料的進(jìn)口量,降低了造價(jià),展現(xiàn)出了中國(guó)科技,中國(guó)力量。
(三)案例3:地震工程災(zāi)害
2008年5月12日四川省阿壩藏族羌族自治州汶川縣發(fā)生的里氏8.0級(jí)(矩震級(jí)達(dá)8.3Mw)大地震。最終造成69 227人遇難,374 644人受傷,17 923人失蹤,造成直接經(jīng)濟(jì)損失8 451.4億元,是新中國(guó)成立以來(lái)破壞性最強(qiáng)、波及范圍最廣、災(zāi)害損失最嚴(yán)重、救災(zāi)難度最大的一次地震。地震災(zāi)害引起大面積的房屋倒塌,如圖4所示,是人員傷亡的主要原因,因此,安全可靠的房屋是減少地震災(zāi)害、人員傷亡的有效手段和途徑。本部分傳授土木工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生對(duì)災(zāi)害、結(jié)構(gòu)與傷亡損失之間的關(guān)系最基本的思想認(rèn)識(shí)。闡述建筑結(jié)構(gòu)模型簡(jiǎn)化與合理性,計(jì)算簡(jiǎn)圖對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析的重要性,精確合理地計(jì)算模型是建筑結(jié)構(gòu)安全可靠的保證。作為未來(lái)的土木工程師應(yīng)該要有良好的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念,要建造安全可靠的房屋,抵抗地震災(zāi)害,應(yīng)認(rèn)清自身的責(zé)任和擔(dān)當(dāng),樹(shù)立建筑安全可靠房屋的理想,培養(yǎng)學(xué)生正確的人生觀(guān)和價(jià)值觀(guān)。
六、協(xié)同育人效果
通過(guò)課程思政的建設(shè),有效地將專(zhuān)業(yè)知識(shí)傳授和中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化與愛(ài)國(guó)情懷等良好的價(jià)值觀(guān)、人生觀(guān)和世界觀(guān)傳遞相聯(lián)系,在專(zhuān)業(yè)知識(shí)講解的過(guò)程中恰當(dāng)?shù)厝诤纤颊?,既夯?shí)了專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)又進(jìn)行了良好的思想教育。通過(guò)多種方式聯(lián)合教學(xué),促進(jìn)了課堂的互動(dòng)效果和氣氛,提高了課程的教學(xué)質(zhì)量。通過(guò)宏偉、高科技的工程案例分析,傳遞了民族自豪感和民族自信等自強(qiáng)理念。通過(guò)工程災(zāi)害案例分析,滲透了個(gè)人的責(zé)任與擔(dān)當(dāng),感受到作為土木工程師的使命感。通過(guò)理論分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化,傳遞了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)精神和節(jié)能環(huán)保意識(shí)與理念。像這樣每個(gè)部分課程知識(shí)點(diǎn)與思政元素的每一次結(jié)合都能夠給學(xué)生帶來(lái)不同的思想啟迪。從課堂效果來(lái)看,良好的案例融合很好地吸引了學(xué)生的注意力,提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果,理解和掌握了專(zhuān)業(yè)知識(shí),同時(shí)也達(dá)到了思想教育的作用。從課后的反饋來(lái)看,課程思政的建設(shè)給學(xué)生傳遞了正確的價(jià)值觀(guān)、人生觀(guān)和世界觀(guān),滲透了家國(guó)情懷和理念,符合“三全育人”的思想和立德樹(shù)人的理念。
七、結(jié)束語(yǔ)
結(jié)構(gòu)力學(xué)課程思政建設(shè)深度挖掘思政元素,將結(jié)構(gòu)力學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)與思政元素相互融合,實(shí)現(xiàn)專(zhuān)業(yè)知識(shí)傳授和思想教育的協(xié)同育人效果,傳遞了優(yōu)秀的民族文化和精神,能夠達(dá)到知識(shí)傳授、能力培養(yǎng)和價(jià)值塑造的效果,有助于大學(xué)生樹(shù)立正確的人生觀(guān)、價(jià)值觀(guān)和世界觀(guān),助力立德樹(shù)人教育目標(biāo)的達(dá)成。
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