·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(yùn)用

界面連接約束實(shí)現(xiàn)梁單元與實(shí)體單元的耦合,在實(shí)現(xiàn)

考慮截面空間效應(yīng)以及局部應(yīng)力分布的同時,簡化建

模以及結(jié)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(shè)計(jì)精度、確保

結(jié)構(gòu)安全,具有積極的意義。

1 工程背景

本項(xiàng)目依托的紹興城際鐵路二期工程金柯橋大道

站原設(shè)計(jì)線路,為雙線鐵路運(yùn)營區(qū)。 因?qū)嶋H需求,將增

設(shè)車站,需要將雙線布設(shè)增加至四線布設(shè),而原設(shè)計(jì)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(shè)置六條滑道,采用橫向整體頂推法進(jìn)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(kuò)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(shè)置 2%雙向

橫坡。 縱橋向每隔3 m 設(shè)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(guān)鍵,在于跨尺度界面單元的

連接[7]

,如梁單元與實(shí)體單元的連接。 基于位移協(xié)調(diào)

方法,建立了梁單元和實(shí)體單元連接的多尺度模型,

實(shí)現(xiàn)了梁單元與實(shí)體單元的耦合連接。

圖 3 為跨尺度界面不同單元節(jié)點(diǎn)位移協(xié)調(diào),Si ( i

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

和 N 分別為彎矩和軸力,α 為 Y 軸方向轉(zhuǎn)角。 在彎矩

和軸力作用下,當(dāng)梁單元受力變形時,跨尺度界面的

節(jié)點(diǎn)位移方程為:

ΔXsi = ΔXB + Rsi

sinα (1)

ΔZsi = ΔZB + Rsi(cosα - 1) (2)

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

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

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

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

當(dāng)實(shí)體單元受力變形時,跨尺度界面的節(jié)點(diǎn)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(shí)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(diǎn) B 為主節(jié)點(diǎn),小

尺度模型上的 Si節(jié)點(diǎn)為從節(jié)點(diǎn),在 B 節(jié)點(diǎn)和 Si節(jié)點(diǎn)之

間建立一個剛性梁,保證 B 節(jié)點(diǎn)與 Si節(jié)點(diǎn)之間的位移

協(xié)調(diào),推導(dǎo)出界面連接的約束方程,并通過有限元軟

件 ABAQUS,實(shí)現(xiàn)多尺度模型的建立。

圖 3 節(jié)點(diǎn)位移協(xié)調(diào)示意圖

3 鋼箱梁多尺度模型建立與結(jié)果驗(yàn)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(jì)算優(yōu)劣,驗(yàn)證多尺度有限元模型計(jì)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(shí)體—梁耦合模型進(jìn)行分析計(jì)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(shí)體單元耦合建模,箱梁實(shí)體模型

設(shè)置在四號滑道的左側(cè)。 箱梁實(shí)體采用線性四邊形

殼單元(S4R)進(jìn)行建模,實(shí)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(xué)行為分析 ·141·

余鋼箱梁采用梁單元(B31)進(jìn)行建模,便于用于施加

邊界條件模擬真實(shí)受力。 千斤頂、滑道和分配梁均采

用適用于接觸分析的實(shí)體單元(C3D8R)進(jìn)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(shí)體單元有 17 232 個。

為了實(shí)現(xiàn)梁單元與實(shí)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(diǎn)幾何位置一一對應(yīng),即可通過內(nèi)部生成多點(diǎn)間

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

MPC 將需要連接的兩部分定義為接觸關(guān)系,建立連接

對,設(shè)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(shí)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(jì)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(guān)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(diǎn))固結(jié)。

圖 5 頂推接觸局部約束

3. 3 計(jì)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(dǎo)梁自重,通過“結(jié)構(gòu)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(yīng)的節(jié)點(diǎn)上,大小

為 80 kN。 本研究以 ABAQUS 梁 - 殼 - 實(shí)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(yīng)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(yīng)相差數(shù)值作為參數(shù)指標(biāo),進(jìn)行箱梁多尺度模

型準(zhǔn)確性的驗(yàn)證分析。

3. 4 整體相應(yīng)結(jié)果分析

表 1、表 2 為 ABAQUS 梁 - 殼 - 實(shí)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(shí)體建模。 此外,三種不同模型的計(jì)算結(jié)果基本吻

合,三種模型的計(jì)算結(jié)果的差距在 ± 5% 以內(nèi),如圖 6

所示。 由此可得出結(jié)論:多尺度模型可以在保證模型

計(jì)算精度的前提下,大量節(jié)約計(jì)算成本,提高計(jì)算效

率。 需要指出的是,基于位移協(xié)調(diào)的多尺度界面連接

方法,(MPC)可以實(shí)現(xiàn)梁單元宏觀模型與實(shí)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(shí)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(yīng)力結(jié)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(yīng)力開展分析對比。 表 3 為

四號滑道附近的鋼箱梁應(yīng)力,在恒載作用下,箱梁承受負(fù)

彎矩,底部受拉應(yīng)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(yīng)力時,遵循平截面假

定。 因此,箱梁梁底的應(yīng)力值可由式(6)結(jié)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(fù)彎矩,計(jì)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(yīng)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(yīng)力結(jié)果的 6

倍。 可以看出,變截面超寬鋼箱梁在實(shí)際受力過程

中,由于薄壁空心箱梁畸變效應(yīng)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(dǎo)致分析結(jié)果嚴(yán)重低估。 局部應(yīng)力,將是變截面超

寬鋼箱梁橫向頂推過程的設(shè)計(jì)控制因素。

表 3 滑道附近箱梁局部應(yīng)力對比

Midas 模型

ABAQUS

混合模型

ABAQUS

梁單元模型

應(yīng)力(MPa) 14. 1 93. 1 14. 7

彎矩(kN·m) 10813 11152 11133

圖 8 多尺度鋼箱梁應(yīng)力云圖

4 鋼箱梁局部應(yīng)力分析

恒載作用下,變截面箱梁各個主要受力構(gòu)件的最

大等效應(yīng)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(gòu)件為:底板、中腹板、橫隔板、U 肋,

其中應(yīng)力峰值出現(xiàn)在底板處,應(yīng)力值最大為 98. 1 MPa,

中腹板的應(yīng)力值為 71. 9 MPa,U 肋的應(yīng)力值為 92. 8

MPa,且這些應(yīng)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(gòu)件的最大應(yīng)力值,均小

于 Q345qD 鋼材的容許應(yīng)力值 210 MPa。 由此可以得

出,連續(xù)鋼箱梁的應(yīng)力滿足要求。

表 4 變截面鋼箱梁構(gòu)件最大等效應(yīng)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(yīng)力云圖(俯視圖)如圖 9 所示,道

岔鋼箱梁的底板應(yīng)力呈現(xiàn)對稱分布,應(yīng)力最大值出現(xiàn)

在底板與三維千斤頂對應(yīng)的下部分配梁接觸的區(qū)域,

且與 1#、2#三維千斤頂對應(yīng)位置的接觸區(qū)域前后緣

存在較大的應(yīng)力。 底板中部的整體應(yīng)力比兩側(cè)底板

整體應(yīng)力要大。 底板應(yīng)力呈現(xiàn)出圍繞千斤頂與底板

接觸區(qū)域應(yīng)力較大,周圍應(yīng)力逐步降低的現(xiàn)象。 因

此,對于底板的應(yīng)力峰值監(jiān)測,應(yīng)布置在與千斤頂接

觸區(qū)域附近。 當(dāng)連續(xù)鋼箱梁底板應(yīng)力大致呈現(xiàn)對稱

分布,但應(yīng)力峰值位置仍相同,且應(yīng)力大小依舊處于

容許范圍內(nèi)。

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(xué)行為分析 ·143·

圖 9 變截面鋼箱梁底板應(yīng)力云圖

鋼箱梁橫隔板最大等效應(yīng)力云圖如圖 10 所示。

當(dāng)?shù)啦礓撓淞禾幱陟o止?fàn)顟B(tài)時,左右兩箱室橫隔板呈

現(xiàn)較大應(yīng)力,并在橫隔板開口處的轉(zhuǎn)角出現(xiàn)應(yīng)力集

中。 中箱室橫隔板則是整體應(yīng)力較小,橫隔板下部紅

圈處于三維千斤頂對應(yīng)的分配梁接觸區(qū)域應(yīng)力較大,

且紅圈內(nèi) U 肋和橫隔板的焊接處出現(xiàn)較大的應(yīng)力集

中,應(yīng)力峰值為 93. 1 MPa;2

#中腹板最大等效應(yīng)力云

圖(側(cè)視圖)如圖 11 所示。 當(dāng)?shù)啦礓撓淞禾幱陟o止?fàn)?/p>

態(tài)時,中腹板應(yīng)力峰值出現(xiàn)在與滑道對應(yīng)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?yàn)橹行?周圍的應(yīng)力較高,遠(yuǎn)離中心的區(qū)域則是

應(yīng)力較小;中腹板后半部分的應(yīng)力明顯較小,是因?yàn)?/p>

此處存在橫隔板共同受力,使得應(yīng)力較小。 道岔鋼箱

梁由于右側(cè)頂推力造成的扭矩,滑道支反力升高,2

#

中腹板應(yīng)力峰值提高至 73. 5 MPa,變化幅度較小;當(dāng)

道岔鋼箱梁處于頂推狀態(tài)時,2

#中腹板應(yīng)力分布和起

頂狀態(tài)相差不大,應(yīng)力峰值為 72. 9 MPa。 由上面可

以看出,多尺度模型的計(jì)算精度較高,并能展現(xiàn)變截

面超寬鋼箱梁細(xì)部構(gòu)造的應(yīng)力狀態(tài)分布。

圖 10 變截面鋼箱梁橫隔板應(yīng)力云

圖 11 變截面鋼箱梁 1

#中腹板應(yīng)力云圖

5 結(jié)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(shí)體元多

尺度建模方法,對箱梁滑道支撐位置的復(fù)雜應(yīng)力的分

布規(guī)律進(jìn)行了分析。 主要結(jié)論有:

(1)通過等尺度梁模型與梁 - 殼 - 實(shí)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(diào)的多尺

度界面連接方法(MPC),可以實(shí)現(xiàn)梁單元宏觀模型與

實(shí)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(jié)果均相吻

合,且多尺度模型的計(jì)算精度較高,并能展現(xiàn)結(jié)構(gòu)細(xì)

部構(gòu)造的應(yīng)力狀態(tài)分布。

(3)由于無法考慮翹曲和畸變等空間效應(yīng),常

規(guī)的等尺度梁模型應(yīng)力將嚴(yán)重低估應(yīng)力結(jié)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(yīng)力,不僅能實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)整體受力行為的模擬,

還能反映出關(guān)鍵部位的受力變化,計(jì)算效率明顯

提高。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 陳克朋,涂光亞,裴山. 超寬鋼箱梁橫向應(yīng)力與變形研究

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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(shè)計(jì)

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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(xué)改革研究

周 姣 馬曉彤 蔣天嬌 丁子驍

(天水師范學(xué)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(diǎn)之一,《土木工程制圖》作為高校工科類專業(yè)學(xué)生必修的一門

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

師思政水平、建設(shè)課程思政資源庫、融入思政元素做好教學(xué)設(shè)計(jì)和改進(jìn)教學(xué)和考核方式四個方面進(jìn)行了教學(xué)改革探

索。 此外,還從對思政資源庫進(jìn)行補(bǔ)充和更新、增強(qiáng)資源共享和討論交流、結(jié)合 BIM 軟件建立全過程案例教學(xué)法培養(yǎng)

模式三方面,對今后的教學(xué)改革方向進(jìn)行展望。

關(guān)鍵詞: 課程思政;教學(xué)改革;工程制圖

中圖分類號:G420 文獻(xiàn)標(biāo)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(xí)近平總書記曾指出“高校思想政治工作關(guān)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(qiáng)調(diào)高校要培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展

的社會主義建設(shè)者和接班人[2]

。 這需要高校既要指

導(dǎo)學(xué)生對學(xué)科方面的知識深入研究,強(qiáng)化專業(yè)知識,

也要注重培養(yǎng)學(xué)生的人文精神、社會學(xué)、心理學(xué)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(xué)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(yīng)[4]

。 為此,教育部明確提出

要推動以“課程思政” 為目標(biāo)的課堂教學(xué)改革[5]

,普

遍實(shí)施“課程思政”,成為近年來深化大學(xué)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(xué)生必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程, “ 思政教

學(xué)”改革勢在必行。 授課教師要積極發(fā)掘課程內(nèi)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(xué)內(nèi)容,實(shí)現(xiàn)知識傳授和價值引領(lǐng)相互契合,達(dá)到立

德樹人的目的。 這對應(yīng)用型本科院校土木工程課程

思政建設(shè),具有重要意義。

1 《土木工程制圖》的教學(xué)現(xiàn)狀

1. 1 課時不足

依據(jù)專業(yè)教育認(rèn)證要求,工程專業(yè)學(xué)生要有扎實(shí)

的專業(yè)知識,能運(yùn)用理論指導(dǎo)實(shí)際操作,解決實(shí)際工

程問題[7 - 8]

。 為加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié),提高學(xué)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(xué)改革研究 ·145·

我院工程制圖的理論教學(xué)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(xué)生

的調(diào)查發(fā)現(xiàn),師生普遍反映該課程目前存在以下問

題:學(xué)習(xí)內(nèi)容多、上課時間少、學(xué)習(xí)興趣低和課后練習(xí)

多。 這些問題說明,目前的教學(xué)過程中,重點(diǎn)關(guān)注的

仍然是基礎(chǔ)理論,需要通過改革教學(xué)內(nèi)容和優(yōu)化教學(xué)

手段,保障教學(xué)任務(wù)保質(zhì)保量完成。

1. 2 線上教學(xué)效果不理想

2020 年后,線上教學(xué)對傳統(tǒng)教學(xué)方法產(chǎn)生了極

大的影響,混合式教學(xué)模式成為了新常態(tài),學(xué)校在組

織、制度、要求等方面,也應(yīng)隨之發(fā)生變化[9]

。

但根據(jù)筆者這兩年的教學(xué)情況,本?！锻聊竟こ?/p>

制圖》課程學(xué)生的線上學(xué)習(xí)效果并不理想。 主要原

因:一是學(xué)生自制力普遍太差,缺少教師約束不能按

要求完成學(xué)習(xí)任務(wù);二是教師即便改變授課方式,但

是教學(xué)觀念沒有轉(zhuǎn)變,教學(xué)過程還是滿堂灌,學(xué)生學(xué)

習(xí)興趣低;三是該課程隨著教學(xué)深入,面面相交、立體

相貫等內(nèi)容線條密集,手機(jī)等小屏幕很難清晰表達(dá)做

題過程,影響學(xué)習(xí)效果。

1. 3 “課程思政”元素融入太生硬

隨著學(xué)校課程思政建設(shè)的開展,每位教師都進(jìn)行

了嘗試。 但是,當(dāng)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(yùn)含的思政元素

沒有充分挖掘,造成內(nèi)容引出生硬,學(xué)生接受困難的

情況。

1. 4 “課程思政”教學(xué)效果評價困難

雖然《土木工程制圖》 的教學(xué)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(xué)效果無法體現(xiàn)。 因?yàn)樗颊虒W(xué)是

隱形的,主要表現(xiàn)在對學(xué)生的人生觀、價值觀等思想

層面上的影響,很難用量化指標(biāo)去評價教學(xué)效果。

2 基于課程思政的教學(xué)改革

針對目前上述問題,筆者積極嘗試思政和專業(yè)教

學(xué)有效結(jié)合的方式,完成價值引領(lǐng)“立德”和傳授專業(yè)

知識“樹人”的目標(biāo)。 本文從提升教師思政水平、建設(shè)

課程思政資源庫、融入思政元素、做好教學(xué)設(shè)計(jì)和改進(jìn)

教學(xué)和考核方式四個方面,進(jìn)行了教學(xué)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(xué)生形

成正向的思想引領(lǐng),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(shí)施者,他們的人生閱

歷、教學(xué)經(jīng)驗(yàn)、思維水平和科研方向的不同等導(dǎo)致的

個體差異,會對課程思政內(nèi)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(xué)只和思政教

師有關(guān)系的錯誤觀念,要正確認(rèn)識到,課程思政和每

位老師都息息相關(guān);二是要正確認(rèn)識課程思政的內(nèi)

容,將知識傳授與價值引導(dǎo)有機(jī)統(tǒng)一,提煉課程所蘊(yùn)

含的愛國情懷、社會責(zé)任、文化自信、人文精神等價

值,對學(xué)生在認(rèn)知、情感和行為方面有正向引導(dǎo)[11]

。

因此,教師個人思政水平對思政教學(xué)非常重要。 思政

水平包括理論水平和教學(xué)水平兩方面,教師可以通過

自學(xué)、專家培訓(xùn)、專題講座、教學(xué)案例學(xué)習(xí)、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(xué)

生反饋,通過調(diào)查問卷、溝通交流和學(xué)生評教等方式,

及時收集學(xué)生對課程思政內(nèi)容和教學(xué)的理解、接受程

度,改進(jìn)教學(xué)方法。

2. 2 建設(shè)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(shè)本課程的思政資源庫。 對于《土木工程制圖》 課

程,目前建設(shè)的課程資源庫內(nèi)容包括:

文本類資源:教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容,從網(wǎng)頁、書本中

查找搜集資料、圖片、報道、歷史資料等內(nèi)容,再根據(jù)

這些內(nèi)容總結(jié)歸納而成,具體包括:

(1)法律和“國家標(biāo)準(zhǔn)”方面:《中華人民共和國

標(biāo)準(zhǔn)化法》《房屋建筑制圖統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》等制圖標(biāo)準(zhǔn);旨

在引導(dǎo)學(xué)生遵守法律和規(guī)章制度。

(2)課程內(nèi)容有關(guān)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(guān)于建筑的內(nèi)

容介紹,梁思成《 < 營造法式 > 注釋》介紹等;旨在引

導(dǎo)學(xué)生增強(qiáng)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(diǎn)禁止炮轟地圖、主持設(shè)計(jì)人民英雄紀(jì)念碑、

參與設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)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(xiàng)

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(xué)生愛國奉獻(xiàn)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(jì)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(shè)計(jì)

圖等;旨在引導(dǎo)學(xué)生感受古今工程師的想象力和工匠

精神,培養(yǎng)學(xué)生樹立嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的學(xué)習(xí)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(jì)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(jì)錄片,紀(jì)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(qiáng)學(xué)生的民族自豪感。

教學(xué)過程中,教師合理利用庫內(nèi)資源,既能增加

學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,又能形成正向的引導(dǎo)。

2. 3 融入思政元素進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)

在完成課程思政資源庫的建設(shè)后,教師需要根據(jù)

思政元素與教學(xué)內(nèi)容做好教學(xué)設(shè)計(jì)。 筆者在課程思

政教學(xué)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(xué)前,向?qū)W生下發(fā)一個和本節(jié)課程內(nèi)

容相關(guān)的思政案例,學(xué)生對此案例提前進(jìn)行學(xué)習(xí)討

論,上課后先隨機(jī)點(diǎn)名學(xué)生對案例的主題、意義和反

思進(jìn)行講解描述,然后由教師做補(bǔ)充和總結(jié),對學(xué)生

進(jìn)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(nèi)

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(xué)生在潛移默化中受到正向引導(dǎo)。 這里,暗示

既要教師對教學(xué)內(nèi)容中的思政元素進(jìn)行深度挖掘,也

需要找準(zhǔn)思政元素融入點(diǎn),才能不生搬硬套。 表 1 是

筆者根據(jù)教學(xué)內(nèi)容挖掘的思政元素,以及相應(yīng)的教學(xué)

設(shè)計(jì)和引入方式。

表 1 土木工程制圖引入思政元素教學(xué)設(shè)計(jì)

教學(xué)內(nèi)容 思政元素 教學(xué)設(shè)計(jì) 引入形式

緒論

中國古代

圖學(xué)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(xué)習(xí)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(yán)謹(jǐn)細(xì)致,培養(yǎng)認(rèn)真負(fù)責(zé)的

工作態(tài)度。

②介紹中國圖學(xué)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(qiáng)民族自信心,激發(fā)愛國情懷。

點(diǎn)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(diǎn)線面的投影,依次學(xué)習(xí)點(diǎn)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(nèi)的點(diǎn)、線,直線與平面位

置關(guān)系等畫法幾何的基礎(chǔ)內(nèi)容。 這部分內(nèi)容

為基礎(chǔ)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(dǎo)學(xué)生思考三維立體和二維圖紙如何轉(zhuǎn)化,提升學(xué)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(zhì)文化遺產(chǎn)———皮影戲舉

例,培養(yǎng)文化自信。

③點(diǎn)線面三面投影中,引入多角度全面認(rèn)識分析問題的哲學(xué)思

想,由簡單到復(fù)雜的認(rèn)知規(guī)律,嚴(yán)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(xué)生的奉獻(xiàn)

精神和愛國情懷,培養(yǎng)學(xué)生的使命感。

立體

大國情懷

中國亮點(diǎn)

通過紀(jì)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(xì)

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(diǎn)、截交線、相貫線的作圖

方法。

①通過觀看紀(jì)錄片,激發(fā)學(xué)生的民族自豪感。

②立體表面的點(diǎn)、截交線、相貫線這部分較為復(fù)雜,授課時利用

紀(jì)錄片中案例事跡,鼓勵學(xué)生不畏困難,大膽創(chuàng)新。

③引導(dǎo)學(xué)生多角度看問題,學(xué)會尋找不同事物的共同點(diǎn)。

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(xì)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(xué)生感悟工程人的工匠精神,培養(yǎng)

學(xué)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(xué)生透過現(xiàn)象看本質(zhì)的職業(yè)素

養(yǎng)和創(chuàng)新精神。

制圖基本

知識與技能

遵紀(jì)守法意識

通過提問引出制圖標(biāo)準(zhǔn)的必要性,介紹制圖

基本知識與國家標(biāo)準(zhǔn)。

通過《中華人民共和國標(biāo)準(zhǔn)化法》 “設(shè)計(jì)終身負(fù)責(zé)制” 強(qiáng)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)

的嚴(yán)肅性,強(qiáng)化遵紀(jì)守法意識。

組合體和

工程形體

愛國奉獻(xiàn)

敢于攻堅(jiān)

勇于奮斗

工匠精神

通過紀(jì)錄片片段及火神山、雷神山醫(yī)院引出

組合體,詳細(xì)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(xì) 介 紹 剖 面 圖、 斷 面 圖

做法。

①通過紀(jì)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(xué)生敢于攻堅(jiān)、勇于奮斗、樂于奉獻(xiàn)的精神。

②通過對比佛光寺的實(shí)物圖,手繪圖和計(jì)算機(jī)繪圖,讓學(xué)生感悟

大師的工匠精神,培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致、認(rèn)真、一絲不茍的工匠

精神。

房屋建筑圖

土木人

愛國情懷

學(xué)生專題報告,教師點(diǎn)評。

結(jié)合講述“大國工匠”的事跡,向?qū)W生傳達(dá)愛國主義精神,培養(yǎng)熱

愛本職、腳踏實(shí)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(xué)改革研究 ·147·

2. 4 改進(jìn)教學(xué)和考核方式

思政內(nèi)容融入教學(xué)設(shè)計(jì)中后,需要教師在實(shí)際教

學(xué)中落實(shí)。 傳統(tǒng)教學(xué)中,教師在授課過程中需要對于

課程的專業(yè)內(nèi)容和思政內(nèi)容內(nèi)容進(jìn)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(xué)內(nèi)容完成比較困難。 近年來我校一直采取

線上線下結(jié)合混合式的教學(xué)方法,該種方式比較考驗(yàn)

學(xué)生的學(xué)習(xí)自覺性。 這里專業(yè)內(nèi)容,可以通過測試或

者作業(yè)來確保教學(xué)效果和學(xué)習(xí)質(zhì)量;思政方面,通過學(xué)

生自行收集思政案例和每節(jié)課自己講解案例內(nèi)容,來

提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)效率,最終形成:收集思政資料→線

上視頻自學(xué)→線下課堂教學(xué)→線上學(xué)習(xí)鞏固→學(xué)生作

業(yè)訓(xùn)練→線上線下集中輔導(dǎo)答疑的教學(xué)環(huán)節(jié)。 圖 1 是

筆者根據(jù)混合式教學(xué)實(shí)踐設(shè)計(jì)的教學(xué)環(huán)節(jié)。

圖 1 線上線下混合教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)圖

課程思政教學(xué)效果主要體現(xiàn)在對學(xué)生價值觀、品

德和社會責(zé)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(xué)經(jīng)驗(yàn)、個

人經(jīng)歷、科研水平等因素,也會對教師的教學(xué)效果產(chǎn)

生影響。 對課程思政的教學(xué)效果,需要教師注重過程

評價。 因此,在教學(xué)方式改進(jìn)后,也需要改進(jìn)考核方

式,完善綜合評分方法。 表 2 是筆者結(jié)合自己教學(xué)過

程設(shè)計(jì)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(xué) 討論 測驗(yàn) 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(xué)生思政案例

收集和課堂講解進(jìn)行計(jì)分,督促學(xué)生重視;另一方面,

通過學(xué)生課堂活動和課后作業(yè)等,檢驗(yàn)學(xué)生責(zé)任感、

自覺性等思想層次是否有提升。

除了考核學(xué)生之外,也要對教師教學(xué)方式方法進(jìn)

行評教反饋。 除了學(xué)校設(shè)計(jì)的系統(tǒng)評教之外,筆者通

過向?qū)W生發(fā)放線上調(diào)查問卷,收集學(xué)生在思想層面的

收獲和感受。 評教和調(diào)查問卷的結(jié)果也會對教師的

思想政治素質(zhì)、教學(xué)能力、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法作出反

饋,進(jìn)而促使教師改進(jìn)教學(xué)方式。 圖 2 是近三年學(xué)生

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

始實(shí)施教學(xué)改革后學(xué)生成績稍有提升,但是提升不夠

明顯,且 2022 級因疫情進(jìn)行線上教學(xué),教學(xué)效果受到

影響,成績有所倒退。 目前,教改實(shí)踐實(shí)施時間不長,

具體效果還需要再進(jìn)行檢驗(yàn)。

圖 2 近三年學(xué)生成績分布統(tǒng)計(jì)

針對教學(xué)過程中愛國情懷、文化自信、工匠精神、

科學(xué)認(rèn)知方面的提升效果,筆者對 2022 級的授課學(xué)

生進(jìn)行了調(diào)查問卷,問卷結(jié)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(xué)認(rèn)知能力的培養(yǎng)效果,學(xué)生認(rèn)可

度不高,需要加強(qiáng)。

圖 3 思政教學(xué)效果調(diào)查結(jié)果

3 今后改進(jìn)方向

以上,只是筆者基于近兩年“課程思政” 教學(xué)實(shí)

踐中對《土木工程制圖》 教學(xué)改革的探索,今后的教

學(xué)方式方法還需繼續(xù)改進(jìn)。

3. 1 對思政資源庫進(jìn)行補(bǔ)充和更新

在課程思政方面除授課教師要通過培訓(xùn)和自學(xué),

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(jié)合當(dāng)下,及時搜集和本門課程

有關(guān)的最新思政元素,補(bǔ)充思政案例和思政資源。

3. 2 增強(qiáng)資源共享和討論交流

課題組教師在研討時,除了專業(yè)內(nèi)容外,也要增

加課程思政的內(nèi)容,對思政教學(xué)方法、教學(xué)設(shè)計(jì)等進(jìn)

行溝通交流,提升每位教師的思政教學(xué)水平。 同時,

每位教師建設(shè)的思政資源庫可以進(jìn)行共享,以建設(shè)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(xué)內(nèi)容。

3. 3 結(jié)合 BIM 軟件建立全過程案例教學(xué)法培養(yǎng)模式

目前《土木工程制圖》 的教學(xué),大多數(shù)主要以畫

法幾何理論為重點(diǎn),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(xué)》做好銜接。 可考慮將這

兩門課以及《BIM 技術(shù)原理及應(yīng)用》等形成一個整體,

探索全過程案例教學(xué)法的培養(yǎng)模式。 同時,可結(jié)合

BIM 軟件的應(yīng)用融入創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)精神等思政元

素。 這種教學(xué)方式,從案例的選擇到教學(xué)內(nèi)容的改

變,都需要各科教師協(xié)同配合,值得嘗試。

4 結(jié)語

本文以天水師范學(xué)院的《土木工程制圖》 為例,

對該門課程基于“課程思政”教學(xué)改革研究進(jìn)行了分

析,從提升教師思政水平、建設(shè)課程思政資源庫、融入

思政元素,做好教學(xué)設(shè)計(jì)和改進(jìn)教學(xué)和考核方式四個

方面,進(jìn)行了教學(xué)改革探索,并對今后教學(xué)改革方向

做了展望。 本文教學(xué)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(diǎn)以及教學(xué)內(nèi)容,將其加以改進(jìn),運(yùn)用到

其他課程中,有推廣意義。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 習(xí)近平在全國高校思想政治工作會議上 強(qiáng)調(diào):把思想

政治工作貫穿教育教學(xué)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).

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2023 年第 08 期

總第 302 期

福 建 建 筑

Fujian Architecture & Construction

No 08·2023

Vol·302

以學(xué)生為中心的《工程地質(zhì)》課程之“金課”建設(shè)研究

李曉蓮

(天水師范學(xué)院 甘肅天水 741001)

摘 要:以《工程地質(zhì)》為依托課程,按照“金課”建設(shè)要求,針對當(dāng)前高校工科類教學(xué)現(xiàn)狀及問題,提出提高教學(xué)質(zhì)量

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

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

質(zhì)》課程的“金課”建設(shè)。

關(guān)鍵詞: 工程地質(zhì);混合式教學(xué);金課

中圖分類號:G420 文獻(xiàn)標(biāo)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(xiàng)目:國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目:交通激勵下天水古民居木結(jié)構(gòu)的損

傷識別與疲勞壽命研究(52068063);甘肅省科技計(jì)劃資助項(xiàng)目:天水地

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

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

計(jì)劃項(xiàng)目(2021 - FZJHK - 4647);2021 年校級一流課程項(xiàng)目 - 線上線

下混合式教學(xué);2021 年度校列科研項(xiàng)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(jìn)新工科建設(shè),

先后形成了“復(fù)旦共識” “天大行動”和“北京指南”,

并發(fā)布了《關(guān)于開展新工科研究與實(shí)踐的通知》 《關(guān)

于推進(jìn)新工科研究與實(shí)踐項(xiàng)目的通知》,全力探索形

成領(lǐng)跑全球工程教育的中國模式、中國經(jīng)驗(yàn),助力高

等教育強(qiáng)國建設(shè)。 “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(xué)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(jìn)行改革。 因此,無論是從教學(xué)方法上,還是從教

學(xué)手段和內(nèi)容上,培養(yǎng)出一批“工程科學(xué)家” 類型的

復(fù)合型人才。 因此,對于土木工程類專業(yè)人才的培

養(yǎng),教學(xué)改革勢在必行。 《工程地質(zhì)》 作為土木工程

類專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課,改革當(dāng)走在前列,應(yīng)以“金

課”建設(shè)為目標(biāo),以“大國工匠”為核心,以“學(xué)生為中

心”,培養(yǎng)高技術(shù)高素質(zhì)的復(fù)合型應(yīng)用人才。

1 當(dāng)前存在的問題

順應(yīng)“新工科”人才培養(yǎng)的需求,信息技術(shù)在不

斷發(fā)展與進(jìn)步,應(yīng)用越來越廣泛。 高校教育中,教學(xué)

方法與技術(shù)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(yīng)

用型人才的搖籃,理應(yīng)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(xué)校與企業(yè)脫軌、教學(xué)條件限制等原

因,這些先進(jìn)的教學(xué)方式并沒有完全取代傳統(tǒng)的教

學(xué)模式,往往存在很多問題,給“ 新工科” 的實(shí)現(xiàn)帶

來了許多困難。

1. 1 課時少內(nèi)容多[1]

按照普通本科培養(yǎng)大綱要求,《工程地質(zhì)》 課程

共包括十一章內(nèi)容,僅理論部分需至少 36 學(xué)時課時。

而目前大多數(shù)高校此門課程僅安排 32 個學(xué)時理論和

·150· 福 建 建 筑 2023 年

一周校外實(shí)習(xí),無室內(nèi)試驗(yàn)。 對于非地質(zhì)專業(yè)的學(xué)

生,在講解《工程地質(zhì)》課程基本內(nèi)容的同時,還要簡

單介紹與之相關(guān)聯(lián)的地質(zhì)學(xué)知識,否則很難理解所學(xué)

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

等問題的理解。 這些內(nèi)容,無形中占用了本就很緊張

的基本學(xué)時,課時偏緊。

1. 2 無輔助教學(xué)實(shí)驗(yàn)

為了加深學(xué)時對各種基本概念及地質(zhì)特性理解,

《工程地質(zhì)》 課程中,大部分知識需要配合室內(nèi)室外

試驗(yàn)、實(shí)踐來完成。 如地質(zhì)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(xué)任務(wù),無室內(nèi)輔助教學(xué)試驗(yàn)。 室內(nèi)輔

助教學(xué)試驗(yàn)時,對理論知識的基本補(bǔ)充,能有效幫助

學(xué)生理解所學(xué)知識,對于地形、地貌、巖石礦物的認(rèn)識

有更加直觀的理解。 如室內(nèi)輔助試驗(yàn)中的巖石標(biāo)本

的觀察,能幫助學(xué)生深刻理解礦物的顏色、光澤、解理

與斷口、硬度等物理性質(zhì)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(guān)的地質(zhì)圖,掌握地質(zhì)

圖的閱讀方法,明白地質(zhì)圖與工程選線之間的關(guān)系,

分析實(shí)際工程中如何進(jìn)行選線、設(shè)計(jì)、施工,從而把所

學(xué)理論與工程實(shí)踐結(jié)合起來[1]

。 輔助教學(xué)實(shí)驗(yàn)的缺

失,無疑影響了課程效果。

1. 3 教學(xué)技術(shù)手段落后

當(dāng)前,信息技術(shù)在不斷發(fā)展與進(jìn)步,應(yīng)用越來越

廣泛。 但是,由于各種原因,先進(jìn)的教學(xué)手段進(jìn)入工

科課堂進(jìn)度緩慢,慕課等線上資源利用率不高,在高

校教學(xué)中并沒有普及,僅在高校個別專業(yè)個別課程中

應(yīng)用。 導(dǎo)致一些優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源無法共享,教學(xué)手段落

后,學(xué)生對專業(yè)技術(shù)的實(shí)施缺乏感性認(rèn)識,很難將所

學(xué)知識系統(tǒng)貫穿連接,缺乏立體概念;在這種傳統(tǒng)的

教學(xué)環(huán)境下培養(yǎng)的學(xué)生,畢業(yè)后不僅對新技術(shù)了解不

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

真技術(shù),達(dá)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(xué)內(nèi)容僅局限于教材

與參考書籍、傳授專業(yè)技術(shù)知識,很少引入與課程相

關(guān)聯(lián)的人文素養(yǎng)知識,沒有將課程中潛在的社會責(zé)任

感、哲學(xué)觀與方法論、思想政治教育貫穿在課程具體

內(nèi)容中。

1. 5 任課教師單打獨(dú)斗、無人交流問題

各專業(yè)課程任課教師教學(xué)時,往往只考慮自己所

帶課程的教學(xué)方法的改革與改進(jìn),處于單打獨(dú)斗局面,

缺乏交流,更缺乏類似課程教學(xué)經(jīng)驗(yàn)之間的互相借鑒。

各專業(yè)、各知識點(diǎn)之間脫節(jié),未達(dá)到融會貫通的要求。

2 《工程地質(zhì)》課程教學(xué)改革措施

2. 1 教學(xué)內(nèi)容改革

在原有教學(xué)培養(yǎng)模式的基礎(chǔ)上,對現(xiàn)有教學(xué)內(nèi)容

進(jìn)行改革,甚至根據(jù)市場需求重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容,優(yōu)化教

學(xué)內(nèi)容體系,豐富土木類專業(yè)人才培養(yǎng)方案,培養(yǎng)高

素質(zhì)、創(chuàng)新性復(fù)合型人才。

可在原有教學(xué)培養(yǎng)模式的基礎(chǔ)上,發(fā)掘《工程地

質(zhì)》課程中思政元素,在不影響課程現(xiàn)有學(xué)時的情況

下,引入人文素養(yǎng)教育元素,以“立德樹人”為目標(biāo),將

把馬克思主義立場觀點(diǎn)方法教育與科學(xué)精神的培養(yǎng)結(jié)

合起來,提高學(xué)生認(rèn)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(xué)辯證思維,加強(qiáng)學(xué)習(xí)的樂趣。

還可以將理論講授與實(shí)踐有機(jī)結(jié)合。 能在實(shí)踐

中完成的,上課時一句帶過。 如巖層產(chǎn)狀的測量,可

在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)用羅盤儀和地質(zhì)模型來完成,既直觀又便

于理解,還能培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和團(tuán)隊(duì)合作精神。

2. 2 教學(xué)方法改革

2. 2. 1 啟發(fā)式教學(xué)

《工程地質(zhì)》課程具有內(nèi)容多、學(xué)科交叉、理論與

實(shí)踐結(jié)合的特點(diǎn),難點(diǎn)與重點(diǎn)比較多,如果講授時不

注意方法,容易使學(xué)生覺得枯燥無味,無學(xué)習(xí)興趣,從

而喪失學(xué)習(xí)的激情,輕視本門課程,更談不上創(chuàng)新。

所以,《工程地質(zhì)》 需要啟發(fā)式教學(xué)。 可采用講授與

討論、提問相結(jié)合的授課方式,充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)

興趣與創(chuàng)新思維,讓學(xué)生主動學(xué)習(xí)、主動思考。 在討

論和提問過程中,建立師生的平等關(guān)系,學(xué)生和教師

隨時可以討論,甚至是爭論[2]

。 在向?qū)W生提問時,同

一個問題,可由不同學(xué)生回答,教師從正確性及原因

方面及時進(jìn)行引導(dǎo)式點(diǎn)評。 還可以預(yù)留一部分章節(jié)

或內(nèi)容,讓學(xué)生自主查資料做課件,爭取每位學(xué)生都

有機(jī)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(dá)能力和查閱資料、 使用現(xiàn)代化技術(shù)手段的

能力,將學(xué)習(xí)由被動變?yōu)橹鲃印?/p>

2. 2. 2 案例式教學(xué)

《工程地質(zhì)》課程內(nèi)容繁雜,地質(zhì)災(zāi)害問題突出,

工程問題錯綜復(fù)雜,與人民生活息息相關(guān),身邊案例

2023 年 08 期 總第 302 期 李曉蓮·以學(xué)生為中心的《工程地質(zhì)》課程之“金課”建設(shè)研究 ·151·

隨處可見,而且具有一定的區(qū)域特點(diǎn)。 從課程的教學(xué)

內(nèi)容來看,地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定性、地基穩(wěn)定性、地下水、地

質(zhì)災(zāi)害、工程地質(zhì)勘察等章節(jié)內(nèi)容都很適合采取案例

式教學(xué)。 如在講解斷裂、褶皺構(gòu)造部分內(nèi)容時,可根

據(jù)區(qū)域特點(diǎn),加入本區(qū)域斷裂、褶皺案例———官鵝溝。

該區(qū)域?yàn)榈湫偷牡谒募o(jì)冰川地貌,受喜馬拉雅造山運(yùn)

動的影響,地殼在上升過程中,對三疊紀(jì)巖層進(jìn)行擠

壓,最終形成南部老北部新的復(fù)式單斜構(gòu)造、塑變褶

皺和斷裂構(gòu)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(zhì)災(zāi)害等。 該區(qū)域涵蓋眾多地

形地貌及地質(zhì)構(gòu)造特征,在條件許可的情況下,可以

將此地作為工程地質(zhì)實(shí)踐基地,理論與實(shí)踐結(jié)合,加

深理解。 在講解滑坡部分內(nèi)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(xué)生課余時間去實(shí)地考察,加入自身考察結(jié)

果及分析結(jié)果,分組討論。 在案例式教學(xué)過程中,除

了精選典型案例外,還應(yīng)注重互動性,包括師生互動、

學(xué)生之間的互動。 這對提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、 加深

知識 的 理 解 和 記 憶 以 及 運(yùn) 用, 是 很 關(guān) 鍵 的 一 個

環(huán)節(jié)[3]

。

2. 2. 3 科研式教學(xué)

教學(xué)是科研的基礎(chǔ),科研是教學(xué)的發(fā)展和提高的

動力[4]

。 在教學(xué)過程中,應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)

能力、分析問題能力、獨(dú)立思考能力和團(tuán)隊(duì)合作精神,

激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力與科研能力。 當(dāng)然,科研式教學(xué)

的前提,是教師必須積極參加科研活動,獲得最前沿

的學(xué)科知識和科研方法。 這樣,在教學(xué)過程中,就能

站在新的高度,對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行更新與取舍,豐富教

學(xué)內(nèi)容。 還可以將復(fù)雜的地質(zhì)知識進(jìn)行深入淺出的

講解,使學(xué)生更易接受。 豐富的知識架構(gòu)、開闊的知

識視野、先進(jìn)的科學(xué)知識、較高的學(xué)術(shù)水平,在教學(xué)中

自然就會用科研所必要的實(shí)踐精神和創(chuàng)新精神感染

學(xué)生,使學(xué)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(nèi)容時,學(xué)生很難有

機(jī)會去現(xiàn)場觀看靜力載荷試驗(yàn)、靜力觸探試驗(yàn)、圓錐

動力觸探、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、十字板剪切試驗(yàn)、旁壓試

驗(yàn)、波速測試、現(xiàn)場大型直剪試驗(yàn)等具體操作,缺乏直

觀感受。 鑒于此,教師可結(jié)合自身科研經(jīng)歷,將本校

某學(xué)生公寓施工中所做靜力載荷試驗(yàn)的視頻及相關(guān)

照片、數(shù)據(jù)處理等過程與結(jié)果展示給學(xué)生,讓學(xué)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(yàn)荷載———沉降曲線,通過身邊實(shí)例說明確定地基承

載力的方法:強(qiáng)度控制法和相對沉降控制法。

2. 2. 4 項(xiàng)目化教學(xué)

《工程地質(zhì)》 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(xué)生自己觀察、分析、研究,通過實(shí)

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(xué)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(xué)知識及簡易鑒定工

具進(jìn)行鑒定,最終可形成課件形式,在班級中展示,相

互學(xué)習(xí),以增強(qiáng)學(xué)生的動手能力、自主學(xué)習(xí)能力及團(tuán)

隊(duì)合作能力。

2. 2. 5 線上線下混合式教學(xué)

針對《工程地質(zhì)》課程課時逐年減少而內(nèi)容不變

的問題,可以對所有章節(jié)內(nèi)容進(jìn)行劃分,根據(jù)課時,將

所有教學(xué)大綱中規(guī)定內(nèi)容按照課時分為重點(diǎn)部分和

非重點(diǎn)部分。 重點(diǎn)部分對應(yīng)線下教學(xué),非重點(diǎn)部分對

應(yīng)線上教學(xué)。 即重點(diǎn)部分內(nèi)容主要通過線下教師課

堂講授完成,學(xué)生可以利用課余時間學(xué)習(xí)線上相對應(yīng)

內(nèi)容,作為課堂知識拓展與補(bǔ)充,加深印象;非重點(diǎn)部

分內(nèi)容主要通過線上慕課等優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源完成,且作

為硬性任務(wù)完成相應(yīng)學(xué)習(xí)任務(wù)與測驗(yàn)等內(nèi)容,教師在

課堂上將此部分內(nèi)容僅作提綱性講解。 比如巖石的

成因類型及其工程地質(zhì)特征、地質(zhì)構(gòu)造與地質(zhì)圖、不

良地質(zhì)作用的工程地質(zhì)問題、邊坡工程地質(zhì)作用等內(nèi)

容,可采用線上教學(xué)。 學(xué)生在課前或課后,可以通過

觀看在線教學(xué)視頻,完成學(xué)習(xí)內(nèi)容,教師在課堂上對

此部分內(nèi)容以提問總結(jié)等方式完成。 節(jié)省下來的時

間,可以適當(dāng)增加室內(nèi)實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生觀察實(shí)際礦物標(biāo)

本,輔助理解礦物物理性質(zhì)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(zhì)構(gòu)造模型及地質(zhì)圖,加深對褶皺構(gòu)造、斷裂構(gòu)造、地

質(zhì)圖的認(rèn)知;觀看各種不良地質(zhì)實(shí)例視頻,深刻體會

不良地質(zhì)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(xué)學(xué)時少內(nèi)容多的問題,又

可以解決無輔助教學(xué)實(shí)驗(yàn)的問題,還可以激發(fā)學(xué)生學(xué)

習(xí)興趣、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力。

當(dāng)然,為了便于實(shí)施線上線下混合式教學(xué),需要

較豐富的線上教學(xué)資源,如中國大學(xué)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(xué)

資源補(bǔ)充。

·152· 福 建 建 筑 2023 年

2. 3 教學(xué)手段改革

課堂教學(xué)中,充分利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和現(xiàn)代化技術(shù)手

段,以多媒體教學(xué)為主,結(jié)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(shí)例盡量取自周邊

實(shí)景,將文字、聲音、圖片、動畫、視頻有機(jī)地結(jié)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(xué)生學(xué)習(xí)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(xué)模式中,引入

虛擬仿真技術(shù)和思政元素,利用翻轉(zhuǎn)課堂等信息化教

學(xué)環(huán)境,及時、準(zhǔn)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(xué)生;結(jié)合信息化技術(shù)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(xué)環(huán)境,使傳統(tǒng)教學(xué)環(huán)境向信息化、智能

化方向發(fā)展。

如不良地質(zhì)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(xué)生直觀感受地震的形成過程與危害,并穿插介紹工

程結(jié)構(gòu)及施工質(zhì)量在抗震中的重要性,引入工程施工

中構(gòu)件制作由預(yù)制板到現(xiàn)澆、再到裝配式施工發(fā)展過

程中對抗震的設(shè)計(jì)考慮。 從唐山大地震到汶川大地

震,從工程質(zhì)量到工匠精神,由抽象到直觀,由被動學(xué)

習(xí)到主動學(xué)習(xí)。 還可結(jié)合 2020 年火神山醫(yī)院、雷神

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

下工程建設(shè)中的工匠精神,以“立德樹人”為目標(biāo),有

效激活課堂,培養(yǎng)學(xué)生強(qiáng)烈的社會責(zé)任感、積極向善、

向上的樂觀主義精神及悲憫情懷,培養(yǎng)學(xué)生注重質(zhì)

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(xué)期末的期中考試,分?jǐn)?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(xué)生的自主性與創(chuàng)新性,沒有體現(xiàn)

學(xué)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(xué)生基本知識學(xué)習(xí)的深度和廣度的小

論文或地勘報告等為基本組成,以適當(dāng)占分比加入課

堂討論情況、自主學(xué)習(xí)情況、創(chuàng)新思維情況等,還可以

加入學(xué)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(xué)生綜合素養(yǎng)的

培養(yǎng)。

3 “金課”建設(shè)

按照“金課” 建設(shè)要求,對教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法

及考核方式進(jìn)行改革;利用現(xiàn)代化技術(shù)手段,將傳統(tǒng)

的課堂教學(xué)改革為線上線下混合式教學(xué)。 要充分利

用中國大學(xué)慕課、超星等線上教學(xué)資源或本校視頻教

學(xué)資源,結(jié)合課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)開展,不斷提升教學(xué)

效果和人才培養(yǎng)的質(zhì)量,解決傳統(tǒng)教學(xué)模式落后、知

識碎片、理論與實(shí)踐脫節(jié)、課程內(nèi)容枯燥乏味等問題。

同時,針對不同層次的學(xué)生,設(shè)定不同的教學(xué)內(nèi)容,分

層次教學(xué)改革,讓學(xué)生發(fā)揮各自的特長,達(dá)到最佳教

學(xué)效果,逐步實(shí)現(xiàn)“金課” 建設(shè)特征。 創(chuàng)新人才的培

養(yǎng)、虛擬技術(shù)的引入、課堂內(nèi)容引入思政教育,在一定

程度上有利于攻克土木工程領(lǐng)域技術(shù)難題,具有一定

的科學(xué)價值,也是建設(shè)“金課”的必要條件。

4 結(jié)語

工程地質(zhì)是土木工程類專業(yè)的一門重要專業(yè)基

礎(chǔ)課,傳統(tǒng)的教學(xué)模式使得學(xué)生對于這門課程的認(rèn)知

欠缺,重視程度不夠,導(dǎo)致教學(xué)質(zhì)量不高,學(xué)習(xí)不夠深

入。 通過上述一系列教學(xué)改革,在授課時適當(dāng)引入課

程思政內(nèi)容,采用啟發(fā)式、案例式、科研式、項(xiàng)目化、線

上線下混合式等教學(xué)方法,配合信息化教學(xué)手段,加

強(qiáng)實(shí)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(xué)生牢固掌握課程知識的同時,啟發(fā)

學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自主思考工程地質(zhì)問題,培養(yǎng)善于思

考、勇于創(chuàng)新的良好思維習(xí)慣,實(shí)現(xiàn)《工程地質(zhì)》課程

的“金課” 建設(shè)目標(biāo),達(dá)到培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型人才的教

學(xué)目的。

參 考 文 獻(xiàn)

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