專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程的思政教學(xué)探索與實(shí)踐

楊文萃 蔡小平 趙慧 葛勇

摘要：專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程是學(xué)生綜合能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的有效途徑。以水泥混凝土配合比設(shè)計試驗(yàn)課程為例，充分分析課程特點(diǎn)，在工程師職業(yè)素養(yǎng)、科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力、“誠信、友善、互助、合作”的價值觀3方面挖掘思政元素，并結(jié)合課程的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段進(jìn)行教學(xué)設(shè)計，將思政元素融入課程教學(xué)環(huán)節(jié)并實(shí)現(xiàn)與專業(yè)知識和技能的有機(jī)結(jié)合。教學(xué)實(shí)踐表明，學(xué)生對實(shí)驗(yàn)課程的重視程度、學(xué)習(xí)的積極性和參與度提高，學(xué)生間的合作與交流得到有效促進(jìn)，學(xué)生對土木工程材料的興趣提升，分析問題、解決問題的創(chuàng)新能力提高。

關(guān)鍵詞：課程思政;實(shí)驗(yàn)課程;思政元素;教學(xué)設(shè)計

中圖分類號：G641;TU528.062?? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A?? 文章編號：1005-2909（2022）02-0103-07

2019年 9 月《教育部關(guān)于深化本科教育教學(xué)改革 全面提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的意見》指出，把課程思政建設(shè)作為落實(shí)立德樹人根本任務(wù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，堅持知識傳授與價值引領(lǐng)相統(tǒng)一、顯性教育與隱性教育相統(tǒng)一，充分發(fā)掘各類課程和教學(xué)方式中蘊(yùn)含的思想政治教育資源[1]。課程思政建設(shè)不斷推進(jìn)，已成為實(shí)現(xiàn)高校人才培養(yǎng)目標(biāo)的重要方法和途徑。各高校的教學(xué)工作者也圍繞課程思政建設(shè)的特點(diǎn)、方法、目標(biāo)等進(jìn)行了積極的思考、探索和實(shí)踐[2-5]。

高等教育中的實(shí)踐教學(xué)是教學(xué)工作和創(chuàng)新體系的重要組成部分，是理論教學(xué)的繼續(xù)、擴(kuò)展和深化，是培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用理論知識發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的重要手段，也是學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的有效途徑。其中，專業(yè)實(shí)驗(yàn)課給予學(xué)生動手操作、親身實(shí)踐的機(jī)會，是發(fā)揮德育功能、體現(xiàn)思政要素、踐行“以學(xué)生為中心”教學(xué)理念的契機(jī)[6]。但是，在課程思政的素材選擇與內(nèi)涵建設(shè)等方面存在的問題[7]，一定程度上限制了課程思政作用的發(fā)揮。這就需要專業(yè)課教師認(rèn)真發(fā)掘?qū)I(yè)課課程思政元素，并不斷提升自身業(yè)務(wù)能力，從而助力課程思政建設(shè)。本文以水泥混凝土配合比設(shè)計試驗(yàn)課程為例，探索專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程思政建設(shè)內(nèi)容、教學(xué)設(shè)計和實(shí)施方法。

一、課程特點(diǎn)與思政元素分析

（一）課程特點(diǎn)

土木工程材料是用量最大、應(yīng)用范圍最廣的材料，主要用于公路、鐵路、機(jī)場、地鐵、港口等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。土木工程材料或建筑材料相關(guān)課程是土木工程、橋梁工程、公路工程、無機(jī)非金屬材料、工程管理等專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課。哈爾濱工業(yè)大學(xué)交通科學(xué)與工程學(xué)院開設(shè)的水泥混凝土配合比設(shè)計試驗(yàn)是土木工程材料課程的配套實(shí)驗(yàn)課，主要面向道路橋梁與渡河工程專業(yè)的大二學(xué)生，教學(xué)內(nèi)容包括材料性質(zhì)檢測與評價、材料制備、混凝土配合比設(shè)計等。結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)與需求，設(shè)置了材料的密度、水泥性能等驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和3種混凝土配合比設(shè)計等綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，見表1。教學(xué)過程包括課前預(yù)習(xí)、講授、實(shí)驗(yàn)操作、完成實(shí)驗(yàn)報告等環(huán)節(jié)。

（二）通過專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程提升學(xué)生工程師職業(yè)素養(yǎng)

哈爾濱工業(yè)大學(xué)素有“工程師搖籃”的美譽(yù)。卓越工程師應(yīng)具備相應(yīng)的專業(yè)知識和技能，更重要的是具備工程師的職業(yè)素養(yǎng)。

大二年級是由通識類課程和基礎(chǔ)課向?qū)I(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課過渡的階段，是引入和加強(qiáng)工程師職業(yè)素養(yǎng)的最佳時間。結(jié)合實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)內(nèi)容，工程師的職業(yè)素養(yǎng)培養(yǎng)包含以下幾方面：

（1）樹立正確的價值觀。培養(yǎng)每個未來工程師的大局意識、責(zé)任意識，在出校門前就要樹立為國家、為人民而努力奮斗的理想。

（2） 強(qiáng)化工程倫理素養(yǎng)。為提升學(xué)生的工程倫理素養(yǎng)，國內(nèi)多所高校開展了工程倫理教育[8- 9]。交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中涉及多項(xiàng)倫理問題[10]，通過在專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中融入工程倫理教育，培養(yǎng)學(xué)生面對實(shí)際工程問題的思維方式。

（3） 培養(yǎng)責(zé)任意識。責(zé)任意識可以使學(xué)生在成為工程師后有擔(dān)當(dāng)，不推卸責(zé)任。責(zé)任意識配合職業(yè)技能，學(xué)生才能在未來勝任工程師工作。

（4） 建立安全意識。安全是一切的前提，包括人身安全和工程安全。有了安全，工程建設(shè)與生產(chǎn)才能順利進(jìn)行。借助實(shí)驗(yàn)課程的動手操作，鑄牢學(xué)生的安全意識。

（5） 養(yǎng)成規(guī)范意識。在工程實(shí)踐中遵守規(guī)范，執(zhí)行國家或行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，是每一名工程師都必須恪守的底線。哈爾濱工業(yè)大學(xué)“規(guī)格嚴(yán)格，功夫到家”的校訓(xùn)也正體現(xiàn)了這種規(guī)范意識。

（三）通過專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力

哈爾濱工業(yè)大學(xué)是一所研究型大學(xué)，道路橋梁與渡河工程專業(yè)每年有約50%的本科生畢業(yè)后繼續(xù)深造，同時有大量本科生在本科階段通過不同形式參與各類科研項(xiàng)目。

科學(xué)研究是指運(yùn)用科學(xué)研究方法，對問題進(jìn)行探究的過程。常用的科學(xué)研究方法有觀察、實(shí)驗(yàn)和試驗(yàn)、調(diào)查、建立模型、模擬、假設(shè)、類比等，而實(shí)驗(yàn)和試驗(yàn)是工科相關(guān)專業(yè)最常用的方法[11-12]。作為一種研究方法，實(shí)驗(yàn)和試驗(yàn)涉及影響因素的確定與選取、評價指標(biāo)的選擇、測試方法、適用環(huán)境和條件、數(shù)據(jù)處理與分析、誤差分析等多項(xiàng)內(nèi)容，與實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容結(jié)合緊密。對科研方法的學(xué)習(xí)和掌握有利于學(xué)生參與科學(xué)研究和科研成果的產(chǎn)出。

水泥混凝土配合比設(shè)計試驗(yàn)課程從具體材料性能實(shí)驗(yàn)出發(fā)，引入調(diào)查、類比等不同方法，加強(qiáng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。特別是綜合性、設(shè)計性、開放性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和自主學(xué)習(xí)方法，有利于提高學(xué)生分析和解決問題的能力。

（四）通過專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程培養(yǎng)“誠信、友善、互助、合作”的價值觀

“誠信、友善”是和諧社會的基石，是每個人都應(yīng)具備的品德，更是工程職業(yè)倫理規(guī)范與工程師職業(yè)道德的要求[13]。合理設(shè)計利用實(shí)驗(yàn)課程的動手操作和親身體驗(yàn)環(huán)節(jié)，能有效培養(yǎng)學(xué)生“誠信、友善”的價值觀?！盎ブ⒑献鳌币竺總€人最大限度地發(fā)揮自己的特長，與隊友互相幫助、協(xié)同努力，共同完成目標(biāo)。與人互助和合作能力是現(xiàn)代人從事各種職業(yè)必須具備的素質(zhì)。目前進(jìn)入學(xué)校的本科生以“00后”為主體，他們自我意識強(qiáng)但社交能力弱的特點(diǎn)較為突出，因此，借助分組實(shí)驗(yàn)的教學(xué)環(huán)節(jié)，訓(xùn)練學(xué)生彼此信任、有效溝通、解決分歧、協(xié)同工作，引導(dǎo)學(xué)生樹立合作意識，掌握合作方法，鍛煉合作技巧。

二、課程思政教學(xué)設(shè)計與實(shí)踐

（一）工程師職業(yè)素養(yǎng)培養(yǎng)的教學(xué)設(shè)計

水泥混凝土配合比設(shè)計試驗(yàn)課程將工程師職業(yè)素養(yǎng)培養(yǎng)融入教學(xué)內(nèi)容，將知識傳授與價值引領(lǐng)相結(jié)合。結(jié)合水泥性能試驗(yàn)，采用案例教學(xué)方式，選取與知識點(diǎn)緊密結(jié)合的代表性案例，如已查明原因的工程事故案例，加強(qiáng)學(xué)生對嚴(yán)格控制材料質(zhì)量重要性的理解，杜絕不合格材料的使用和以次充好、偷工減料的行為，塑造未來工程師良好的工程倫理道德觀和價值觀。教學(xué)過程中，反復(fù)提醒學(xué)生要重視人身安全、儀器操作安全及水電安全，從而使學(xué)生形成安全意識和責(zé)任意識。規(guī)范實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目操作、實(shí)驗(yàn)報告撰寫，強(qiáng)調(diào)如實(shí)記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，一旦發(fā)現(xiàn)抄襲或編造實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的行為，將扣除相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)報告得分，培養(yǎng)學(xué)生的規(guī)范意識。工程師職業(yè)素養(yǎng)培養(yǎng)與課程教學(xué)內(nèi)容融合的教學(xué)設(shè)計見表2。

（二）科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的教學(xué)設(shè)計

借助在線投票小程序現(xiàn)場投票，加深學(xué)生對調(diào)查和實(shí)驗(yàn)等研究方法的理解?；诰C合設(shè)計類實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，將問題分析、實(shí)驗(yàn)方案構(gòu)思與設(shè)計（如單因素變量法、正交實(shí)驗(yàn)法）融入教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生主動運(yùn)用科學(xué)方法解決實(shí)際問題的能力。例如，在普通水泥混凝土配合比設(shè)計試驗(yàn)中，要求學(xué)生自主完成初步配合比計算，從而培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考能力。在大流動性配合比設(shè)計試驗(yàn)中，為學(xué)生提供多種不同性能參數(shù)的原材料，要求學(xué)生自主完成資料查找和配合比設(shè)計，達(dá)到培養(yǎng)其科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力的目的。在實(shí)驗(yàn)操作后，對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、誤差來源、消除粗大誤差或減小誤差的方法等問題進(jìn)行討論，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。同時，鼓勵學(xué)生在實(shí)驗(yàn)后，針對實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程或方法提出建議，進(jìn)一步培養(yǎng)創(chuàng)新能力。

科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力培養(yǎng)與課程教學(xué)內(nèi)容融合的教學(xué)設(shè)計見表3。

（三） “誠信、友善、互助、合作”價值觀培養(yǎng)的教學(xué)設(shè)計

課程通過完善實(shí)驗(yàn)評分制度和成績考核體系來培養(yǎng)學(xué)生的誠信精神。實(shí)驗(yàn)過程中，材料的非均質(zhì)性、儀器設(shè)備問題、操作偶然性等原因可能會使實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)產(chǎn)生離散性。對學(xué)生始終強(qiáng)調(diào)如實(shí)記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。在實(shí)驗(yàn)報告評分時，只要數(shù)據(jù)在合理范圍內(nèi)，并能正確解釋數(shù)據(jù)偏差的原因，學(xué)生的該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)就可以得分。這樣的評分方法，可有效避免學(xué)生為得高分而編造或抄襲數(shù)據(jù)，從而培養(yǎng)學(xué)生的誠信品質(zhì)。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，利用分組實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目培養(yǎng)學(xué)生“友善、互助、合作”的價值觀。多項(xiàng)教學(xué)內(nèi)容以小組進(jìn)行，每組2～5人不等。采用學(xué)生自由分組、現(xiàn)場抽簽、異質(zhì)分組（按照性別、民族、班級等差異分組）等多種方式，使每個學(xué)生盡可能多地與其他學(xué)生搭檔。在實(shí)驗(yàn)過程中，讓學(xué)生體會自己擅長的角色（如小組長、記錄者、操作者、觀察者等），分組后，對組內(nèi)每個學(xué)生的具體任務(wù)進(jìn)行引導(dǎo)，必要時由教師分配任務(wù)。

大流動性混凝土配合比設(shè)計試驗(yàn)采用“組內(nèi)合作、組間競爭”的小組合作競賽模式[14]，以小組合作學(xué)習(xí)法促使學(xué)生切實(shí)參與和投入到學(xué)習(xí)中。學(xué)習(xí)任務(wù)的完成包括3個階段：第一階段為課前自主學(xué)習(xí)，強(qiáng)調(diào)小組成員課前查閱資料后溝通并分享信息的能力;第二階段為實(shí)驗(yàn)課，每組學(xué)生需要向其他小組講解配合比設(shè)計思路并回答相應(yīng)問題，不同小組間的信息相互分享和補(bǔ)充，并以分工和合作的方式完成混凝土的試拌、性能測試或配合比調(diào)整和試件成型;第三階段為實(shí)驗(yàn)報告完成階段，由小組成員在課后討論、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并完成實(shí)驗(yàn)報告。小組合作學(xué)習(xí)的成效在課程考核中予以重點(diǎn)考慮。競賽的評分標(biāo)準(zhǔn)和各小組得分及時公開，為大家營造公開、公正的良性競爭環(huán)境和氛圍，進(jìn)一步加強(qiáng)誠信品質(zhì)培養(yǎng)。“誠信、友善、互助、合作”的價值觀培養(yǎng)與課程教學(xué)內(nèi)容融合的教學(xué)設(shè)計見表4。

三、思政教學(xué)成效分析

課程思政建設(shè)是課程德育功能的重要組成，是立德樹人根本任務(wù)的具體落實(shí)，其影響深遠(yuǎn)，意義重大?；谏鲜鰧φn程思政元素的分析和教學(xué)設(shè)計，通過在開課過程中的實(shí)踐，在教學(xué)效果和學(xué)生學(xué)習(xí)成效方面產(chǎn)生以下效果：

（1）學(xué)生對實(shí)驗(yàn)課程的重視程度提高。主要表現(xiàn)在課前預(yù)習(xí)的學(xué)生數(shù)量增多，課堂上玩手機(jī)游戲、刷朋友圈等現(xiàn)象基本消失。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課上更主動地觀察和分析材料性能，切實(shí)理解材料在工程中的作用與重要性。通過責(zé)任意識和規(guī)范意識培養(yǎng)，學(xué)生對待自己的測試結(jié)果和實(shí)驗(yàn)報告更加嚴(yán)謹(jǐn)和認(rèn)真。

（2）學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和參與度提高。采用小組合作競賽模式學(xué)習(xí)大流動性混凝土配合比設(shè)計試驗(yàn)時，教師由指導(dǎo)變引導(dǎo)，學(xué)生在集體榮譽(yù)感和責(zé)任感的激勵下，參與資料查閱、初步計算、實(shí)踐操作等環(huán)節(jié)，主動學(xué)習(xí)的積極性得到提高。同時，借助在線投票等小測驗(yàn)或問卷調(diào)查有效促進(jìn)學(xué)生的參與積極性。實(shí)驗(yàn)后的測試結(jié)果討論環(huán)節(jié)則可提高學(xué)生的注意力。

（3）學(xué)生間的合作和交流得到有效促進(jìn)。改革后課程更注重師生互動。通過分組實(shí)驗(yàn)，鼓勵小組內(nèi)學(xué)生間的合作與交流。在小組合作學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生除完成自己的任務(wù)，必須與組內(nèi)成員合作，才能完成整個實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目并獲得理想的成績。同時，在課下的自主學(xué)習(xí)過程中，有更多學(xué)生通過微信、電話等方式向教師提問，師生間的溝通交流明顯增多。2020年疫情居家學(xué)習(xí)期間，這一實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目更好地聯(lián)系了分散在全國各地的學(xué)生。課程結(jié)束后的問卷調(diào)查顯示，2019年近2/3的學(xué)生認(rèn)為這一項(xiàng)目有效促進(jìn)了他們的合作與交流，2020年這一比例超過80%（圖1）。

（4）學(xué)生對土木工程材料的興趣提升，在分析問題、解決問題的過程中創(chuàng)新能力有所顯現(xiàn)。完成實(shí)驗(yàn)課學(xué)習(xí)的學(xué)生對參加材料類科技競賽更加積極，主動聯(lián)系指導(dǎo)教師，并能將理論課程和實(shí)驗(yàn)課程學(xué)到的知識、理論、方法等應(yīng)用于競賽。

四、結(jié)語

水泥混凝土配合比設(shè)計試驗(yàn)課程以專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)為依托，結(jié)合課程的教學(xué)內(nèi)容、特點(diǎn)及對專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的支撐作用，分析和挖掘課程蘊(yùn)含的思政要素和德育功能，并與課程教學(xué)內(nèi)容有機(jī)融合，完善課程教學(xué)設(shè)計，結(jié)合特定的教學(xué)方法與手段，以講授、討論、分組實(shí)驗(yàn)等不同方式，從職業(yè)素養(yǎng)、科學(xué)素養(yǎng)和品德修養(yǎng)方面，切實(shí)落實(shí)立德樹人的根本任務(wù)。通過課程思政建設(shè)，幫助學(xué)生樹立正確的價值觀，使其明確自己的使命擔(dān)當(dāng)，培養(yǎng)恪守原則、實(shí)事求是、創(chuàng)新進(jìn)取、追求卓越的工程師。參考文獻(xiàn)：

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Teaching practice of ideological and political education in professional experimental classes： Taking the course of mixture design of cement concrete as an example

YANG Wencui， CAI Xiaoping， ZHAO Hui， GE Yong

（School of Transportation Science and Engineering， Harbin Institute of Technology， Harbin 150090， P. R. China）

Abstract：

Professional experimental course is the effective path for students to develop comprehensive abilities and innovation ability. Taking the course of mixture design of cement concrete as an example， ideological elements including engineer professional quality， scientific literacy， creative ability and values of honesty， kindness， mutual help and cooperation were explored. Considering the teaching objectives， course content and teaching methods， the ideological elements were designed into teaching process to incorporate with the professional knowledge and skills. The teaching practice showed that students paid more attention and showed more enthusiasm to this course. Meanwhile the degree of participation of students and communication between students were improved， and enhanced the students’ interests to the civil engineering materials and the ability to analyze and solve problems.

Key words：

curriculum ideological and political education; experimental course; ideological elements; teaching design

（責(zé)任編輯 周 沫）

修回日期：2021-04-05

基金項(xiàng)目：

黑龍江省高等教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目（SJGY20190212）;哈爾濱工業(yè)大學(xué)教學(xué)發(fā)展項(xiàng)目（課程思政類）

作者簡介：

楊文萃（1981—），女，哈爾濱工業(yè)大學(xué)交通科學(xué)與工程學(xué)院副教授，博士，主要從事道路建筑材料和功能材料研究，（E-mail）yangwencui@hit.edu.cn。