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摘要:針對土木工程材料課程緒論中的土木工程材料發(fā)展和土木工程材料標(biāo)準(zhǔn)化兩項內(nèi)容,討論了課程思政元素的融入,通過課程思政教學(xué),弘揚中華民族的優(yōu)秀傳統(tǒng)文化,增強學(xué)生的民族自豪感、文化自信和社會責(zé)任感,引領(lǐng)學(xué)生樹立起崇高的職業(yè)理想。
關(guān)鍵詞:土木工程材料;課程思政;文化自信;職業(yè)理想
土木工程材料課程是土木工程專業(yè)的一門學(xué)科基礎(chǔ)類課程,通常開設(shè)在大二的春季學(xué)期。土木工程材料課程開始教學(xué)的時候,學(xué)生們已經(jīng)完成了大部分通識類課程的學(xué)習(xí),通過通識類課程的學(xué)習(xí),學(xué)生對自己的大學(xué)生身份有了很強的認(rèn)知,并且開始萌生了對未來的職業(yè)規(guī)劃,但是由于還沒有涉獵專業(yè)課,很多學(xué)生對專業(yè)的認(rèn)識還不是很清晰,尤其是對自己未來的社會責(zé)任并不是太清楚。此階段的大學(xué)生,心理處于不斷發(fā)展變化過程中,可塑性非常強,作為施教者應(yīng)該對其正確引導(dǎo),引導(dǎo)他們把自己的人生理想與國家的富強和民族的復(fù)興聯(lián)系起來,引導(dǎo)他們樹立正確的世界觀、價值觀和人生觀。既然土木工程材料課程教學(xué)處在這樣一個特殊的學(xué)生成長階段,那么這門課程就應(yīng)該責(zé)無旁貸地?fù)?dān)負(fù)起對學(xué)生的引導(dǎo)和教育工作,在課程第一講緒論的教學(xué)中,結(jié)合課程內(nèi)容適時地融入思政元素,讓學(xué)生從這門課程開始,從這門課程的第一次課開始,樹立起強烈的家國情懷和正確的職業(yè)理想。土木工程材料課程緒論內(nèi)容包括:土木工程與土木工程材料,土木工程材料分類,土木工程材料發(fā)展,土木工程材料標(biāo)準(zhǔn)化,以及本課程的性質(zhì)和任務(wù)[1]。多年的教學(xué)經(jīng)驗和大量的教學(xué)研究表明,從學(xué)生的可接受性和教學(xué)的可操作性角度來講,可以結(jié)合緒論中土木工程材料發(fā)展和土木工程材料標(biāo)準(zhǔn)化這兩個內(nèi)容進(jìn)行課程思政教育教學(xué)。
一、土木工程材料發(fā)展主題思政教學(xué)
土木工程材料是伴隨著人類社會的進(jìn)步和社會生產(chǎn)力的發(fā)展而逐步發(fā)展起來的。經(jīng)歷了從無到有,從天然材料到人工材料,從手工業(yè)生產(chǎn)到工業(yè)化生產(chǎn)等幾個階段。人類最早穴居巢處。隨著社會生產(chǎn)力的發(fā)展,人類進(jìn)入能制造簡單工具的石器、鐵器時代,便開始挖土、鑿石為洞,伐木搭竹為棚,利用天然材料建造非常簡易的房屋等土木工程。隨著對火的認(rèn)識和利用,人類開始用粘土燒制磚、瓦,用巖石燒制石灰、石膏,在我國秦漢時期,磚瓦已經(jīng)成為主要的土木工程材料,故有“秦磚漢瓦”之稱。同時,這也意味著土木工程材料由天然材料進(jìn)入了人工生產(chǎn)階段,為較大規(guī)模建造土木工程創(chuàng)造了條件。18、19世紀(jì),資本主義興起,工商業(yè)、交通運輸業(yè)等各行各業(yè)蓬勃發(fā)展,以此為契機,土木工程材料進(jìn)入了一個新的發(fā)展階段。鋼材、水泥、混凝土等的相繼問世,一方面打破了傳統(tǒng)材料的某些限制,使建筑向高層、大跨度發(fā)展有了可能;另一方面,新材料的性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)材料,使土木工程更加堅固、耐久。這是土木工程材料發(fā)展史上的一次大革命,為現(xiàn)代土木工程建設(shè)奠定了良好的基礎(chǔ)。進(jìn)入20世紀(jì)以后,土木工程材料不僅性能和質(zhì)量在不斷改善,而且品種也在不斷增加,先后出現(xiàn)了一大批具有特殊功能的新型土木工程材料,如絕熱材料、吸聲隔聲材料、防水材料、裝飾材料等等,這些材料的出現(xiàn),使建筑物的功能和外觀發(fā)生了根本性的變化。21世紀(jì)土木工程材料將向著輕質(zhì)高強、耐久性、功能性、智能化的高性能材料和環(huán)保型綠色材料的方向發(fā)展[1]。
(一)中國傳統(tǒng)土木工程材料
通常來說,中國傳統(tǒng)土木工程材料有土、木、石、磚和瓦五大類[2],這五種材料在土木工程材料發(fā)展過程中占有極其重要的位置。木結(jié)構(gòu)建筑是中國古典建筑的精華,代表著中國古建筑的輝煌。木結(jié)構(gòu)建筑的核心是其內(nèi)部的木質(zhì)承重骨架,這個骨架由卯榫契合而成,堅固耐久,并從建筑內(nèi)部延伸到建筑外部,產(chǎn)生獨特的建筑美。傳統(tǒng)的木結(jié)構(gòu)建筑支承結(jié)構(gòu)與墻體分離,墻體只起到分隔和圍護的作用,墻體多為夯土或木材[3]。位于山西省的應(yīng)縣木塔是我國現(xiàn)存的最高最古老的純木結(jié)構(gòu)塔式建筑,應(yīng)縣木塔是中國古建筑的瑰寶,也是世界木結(jié)構(gòu)建筑的典范。中國古代工匠在長期的工程實踐中,將木結(jié)構(gòu)建筑做到了極致,創(chuàng)造了許多木結(jié)構(gòu)建筑的經(jīng)典元素,例如斗拱。斗拱用于連接梁柱,在梁柱之間起到承上啟下傳遞荷載的作用,斗拱制作精巧,造型獨特,具有優(yōu)良的力學(xué)性能和很高的審美價值,是中國古代工匠智慧的結(jié)晶[4-5]。這一經(jīng)典元素在現(xiàn)代建筑設(shè)計中也不乏精彩運用,例如,2010年上海世博會中國館的整體建筑形象,就充分彰顯了斗拱的神韻(見圖1),層層疊疊的斗拱成就了極具震撼力的“東方之冠”,如圖2所示。生土建筑應(yīng)是最早出現(xiàn)的建筑形式,在商代遺跡中便有存留[6]。窯洞是生土建筑的主要類型之一,是我國西北黃土高原地區(qū)的傳統(tǒng)民居建筑類型[7]。在黃土高原地區(qū),黃土層非常厚,有的厚達(dá)幾十米,勤勞智慧的陜北人民因地制宜,就地取材,巧妙地利用當(dāng)?shù)氐匦危彾炊?,如圖3所示。窯洞建筑取自自然,融于自然,獨特的建造形式形成了濃厚的地域特色[8],積淀了古老深厚的黃土地文化。石、磚和瓦類傳統(tǒng)土木工程材料在中國傳統(tǒng)建筑中也大放異彩,石材可以粗獷豪放,又可以被打磨雕琢得精致華麗;磚的特殊質(zhì)感和顏色賦予了建筑古色古香的氣息,經(jīng)過幾千年的實踐,中國工匠發(fā)明了很多種實用美觀的砌筑樣式,讓樸素的磚砌體散發(fā)著獨特的工藝美感;瓦類材料由泥土制成,不論是流光溢彩的琉璃瓦還是樸素?zé)o華的小青瓦,總能讓人感受到泥土的芬芳,同時,不論是哪一種瓦,假以工匠的巧手,總能排列出錯落有致的層次,呈現(xiàn)出有條不紊的秩序,這種條理性和有序性正是中國傳統(tǒng)建筑的重要氣質(zhì)所在。傳統(tǒng)的土木工程材料主要來自于自然,體現(xiàn)著人與自然之間質(zhì)樸和諧的關(guān)系[9],中國工匠在傳統(tǒng)材料的開發(fā)和使用過程中,不斷積累知識,總結(jié)經(jīng)驗,開拓創(chuàng)新,創(chuàng)造出了一個又一個中國建筑史乃至世界建筑史上的經(jīng)典。認(rèn)識和了解土木工程材料發(fā)展過程中中華民族所取得的輝煌成就,對于增強當(dāng)代大學(xué)生的民族自豪感和文化自信大有裨益。
(二)土木工程材料發(fā)展趨勢
土木工程材料的發(fā)展趨勢具有智能化、高性能化、復(fù)合化及綠色化等特點,其中綠色化是土木工程材料發(fā)展的重中之重。材料工業(yè)是消耗自然資源和能源的大戶,土木工程材料在生產(chǎn)和使用過程中可能對環(huán)境造成不利的影響。例如,生產(chǎn)水泥要消耗大量石灰和粘土等天然資源,還要消耗大量電力和煤炭;同時,每生產(chǎn)1t水泥將約有1t的CO2向外排出,水泥工業(yè)CO2排放量約占全球CO2總排放量的7%[10],2019年中國水泥產(chǎn)量達(dá)到23.3億t,占全球水泥總產(chǎn)量的57%,已連續(xù)20多年居世界首位[11],可見,我國每年水泥生產(chǎn)造成的CO2排放量非常之大,CO2的大量排放,能夠?qū)е聹厥倚?yīng),引起氣候變暖;另外,水泥生產(chǎn)還會排放出大量粉塵和其他有害氣體,這些都將對人類的生存環(huán)境造成極大的威脅。隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展,工業(yè)固體廢棄物的堆存量逐年增加,堆存這些廢棄物會占用土地,污染環(huán)境,因此,工業(yè)固體廢棄物的資源化,對于工農(nóng)業(yè)發(fā)展及人類的生存環(huán)境都有著直接的影響,大量研究表明,制備土木工程材料是綜合利用工業(yè)固體廢棄物的重要途徑之一??梢岳霉I(yè)廢渣類材料,如粉煤灰、礦渣及尾礦等制備膠凝材料,還可以利用此類廢棄物生產(chǎn)磚、砌塊及板材等制品。土木工程材料用量巨大,所以工業(yè)固體廢棄物能夠在土木工程材料領(lǐng)域得到利用,可以大大提高固廢的資源化力度,同時也有助于實現(xiàn)土木工程材料生產(chǎn)的綠色化和節(jié)能化。隨著工業(yè)固體廢棄物資源化技術(shù)的不斷進(jìn)步,將會有越來越多的環(huán)境友好型土木工程材料出現(xiàn)。作為土木工程專業(yè)的學(xué)生,應(yīng)該了解土木工程材料的發(fā)展趨勢,尤其要了解土木工程材料發(fā)展過程中存在的問題,牢固樹立可持續(xù)發(fā)展理念,具備強烈的使命感和責(zé)任感,認(rèn)識到土木工程材料的發(fā)展不應(yīng)該以環(huán)境為代價,而應(yīng)該珍惜大自然贈予人類的綠水青山,盡量減少地球的負(fù)荷,與自然生態(tài)系統(tǒng)協(xié)調(diào)共生。
二、土木工程材料標(biāo)準(zhǔn)化主題思政教學(xué)
土木工程材料品種繁多,性能各異,價格相差懸殊,而且用量巨大,因此,正確選擇和合理使用土木工程材料,對土木工程的安全、適用、美觀、耐久及經(jīng)濟都有著重大的意義。為保證土木工程材料的質(zhì)量,并能科學(xué)合理地使用土木工程材料,世界各國均采用標(biāo)準(zhǔn)化管理,即通過制定相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)范土木工程材料的生產(chǎn)及使用。土木工程材料的標(biāo)準(zhǔn),既是企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品的技術(shù)依據(jù),也是供需雙方對產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行驗收的重要依據(jù)[1]。我國的標(biāo)準(zhǔn)分為國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)四級,各級標(biāo)準(zhǔn)分別由相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)化管理部門批準(zhǔn)并頒布。國家標(biāo)準(zhǔn)是由國家標(biāo)準(zhǔn)局的全國性的指導(dǎo)技術(shù)文件。國家標(biāo)準(zhǔn)有強制性標(biāo)準(zhǔn)(代號GB)和推薦性標(biāo)準(zhǔn)(代號GB/T)。行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也是全國性的指導(dǎo)技術(shù)文件,是各行業(yè)(或主管部門)為了規(guī)范本行業(yè)的產(chǎn)品而制定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),由主管生產(chǎn)部門,如建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(代號JC)、建工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(代號JG)、交通行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(代號JT)等。地方標(biāo)準(zhǔn)是地方主管部門的地方性指導(dǎo)技術(shù)文件(代號DB),適于在該地區(qū)使用。企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是由企業(yè)制定的指導(dǎo)本企業(yè)生產(chǎn)的技術(shù)文件(代號QB),僅適用于本企業(yè)。我國的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)全稱由標(biāo)準(zhǔn)名稱、標(biāo)準(zhǔn)代號、標(biāo)準(zhǔn)編號和批準(zhǔn)年份等組成[1],部分技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)如圖4所示。世界各國均有自己的標(biāo)準(zhǔn),如美國的“ASTM”標(biāo)準(zhǔn)、德國的“DIN”標(biāo)準(zhǔn)、英國的“BS”標(biāo)準(zhǔn)、日本的“JIS”標(biāo)準(zhǔn)等。另外,還有在世界范圍統(tǒng)一使用的“ISO”國際標(biāo)準(zhǔn)[1]。技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不是一成不變的,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展及大量工程實踐的展開,技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)需要不斷進(jìn)行修訂,以適應(yīng)工程技術(shù)的發(fā)展需求。
(一)增強標(biāo)準(zhǔn)化意識
技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展與科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步息息相關(guān),一方面,技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)以科學(xué)技術(shù)和工程實踐經(jīng)驗的綜合成果為基礎(chǔ);另一方面,技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的實施能夠促進(jìn)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,同時,科學(xué)技術(shù)在發(fā)展的過程中將會促進(jìn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的不斷改進(jìn)和修訂。通過土木工程材料標(biāo)準(zhǔn)化這部分內(nèi)容的學(xué)習(xí),應(yīng)該讓學(xué)生了解什么是技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、為什么要遵守技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、我國技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的分級及我國技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)名稱的認(rèn)讀等等問題,同時還應(yīng)該了解一些其他國家常用的土木工程材料相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。教學(xué)過程中,應(yīng)該重點強調(diào)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)在土木工程材料領(lǐng)域的重要性和權(quán)威性,應(yīng)該讓學(xué)生了解,技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是工程技術(shù)人員需要終身學(xué)習(xí)的寶典,是學(xué)習(xí)專業(yè)知識、從事科學(xué)研究及參與工程實踐所需要遵循的法條,教導(dǎo)學(xué)生一定要養(yǎng)成認(rèn)真研讀技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的習(xí)慣,認(rèn)識到遵守各級技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是重要的職業(yè)操守,在專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域中要按照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)做事這點毋庸置疑。舉例———混凝土物理力學(xué)性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)(GB/T50081-2019)?!痘炷廖锢砹W(xué)性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T50081-2019)是一部中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)名稱為“混凝土物理力學(xué)性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)”,標(biāo)準(zhǔn)代號為“GB/T”,標(biāo)準(zhǔn)編號為“50081”,標(biāo)準(zhǔn)年號為“2019”。本標(biāo)準(zhǔn)是在對《普通混凝土力學(xué)性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)(GB/T50081-2002)》修訂的基礎(chǔ)上完成的,本次一共修訂了15項內(nèi)容,其中有對GB/T50081-2002技術(shù)內(nèi)容的修改和完善,同時也增加了很多新的技術(shù)內(nèi)容。本標(biāo)準(zhǔn)的主要技術(shù)內(nèi)容有:1.總則;2.術(shù)語和符號;3.基本規(guī)定;4.試件的制作和養(yǎng)護;5.抗壓強度試驗;6.軸心抗壓強度試驗;7.靜力受壓彈性模量試驗;8.泊松比試驗;9.劈裂抗拉強度試驗;10.抗折強度試驗;11.軸向拉伸試驗;12.混凝土與鋼筋的握裹強度試驗;13.混凝土粘結(jié)強度試驗;14.耐磨性試驗;15.導(dǎo)溫系數(shù)試驗;16.導(dǎo)熱系數(shù)試驗;17.比熱容試驗;18.線膨脹系數(shù)試驗;19.硬化混凝土密度試驗;20.吸水率試驗。標(biāo)準(zhǔn)中前5項是土木工程專業(yè)學(xué)生在本科階段的土木工程材料理論課和實驗課的學(xué)習(xí)過程中能夠涉獵到的內(nèi)容,結(jié)合“土木工程材料標(biāo)準(zhǔn)化”的內(nèi)容讓學(xué)生提前了解該標(biāo)準(zhǔn),一方面有助于學(xué)生對技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的深入理解,另一方面可以為后續(xù)的學(xué)習(xí)做一定的準(zhǔn)備。通過土木工程材料標(biāo)準(zhǔn)化的教學(xué),牢固樹立起學(xué)生的標(biāo)準(zhǔn)化意識,培養(yǎng)其工程素養(yǎng),養(yǎng)成良好的職業(yè)道德。
(二)樹立職業(yè)理想
技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展水平是國家科技發(fā)展水平的重要標(biāo)志,技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)既是科技發(fā)展的成果,又是科技發(fā)展的推動力。無論何種產(chǎn)業(yè),當(dāng)技術(shù)進(jìn)步使規(guī)模化成為可能時,技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)就會作為實施規(guī)模化生產(chǎn)經(jīng)營的必要工具出現(xiàn),也就是說,技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的出現(xiàn)是依托科技發(fā)展到規(guī)?;笊a(chǎn)后的經(jīng)濟社會需求而產(chǎn)生的,一旦產(chǎn)生就會帶動科技研發(fā)活動的投入,繼而出現(xiàn)新技術(shù)和新工藝的應(yīng)用和推廣,并能提高科技成果的轉(zhuǎn)化水平。在此過程中,技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與科學(xué)技術(shù)互動提升,同時,技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定及修訂是科技研發(fā)的重要成果。隨著知識經(jīng)濟時代的到來,世界范圍內(nèi)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)競爭越來越激烈,誰制定的標(biāo)準(zhǔn)為世界所認(rèn)同,誰就會從中獲得巨大的市場和經(jīng)濟利益。因此,世界各國都在加大力度進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化戰(zhàn)略研究,試圖在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的競爭中掌握主動。技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是科學(xué)技術(shù)發(fā)展和工程實踐的產(chǎn)物,是工程建設(shè)成功經(jīng)驗的集合,每一位科研工作者和工程技術(shù)人員都是本領(lǐng)域技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行者,同時也可以成為本領(lǐng)域技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定者。為此,科技工作者不僅應(yīng)該具有足夠的學(xué)術(shù)儲備,而且還應(yīng)該具備高度的社會責(zé)任感和深厚的家國情懷,依托自己強大的學(xué)術(shù)研究和工程實踐背景,不斷探索本專業(yè)的科技前沿,掌握先機和主動,制定出適應(yīng)國家建設(shè)發(fā)展的各級標(biāo)準(zhǔn),并力爭讓越來越多的中國標(biāo)準(zhǔn)被世界認(rèn)同。大學(xué)生終將是明天的專業(yè)技術(shù)人才,每一位大學(xué)生都應(yīng)該有遠(yuǎn)大的職業(yè)理想,努力學(xué)習(xí),不斷積累,勇于擔(dān)當(dāng),爭取在未來的職業(yè)生涯中為國家做出較大的貢獻(xiàn)。
三、結(jié)束語
良好的開始是成功的一半,緒論是土木工程材課程的第一課,應(yīng)緊緊圍繞課程內(nèi)容,弘揚中華民族的優(yōu)秀傳統(tǒng)文化,增強學(xué)生的民族自豪感和文化自信,加深學(xué)生的家國情懷和社會責(zé)任感,使其樹立起崇高的職業(yè)理想,為其今后的學(xué)習(xí)和發(fā)展起到積極的引領(lǐng)作用。
作者:程云虹 李慎剛 康玉梅 單位:東北大學(xué)資源與土木工程學(xué)院
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