·140· 福 建 建 筑 2023 年

ABAQUS 建立變截面超寬連續(xù)鋼箱多尺度模型,運用

界面連接約束實現(xiàn)梁單元與實體單元的耦合,在實現(xiàn)

考慮截面空間效應以及局部應力分布的同時,簡化建

模以及結果提取過程。 本文的研究,對于變截面超寬

連續(xù)鋼箱梁理解空間受力特性、提高設計精度、確保

結構安全,具有積極的意義。

1 工程背景

本項目依托的紹興城際鐵路二期工程金柯橋大道

站原設計線路,為雙線鐵路運營區(qū)。 因實際需求,將增

設車站,需要將雙線布設增加至四線布設,而原設計的

橋梁寬度難以滿足增加線路的要求。 因此,需要原有

多跨簡支混凝土 T 梁更換為變截面超寬連續(xù)鋼箱梁,

變截面鋼箱梁跨徑布置為 24 m + 32 m + 24 m,在鋼梁

梁底部設置六條滑道,采用橫向整體頂推法進行施工。

鋼箱梁采用單箱三室斜腹板箱形截面(圖 1),沿縱橋向

頂板寬由11. 64 m 逐漸變大至18. 25 m,底板寬由5. 98 m

逐漸擴大至 12. 60 m,頂板懸臂寬 2. 33 m,梁高 2. 4 m;

頂、底板厚度分別為19 mm 與 20 mm 橋面設置 2%雙向

橫坡。 縱橋向每隔3 m 設置空腹式橫肋板,隔板開孔,縱

肋連續(xù)通過,變截面連續(xù)鋼箱梁橫向頂推如圖2 所示。

圖 1 箱梁截面布置

圖 2 變截面連續(xù)鋼箱梁橫向頂推示意圖

2 多尺度建?；驹?/p>

建立多尺度模型的關鍵,在于跨尺度界面單元的

連接[7]

,如梁單元與實體單元的連接。 基于位移協(xié)調

方法,建立了梁單元和實體單元連接的多尺度模型,

實現(xiàn)了梁單元與實體單元的耦合連接。

圖 3 為跨尺度界面不同單元節(jié)點位移協(xié)調,Si ( i

= 1,2,. . . ,n)和 B 分別為實體單元和梁單元節(jié)點,M

和 N 分別為彎矩和軸力,α 為 Y 軸方向轉角。 在彎矩

和軸力作用下,當梁單元受力變形時,跨尺度界面的

節(jié)點位移方程為:

ΔXsi = ΔXB + Rsi

sinα (1)

ΔZsi = ΔZB + Rsi(cosα - 1) (2)

式中:ΔXsi,ΔXB分別為實體單元節(jié)點 Si和梁單元節(jié)

點 B 的 X 軸向位移;Zsi和 ZB分別為實體單元節(jié)點 Si和

梁單元節(jié)點 B 的 Z 軸坐標,ΔZsi ,ΔZB分別為實體單元節(jié)

點 Si和梁單元節(jié)點 B 的 Z 軸向位移;Rsi = Zsi - ZB。

當實體單元受力變形時,跨尺度界面的節(jié)點位移

方程為:

tanα =

ΔXsn - ΔXs1

h

(3)

ΔZB =

1

n

∑

n

i = 1

ΔZsi (4)

ΔXB =

1

n

∑

n

i = 1

ΔXsi (5)

式中:h 為實體單元 Z 軸方向高度。 根據(jù)上述原

理,在界面上,以大尺度模型上的節(jié)點 B 為主節(jié)點,小

尺度模型上的 Si節(jié)點為從節(jié)點,在 B 節(jié)點和 Si節(jié)點之

間建立一個剛性梁,保證 B 節(jié)點與 Si節(jié)點之間的位移

協(xié)調,推導出界面連接的約束方程,并通過有限元軟

件 ABAQUS,實現(xiàn)多尺度模型的建立。

圖 3 節(jié)點位移協(xié)調示意圖

3 鋼箱梁多尺度模型建立與結果驗證

3. 1 有限元模型建立

為了全面比較梁單元模型與多尺度有限元模型

的計算優(yōu)劣,驗證多尺度有限元模型計算中的有效性

以及正確性,針對上文變截面超寬連續(xù)鋼箱梁,分別

采用 Midas 軟件建立梁單元模型、ABAQUS 軟件建立

梁單元模型,用實體—梁耦合模型進行分析計算,箱

梁底部采用六條滑道支撐,如圖 4 所示。 多尺度箱梁

模型采用梁單元與實體單元耦合建模,箱梁實體模型

設置在四號滑道的左側。 箱梁實體采用線性四邊形

殼單元(S4R)進行建模,實體長度 6. 8 m,取值為梁高

的 2 - 3 倍,用于分析頂推過程的局部受力性能;而其

2023 年 08 期 總第 302 期 金國海,樊汝剛,梁 鵬,等·基于多尺度模型的變截面超寬連續(xù)鋼箱梁力學行為分析 ·141·

余鋼箱梁采用梁單元(B31)進行建模,便于用于施加

邊界條件模擬真實受力。 千斤頂、滑道和分配梁均采

用適用于接觸分析的實體單元(C3D8R)進行模擬,單

元總數(shù)為 61 746,殼單元有 44 366 個,梁單元有 148

個,實體單元有 17 232 個。

為了實現(xiàn)梁單元與實體單元之間的連接,本文采

用了 Multi Point Constraint(MPC)功能,不需要交接處

的節(jié)點幾何位置一一對應,即可通過內部生成多點間

的約束,來聯(lián)接不連續(xù)的、自由度不協(xié)調的單元網(wǎng)格。

MPC 將需要連接的兩部分定義為接觸關系,建立連接

對,設置接觸單元的接觸算法為 MPC algorithm,并且將

接觸面行為定義為綁定,就實現(xiàn)了不同單元的連接。

圖 4 大跨變截面寬鋼箱梁多尺度模型

3. 2 邊界條件的模擬

在多尺度模型中,鋼箱梁與鋼墊塊接觸采用計算

精度相對較高的面 - 面自動接觸類型,以剛度較大的

鋼墊塊頂面為主面,鋼箱梁接觸面為從面,接觸面之

間采用法向“硬接觸”(只受壓或脫空,不受拉),切向

無摩擦(一次落架,不關注縱向頂推)。 因不考慮切

向摩擦力,故接觸對之間定義為“有限滑移”,如圖 5

所示。 鋼墊梁與鋼墊塊之間采用“ tie” 約束,鋼墊梁

梁底(即剛體約束參考點)固結。

圖 5 頂推接觸局部約束

3. 3 計算荷載

限于篇幅,本文僅考慮恒載,其中,梁單元的恒載

同時考慮鋼箱梁與鋼導梁自重,通過“結構自重 + 橫

隔板集中荷載”的形式施加在梁單元。 而橫隔板荷載

以集中力的形式,施加在梁單元對應的節(jié)點上,大小

為 80 kN。 本研究以 ABAQUS 梁 - 殼 - 實混合多尺

度模型為分析主體,滑道支反力、跨中撓度、跨中彎矩

以及滑道附近箱梁局部應力為分析對象,將其與

Midas 梁等尺度模型和 ABAQUS 等尺度梁模型的上

述響應相差數(shù)值作為參數(shù)指標,進行箱梁多尺度模

型準確性的驗證分析。

3. 4 整體相應結果分析

表 1、表 2 為 ABAQUS 梁 - 殼 - 實混合多尺度模

型與等尺度梁模型( Midas 梁模型與 ABAQUS 梁模

型)的滑道支反力、跨中撓度及跨中彎矩對比。 由上

表可以看出,四號滑道的支反力為 4269 kN,為全橋最

不利的滑道。 基于上述,本文在在四號滑道附近箱梁

實體建模。 此外,三種不同模型的計算結果基本吻

合,三種模型的計算結果的差距在 ± 5% 以內,如圖 6

所示。 由此可得出結論:多尺度模型可以在保證模型

計算精度的前提下,大量節(jié)約計算成本,提高計算效

率。 需要指出的是,基于位移協(xié)調的多尺度界面連接

方法,(MPC)可以實現(xiàn)梁單元宏觀模型與實體單元的

不同尺度間的連接,同時,采用多尺度模型通過梁單

元施加邊界條件以及荷載作用,避免了實體建模中的

上述問題,簡化了建模的過程。

表 1 多尺度模型與等尺度模型滑道支反力對比

滑道編號 Midas 模型/ kN

ABAQUS 多尺

度模型/ kN

ABAQUS 梁

單元模型/ kN

1 號 2740 2729 2674

2 號 2716 2653 2670

3 號 3955 4125 3920

4 號 4269 4396 4292

5 號 3430 3280 3368

6 號 3947 3834 3897

表 2 多尺度模型與等尺度模型跨中撓度及彎矩對比

撓度(mm) 跨中彎矩(kN/ mm)

Midas

模型

ABAQUS

多尺度模型

ABAQUS

梁單元模型

Midas

模型

ABAQUS

多尺度模型

ABAQUS

梁單元模型

第一跨跨中 0. 87 0. 88 0. 87 2240 2307 2391

第二跨跨中 2. 77 2. 78 2. 78 6405 6519 6447

第一跨跨中 1. 08 1. 09 1. 09 3253 3302 3333

·142· 福 建 建 筑 2023 年

圖 6 多尺度模型與等尺度模型誤差分析

3. 5 滑道附近局部應力結果分析

由上文可知,變截面超寬鋼箱梁在橫向整體頂推過

程中,四號滑道為最不利滑道。 因此,本文對不同模型

下,四號滑道附近的鋼箱梁應力開展分析對比。 表 3 為

四號滑道附近的鋼箱梁應力,在恒載作用下,箱梁承受負

彎矩,底部受拉應力,箱梁彎矩分布如圖7 所示。

圖 7 變截面鋼箱梁彎矩圖

有限元在采用梁單元分析應力時,遵循平截面假

定。 因此,箱梁梁底的應力值可由式(6)結算所得:

σz =

Mz × yz

Iz

=

10800 × 0. 12

91. 025

= 14. 25 MPa (6)

式中,Iz為箱梁慣性矩,Mz 為四號滑道附近的梁

的負彎矩,計算所得 14. 25 MPa,該值與表 3 基本吻

合。 然而,ABAQUS 多尺度模型中,如圖 8 所示,鋼箱

梁的最大應力為 93 MPa,如圖 7 所示,該值位于鋼箱

梁與滑道的接觸位置,為等尺度梁模型應力結果的 6

倍。 可以看出,變截面超寬鋼箱梁在實際受力過程

中,由于薄壁空心箱梁畸變效應等影響,梁單元的平

截面假定不在適用,采用等尺度梁模型分析鋼箱梁,

將導致分析結果嚴重低估。 局部應力,將是變截面超

寬鋼箱梁橫向頂推過程的設計控制因素。

表 3 滑道附近箱梁局部應力對比

Midas 模型

ABAQUS

混合模型

ABAQUS

梁單元模型

應力(MPa) 14. 1 93. 1 14. 7

彎矩(kN·m) 10813 11152 11133

圖 8 多尺度鋼箱梁應力云圖

4 鋼箱梁局部應力分析

恒載作用下,變截面箱梁各個主要受力構件的最

大等效應力值如表 4 所示。 千斤頂與道岔鋼箱梁接觸

部分的主要受力構件為:底板、中腹板、橫隔板、U 肋,

其中應力峰值出現(xiàn)在底板處,應力值最大為 98. 1 MPa,

中腹板的應力值為 71. 9 MPa,U 肋的應力值為 92. 8

MPa,且這些應力峰值出現(xiàn)在以上各個部件的交接處

和與滑道接觸的區(qū)域。 以上構件的最大應力值,均小

于 Q345qD 鋼材的容許應力值 210 MPa。 由此可以得

出,連續(xù)鋼箱梁的應力滿足要求。

表 4 變截面鋼箱梁構件最大等效應力值

底板/

MPa

橫隔板/

MPa

頂板/

MPa

U 肋/

MPa

2#中腹板/

MPa

98. 1 73. 1 28. 3 92. 8 71. 9

底板最大等效應力云圖(俯視圖)如圖 9 所示,道

岔鋼箱梁的底板應力呈現(xiàn)對稱分布,應力最大值出現(xiàn)

在底板與三維千斤頂對應的下部分配梁接觸的區(qū)域,

且與 1#、2#三維千斤頂對應位置的接觸區(qū)域前后緣

存在較大的應力。 底板中部的整體應力比兩側底板

整體應力要大。 底板應力呈現(xiàn)出圍繞千斤頂與底板

接觸區(qū)域應力較大,周圍應力逐步降低的現(xiàn)象。 因

此,對于底板的應力峰值監(jiān)測,應布置在與千斤頂接

觸區(qū)域附近。 當連續(xù)鋼箱梁底板應力大致呈現(xiàn)對稱

分布,但應力峰值位置仍相同,且應力大小依舊處于

容許范圍內。

2023 年 08 期 總第 302 期 金國海,樊汝剛,梁 鵬,等·基于多尺度模型的變截面超寬連續(xù)鋼箱梁力學行為分析 ·143·

圖 9 變截面鋼箱梁底板應力云圖

鋼箱梁橫隔板最大等效應力云圖如圖 10 所示。

當?shù)啦礓撓淞禾幱陟o止狀態(tài)時,左右兩箱室橫隔板呈

現(xiàn)較大應力,并在橫隔板開口處的轉角出現(xiàn)應力集

中。 中箱室橫隔板則是整體應力較小,橫隔板下部紅

圈處于三維千斤頂對應的分配梁接觸區(qū)域應力較大,

且紅圈內 U 肋和橫隔板的焊接處出現(xiàn)較大的應力集

中,應力峰值為 93. 1 MPa;2

#中腹板最大等效應力云

圖(側視圖)如圖 11 所示。 當?shù)啦礓撓淞禾幱陟o止狀

態(tài)時,中腹板應力峰值出現(xiàn)在與滑道對應位置的分配

梁接觸部分,值為 70. 5 MPa,以中腹板與滑道梁接觸

區(qū)域為中心,周圍的應力較高,遠離中心的區(qū)域則是

應力較小;中腹板后半部分的應力明顯較小,是因為

此處存在橫隔板共同受力,使得應力較小。 道岔鋼箱

梁由于右側頂推力造成的扭矩,滑道支反力升高,2

#

中腹板應力峰值提高至 73. 5 MPa,變化幅度較小;當

道岔鋼箱梁處于頂推狀態(tài)時,2

#中腹板應力分布和起

頂狀態(tài)相差不大,應力峰值為 72. 9 MPa。 由上面可

以看出,多尺度模型的計算精度較高,并能展現(xiàn)變截

面超寬鋼箱梁細部構造的應力狀態(tài)分布。

圖 10 變截面鋼箱梁橫隔板應力云

圖 11 變截面鋼箱梁 1

#中腹板應力云圖

5 結論

本文以紹興城際鐵路二期工程金柯變截面超寬

鋼箱梁整體橫向頂推為工程背景,通過梁 - 實體元多

尺度建模方法,對箱梁滑道支撐位置的復雜應力的分

布規(guī)律進行了分析。 主要結論有:

(1)通過等尺度梁模型與梁 - 殼 - 實體的多尺

度模型的對比,發(fā)現(xiàn)變截面鋼箱梁的支反力、跨中撓

度及跨中彎矩基本相同。 因此,基于位移協(xié)調的多尺

度界面連接方法(MPC),可以實現(xiàn)梁單元宏觀模型與

實體單元的不同尺度間的連接.

(2)變截面鋼箱梁滑道支反力、跨中撓度及跨中

彎矩等尺度梁模型與多尺度模型的分析結果均相吻

合,且多尺度模型的計算精度較高,并能展現(xiàn)結構細

部構造的應力狀態(tài)分布。

(3)由于無法考慮翹曲和畸變等空間效應,常

規(guī)的等尺度梁模型應力將嚴重低估應力結果。 而本

文采用的多尺度模型分析變截面鋼箱梁最不利位置

的局部應力,不僅能實現(xiàn)結構整體受力行為的模擬,

還能反映出關鍵部位的受力變化,計算效率明顯

提高。

參 考 文 獻

[1] 陳克朋,涂光亞,裴山. 超寬鋼箱梁橫向應力與變形研究

[J]. 公路與汽運,2018(04):97 - 100.

[2] 楊震軒,張航,畢偉. 單箱多室寬箱梁橋腹板剪力分配分

析[J]. 城市道橋與防洪,2021(09):64 - 66.

[3] 宋智,李中賢,張陽,等. 大懸臂寬箱梁空間分析與設計

計算方法探討[J]. 公路工程,2022,47(04):9 - 12.

[4] 張瑩,孫廣俊,李鴻晶. 混凝土結構多尺度建模界面連接

方法[J]. 東南大學學報(自然科學版),2015,45 (1):

126 - 132.

[5] 王煜. 預應力混凝土寬箱梁建模計算與對比分析[ J]. 工

程建設與設計,2022(05):3 - 6.

[6] 葉列平,陸新征,林旭川. 多尺度有限元建模方法及其應

用[J]. 華中科技大學學報(城市科學版),2008(4):76

- 80.

[7] 程海根,胡康,鄭尚敏. 多尺度建模方法在波形鋼腹板組

合箱梁力學分析中的應用[ J]. 三峽大學學報(自然科

學版),2021,43(02):61 - 65.

2023 年第 08 期

總第 302 期

福 建 建 筑

Fujian Architecture & Construction

No 08·2023

Vol·302

基于“課程思政”的《土木工程制圖》教學改革研究

周 姣 馬曉彤 蔣天嬌 丁子驍

(天水師范學院 甘肅天水 741000)

摘 要:近年來,“課程思政”已成為高校課程改革的熱點之一,《土木工程制圖》作為高校工科類專業(yè)學生必修的一門

專業(yè)基礎課程,基于“思政教學”的教學改革勢在必行。 因此,從《土木工程制圖》課程教學中存在問題著手,在提升教

師思政水平、建設課程思政資源庫、融入思政元素做好教學設計和改進教學和考核方式四個方面進行了教學改革探

索。 此外,還從對思政資源庫進行補充和更新、增強資源共享和討論交流、結合 BIM 軟件建立全過程案例教學法培養(yǎng)

模式三方面,對今后的教學改革方向進行展望。

關鍵詞: 課程思政;教學改革;工程制圖

中圖分類號:G420 文獻標識碼:A 文章編號:1004 - 6135(2023)08 - 0144 - 05

Research on the Teaching Reform of Civil Engineering Drawing Based on

\"Ideological and political education\"

ZHOU Jiao MA Xiaotong JIANG Tianjiao DING Zixiao

(Tianshui Normal University,Tianshui 741000)

Abstract:In recent years,the ideological and political education has become the key work of curriculum reform in colleges and universities,

and the teaching reform based on the ideological and political education is also necessary for \" Civil Engineering Drawing\" ,which is a compulsory professional foundation course for engineering students in colleges and universities. This paper explores the teaching reform from the

problems in the teaching status of the course \" Civil Engineering Drawing\" ,and explores four aspects of teaching reform:improving teachers?

thinking and politics,building a course thinking and politics resource base,integrating thinking and politics elements into good teaching design and improving teaching and assessment methods. At the same time,this paper combines BIM software to establish a whole - process

case teaching method cultivation mode,supplement and update the Civic Administration resource library,and enhance resource sharing and

discussion and communication to make an outlook on the future direction of teaching reform.

Keywords:Ideological and political education; Reform in education; Engineering drawing

作者簡介:周姣(1989. 3 - ),女,講師。

E-mail:840362476@ qq. com

收稿日期:2023 - 01 - 06

0 引言

習近平總書記曾指出“高校思想政治工作關系高

校培養(yǎng)什么樣的人、如何培養(yǎng)人以及為誰培養(yǎng)人這個

根本問題”

[1]

,強調高校要培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展

的社會主義建設者和接班人[2]

。 這需要高校既要指

導學生對學科方面的知識深入研究,強化專業(yè)知識,

也要注重培養(yǎng)學生的人文精神、社會學、心理學等方

面的精神素養(yǎng)[3]

。 做好高校思想政治工作,必須用好

課堂教學這個主渠道,使各類課程與思想政治理論課

同向同行,形成協(xié)同效應[4]

。 為此,教育部明確提出

要推動以“課程思政” 為目標的課堂教學改革[5]

,普

遍實施“課程思政”,成為近年來深化大學生思想政

治教育改革的生力軍[6]

。

在這個大背景下,《土木工程制圖》 作為高校工

科類專業(yè)學生必修的一門專業(yè)基礎課程, “ 思政教

學”改革勢在必行。 授課教師要積極發(fā)掘課程內容中

的思政育人要素,探索如何將這些要素自然的融入教

學內容,實現(xiàn)知識傳授和價值引領相互契合,達到立

德樹人的目的。 這對應用型本科院校土木工程課程

思政建設,具有重要意義。

1 《土木工程制圖》的教學現(xiàn)狀

1. 1 課時不足

依據(jù)專業(yè)教育認證要求,工程專業(yè)學生要有扎實

的專業(yè)知識,能運用理論指導實際操作,解決實際工

程問題[7 - 8]

。 為加強實踐環(huán)節(jié),提高學生動手能力,

2023 年 08 期 總第 302 期 周 姣,馬曉彤,蔣天嬌,等·基于“課程思政”的《土木工程制圖》教學改革研究 ·145·

我院工程制圖的理論教學課時從 2014 年的 72 課時

逐漸縮減到現(xiàn)在的 48 課時。 通過對授課教師和學生

的調查發(fā)現(xiàn),師生普遍反映該課程目前存在以下問

題:學習內容多、上課時間少、學習興趣低和課后練習

多。 這些問題說明,目前的教學過程中,重點關注的

仍然是基礎理論,需要通過改革教學內容和優(yōu)化教學

手段,保障教學任務保質保量完成。

1. 2 線上教學效果不理想

2020 年后,線上教學對傳統(tǒng)教學方法產(chǎn)生了極

大的影響,混合式教學模式成為了新常態(tài),學校在組

織、制度、要求等方面,也應隨之發(fā)生變化[9]

。

但根據(jù)筆者這兩年的教學情況,本?！锻聊竟こ?/p>

制圖》課程學生的線上學習效果并不理想。 主要原

因:一是學生自制力普遍太差,缺少教師約束不能按

要求完成學習任務;二是教師即便改變授課方式,但

是教學觀念沒有轉變,教學過程還是滿堂灌,學生學

習興趣低;三是該課程隨著教學深入,面面相交、立體

相貫等內容線條密集,手機等小屏幕很難清晰表達做

題過程,影響學習效果。

1. 3 “課程思政”元素融入太生硬

隨著學校課程思政建設的開展,每位教師都進行

了嘗試。 但是,當前《土木工程制圖》 課程思政元素

融入太死板,融入方式生搬硬套,所蘊含的思政元素

沒有充分挖掘,造成內容引出生硬,學生接受困難的

情況。

1. 4 “課程思政”教學效果評價困難

雖然《土木工程制圖》 的教學方法一直在改革,

但是考核方式卻一直采用書面考核理論知識的方式,

“課程思政”的教學效果無法體現(xiàn)。 因為思政教學是

隱形的,主要表現(xiàn)在對學生的人生觀、價值觀等思想

層面上的影響,很難用量化指標去評價教學效果。

2 基于課程思政的教學改革

針對目前上述問題,筆者積極嘗試思政和專業(yè)教

學有效結合的方式,完成價值引領“立德”和傳授專業(yè)

知識“樹人”的目標。 本文從提升教師思政水平、建設

課程思政資源庫、融入思政元素、做好教學設計和改進

教學和考核方式四個方面,進行了教學改革探索。

2. 1 提升教師思政水平

“課程思政” 是通過潛移默化的方式,對學生形

成正向的思想引領,助其塑造正確的世界觀、人生觀

和價值觀。 教師作為引路人和實施者,他們的人生閱

歷、教學經(jīng)驗、思維水平和科研方向的不同等導致的

個體差異,會對課程思政內容的理解和思考程度產(chǎn)生

差異[10]

。 授課教師一是要改變思政教學只和思政教

師有關系的錯誤觀念,要正確認識到,課程思政和每

位老師都息息相關;二是要正確認識課程思政的內

容,將知識傳授與價值引導有機統(tǒng)一,提煉課程所蘊

含的愛國情懷、社會責任、文化自信、人文精神等價

值,對學生在認知、情感和行為方面有正向引導[11]

。

因此,教師個人思政水平對思政教學非常重要。 思政

水平包括理論水平和教學水平兩方面,教師可以通過

自學、專家培訓、專題講座、教學案例學習、教師間交

流討論的方式,提升思政水平;與此同時,還要注重學

生反饋,通過調查問卷、溝通交流和學生評教等方式,

及時收集學生對課程思政內容和教學的理解、接受程

度,改進教學方法。

2. 2 建設課程思政資源庫

為了更加有效開展課程思政,授課教師必須先建

設本課程的思政資源庫。 對于《土木工程制圖》 課

程,目前建設的課程資源庫內容包括:

文本類資源:教師根據(jù)教學內容,從網(wǎng)頁、書本中

查找搜集資料、圖片、報道、歷史資料等內容,再根據(jù)

這些內容總結歸納而成,具體包括:

(1)法律和“國家標準”方面:《中華人民共和國

標準化法》《房屋建筑制圖統(tǒng)一標準》等制圖標準;旨

在引導學生遵守法律和規(guī)章制度。

(2)課程內容有關的傳統(tǒng)文化方面:《營造法式》

介紹,《題西嶺壁》解析,《天工開物》中關于建筑的內

容介紹,梁思成《 < 營造法式 > 注釋》介紹等;旨在引

導學生增強文化和民族民族自信心。

(3)典型事跡:東漢張衡測繪星圖事跡,梁思成、

林徽因夫婦愛國事跡,包括考察測繪古建筑物、撰寫

《清式營造則例》 《中國建筑史》 等書籍,北平解放前

晝夜圈點禁止炮轟地圖、主持設計人民英雄紀念碑、

參與設計中華人民共和國國徽等。 詹天佑主持修建

京張鐵路事跡,中國現(xiàn)代橋梁之父茅以升為國建橋又

炸橋、入黨等事跡,愛國工程師劉茀褀抗日戰(zhàn)爭期間

拒絕為日本人工作、主持設計新中國第一座自來水廠

等事跡,八旬工程師張家識手繪“地鐵施工圖”,為項

目部出謀劃策事跡,火神山、雷神山醫(yī)院建造奇跡等;

旨在培養(yǎng)學生愛國奉獻精神和使命感。

圖片類資源:包括現(xiàn)存中國國家圖書館等地“樣

式雷”家族的樣圖、“現(xiàn)場活計圖”和被稱作“燙樣”的

建筑模型,梁思成對佛光寺建筑的手繪圖,張家識手

繪的“地鐵施工圖”,老一輩工程師的手繪的工程設計

圖等;旨在引導學生感受古今工程師的想象力和工匠

精神,培養(yǎng)學生樹立嚴謹認真的學習工作態(tài)度。

·146· 福 建 建 筑 2023 年

視頻類資源:該類資源主要以紀錄片為主,具體

包括:《超級工程》《輝煌中國》 《大國工匠》系列央視

紀錄片,紀錄片《百年巨匠———建筑篇》,以及在視頻

網(wǎng)站收集的其他資源;旨在增強學生的民族自豪感。

教學過程中,教師合理利用庫內資源,既能增加

學生學習興趣,又能形成正向的引導。

2. 3 融入思政元素進行教學設計

在完成課程思政資源庫的建設后,教師需要根據(jù)

思政元素與教學內容做好教學設計。 筆者在課程思

政教學過程中,采用了明示和暗示兩種方式:明示是

在每一次課堂教學前,向學生下發(fā)一個和本節(jié)課程內

容相關的思政案例,學生對此案例提前進行學習討

論,上課后先隨機點名學生對案例的主題、意義和反

思進行講解描述,然后由教師做補充和總結,對學生

進行愛國主義、職業(yè)道德、工匠精神、社會主義核心價

值觀和“四個自信”等方面的培養(yǎng)。 暗示是將課程內

容中所挖掘的思政元素,在講解專業(yè)知識時自然融

入,讓學生在潛移默化中受到正向引導。 這里,暗示

既要教師對教學內容中的思政元素進行深度挖掘,也

需要找準思政元素融入點,才能不生搬硬套。 表 1 是

筆者根據(jù)教學內容挖掘的思政元素,以及相應的教學

設計和引入方式。

表 1 土木工程制圖引入思政元素教學設計

教學內容 思政元素 教學設計 引入形式

緒論

中國古代

圖學智慧

從畫法幾何與幾何的聯(lián)系及區(qū)別引出畫法幾

何的理論,觀看工程圖紙圖片,說明工程圖的

用途,介紹學習這門課的必要性,最后論述工

程制圖發(fā)展史。

①通過圖紙感受工程師的想象力和嚴謹細致,培養(yǎng)認真負責的

工作態(tài)度。

②介紹中國圖學發(fā)展史:通過古代中國如東漢張衡測繪星圖、宋

代《營造法式》、等書籍等,增強民族自信心,激發(fā)愛國情懷。

點線面的投影

工匠精神

愛國主義

從工程圖的如何繪制引入投影法,介紹其概

念、分類,引出點線面的投影,依次學習點的

三面投影、各種位置直線、直角三角形法、各

種位置平面、平面內的點、線,直線與平面位

置關系等畫法幾何的基礎內容。 這部分內容

為基礎理論,較為枯燥,可在授課途中引入部

分思政案例,活躍課堂氣氛。

①引導學生思考三維立體和二維圖紙如何轉化,提升學生創(chuàng)造

力和想象力。

②講解投影法概念時,通過國家非物質文化遺產(chǎn)———皮影戲舉

例,培養(yǎng)文化自信。

③點線面三面投影中,引入多角度全面認識分析問題的哲學思

想,由簡單到復雜的認知規(guī)律,嚴格按投影規(guī)律繪制圖形,引入

工匠精神。

④課堂中插入案例:梁思成、林徽因夫婦、愛國工程師詹天佑、中

國現(xiàn)代橋梁之父茅以升、愛國工程師劉茀褀、八旬工程師張家識

手繪“地鐵施工圖”等人事跡。 通過案例事跡,激發(fā)學生的奉獻

精神和愛國情懷,培養(yǎng)學生的使命感。

立體

大國情懷

中國亮點

通過紀錄片《超級中國》片段,利用片中工程

圖紙和建筑照片對比,引出立體投影圖,詳細

講述平面立體和曲面立體的投影圖如何繪

制,立體表面的點、截交線、相貫線的作圖

方法。

①通過觀看紀錄片,激發(fā)學生的民族自豪感。

②立體表面的點、截交線、相貫線這部分較為復雜,授課時利用

紀錄片中案例事跡,鼓勵學生不畏困難,大膽創(chuàng)新。

③引導學生多角度看問題,學會尋找不同事物的共同點。

軸測投影

職業(yè)素養(yǎng)

創(chuàng)新精神

對比著名建筑師手繪的平面圖和立體效果,

說明平面投影圖非專業(yè)人員無法直觀看懂,

引出軸測圖概念。 詳細講解軸測投影的基本

知識及畫法。

①通過觀摩建筑師手繪圖,使學生感悟工程人的工匠精神,培養(yǎng)

學生的職業(yè)素養(yǎng)。

②講述軸測投影投射方向時,引入古詩《題西林壁》,感悟中國優(yōu)

秀傳統(tǒng)文化中的人生哲理,培養(yǎng)學生透過現(xiàn)象看本質的職業(yè)素

養(yǎng)和創(chuàng)新精神。

制圖基本

知識與技能

遵紀守法意識

通過提問引出制圖標準的必要性,介紹制圖

基本知識與國家標準。

通過《中華人民共和國標準化法》 “設計終身負責制” 強調標準

的嚴肅性,強化遵紀守法意識。

組合體和

工程形體

愛國奉獻

敢于攻堅

勇于奮斗

工匠精神

通過紀錄片片段及火神山、雷神山醫(yī)院引出

組合體,詳細講述組合體三面圖畫法、投影法

和視圖配置。 通過梁思成手繪的佛光寺剖面

圖引出 剖 視 圖, 詳 細 介 紹 剖 面 圖、 斷 面 圖

做法。

①通過紀錄片《中國橋》及火神山、雷神山醫(yī)院建造,感悟“中國

奇跡”,培養(yǎng)學生敢于攻堅、勇于奮斗、樂于奉獻的精神。

②通過對比佛光寺的實物圖,手繪圖和計算機繪圖,讓學生感悟

大師的工匠精神,培養(yǎng)學生嚴謹、細致、認真、一絲不茍的工匠

精神。

房屋建筑圖

土木人

愛國情懷

學生專題報告,教師點評。

結合講述“大國工匠”的事跡,向學生傳達愛國主義精神,培養(yǎng)熱

愛本職、腳踏實地,精益求精的工作態(tài)度。

2023 年 08 期 總第 302 期 周 姣,馬曉彤,蔣天嬌,等·基于“課程思政”的《土木工程制圖》教學改革研究 ·147·

2. 4 改進教學和考核方式

思政內容融入教學設計中后,需要教師在實際教

學中落實。 傳統(tǒng)教學中,教師在授課過程中需要對于

課程的專業(yè)內容和思政內容內容進行全面解讀,隨著

課程改革后課時量的減少,我院該課授課教師均反映

專業(yè)教學內容完成比較困難。 近年來我校一直采取

線上線下結合混合式的教學方法,該種方式比較考驗

學生的學習自覺性。 這里專業(yè)內容,可以通過測試或

者作業(yè)來確保教學效果和學習質量;思政方面,通過學

生自行收集思政案例和每節(jié)課自己講解案例內容,來

提高學生自主學習效率,最終形成:收集思政資料→線

上視頻自學→線下課堂教學→線上學習鞏固→學生作

業(yè)訓練→線上線下集中輔導答疑的教學環(huán)節(jié)。 圖 1 是

筆者根據(jù)混合式教學實踐設計的教學環(huán)節(jié)。

圖 1 線上線下混合教學環(huán)節(jié)設計圖

課程思政教學效果主要體現(xiàn)在對學生價值觀、品

德和社會責任感等思想層次的影響上,常規(guī)測試中比

較難以體現(xiàn)。 此外,且教師的授課水平、教學經(jīng)驗、個

人經(jīng)歷、科研水平等因素,也會對教師的教學效果產(chǎn)

生影響。 對課程思政的教學效果,需要教師注重過程

評價。 因此,在教學方式改進后,也需要改進考核方

式,完善綜合評分方法。 表 2 是筆者結合自己教學過

程設計的綜合評分方法。

表 2 土木工程制圖綜合評分方法 %

平時成績

20

線上成績

20

期末

50

制圖大作業(yè)

10

出勤 思政案例收集講解等互動 作業(yè) 自學 討論 測驗 考試 手繪圖

5 10 5 5 5 10 50 10

這個評分方法中,一方面,直接對學生思政案例

收集和課堂講解進行計分,督促學生重視;另一方面,

通過學生課堂活動和課后作業(yè)等,檢驗學生責任感、

自覺性等思想層次是否有提升。

除了考核學生之外,也要對教師教學方式方法進

行評教反饋。 除了學校設計的系統(tǒng)評教之外,筆者通

過向學生發(fā)放線上調查問卷,收集學生在思想層面的

收獲和感受。 評教和調查問卷的結果也會對教師的

思想政治素質、教學能力、教學內容、教學方法作出反

饋,進而促使教師改進教學方式。 圖 2 是近三年學生

成績分布統(tǒng)計。 根據(jù)圖 2 中數(shù)據(jù)分析,自 2021 年開

始實施教學改革后學生成績稍有提升,但是提升不夠

明顯,且 2022 級因疫情進行線上教學,教學效果受到

影響,成績有所倒退。 目前,教改實踐實施時間不長,

具體效果還需要再進行檢驗。

圖 2 近三年學生成績分布統(tǒng)計

針對教學過程中愛國情懷、文化自信、工匠精神、

科學認知方面的提升效果,筆者對 2022 級的授課學

生進行了調查問卷,問卷結果如圖 3 所示。 根據(jù)圖 3

中數(shù)據(jù)分析,愛國情懷、文化自信、工匠精神提升效果

·148· 福 建 建 筑 2023 年

最明顯,但是對科學認知能力的培養(yǎng)效果,學生認可

度不高,需要加強。

圖 3 思政教學效果調查結果

3 今后改進方向

以上,只是筆者基于近兩年“課程思政” 教學實

踐中對《土木工程制圖》 教學改革的探索,今后的教

學方式方法還需繼續(xù)改進。

3. 1 對思政資源庫進行補充和更新

在課程思政方面除授課教師要通過培訓和自學,

有意識地提高自己的個人思政水平之外,思政資源庫

的更新也很重要。 要結合當下,及時搜集和本門課程

有關的最新思政元素,補充思政案例和思政資源。

3. 2 增強資源共享和討論交流

課題組教師在研討時,除了專業(yè)內容外,也要增

加課程思政的內容,對思政教學方法、教學設計等進

行溝通交流,提升每位教師的思政教學水平。 同時,

每位教師建設的思政資源庫可以進行共享,以建設一

個更大的課題組資源庫甚至專業(yè)思政資源庫,有助于

豐富的思政教學內容。

3. 3 結合 BIM 軟件建立全過程案例教學法培養(yǎng)模式

目前《土木工程制圖》 的教學,大多數(shù)主要以畫

法幾何理論為重點,對工程識圖部分涉及較少,沒有

和后續(xù)課程的《房屋建筑學》做好銜接。 可考慮將這

兩門課以及《BIM 技術原理及應用》等形成一個整體,

探索全過程案例教學法的培養(yǎng)模式。 同時,可結合

BIM 軟件的應用融入創(chuàng)新能力、團隊精神等思政元

素。 這種教學方式,從案例的選擇到教學內容的改

變,都需要各科教師協(xié)同配合,值得嘗試。

4 結語

本文以天水師范學院的《土木工程制圖》 為例,

對該門課程基于“課程思政”教學改革研究進行了分

析,從提升教師思政水平、建設課程思政資源庫、融入

思政元素,做好教學設計和改進教學和考核方式四個

方面,進行了教學改革探索,并對今后教學改革方向

做了展望。 本文教學改革研究中所使用的方法不僅

適用《土木工程制圖》 課程,而且還可以根據(jù)不同課

程的授課特點以及教學內容,將其加以改進,運用到

其他課程中,有推廣意義。

參 考 文 獻

[1] 習近平在全國高校思想政治工作會議上 強調:把思想

政治工作貫穿教育教學全過程開創(chuàng)我國高等教育事業(yè)

發(fā)展新局面[N]. 人民日報,2016 - 12 - 09(1).

[2] 習近平在全國教育大會上強調堅持中國特色社會主義

教育發(fā)展道路培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展的社會主義建

設者和接班人[J]. 黨建研究,2018(10).

[3] 張曉東. “三全育人”理念下高校圖書館思政教育路徑

與對策研究[J]. 圖書館工作與研究,2019(7).

[4] 馮剛. 習近平關于大學生思想政治教育論述的理論蘊涵

[J]. 重慶大學學報(社會科學版),2018 (3):170 - 180.

[5] 教育部發(fā)布. 高校思想政治工作質量提升工程實施綱要

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文理學院學報( 社會科學版) ,2020(10):114 - 118.

[7] 劉鵬,石建平,饒俊. 基于創(chuàng)新思維的畫法幾何與機械制

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- 106,109.

[8] 秦建橋. 基于 IEET 工程認證的環(huán)境工程專業(yè)實踐教學

體系的探索[J]. 廣東化工,2019(5):264 - 265.

[9] 白曉晶,韓錫斌. 學校借助校外支持力量推進混合教改

的實施策略研究[ J]. 清華大學教育研究,2020,41(3):

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[10] 康樂為,熊嫣,劉桂萍,等. 課程思政在工程制圖課程重

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[11] 肖香龍,朱珠. “大思政”格局下課程思政的探索與實踐

[J]. 思想理論教育導刊,2018(10):133 - 135.

2023 年第 08 期

總第 302 期

福 建 建 筑

Fujian Architecture & Construction

No 08·2023

Vol·302

以學生為中心的《工程地質》課程之“金課”建設研究

李曉蓮

(天水師范學院 甘肅天水 741001)

摘 要:以《工程地質》為依托課程,按照“金課”建設要求,針對當前高校工科類教學現(xiàn)狀及問題,提出提高教學質量

的改革措施。 通過改革教學內容與教學方法,在授課時引入課程內容相關的人文素養(yǎng)知識,利用啟發(fā)式教學、案例式

教學、科研式教學、項目化教學、線上線下混合式教學,配合信息化手段,采用形式多樣的考核方式,從而實現(xiàn)《工程地

質》課程的“金課”建設。

關鍵詞: 工程地質;混合式教學;金課

中圖分類號:G420 文獻標識碼:A 文章編號:1004 - 6135(2023)08 - 0149 - 04

Research on student - centered \"golden course\" construction of Engineering Geology

LI Xiaolian

(Tianshui Normal University,Tianshui 741001)

Abstract:Based on \"Engineering Geology\" as the course, according to the construction requirements of \" golden course\" , aiming at the current situation and problems of engineering teaching in colleges and universities, the reform measures to improve teaching quality are put forward. Through reforming teaching content and teaching methods, humanistic knowledge related to course content is introduced into teaching.

Using heuristic teaching, case teaching, scientific research teaching, project teaching, online and offline mixed teaching, with information

means, using a variety of assessment methods, so as to achieve the \" golden course\" construction of \"Engineering Geology\" course.

Keywords:Engineering geology; Mixed teaching; Golden course

基金項目:國家自然科學基金項目:交通激勵下天水古民居木結構的損

傷識別與疲勞壽命研究(52068063);甘肅省科技計劃資助項目:天水地

區(qū)巖土體邊坡穩(wěn)定性分析與次生災害研究(20JR5RA495);2023 年度甘

肅省教育廳高校教師創(chuàng)新基金項目(2023B - 138);2021 年天水市科技

計劃項目(2021 - FZJHK - 4647);2021 年校級一流課程項目 - 線上線

下混合式教學;2021 年度校列科研項目(CXJ2021 - 15)。

作者簡介:李曉蓮(1981 - ),女,講師。

E-mail:86321939@ qq. com

收稿日期:2023 - 01 - 10

0 引言

2017 年 2 月以來,教育部積極推進新工科建設,

先后形成了“復旦共識” “天大行動”和“北京指南”,

并發(fā)布了《關于開展新工科研究與實踐的通知》 《關

于推進新工科研究與實踐項目的通知》,全力探索形

成領跑全球工程教育的中國模式、中國經(jīng)驗,助力高

等教育強國建設。 “新工科” 的核心,是建立工科人

才培養(yǎng)的新理念和新方法,培養(yǎng)兼具工程師和科學家

素養(yǎng)的人才。 “新工科”的人才培養(yǎng)要求高校教育必

須進行改革。 因此,無論是從教學方法上,還是從教

學手段和內容上,培養(yǎng)出一批“工程科學家” 類型的

復合型人才。 因此,對于土木工程類專業(yè)人才的培

養(yǎng),教學改革勢在必行。 《工程地質》 作為土木工程

類專業(yè)的一門專業(yè)基礎課,改革當走在前列,應以“金

課”建設為目標,以“大國工匠”為核心,以“學生為中

心”,培養(yǎng)高技術高素質的復合型應用人才。

1 當前存在的問題

順應“新工科”人才培養(yǎng)的需求,信息技術在不

斷發(fā)展與進步,應用越來越廣泛。 高校教育中,教學

方法與技術也在不斷變革, “ 金課” “ 慕課” “ 雨課

堂” “云課堂”等新名詞盛行。 高校是培養(yǎng)高技能應

用型人才的搖籃,理應為社會培養(yǎng)具有良好的職業(yè)

道德、較高的政治思想覺悟的信息化人才,但是,由

于培養(yǎng)體制、學校與企業(yè)脫軌、教學條件限制等原

因,這些先進的教學方式并沒有完全取代傳統(tǒng)的教

學模式,往往存在很多問題,給“ 新工科” 的實現(xiàn)帶

來了許多困難。

1. 1 課時少內容多[1]

按照普通本科培養(yǎng)大綱要求,《工程地質》 課程

共包括十一章內容,僅理論部分需至少 36 學時課時。

而目前大多數(shù)高校此門課程僅安排 32 個學時理論和

·150· 福 建 建 筑 2023 年

一周校外實習,無室內試驗。 對于非地質專業(yè)的學

生,在講解《工程地質》課程基本內容的同時,還要簡

單介紹與之相關聯(lián)的地質學知識,否則很難理解所學

知識,且會影響后續(xù)章節(jié)中關于邊坡穩(wěn)定、圍巖穩(wěn)定

等問題的理解。 這些內容,無形中占用了本就很緊張

的基本學時,課時偏緊。

1. 2 無輔助教學實驗

為了加深學時對各種基本概念及地質特性理解,

《工程地質》 課程中,大部分知識需要配合室內室外

試驗、實踐來完成。 如地質圖的識別、三大巖石及其

他礦物巖石的鑒別等。 但由于課時問題,現(xiàn)有課時僅

能完成理論教學任務,無室內輔助教學試驗。 室內輔

助教學試驗時,對理論知識的基本補充,能有效幫助

學生理解所學知識,對于地形、地貌、巖石礦物的認識

有更加直觀的理解。 如室內輔助試驗中的巖石標本

的觀察,能幫助學生深刻理解礦物的顏色、光澤、解理

與斷口、硬度等物理性質方面的抽象概念;通過閱讀

和觀察與本地區(qū)某公路工程相關的地質圖,掌握地質

圖的閱讀方法,明白地質圖與工程選線之間的關系,

分析實際工程中如何進行選線、設計、施工,從而把所

學理論與工程實踐結合起來[1]

。 輔助教學實驗的缺

失,無疑影響了課程效果。

1. 3 教學技術手段落后

當前,信息技術在不斷發(fā)展與進步,應用越來越

廣泛。 但是,由于各種原因,先進的教學手段進入工

科課堂進度緩慢,慕課等線上資源利用率不高,在高

校教學中并沒有普及,僅在高校個別專業(yè)個別課程中

應用。 導致一些優(yōu)質教學資源無法共享,教學手段落

后,學生對專業(yè)技術的實施缺乏感性認識,很難將所

學知識系統(tǒng)貫穿連接,缺乏立體概念;在這種傳統(tǒng)的

教學環(huán)境下培養(yǎng)的學生,畢業(yè)后不僅對新技術了解不

多、知識碎片,無法適應“互聯(lián)網(wǎng) + ”環(huán)境下的虛擬仿

真技術,達不到全面提高人才培養(yǎng)能力的要求,增加

了就業(yè)難度。

1. 4 知識傳授與政治教育脫節(jié)

以往,土木工程專業(yè)課程教學內容僅局限于教材

與參考書籍、傳授專業(yè)技術知識,很少引入與課程相

關聯(lián)的人文素養(yǎng)知識,沒有將課程中潛在的社會責任

感、哲學觀與方法論、思想政治教育貫穿在課程具體

內容中。

1. 5 任課教師單打獨斗、無人交流問題

各專業(yè)課程任課教師教學時,往往只考慮自己所

帶課程的教學方法的改革與改進,處于單打獨斗局面,

缺乏交流,更缺乏類似課程教學經(jīng)驗之間的互相借鑒。

各專業(yè)、各知識點之間脫節(jié),未達到融會貫通的要求。

2 《工程地質》課程教學改革措施

2. 1 教學內容改革

在原有教學培養(yǎng)模式的基礎上,對現(xiàn)有教學內容

進行改革,甚至根據(jù)市場需求重構教學內容,優(yōu)化教

學內容體系,豐富土木類專業(yè)人才培養(yǎng)方案,培養(yǎng)高

素質、創(chuàng)新性復合型人才。

可在原有教學培養(yǎng)模式的基礎上,發(fā)掘《工程地

質》課程中思政元素,在不影響課程現(xiàn)有學時的情況

下,引入人文素養(yǎng)教育元素,以“立德樹人”為目標,將

把馬克思主義立場觀點方法教育與科學精神的培養(yǎng)結

合起來,提高學生認識問題、分析問題和解決問題的能

力。 如在講解巖體與巖石的概念時,可從宏觀與微觀

之間的聯(lián)系與區(qū)別入手,聯(lián)系物體的普遍性與特殊性,

介入哲學辯證思維,加強學習的樂趣。

還可以將理論講授與實踐有機結合。 能在實踐

中完成的,上課時一句帶過。 如巖層產(chǎn)狀的測量,可

在實驗室內用羅盤儀和地質模型來完成,既直觀又便

于理解,還能培養(yǎng)學生的動手能力和團隊合作精神。

2. 2 教學方法改革

2. 2. 1 啟發(fā)式教學

《工程地質》課程具有內容多、學科交叉、理論與

實踐結合的特點,難點與重點比較多,如果講授時不

注意方法,容易使學生覺得枯燥無味,無學習興趣,從

而喪失學習的激情,輕視本門課程,更談不上創(chuàng)新。

所以,《工程地質》 需要啟發(fā)式教學。 可采用講授與

討論、提問相結合的授課方式,充分調動學生的學習

興趣與創(chuàng)新思維,讓學生主動學習、主動思考。 在討

論和提問過程中,建立師生的平等關系,學生和教師

隨時可以討論,甚至是爭論[2]

。 在向學生提問時,同

一個問題,可由不同學生回答,教師從正確性及原因

方面及時進行引導式點評。 還可以預留一部分章節(jié)

或內容,讓學生自主查資料做課件,爭取每位學生都

有機會站在講臺上展示自己的成果,培養(yǎng)創(chuàng)新能力、

語言表達能力和查閱資料、 使用現(xiàn)代化技術手段的

能力,將學習由被動變?yōu)橹鲃印?/p>

2. 2. 2 案例式教學

《工程地質》課程內容繁雜,地質災害問題突出,

工程問題錯綜復雜,與人民生活息息相關,身邊案例

2023 年 08 期 總第 302 期 李曉蓮·以學生為中心的《工程地質》課程之“金課”建設研究 ·151·

隨處可見,而且具有一定的區(qū)域特點。 從課程的教學

內容來看,地質構造穩(wěn)定性、地基穩(wěn)定性、地下水、地

質災害、工程地質勘察等章節(jié)內容都很適合采取案例

式教學。 如在講解斷裂、褶皺構造部分內容時,可根

據(jù)區(qū)域特點,加入本區(qū)域斷裂、褶皺案例———官鵝溝。

該區(qū)域為典型的第四紀冰川地貌,受喜馬拉雅造山運

動的影響,地殼在上升過程中,對三疊紀巖層進行擠

壓,最終形成南部老北部新的復式單斜構造、塑變褶

皺和斷裂構造,巖層多呈現(xiàn)豎直、彎曲、扭折等形態(tài),

還發(fā)育有馬刀樹、醉漢林等典型的重力地貌,有助于

識別滑坡、泥石流等地質災害等。 該區(qū)域涵蓋眾多地

形地貌及地質構造特征,在條件許可的情況下,可以

將此地作為工程地質實踐基地,理論與實踐結合,加

深理解。 在講解滑坡部分內容時,以天水市北山滑坡

群為例,從具體的工程背景、治理現(xiàn)狀、防治措施等方

面入手,以視頻、圖片、數(shù)據(jù)、研究成果等方式講解,還

可以建議學生課余時間去實地考察,加入自身考察結

果及分析結果,分組討論。 在案例式教學過程中,除

了精選典型案例外,還應注重互動性,包括師生互動、

學生之間的互動。 這對提升學生的學習興趣、 加深

知識 的 理 解 和 記 憶 以 及 運 用, 是 很 關 鍵 的 一 個

環(huán)節(jié)[3]

。

2. 2. 3 科研式教學

教學是科研的基礎,科研是教學的發(fā)展和提高的

動力[4]

。 在教學過程中,應注重培養(yǎng)學生的自主學習

能力、分析問題能力、獨立思考能力和團隊合作精神,

激發(fā)學生的創(chuàng)新能力與科研能力。 當然,科研式教學

的前提,是教師必須積極參加科研活動,獲得最前沿

的學科知識和科研方法。 這樣,在教學過程中,就能

站在新的高度,對教學內容進行更新與取舍,豐富教

學內容。 還可以將復雜的地質知識進行深入淺出的

講解,使學生更易接受。 豐富的知識架構、開闊的知

識視野、先進的科學知識、較高的學術水平,在教學中

自然就會用科研所必要的實踐精神和創(chuàng)新精神感染

學生,使學生對未知世界充滿好奇,激發(fā)探索與研究

興趣。 如在介紹原位測試這一章內容時,學生很難有

機會去現(xiàn)場觀看靜力載荷試驗、靜力觸探試驗、圓錐

動力觸探、標準貫入試驗、十字板剪切試驗、旁壓試

驗、波速測試、現(xiàn)場大型直剪試驗等具體操作,缺乏直

觀感受。 鑒于此,教師可結合自身科研經(jīng)歷,將本校

某學生公寓施工中所做靜力載荷試驗的視頻及相關

照片、數(shù)據(jù)處理等過程與結果展示給學生,讓學生如

身臨其境地感受加載的步驟和沉降值的觀測,繪制試

驗荷載———沉降曲線,通過身邊實例說明確定地基承

載力的方法:強度控制法和相對沉降控制法。

2. 2. 4 項目化教學

《工程地質》 課程的研究對象,就是身邊的山水

巖土,隨處可見,便于研究與觀察。 所以,可以將課程

中的某一部分交由學生自己觀察、分析、研究,通過實

地觀察、收集資料等方式來完成。 如講解完巖石礦物

的鑒定后,可以讓學生自己利用課余時間去觀察周邊

河壩、山體中的巖石礦物,用現(xiàn)學知識及簡易鑒定工

具進行鑒定,最終可形成課件形式,在班級中展示,相

互學習,以增強學生的動手能力、自主學習能力及團

隊合作能力。

2. 2. 5 線上線下混合式教學

針對《工程地質》課程課時逐年減少而內容不變

的問題,可以對所有章節(jié)內容進行劃分,根據(jù)課時,將

所有教學大綱中規(guī)定內容按照課時分為重點部分和

非重點部分。 重點部分對應線下教學,非重點部分對

應線上教學。 即重點部分內容主要通過線下教師課

堂講授完成,學生可以利用課余時間學習線上相對應

內容,作為課堂知識拓展與補充,加深印象;非重點部

分內容主要通過線上慕課等優(yōu)質教學資源完成,且作

為硬性任務完成相應學習任務與測驗等內容,教師在

課堂上將此部分內容僅作提綱性講解。 比如巖石的

成因類型及其工程地質特征、地質構造與地質圖、不

良地質作用的工程地質問題、邊坡工程地質作用等內

容,可采用線上教學。 學生在課前或課后,可以通過

觀看在線教學視頻,完成學習內容,教師在課堂上對

此部分內容以提問總結等方式完成。 節(jié)省下來的時

間,可以適當增加室內實驗,讓學生觀察實際礦物標

本,輔助理解礦物物理性質中的光澤、透明度、條痕

色、解理與斷口、硬度等抽象概念;還可以通過觀察地

質構造模型及地質圖,加深對褶皺構造、斷裂構造、地

質圖的認知;觀看各種不良地質實例視頻,深刻體會

不良地質對工程及人類的危害,激發(fā)解決問題的興

趣。 這樣,既可以解決教學學時少內容多的問題,又

可以解決無輔助教學實驗的問題,還可以激發(fā)學生學

習興趣、培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維能力。

當然,為了便于實施線上線下混合式教學,需要

較豐富的線上教學資源,如中國大學慕課、智慧樹、超

星等,教師也可以錄制自己的授課視頻作為線上教學

資源補充。

·152· 福 建 建 筑 2023 年

2. 3 教學手段改革

課堂教學中,充分利用網(wǎng)絡技術和現(xiàn)代化技術手

段,以多媒體教學為主,結合黑板板書、模型,講授過

程以啟發(fā)為主。 在多媒體課件中,實例盡量取自周邊

實景,將文字、聲音、圖片、動畫、視頻有機地結合在一

起;將教材中抽象、靜態(tài)、枯燥的概念,以具體、動態(tài)、

生動的方式呈現(xiàn),激發(fā)學生學習興趣,培養(yǎng)他們的邏

輯思維能力、創(chuàng)新能力。 在傳統(tǒng)的教學模式中,引入

虛擬仿真技術和思政元素,利用翻轉課堂等信息化教

學環(huán)境,及時、準確、全面地將專業(yè)的基本知識以形

象、立體、可視的方式傳送給學生;結合信息化技術手

段,建立資源共享平臺,形成“慕課” “雨課堂” “云課

堂”等新的教學環(huán)境,使傳統(tǒng)教學環(huán)境向信息化、智能

化方向發(fā)展。

如不良地質作用中的地震作用,可通過地震波釋

放能量的動畫演示及播放汶川地震震動瞬間視頻,讓

學生直觀感受地震的形成過程與危害,并穿插介紹工

程結構及施工質量在抗震中的重要性,引入工程施工

中構件制作由預制板到現(xiàn)澆、再到裝配式施工發(fā)展過

程中對抗震的設計考慮。 從唐山大地震到汶川大地

震,從工程質量到工匠精神,由抽象到直觀,由被動學

習到主動學習。 還可結合 2020 年火神山醫(yī)院、雷神

山醫(yī)院建設中體現(xiàn)出的工程師素養(yǎng),及國內國際疫情

下工程建設中的工匠精神,以“立德樹人”為目標,有

效激活課堂,培養(yǎng)學生強烈的社會責任感、積極向善、

向上的樂觀主義精神及悲憫情懷,培養(yǎng)學生注重質

量、注重創(chuàng)新的大國工匠精神。

2. 4 考核方式改革

傳統(tǒng)的考核方式,僅為學期末的期中考試,分數(shù)

組成為 70% 閉卷考試成績 + 30% 的平時成績,試卷成

績主要體現(xiàn)理論知識,平時成績主要以平時作業(yè)、考

勤為主,沒有體現(xiàn)學生的自主性與創(chuàng)新性,沒有體現(xiàn)

學生的綜合素養(yǎng)。

而改革后的考核,可以采用多種靈活多樣的形

式。 如以增加學生基本知識學習的深度和廣度的小

論文或地勘報告等為基本組成,以適當占分比加入課

堂討論情況、自主學習情況、創(chuàng)新思維情況等,還可以

加入學生課外作業(yè)完成情況成績等,多方位考察,多

方向評定,將考核的目的定為體現(xiàn)學生綜合素養(yǎng)的

培養(yǎng)。

3 “金課”建設

按照“金課” 建設要求,對教學內容與教學方法

及考核方式進行改革;利用現(xiàn)代化技術手段,將傳統(tǒng)

的課堂教學改革為線上線下混合式教學。 要充分利

用中國大學慕課、超星等線上教學資源或本校視頻教

學資源,結合課堂教學、實驗教學開展,不斷提升教學

效果和人才培養(yǎng)的質量,解決傳統(tǒng)教學模式落后、知

識碎片、理論與實踐脫節(jié)、課程內容枯燥乏味等問題。

同時,針對不同層次的學生,設定不同的教學內容,分

層次教學改革,讓學生發(fā)揮各自的特長,達到最佳教

學效果,逐步實現(xiàn)“金課” 建設特征。 創(chuàng)新人才的培

養(yǎng)、虛擬技術的引入、課堂內容引入思政教育,在一定

程度上有利于攻克土木工程領域技術難題,具有一定

的科學價值,也是建設“金課”的必要條件。

4 結語

工程地質是土木工程類專業(yè)的一門重要專業(yè)基

礎課,傳統(tǒng)的教學模式使得學生對于這門課程的認知

欠缺,重視程度不夠,導致教學質量不高,學習不夠深

入。 通過上述一系列教學改革,在授課時適當引入課

程思政內容,采用啟發(fā)式、案例式、科研式、項目化、線

上線下混合式等教學方法,配合信息化教學手段,加

強實踐過程中創(chuàng)新思維能力培養(yǎng);使用靈活多樣的考

核方式,在幫助學生牢固掌握課程知識的同時,啟發(fā)

學生自主學習、自主思考工程地質問題,培養(yǎng)善于思

考、勇于創(chuàng)新的良好思維習慣,實現(xiàn)《工程地質》課程

的“金課” 建設目標,達到培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型人才的教

學目的。

參 考 文 獻

[1] 丁樹云,畢慶濤. “工程地質”課程教學的幾點思考[ J].

科技創(chuàng)新導報,2021(12):208 - 234.

[2] 肖武權. 土木工程專業(yè)工程地質教學中的創(chuàng)新教育探討

[J]. 高等建筑教育,2017,26(1):148 - 151.

[3] 葉萍,李英,王永衛(wèi). 案例式教學在工程地質課程中的探

索和實踐[J]. 2015(23):230 - 230.

[4] 余闖,潘林有. 案例法在《工程地質》課程教學中的應用

[J]. 高等學校土木工程專業(yè)建設的研究與實踐,2010

(10):230 - 232.