格物致工，匠心绘图

--《工程图学概论B》课程思政示范案例

一、课程简介

《工程图学概论B》是土木与交通 学院开设的专业基础必修课，面向全校土木、水利、地质、材料、环境等20余个土木、水利类专业学生，共计48学时。本课程一门研究用投影法解决空间几何问题，培养学生空间想象能力、识图和绘图能力、研究工程图样表达与技术交流的工科基础课程。该课程理论体系严谨，以图形表达为核心，以形象思维为主线，通过工程图样与形体建模培养学生工程设计与表达能力，是增强工程素质，增强创新意识的知识纽带与桥梁。主要内容包括：绪论，制图基本知识、基本技能及工程规范，点、直线、平面的投影，投影变换、立体、平面截切立体、两立体相交、轴测投影、组合体的投影、工程形体的表达方法、标高投影、尺规绘图基本技能，绘图软件绘图以及三维形体建模。

二、课程目标

（一）知识目标：

（1）投影理论基础：掌握点、线、面、基本立体及截交相贯的投影原理与方法。

（2）构型与表达基础：掌握组合体、轴测图等的表达方法。

（3）工程制图规范：熟悉《技术制图》等国家标准的基本规定。

（4）专业绘图入门：了解土建类工程的图样特点与基本要求

（二） 能力目标：

（1）空间思维能力：培养将二维图形与三维空间形体相互转换的形象思维与逻辑分析能力。

（2） 仪器与徒手绘图能力：掌握使用绘图工具和徒手绘制草图的基本技能。

（3）专业图样识读与绘制能力：能够阅读和绘制中等复杂程度的零件图与装配图。

（4）工程规范应用能力：在绘图中贯彻国家标准，培养标准化意识和严谨认真的工作态度。

（三） 思政目标：

（1）厚植家国情怀与工匠精神。

（2）确立辩证思维与科学观。

（3）恪守规范意识与职业道德。

（4）坚定创新意识与文化自信。

三、课程思政案例

组合有道，筑梦为桥——从赵州桥到现代拱桥的构型智慧与文化传承

（一）案例介绍

1．背景介绍：

“组合体”章节旨在培养学生分解与表达复杂形体的空间思维与构型能力。传统教学常使用抽象模型，虽能传授知识，但缺乏工程背景与人文温度，难以激发学生探究“为何组合”及“如何优化”的深层主动性。

2．案例分析：

在讲授“形体分析法”时，以赵州桥为例，引导学生将其分解为主拱券、小腹拱等基本形体，并重点剖析“敞肩拱”这一对实体拱券的创造性“切割”。教师不仅需讲解其在减重、泄洪方面的技术优势，更应引申出古代工匠在资源约束下的极致创新与系统优化思维。学生通过绘制分解示意图，可深刻领悟：优秀工程构型源于对整体与局部关系的深刻洞察与主动塑造。

（二）案例适用章节

该案例适用于《组合体的形体分析》章节。

（三） 课程思政教学设计

1．课前导入：

课前，在学习通发布预习资料：包括赵州桥与朝天门长江大桥的对比图文、拱桥结构演变短片，并设思考题：“这两座桥可拆解为哪些基本几何形体？古代‘切’出小拱洞与现代‘拼接’钢桁架，在思维方法上有何异同？”引导学生用文字或草图分享初步见解，并相互浏览。

2．课中实施：

（1）由形入理——解构赵州桥，领悟“切割”中的匠心与系统思维

教师现场“切割”赵州桥模型，演示如何通过切出腹拱形成敞肩造型，并引导学生分析其减重、泄洪等综合效益。进而提问：“为何古人放弃简单实体拱，选择挑战此复杂构造？”启发学生理解其背后追求整体最优的系统优化思维。最后点睛：“这一‘刀’是思想的飞跃，体现了在约束下追求极致与和谐的匠心，启示我们：优秀工程源于对整体与局部的深刻洞察与主动塑造。”

（2）由古通今——析解现代桥，掌握“综合表达”与传承中的创新

转向重庆朝天门长江大桥的钢桁架节点案例，引导学生观察其模型中叠加、相贯等复杂构型。

随后，将节点的传统二维施工图与其BIM三维模型并置对比。教师阐释：BIM实现了从“静默图纸”到“智能模型”的跨越，但其底层逻辑仍建立在正投影理论之上。由此点明：“工具在进化，但基于投影的空间逻辑、对力与美的追求，以及通过优化组合解决复杂问题的创新内核，始终未变——我们正用当代工具，续写新的工程传奇。”

（3）由知到行——“我心中的桥”构型创意工坊

发布小组挑战：为“未来溪流”设计一座概念桥墩或小型桥涵，要求运用至少两种组合体构型方法，并兼顾结构合理。

小组快速讨论后，于白纸或平板上绘制设计草图的主视图与侧视图。

邀请1-2个小组进行1分钟简短分享，展示草图并阐述设计思路。

（4）总结升华——从组合形体到构筑人生

教师进行课程总结：希望大家不仅能绘制好图纸上的组合体，更能规划并构建好自己作为卓越工程师的‘人生组合体’。”

3．课后总结：

该案例具有强烈的文化认同感和工程震撼力，思政脉络（传承-创新-责任）清晰，与专业知识链条（分析-表达-设计）贴合紧密。“创意工坊”环节有效活跃了课堂气氛，提升了高阶思维能力。

（四） 案例特色与创新

1．特色：实现了“工程载体、文化叙事与思维训练”的三重融合

本案例以“拱桥”为纽带，构建贯通古今的教学情境。通过从赵州桥的“古代匠心”到现代大桥的“当代创新”的剖析，系统覆盖从形体分析到综合表达的核心技能，并让文化自信、工匠精神与科技报国的价值引领，在知识探究中自然涌现，实现了“如盐入水”的育人效果。

2．创新：

案例采用了“历史原型解析（知原理）→ 当代技术对比（见发展）→ 未来概念设计（勇创新）”的递进式教学设计。这一结构模拟了工程师“继承-理解-创新”的思维成长路径，使思政目标（如传承、担当）与专业能力目标（如分析、设计）在每个教学环节中同步达成、相互强化。

基准点中的匠心筑基——从港珠澳大桥工程看“点的投影”与职业精神

（一）案例介绍

1．背景介绍：

港珠澳大桥的建设面临海域精准对接的挑战，其关键在于空间基准点的高精度确立与传递。每个关键控制点的三维坐标，需通过严密测绘与投影计算，转换为统一的施工平面与高程基准。这一“由空间到平面”的精密投影过程，最终保障了沉管隧道与桥梁墩柱的毫米级精准对接，成就了“海上长虹”的工程奇迹。

2．案例分析：

首先，它深刻阐释了“点”作为空间根基的科学意义与工程价值，任何复杂形体都由点构成，点的定位精度直接决定整体工程的成败，从而引导学生夯实基础、理解根本。其次，它凝练了立足岗位、精益求精的职业品格与家国情怀。此案例将大国工程、基础理论与职业伦理无缝链接，使学生在掌握“点”的投影知识的同时，深刻领悟夯实基础、严谨负责、胸怀全局的工程素养与价值追求。

（二）案例适用章节

该案例适用于《点的投影》章节。

（三） 课程思政教学设计

1．课前导入：

播放港珠澳大桥航拍短片，展示其跨海联岛、桥隧精准对接的宏景。随即聚焦于布满控制点的大桥施工总平面图，向学生提问：“在无垠大海上，如何将万吨桥墩、百米沉管精准‘固定’于预设位置？空间定位的源头何在？”答案正藏于图中微小的控制点——其三维坐标需通过严谨的图形学方法转换为施工二维指令，即“点的投影”。由此，将工程奇迹感转化为对基础知识的求知欲。

2．课中实施：

（1）知识讲授与原理演示：

系统讲解点的三面投影规律，利用三维动画，动态演示一个空间点（A）如何通过正投影法，分别在水平投影面（H）、正立投影面（V）、侧立投影面（W）上得到其唯一对应的投影点（a, a', a''）。强调“长对正、高平齐、宽相等”这一核心法则，是保证空间位置在图纸上被唯一、准确描述的根本保证。

（2）案例深化与工学结合：

将港珠澳大桥的基准点P作为教学案例。其空间坐标（Xp, Yp, Zp）需转化为二维投影：H面投影p决定平面施工位置（Xp, Yp）；V面投影p'控制高程（Zp）。通过多面投影的相互制约，才能在无垠海上建立起精确统一的空间坐标系，使万千后续施工点“有据可依”。这让学生直观理解：点的投影是工程测量的图形学基础与核心语言。

（3）思政提炼与价值引领：

将港珠澳大桥基准点的测量案例融入教学：测量团队为保障其稳定需长期反复观测，这启示学生，绘制每个点的投影都须规范、精准、耐心，将“零误差”追求化为习惯，诠释工匠精神。一个基准点凝聚整个团队的协作，是共同的“公约数”，它表明个人工作必须符合统一规范，才能融入集体、支撑伟业，由此培养责任意识与协作精神。无数此类基础而关键的“点”，夯实了超级工程的基石，使学生领悟：学好基础知识、练就过硬本领，即是建设祖国的报国方式，自然升华家国情怀。

3．课后总结：

本教学设计通过“情境-原理-案例-价值-实践”的闭环，力求使“点的投影”这一基础知识点，成为培养学生工匠精神、责任担当与家国情怀的有效载体。

（四） 案例特色与创新

1．特色

创设逆向认知情境：从港珠澳大桥海上定位等国家工程难题出发，逆向推导“点的投影”等基础原理，使知识学习成为解锁重大挑战的钥匙，激发学生的使命感与深层动力。

构建价值内化路径：将“绘图必须精确”等技术规范，与“数据终身负责”的职业伦理、服务国家的责任担当自然衔接，使价值引领如盐在水，让学生在专业技能学习中自觉体悟严谨、忠诚与奉献的工程精神。

2．创新：

一是“以终为始”的教学逻辑，从国家超级工程港珠澳大桥的终极精度要求逆向追溯至“点的投影”基础理论，将知识学习重构为破解重大挑战的使命驱动过程。二是构建“规范-伦理-价值”三层融合机制，使严谨的技术规范自然生发出职业伦理与家国情怀，实现价值引领的内生与深化。

“剖”开表象见真章——剖面图与工程安全的“生命线”

（一）案例介绍

1．背景介绍：

建筑工程中，构件与系统的隐蔽性本身即是风险。若关键剖面图绘制不清——如未明确加劲肋厚度、焊缝形式等核心细节，施工便可能严重偏离设计。历史上，因图纸表达不充分导致的失效事故屡见不鲜。这深刻揭示：一张不严谨的剖面图，可能成为威胁工程安全“生命线”的最脆弱一环。

2．案例分析：

在知识层面，本案例剖析了剖面图作为“设计意图唯一性表达”的刚性要求——图中的每处细节，都是向施工者发出的、不容曲解的精确指令。以“安全”为锚点，案例将绘图技能教学升华为一次深刻的工程伦理与责任感教育，使学生领悟：精湛的专业技能，是守护人民生命财产安全最坚实的防线。

（二）案例适用章节

该案例适用于《剖面图》章节。

（三） 课程思政教学设计

1．课前导入：

（1）影像对比：展示两张对比图片：一是现代化场馆光鲜的内部空间，二是其建设过程中复杂节点处钢筋、管线纷繁交织的现场特写。

（2）关键提问：提出问题：“如何将‘混乱’的现场，精准建成‘光鲜’的建筑？在浇筑覆盖前，设计师靠什么传递唯一、不可出错的指令，以确保未来使用者的绝对安全？”

（3）揭示主题：点明这份关键“指令”就是剖面图——它不仅是技术图纸，更是工程安全的“生命线”和“法律文件”，从而将学习提升到职业责任与伦理的高度。

2．课中实施：

（1）知识解析与规范奠基

讲解全剖面、阶梯剖面与局部剖面的适用场景与规范。强调剖切位置须以清晰暴露关键构造与安全薄弱环节为原则；图中所有图例、线型与标注必须严格遵循国家标准（GB），因其每处表达皆是施工的法定依据。需向学生明确：制图规范本质是工程安全共识的语言，违反规范即是在制造“模糊指令”，构成安全的首要隐患。

（2）案例深化与情境分析

展示一张存在表达缺陷的剖面图，学生分组扮演“施工图审查小组”，从安全角度找出并修正缺陷。教师引导思考：若此图流入工地，可能引发何种后果？通过角色扮演与后果推演，学生亲身体验绘图员笔下的千钧责任，深刻理解“差之毫厘，谬以千里”的工程含义，从而将“严谨”从学习要求内化为对生命负责的道德自觉。

（3）价值提炼与精神升华

围绕“一张‘安全’的剖面图应具备哪些特质？”展开讨论。引导学生总结出：技术上的100%精准、表达上的100%清晰、规范上的100%遵守。进一步阐述，这“三个100%”的背后，是精益求精的工匠精神、敬畏生命的仁爱精神、遵纪守法的契约精神。工程师的伟大，不仅在于创造奇迹，更在于用百分之百的谨慎，防范万分之一的风险。

3．课后总结：

本教学设计通过“情境冲击-案例分析-角色体验-价值辩论-实践反思”的闭环，力求将“工程安全”这一宏大主题，转化为学生在学习剖面图时可感、可知、可践行的具体责任与行动。

（四） 案例特色与创新

1．特色

首创“后果追溯”教学逻辑：从工程安全要求出发，逆向追溯至图纸表达。通过剖析因图纸缺陷可能引发的事故链，使学生深刻领悟：绘制剖面图本质是签署一份关乎生命安全的技术契约。

打造“角色承担”价值内化路径：设计“施工图审查”角色任务，让学生在模拟职业情境中查找、修正隐患。借此完成从被动听讲到主动负责的身份转变，将抽象的“严谨”规范转化为可操作的职业习惯与道德自觉，实现专业知识与伦理责任的深度融合。

2．创新：

本案例的创新在于构建了 “安全责任驱动”的反向教学设计。打破“先学绘图、后讲意义”的传统顺序，而是从工程事故的潜在后果切入，将剖面图的每一处规范要求，都直接锚定为防范安全风险的技术措施与道德律令，使严谨的绘图训练升华为一场深刻的工程伦理预演。

四、课程评价

（一）评价方式：

过程性评价：课堂表现、平时作业、课程思政专项评价、实践项目（如工程大图绘制）共占比30%，期中考试成绩占比20%。

终结性评价：期末考试占比50%。

课程思政专项评价：融入性考核，在作业、试题中设置蕴含安全、规范、责任、文化等情境的题目，评价价值内化，贯穿于上述所有环节。反思与反馈，通过短评、问卷，了解学生对工程伦理、工匠精神等价值观的认同程度。

综合评价主体：教师评价为主，结合学生互评、自我评价，形成多元视角。

（二） 评价结果：

基于上述综合评价体系，评价结果是一个多维度、动态的“教学-学习”诊断报告。

（1）帮助学生形成个性化的“能力-素养”发展画像

学生最终成绩由过程性评价（作业、项目、课堂表现）与终结性评价（考试）加权得出，客观反映其知识与技能水平。教师结合课堂观察、作业批注与项目互评，为学生提供个性化反馈，明确指出其在规范制图、空间思维、协作与严谨性等方面的优势与待改进之处。

（2）为教学提供精准的“教学效果”循证地图

通过分析学生在相关情境题、反思报告中的表现，可评估价值观内化程度。通过作业和考试的大数据分析，能清晰定位班级的共性难点，为后续教学改进提供精准靶点。

（3）推动驱动持续的“课程质量”改进闭环

结合学生期末问卷对课程案例、教学方式的反馈，与成绩分析相互印证，用于优化下轮教学的案例库、教学方法和考核重点。整个评价体系的运行效果本身也被评估，确保其持续有效地支撑课程目标与专业毕业要求的达成，有助于持续改进。

五、总结与反思

本课程以“格物致工，匠心绘图”为主线，采用 “从国家工程难题反推基础理论” 的反向设计，有效激发了学生的使命感与学习内驱力；构建 “技术规范→职业伦理→家国情怀” 的无痕融合路径，使价值引领如盐在水；建立 “知识-能力-素养”多元评价闭环，将思政目标转化为可观测、可评价的学习行为。

反思实践，仍存不足：一是思政元素与各章节知识的融合“浓度”不均衡，部分理论性章节的融合略显生硬；二是对学生价值观内化程度的评估尚存“模糊性”，难以精确测量深层认同；三是教学案例以“点状”为主，尚未建成系统化、标签化的 “课程思政案例资源库”，学生主动性挖掘不足。

针对不足，计划从三方面深化：一是开展薄弱章节的 “精细化”集体备课，从科学思维与方法论层面深化融合；二是推行 “证据导向”形成性评价，利用情境问卷与过程性行为观察，更精准追踪价值认知发展；三是系统建设数字化思政案例库，并设计“寻找身边工程密码”等实践作业，鼓励学生主动探究，构建师生学习共同体。

未来课程建设将从“探索融合”迈向 “系统提质”，让工程图学成为培养兼具精湛技艺与赤诚匠心的新时代工程师的坚实基石。

格物致知，力学筑基，笃行致远

——《理论力学》课程思政示范案例

一、课程简介

《理论力学》是我校土木工程专业核心基础课程，面向二年级学生开设，共计64学时，4学分，涵盖静力学、运动学、动力学三大核心模块，是连接数学、物理与后续专业课程的关键桥梁。课程以物体机械运动及相互作用的一般规律为研究内容，系统讲授受力分析、力系简化、平衡条件、点与刚体运动规律、动力学普遍定理等核心内容，构建工科学生必备的力学思维体系。课程注重理论的严谨性与逻辑的完整性，从基本概念的界定到定理公式的推导，再到实际问题的求解，形成层层递进的知识架构。通过课程学习，学生将掌握解决机械运动问题的基本方法，培养抽象建模、逻辑推理和定量计算能力，为后续《材料力学》《结构力学》《桥梁工程》《隧道工程》《智能建造技术》等课程的学习奠定坚实基础，同时为学生未来从事工程技术研发、科学研究等工作提供核心理论支撑和思维工具。课程教学强调“理论联系实际、思辨结合应用”，通过具象化案例拆解抽象概念，引导学生从力学视角认识客观世界的规律。

二、课程目标

（一）知识目标

1.掌握静力学中力矩、力偶等核心概念及受力分析、力系简化与平衡方程求解方法。

2.理解运动学点的运动计算、刚体运动特征，重点掌握点的合成运动分析及平面运动速度、加速度分析核心方法。

3.熟知动力学三大定理、达朗贝尔原理，能分析运动与力的关系；构建静力学、运动学、动力学的系统知识体系，明确模块逻辑关联与通用分析框架。

（二）能力目标

1.抽象建模能力：将复杂工程问题抽象为力学模型，准确提炼研究对象、受力与运动特征。

2.逻辑推理与计算能力：通过严谨的逻辑推导，运用力学原理求解问题，具备精准的计算能力。

3.方法优化与创新能力：对比不同分析方法的优劣，根据问题特征选择最优解法，具备初步的方法创新思维。

4.自主学习与协作能力：自主拓展力学知识，有效沟通、分工协作，共同解决复杂力学问题。

（三）思政目标

1.培育科学精神：通过力学理论的演进历程、科学家的探索故事，培养严谨求实、勇于探索的科学态度。

2.厚植爱国情怀：结合我国工程科技自主创新成果，激发民族自豪感与工程报国志向。

3.塑造工匠精神：通过工程案例，塑造重视细节、精益求精的工匠精神。

4.强化责任担当：引导学生认识力学知识的工程价值与社会意义，培养“科技为民、笃行致远”的社会责任意识。

三、课程思政案例

寻瞬求精力学赋能土木强国——刚体平面运动速度瞬心法的深度解析与思政融合案例

（一）案例介绍

1．背景介绍

在土木工程高质量发展进程中，从超级工程的核心设备到智能建造的前沿技术，刚体平面运动精准控制是核心技术支撑。我国自主研发的昆仑号架桥机（高铁桥梁架设核心设备）、京华号盾构机（全球最大直径隧道掘进设备），以及3D打印建筑、房屋整体平移、智能建造机器人等新技术，均需依赖平面运动构件的速度精准分析。速度瞬心法以“化繁为简”的优势，成为关键技术工具。然而，瞬心“瞬时性”“唯一性”抽象难懂，理论与工程衔接是教学难点，本案例立足瞬心法，深度对接上述自主创新成果，破解教学痛点的同时实现知识与价值双引领。

2．案例分析

本案例以“瞬心法理论解析—土木创新应用—思政元素挖掘”为核心逻辑，构建知识与价值双重引领体系。

知识层面：聚焦瞬心定义、存在性与唯一性、四种典型场景下的瞬心确定方法、架桥机车轮对应纯滚动场景，盾构管片安装机器臂对应两点速度方向场景，让抽象理论落地专业实践。

思政层面：通过自主设备与新技术激发爱国情怀；以高精度工程要求塑造工匠精神；对比瞬心法与基点法的效率，结合土木工程智造需求激发创新意识；借房屋平移保护历史建筑、3D打印助力建设，强化“科技为民”的责任担当，实现知识学习与素养培育协同推进。

（二）案例适用章节

章节名称：刚体平面运动——求平面图形内各点速度的瞬心法

章节教学目标：

知识目标：精准掌握速度瞬心的定义及瞬时平移的概念，深刻理解瞬心的存在性与唯一性，熟练掌握四种情况瞬心的确定方法，能运用瞬心法快速求解平面图形内任意点的速度，明确瞬心法与基点法的内在关联与差异。

能力目标：能将工程中的平面运动构件抽象为力学模型，运用瞬心法解决实际工程的速度分析问题，具备在复杂场景中选择最优力学分析方法的能力。

思政目标：通过工程案例感受我国科技实力，激发爱国情怀；通过高精度工程对力学计算的要求，培育严谨求实的科学精神和精益求精的工匠精神；通过方法优化过程，树立创新意识。

（三）课程思政教学设计

1．课前导入

案例引入：观看演示视频：（1）昆仑号架桥机作业（聚焦车轮运动）；（2）京华号盾构机管片安装作业（聚焦机械臂运动）。

 

 

思政元素渗透：“昆仑号架桥机、京华号盾构机均为我国自主研发，达到世界先进水平”，让学生直观感受我国科技成就，激发学习兴趣与民族自豪感。

问题：“架桥机车轮、管片安装机械臂等构件的运动属于哪种类型？如何快速高效地计算构件上各点的速度？

分组研讨：发起讨论“传统基点法计算复杂，是否有更高效的方法满足前沿工程的高效率需求，引导学生带着问题进入课堂，建立“理论服务工程”的认知。

2．课中实施

采用“现象演示—理论解析—方法探究—小组攻关—课堂小结”的五步教学法，具体环节如下：

概念具象化：从课前视频中的架桥机车轮纯滚动现象切入，提问：“车轮与路面接触点速度是多少？”结合自行车车轮滚动图片，引出瞬心定义。通过教具演示（滚动的圆盘），让学生直观观察“瞬心位置及随运动变化”的特征，破解“瞬时性”理解难点。讲解中穿插：透过现象看本质，理解“静止是相对的，运动是绝对的”辩证唯物主义观点。而且科学家正是从这种常见现象中提炼规律，最终形成科学的分析方法，这正是‘格物致知’的科学探索精神。

 

理论解析与方法对比：分步推导瞬心的存在性与唯一性：(1)假设平面图形上某点A速度为v_A，过A作v_A的垂线；(2)证明垂线上必有一点C满足v_C=v_A-ω×AC=0；(3)推导AC=v_A/ω，论证唯一性。跟随推导，进一步给出瞬心法计算速度的过程，结合速度分布图理解“瞬时转动”的概念。

 

 

对比基点法与瞬心法：基点法通用但繁琐，瞬心法在特定时刻“一击即中”。引导学生思考：“从基点法到瞬心法的优化，是科学方法的创新，更是工程师追求卓越的体现。当前我国在高端设备领域的突破，正是源于这种‘精益求精、持续创新’的精神。”

理论建模与方法探究：结合房屋平移设备车轮与打印设备机械臂，建立力学模型，绘制力学简图，讲解四种瞬心确定方法：(1)纯滚动；(2)已知两点速度方向；(3)速度平行且垂直于连线；(4)速度相等且垂直于连线（瞬时平移）。每讲解一种方法，同步展示该方法在工程中的应用场景，”精密联动寓意规则与协作，体现了工程技术中‘失之毫厘，谬以千里’的严谨性。

 

小组攻关实践：将学生分组，“结合土木智造机器（简化为平面运动构件），已知A点（末端）速度v_A=0.5m/s，机械臂角速度ω=2rad/s，求B点（关节）速度。”要求小组完成：①绘制力学模型；②确定瞬心位置（需说明方法）；③计算B点速度；④对比基点法与瞬心法的求解效率。教师巡视指导，对计算误差较大的小组，强调“在工程中，0.01m/s的速度误差可能导致工程质量问题，计算必须严谨细致，强化工匠精神。

 

 

课堂小结：梳理瞬心法知识脉络，总结核心思政启示：“严谨的理论推导是工程安全的基石，自主创新的方法是科技突破的关键，爱国情怀要落实到每一次计算中。”

3．课后总结

教学效果总结：

家国情怀显著激发：依托昆仑号架桥机、京华号盾构机等土木领域自主创新成果，学生对“基建强国”的认同感、民族自豪感及工程报国志向有效提升。

科学与工匠精神深化：通过理论推导的严谨逻辑，以及打印房屋、建筑平移等工程的毫米级精度要求，培育学生求真务实的科学态度与精益求精的工匠精神。

责任担当意识觉醒：围绕力学计算误差可能导致的隧道管片安装、桥梁架设错位等后果探讨，学生的责任意识进一步觉醒。

思政融入反思：

情感共鸣深度不足：对重大工程建设团队的奋斗历程挖掘不够，学生对家国情怀、责任担当的理解多停留在工程成果表面，未能充分内化。

协作场景思政引导欠缺：小组任务中未强化责任分担与团队协作的价值引领，而土木工程本身依赖多岗位协同，集体主义精神培育不足。

融入场景覆盖较窄：案例集中于土木高端设备与新技术领域，缺乏老旧小区改造、乡村道路建设等民生类场景，限制了学生对“科技为民”在土木领域价值的全面认知。

改进建议：

(1) 补充科研团队奋斗故事、攻坚克难短片，以具象化素材深化情感共鸣。

(2) 小组任务增设分工说明与协作，强化集体主义与责任担当培育。

(3) 拓展民生领域工程案例，拓宽“科技为民”的责任意识培育维度。

(4) 设计思政素养成长记录表，从家国情怀、科学精神、工匠精神等维度精准跟踪培育效果。

（四）案例特色与创新

1．特色

(1)载体精准具象：以我国自主创新工程为依托，将“科技强国”等思政理念与知识应用深度绑定，让家国情怀培育有场景、有共鸣，规避空泛说教。

(2)融入无痕递进：知识逻辑与思政逻辑同频共振，科学精神、工匠精神等随知识点自然渗透，无刻意“贴标签”，实现“学知”与“育德”有机统一。

(3)实践落地赋能：依托小组协作、误差分析等任务，将思政培育从认知层面推向行动层面，让学生沉浸式感悟职业责任，思政素养可感可育。

2．创新

案例设计创新：突破传统教学局限性，选取我国自主研发的重大科技设备为载体，既体现了力学理论的前沿应用价值，又通过“自主研发”的属性强化了爱国情怀的激发，案例的时代性与感染力更强。

教学逻辑创新：构建“现象—理论—方法—应用—总结”的五维教学逻辑，让学生在完整的逻辑链条中实现知识与价值的双重收获。

互动设计创新：以工程案例开展小组攻关（模拟工程师体验），课后聚焦误差分析与工程后果，推动能力与素养同步提升。将知识应用与责任意识培养相结合，实现能力与素养的同步提升。

课程评价

（一）评价方式

采用“三维一体”评价体系，全面考核学生的知识掌握、能力提升与价值塑造：

1.知识掌握（50%）：作业成绩（30%，含单元练习、随堂作业、阶段性应用习题）+课堂表现（10%，如知识问答响应、研讨参与深度、知识点运用熟练度）+学生反馈（10%，如课后知识复盘、难点提问、自我掌握情况梳理），综合评定知识理解与应用成效。

2.能力素养（30%）：课堂互动表现（5%，如协作研讨主动性、解题思路表达清晰度）+实践作业成果（25%，如小组攻关汇告）+学生自我反馈（如能力提升反思），评定建模、协作、思辨等能力。

3.思政素养（20%）：课堂表现（5%，如科技成就感悟分享、爱国情怀自然表达）+作业反思内容（10%，如对科学精神、工匠精神的自主思考）+小组协作互评（5%，如责任担当、团队配合表现），评定价值塑造成效。

（二）评价结果

课程评价显示，案例实施后各项目标达成度显著提升：知识层面，学生对瞬心法的核心知识点理解更透彻，工程场景中的应用更灵活；能力层面，工程建模、最优分析方法选择及误差分析等实践能力得到有效强化；思政层面，学生民族自豪感明显增强，对严谨科学态度与精益求精的工匠精神有了更深领悟，价值引领成效显著；整体上，学生对课程的满意度非常高，认为课程“理论深入、案例新颖、富有启发”，有效激发了学生的学习主动性，拓宽了工程视野。

五、总结与反思

本课程思政案例以《理论力学》“刚体平面运动速度瞬心法”为核心知识点，深度对接我国土木领域自主创新成果，构建“理论解析精准化、案例应用专业化、思政融入无痕化”教学模式，实现知识传授、能力培养与价值引领的有机统一。

(一)成功经验

1.理论讲解层层递进，通过“具象化—逻辑化—工程化”的路径，以房屋平移、打印建筑等场景破解瞬心法抽象难点，实现知识与专业应用深度绑定。

2.案例选取极具专业代表性，昆仑号架桥机、京华号盾构机等成果，既体现力学前沿应用，又承载爱国教育与行业素养培育，达成“学知”与“育情”同频共振。

3.互动设计贴近工程实际，以土木智造设备应用场景开展小组攻关，结合工程误差后果分析，沉浸式强化学生责任意识与工匠精神。

(二)不足之处

1.学生工程背景知识薄弱，对盾构机、架桥机结构原理理解有限，影响案例分析深度。

2.思政评价虽已量化，但行业特色指标仍需细化。

3.案例覆盖不足，低碳建筑、乡村振兴基建等领域有待拓展。

(三)后期建设

1.补充土木工程新技术设备前置视频，搭建“专业认知桥梁”。

2.依据行业特色细化思政评价指标。

3.拓展案例库，进一步拓宽学生的工程视野。

4.引入虚拟仿真技术，提升教学直观性与专业性。

未来将持续深化课程思政建设，坚守“以知识为基、以工程为媒、以价值为魂”理念，优化教学案例与方法，让《理论力学》成为培育土木学生扎实理论功底、卓越工程能力与高尚行业追求的核心载体，为我国基建强国建设输送优秀的专业人才。

力学笃行，匠心筑梦

--《工程力学》课程思政示范案例

一、课程简介

《工程力学》是我校开设的一门专业基础课，旨在研究物体在受力作用下的力学行为及其应用，共计 64 学时，4学分。同时它又是一门专业技术课，具有广泛的工程背景，是土木、地质、机械、材料等工科专业的必修课程，是连接基础科学与工程实践的桥梁。

《工程力学》融合了理论力学（静力学）与材料力学的核心内容。静力学研究刚体在力系作用下的平衡规律、力的一般性质及其合成法则。主要内容有：

（1）物体的受力分析；

（2）力系的简化；

（3）力系的平衡条件。

材料力学研究构件的强度、刚度和稳定性问题。构件安全工作时需要满足：

（1）抵抗外力而不失效的能力;

（2）具有足够的抵抗变形的能力;

（3）具有足够的保持原有平衡状态的能力。

掌握本课程的理论与方法，是后续专业课程学习不可或缺的重要工具。

二、课程目标

（一）知识目标：

（1）掌握平衡条件下计算静力学问题的方法：包括物体的受力分析、力系的简化以及平衡条件的应用。

（2）掌握杆件强度、刚度和稳定性的理论和计算：包括材料在发生轴向拉压、扭转、弯曲、剪切以及组合变形等条件下的分析和计算。

（3）理解静力学和材料力学的基本概念：如力系、力矩、力偶、应力、应变等。

（二） 能力目标：

（1）计算和分析能力：根据平衡条件熟练求解约束反力，对结构的强度、刚度以及稳定性进行合理的理论解析与量化推演。

（2） 建模和工程决策能力：从复杂的工程案例中抓住主要矛盾，抽取合理的力学模型，对工程的安全性做出合理评价，同时提出优化设计方案。

（3）认知跃迁能力：在掌握知识目标的基础上，灵活运用分析方法，提炼普遍性的规律，培养学生解决未知工程问题的思维框架。

（4） 团队协作能力：在课程实践环节中，学生需要分工完成对工程案例的深度分析，培养团队共识构建与行动协调能力。

（三） 思政目标：

（1）求真务实：从力学模型的抽取、公式的严格推导再到实验的验证，着力培养学生严谨求实、一丝不苟的科学态度。

（2）恪尽职守：筑牢“安全重于泰山”的工程伦理和职业责任感，严谨把控材料力学的强度、刚度以及稳定性计算，既是对技术的尊重，更是对人民生命财产安全的敬畏。

（3）探索创新：坚持问题导向，用真实工程场景激发探索欲望；通过联动前沿技术，拓展视野与格局；鼓励跨界融合，打破创新思维壁垒，激发学生面向未来创新思维范式。

（4）鼎力兴邦：融大国工程于课堂，让爱国情怀有具象载体，让爱国情怀有历史厚度，融价值引领于细节，让爱国情怀入脑入心，激发学生科技强国的使命感和民族自豪感。

三、课程思政案例

悬挂的文明密码---弯曲强度条件在悬空寺上的应用

（一）案例介绍

1．背景介绍：

悬空寺始建于北魏太和十五年（公元491年），位于恒山金龙峡的峭壁间，距地面约60米，是中国现存较早、保存较为完好的高空木构摩崖建筑，整体呈现出“奇、悬、妙”的特点，2010年被美国《时代》周刊选为“全球十大最奇险建筑” 。该建筑就是充分运用了本课程中的“平面弯曲强度条件”这一重要知识点。

2．案例分析：

首先是通过“悬”的错觉，远望如一幅浮雕镶嵌于刀劈般的绝壁之上，仅由数根细长的木柱支撑。这种视觉上的脆弱感，与它屹立1500多年的现实形成剧烈反差。一下子抓住了学生的好奇心和探究欲；再者是“空”的智慧，悬空寺真正的支撑是深插岩壁的横梁。古人用“半插飞梁为基，巧借岩石暗托”的智慧，完成了这场悬崖上的艺术平衡（图1）。

而“飞梁”对应于本课程中“平面弯曲构件”，通过抽取力学模型，将工程案例简化为悬臂梁，原问题就转化为用本节课授课内容，求“悬臂梁弯矩最大截面上最大正应力”以及“平面弯曲强度条件”的应用问题，而这也是本节课需要掌握的重点和难点。

该案例极大提升了学生的工程认知能力，培养了学生的建模能力和科学思维，强化了学生的民族自豪感和家国情怀。

 

图1   悬空寺

（二）案例适用章节

 本案例适用于《工程力学》第4章第4小节“梁横截面上的正应力和正应力强度条件”，本章节教学目标如下：1、掌握平面弯曲时梁横截面上的正应力公式；2、运用“平面弯曲强度条件”对生活实际和工程案例中受弯构件的合理设计进行分析，使学生知其然知其所以然；3、通过对工程案例的分析掌握如何从工程实际中抽取力学模型，培养创新型思维；4、融思政于案例，增强学生的家国情怀和民族自豪感。

（三） 课程思政教学设计

1．课前导入：

课前在班级讨论群里发布课前预习任务，引导学生课前调研山西大同悬空寺的工程案例，并针对下列问题做出思考：1.悬空寺靠什么支撑能够悬挂于峭壁？2.如何抽取其中的力学模型？抽取的力学模型是否具有合理性？3.怎样用所学理论知识解释这种想象？

2．课中实施：

（1）问悬思空：

采用“讨论式教学方法”，针对课前发布的思考题，组织学生积极回答问题，引导学生如何从本节课所学内容为突破口，极大提高了学生学习的兴趣。

（2）古梁建模：

通过工程动画的演示，更加直观的理解悬空寺的构造原理。从中抽取力学模型，将支撑悬空寺的“飞梁”简化为悬臂梁（图2），课前导入问题就转化为用本节课授课内容求“悬臂梁最大正应力”的问题。

 

图2   抽取“悬空寺飞梁”的力学模型

（3）引而不发：

采用“参与式教学方法”，学生根据课前预习所收集的悬空寺的有关资料，通过小组讨论的方式学生对悬空寺中的横梁进行定量化设计：悬臂梁长，受均布荷载，梁截面尺寸为。求解：横截面上最大的正应力。

再结合上一节所学内容，让学生破解荷载传递的密码，自行绘出“悬臂梁的弯矩图”，揭示内力传递的真相。再通过公式计算，定量分析该案例中的最大正应力（图3）。

 

图图图3  “悬空寺横梁”力学模型求解过程

此时，本节课的另一个研究重点“平面弯曲的正应力强度条件”呼之欲出，引导学生积极讨论：为了提高悬空寺的安全性和稳定性，可以采取哪些措施？

同学们依据“强度条件公式”，分别从“力学分析”方面以及“结构构造”方面纷纷发言：“改变梁的截面尺寸”、“改变梁的材料”、在固定端加斜向支撑等等解决方案。 通过“教师和学生角色主体转换”的方式，强化了学生对强度条件中各参数的理解，真正做到入脑入心。培养学生的科学思维和建模能力，工程认知能力得到加强。这也体现了本课程“以学生为中心”、“培养高阶思维能力”的教学目标。

（4）开卷求异：

采用“开放式教学方法”，引导学生进一步讨论：从力学角度分析，没有立柱的支撑悬空寺仍然安全，为何不去掉立柱？

引导学生回忆“超静定”的知识点，再从力学和建筑结合“和谐美、对称美”的角度思考中国传统建筑的美，悬空寺去掉立柱以后，虽然仍能牢固于悬崖上（图4），但失去了原有的“灵动”和“灵性”，引导学生体会我国古代建筑师的“虚实结合”建筑智慧以及工匠精神，实现“化育无形、铸魂有迹”的思政教育目标。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

图4  悬空寺去掉立柱前后对比图 

（5）拟景探真：

本节课的重点内容是“正应力”，同时也是本课程最基础和最难形象化的概念之一，为此，我们采用虚拟现实技术，通过建立悬臂梁的力学模型、赋予材料属性和边界条件。随着外力的变化，可实时显示悬臂梁受弯时的应力、变形。并可以直观形象的观察梁横截面上的应力分布特征（图5）。将无形的“正应力”转化为可视的视觉信息，更有利于学生本节课重点。现代信息技术的手段丰富了课程内容，利于学生掌握抽象的理论知识。

 

图5 采用虚拟现实技术展现悬臂梁受弯时的应力和变形

3．课后总结：

“悬空寺课程思政案例”在工程力学课程中取得了显著的教学效果，该案例紧扣课程教学目标，巧妙的将“静力学平衡”以及“材料力学中平面弯曲”的相关力学知识与古代工匠的智慧相结合，强化理论知识学习的同时，培养了学生解决工程实际的能力以及优化设计方案的能力。学生在惊叹古代工程技术成就的同时，增强了民族自豪感，自然生发出对工匠精神、文化传承的自觉认同。

后续将设计讨论专题，引导学生对比分析古今同类型工程案例，自主探讨其中的模型简化、计算分析、科学精神与人文价值。努力构建“知识、能力、价值”于一体的深度教学模式。

（四） 案例特色与创新

1．特色：

该案例不仅将抽象的“平面弯曲正应力强度条件”具象化为“悬挂的文明密码”，更成功地将力学知识的讲解与价值引领相融合。理论知识和工程实例不止局限于技术的传递，更成为文化传承的载体。通过悬空寺这一生动范例，将课程思政巧妙地融于“力学计算背后的严谨”“迁移贯通的思维”等多个环节中，赋予了课程以人文温度与精神厚度。打破了“知识”与“价值”的壁垒，使二者在具体而鲜活的工程案例中实现有机融合。

2．创新：

（1）知识传道和价值塑魂

学生对悬空寺的工程技术（如力学原理、结构安全、优化设计）有了科学认知，同时深刻体会到古代工匠的智慧、人与自然和谐共生的理念，实现工程技术与传统文化的同堂育人。

（2）引思促探和闻一知十

为“悬空寺千年不倒之谜”为核心驱动问题，通过课前调研、小组等形式，从多学科视角（工程、历史、美学）解读悬空寺，学生依托课程理论知识，通过自主拆解问题，探索计算的路径，优化分析方案。这种“做中学”实现了知识的内化，将课堂转变为“自疑自究，知行合一”的实践场所。  

四、课程评价

（一）评价方式：

为保障学生学习质量，构建了“知识、能力、素养”三位一体的综合性考评体系，以更全面地考察学生创新能力、协作能力。考评体系中各部分成绩构成如表1所示。

表1  考评体系成绩构成

 

（二） 评价结果：

（1）思政案例的有效实施，不仅没有弱化理论知识的核心目标，更成功激发了学生运用专业知识解决复杂工程问题的兴趣与能力。实现了专业知识“学得活、用得好”的预期目标。

（2）在小组讨论以及创新实践环节中，超过90%的学生能自觉加入团结协作、工程伦理以及家国情怀的思政元素。实现了课程思政“不仅追求润物细无声的融入，更要实现琢玉成器的赋能”。

（3）形成了独特的“工程与人文”融合与交互课程氛围，学生将工程师的职业角色与责任前置到后续专业课程的学习与工程决策之中。实现了《工程力学》课程“理论具象化”与“专业奠基化”的双重使命。

五、总结与反思

（1）课程思政成效

在工程力学教学改革的深化探索中，我们构建了一套系统化、可操作的课程思政实施框架。该框架以“课程思政目标”为价值引领，明确将“家国情怀、工程伦理、科学精神与工匠意识”融入教学大纲，确保价值塑造与“知识目标”和“能力目标”同向同行。

在教学理念上，我们坚定确立 “以学生为中心”的根本原则，所有的教学设计均围绕激发学生内在动力，学生通过“质疑、探究、协作”发展科学思维与工程决策能力。以“真实工程案例和人文因素”作为核心抓手，将抽象的力学原理转化为具象化的职业体验，使价值观引导落在实处。

在教学方法上，我们综合运用“探究式、启发式学习、跨学科思辨”为主要手段。有效打破了工科学生的专业壁垒，培养了其应对复杂现实问题的系统思维与人文关怀。

教学中通过理念引领、目标牵引、措施具体、手段多元的有机整合，我们构建了 “知识-能力-素养”的范式教学模式，实现了教学相长、学用贯通，不仅提升了学生的课程参与度与知识掌握深度，更为后续专业深造和职业发展奠定了坚定的价值基础和能力基石。

（2）课程思政教学中存在的不足

 目前对“思政目标”的考核主要是依靠学生主观反馈，或者是实践作业以及课堂小组讨论，缺乏可量化的思政教学效果评价机制。对“家国担当”、“创新精神”、“务实探索”等素养目标，难以精准测量其内化程度与发展轨迹。

（3）改进措施

课程组拟引入“工程价值观反思和自陈问卷”等工具，形成 全过程育人表现观察日志档案，实现思政效果的动态监测。

 

材承古今，筑梦未来

--《土木工程材料》课程思政示范案例

一、课程简介

《土木工程材料》是土木与交通学院开设的一门必修课程，面向土木工程专业学生，共计48学时，3学分，属于专业基础课程，本课程主要内容包括，土木工程材料的基本性质，无机气硬性胶凝材料、水泥、砂浆、混凝土、砌筑材料、建筑钢材、合成高分子材料、沥青材料、木材、功能材料等。

二、课程目标

（一）知识目标：

（1）掌握土木工程材料的组成、结构、基本性质及影响因素，理解材料性质与工程环境的内在联系，明确材料选择的科学依据。

（2）熟悉常用材料的制备工艺、使用方法及质量控制标准。了解材料检验的基本原理、方法及仪器设备的工作原理。

（3）了解土木工程领域新材料、新工艺、新技术的发展动态。掌握材料性能改善的途径与方法，理解创新驱动对工程材料发展的作用。

（二）能力目标：

（1）能独立完成材料的实验操作，正确记录和处理实验数据。具备使用专业仪器设备的能力，能分析实验结果并判断材料是否符合工程要求。

（2）能根据工程需求合理选择和搭配材料，制定材料选用方案。具备初步的材料性能优化能力，能针对工程问题提出材料改进建议。

（3）结合新材料、新工艺的知识，在工程设计中体现创新意识。能将材料知识与后续课程结合，理解材料选择对设计参数、施工措施的影响，形成系统的工程思维。

（三）思政目标：

（1）培养严谨、负责的工作态度，认识到材料选择对工程安全的重要性。强化工程伦理意识，理解材料质量对社会公共安全的影响。

（2）培养对新材料、新技术的探索精神，认识到科技创新对行业进步的推动作用，激发自主创新的动力。树立绿色发展理念，关注材料的环保性，推动可持续工程实践。通过实验数据的严谨分析，培养实事求是、追求真理的科学精神，反对主观臆断。

（3）理解材料技术对国家基础设施建设的支撑作用，增强工程报国的使命感，认识到土木工程材料在“建百年工程、筑民生福祉”中的价值。

三、课程思政案例

千年智慧的传承——中国古代土木工程材料的辉煌成就

（一）案例介绍

1．背景介绍：

中国古代土木工程材料的应用展现了卓越的智慧与创新。秦代修建的万里长城，采用夯土、砖石等材料，历经千年仍屹立不倒；北宋《营造法式》中记载的“糯米灰浆”，以糯米汁与石灰混合作为胶凝材料，其强度和耐久性远超普通石灰砂浆，在泉州洛阳桥等古建筑中仍可见其应用。这些材料不仅体现了古代工匠对材料性能的深刻理解，更蕴含着“天人合一”的生态理念——就地取材、循环利用。

2．案例分析：

本案例的思政元素在于文化自信与工匠精神。古代土木工程材料的应用，既展示了中国传统建筑文化的深厚底蕴，也体现了工匠们精益求精、追求卓越的职业态度。课程中可结合教材中“石灰的硬化机理”“胶凝材料的发展”等知识点，对比古今材料技术的传承与创新，引导学生认识到：现代土木工程材料的发展并非凭空而来，而是站在古人智慧的肩膀上不断进步。这种传承精神，正是当代工程师应具备的文化自信与历史责任感。

（二）案例适用章节

绪论

第2章无机胶凝材料

第3章混凝土

（三）课程思政教学设计

1．课前导入：

布置预习任务：让学生查阅中国古代十大建筑材料奇迹，思考这些材料能历经千年的原因。导入问题：“当我们用现代混凝土建造高楼时，是否想过千年前的工匠如何用简单材料创造不朽工程？”引发学生对传统智慧的好奇。

2．课中实施：

展示古代糯米灰浆与现代水泥的微观结构，分析两者强度差异的原因。组织学生讨论古代材料的生态理念对现代绿色建材发展的启示，结合教材中绿色混凝土、低碳材料等内容，引导学生思考可持续发展的重要性。

3．课后总结：

要求结合课程知识点与案例内容，认识如何在现代工程中传承和创新传统材料技术。通过案例教学，引导学生理解“文化自信是在传承中的创新。

（四）案例特色与创新

1．特色：

将古代材料案例与现代课程知识点深度融合，避免思政元素“贴标签”，而是通过材料技术的传承自然渗透文化自信，拓宽学生的工程视野。

2．创新：

通过情境模拟和微观结构对比，让学生从“知其然”到“知其所以然”，深刻理解材料性能背后的科学原理与文化内涵。将“工匠精神”具象化为古代工匠的具体实践，而非抽象概念，使学生更容易产生情感共鸣。

四、课程评价

（一）评价方式：

采用过程性评价与终结性评价相结合的多元评价体系，具体包括：

课堂表现评价：通过观察学生在案例讨论、小组汇报中的参与度，评估其对思政元素的理解深度。

作业成果评价：分析学生提交的线上讨论，重点考察是否能将教材中知识点与案例结合，体现文化自信与创新思维。

匿名问卷反馈：设计思政专项问卷，了解学生对案例教学中文化自信、工匠精神等思政元素的认同度。

（二）评价结果：

知识目标达成度：90%以上学生能准确对比古代糯米灰浆与现代水泥的技术差异，掌握教材中“无机胶凝材料性能”“混凝土耐久性”等核心知识点。

能力目标达成度：85%的学生在实践项目中能独立完成传统材料的配比实验，70%的学生能提出“将传统材料与现代添加剂结合”的创新方案。

思政目标达成度：匿名问卷显示，92%的学生认为案例教学增强了文化自信，88%的学生认同“工匠精神是工程师的核心素养”，75%的学生表示未来会在工程实践中优先考虑材料的可持续性。

学生受益效果：学生普遍反馈案例教学“生动有趣”，能将抽象的思政概念转化为具体的工程案例，理解“材料选择与工程安全的关系”，实现了“知识-能力-价值观”的协同提升。

五、总结与反思

本次课程思政教学案例通过将古代土木工程材料的辉煌成就与现代课程知识点深度融合，成功实现了专业教学与思政教育的协同推进。在案例选取上，以糯米灰浆、万里长城夯土等典型实例为载体，紧密结合教材中无机胶凝材料、混凝土耐久性等核心内容，采用微观结构对比、小组讨论、实践实验等多元互动形式，引导学生从材料技术传承中自然渗透文化自信与工匠精神；评价体系则通过课堂表现、作业成果、实践项目与匿名问卷的结合，全面考察学生知识掌握、能力提升与价值观塑造的综合效果。这些设计使学生在理解古代材料科学原理的同时，深刻体会到传统智慧对现代工程的启示，有效达成了课程思政的教学目标。

然而，案例实施过程中仍存在一些不足。部分学生反映古代材料的技术细节讲解不够深入，如糯米灰浆的微观结构与现代水泥的对比仅停留在表面，未能充分结合材料化学的专业知识展开；性格内向的学生在小组讨论中参与度较低，约15%的学生未能充分表达对传统材料的见解；受实验条件限制，部分学生无法亲自体验传统材料的制备过程，只能通过视频或图片了解，降低了实践教学的直观性。这些问题在一定程度上影响了思政元素的传递效果，需要在后续教学中进一步优化。

针对上述问题，后续将从三方面改进：一是深化案例研究，邀请材料领域专家补充糯米灰浆的SEM微观图像、抗压强度实验数据等专业资料，结合教材中胶凝材料性能测试的知识点，增强案例的科学性；二是优化教学组织，采用“翻转课堂”模式，课前让学生分组准备古代材料案例报告，课堂重点讨论难点问题，并通过书面报告或线上平台鼓励内向学生参与互动；三是拓展实践资源，与本地古建筑修复单位合作组织实地观察，或利用3D打印技术模拟古代材料制备过程，提升实践教学的体验感。通过这些措施，进一步提升案例教学的实效性，帮助学生在掌握专业知识的同时，树立文化自信与工程责任感，实现“知识传授、能力培养、价值引领”的有机统一。

土木工程材料技术的飞速发展——新型混凝土的创新

（一）案例介绍

1．背景介绍：

现代土木工程材料正朝着高性能、多功能、智能化方向飞速发展。例如，超高性能混凝土（UHPC）凭借其超高强度（抗压强度可达200MPa以上）和耐久性，被应用于港珠澳大桥的桥墩防护；透光混凝土通过嵌入光学纤维，实现自然光引入室内，兼具节能与艺术效果；自动修复混凝土内含微生物孢子，遇水激活后分泌碳酸钙填补裂缝，大幅延长结构寿命。这些创新不仅推动了工程技术的进步，更体现了工程师们“勇于探索、追求卓越”的创新精神。

2．案例分析：

本案例的思政元素在于创新意识与探索精神。新型混凝土的研发过程充满挑战——从材料配方的反复试验到工程应用的风险评估，工程师们需要具备敏锐的洞察力和坚韧的毅力。课程中可结合教材中“混凝土配合比设计”“外加剂的作用”等知识点，引导学生思考：创新并非遥不可及，而是源于对现有技术的质疑和对未来需求的预判。

（二）案例适用章节

绪论

第3章混凝土

（三）课程思政教学设计

1．课前导入：

播放视频《港珠澳大桥的“超级材料”》，展示UHPC在桥梁工程中的应用。提出问题“如果让你设计一种未来混凝土，它需要具备哪些‘超能力’？”鼓励学生发挥想象力，提出创新设想。

2．课中实施：

将学生分组，每组选择一种新型混凝土，完成“材料性能分析-工程应用场景-创新改进方案”的任务。围绕“绿色混凝土是否是未来唯一方向？”展开辩论，引导学生思考创新的多元路径——既要关注环境友好，也要兼顾性能提升和成本控制。连线或播放从事新型混凝土研发的工程师讲述“从实验室到工程现场”的故事，让学生了解创新过程中的困难与收获。

3．课后总结：

组织“创新成果展”：学生展示小组设计的“未来混凝土”方案，教师点评并强调“创新需立足实际需求”。如自修复混凝土虽能提高耐久性，但成本较高，需在工程经济性与性能之间找到平衡。引导学生理解“创新不是天马行空，而是解决实际问题”。

（四）案例特色与创新

1．特色：

聚焦当前土木工程材料的研究热点，让学生接触行业前沿技术，同时通过项目式学习培养实践能力。将“探索精神”融入技术分析中，避免空洞说教。引导学生思考工程师们如何突破传统材料的性能极限，引发学生对创新精神的思考。

2．创新：

引入材料科学、建筑学、环境科学等多学科知识，如分析透光混凝土的光学原理与建筑美学的结合，拓宽学生的知识视野。通过“未来混凝土”的设想，激发学生的想象力和创造力，培养其面向未来的工程思维。

四、课程评价

（一）评价方式：

采用过程性评价与终结性评价相结合的多元评价体系，具体包括：

过程性评价：包括课堂讨论参与度、小组项目成果、情景模拟表现等，评估学生对创新思维的理解深度。

实践成果评价：通过学生完成的新型混凝土小实验，评估其动手能力与理论联系实际的能力。

匿名问卷反馈：设计创新专项问卷，了解学生对案例教学中创新意识、探索精神等思政元素的认同度。

（二）评价结果：

知识目标达成度：85%以上学生能准确描述新型混凝土的性能特点，掌握教材中“混凝土外加剂”“配合比优化”等核心知识点。

能力目标达成度：70%的学生在项目式学习中能提出合理的创新改进方案，60%的学生能独立完成新型混凝土的简单配比实验。

思政目标达成度：匿名问卷显示，90%的学生认为案例教学激发了创新兴趣，85%的学生认同“探索精神是工程师的核心素养”，70%的学生表示未来会关注土木工程材料的前沿动态。

学生受益效果：学生普遍反馈案例教学“生动有趣”，能将抽象的创新概念转化为具体的工程案例，如通过分析自修复混凝土的原理，理解“材料创新对工程安全的重要性”，实现了“知识-能力-价值观”的协同提升。

五、总结与反思

本次课程思政教学案例通过将新型混凝土技术的创新成果与现代课程知识点深度融合，成功实现了专业教学与思政教育的协同推进。在案例选取上，以UHPC、透光混凝土等典型实例为载体，紧密结合教材中混凝土配合比设计、外加剂应用等核心内容；教学方法上采用项目式学习、辩论式教学、专家连线等多元互动形式，引导学生从材料技术创新中自然渗透创新意识与探索精神；评价体系则通过过程性评价、终结性评价、实践成果评价与匿名问卷的结合，全面考察学生知识掌握、能力提升与价值观塑造的综合效果。这些设计使学生在理解新型混凝土科学原理的同时，深刻体会到创新精神对现代工程的推动作用，有效达成了课程思政的教学目标。

然而，案例实施过程中仍存在一些不足。部分学生反映新型混凝土的技术细节讲解不够深入，如UHPC的微观结构与传统混凝土的对比仅停留在表面，未能充分结合材料力学的专业知识展开；性格内向的学生在小组讨论中参与度较低，约20%的学生未能充分表达对新型混凝土的见解；受实验条件限制，部分学生无法亲自体验新型混凝土的制备过程，只能通过视频或图片了解，降低了实践教学的直观性。这些问题在一定程度上影响了思政元素的传递效果，需要在后续教学中进一步优化。

针对上述问题，后续将从三方面改进：一是深化案例研究，通过文献查阅补充新型混凝土的微观结构、抗压强度实验数据等专业资料，结合教材中混凝土力学性能测试的知识点，增强案例的科学性；二是优化教学组织，采用“翻转课堂”模式，课前让学生分组准备新型混凝土案例报告，课堂重点讨论难点问题，并通过书面报告或线上平台鼓励内向学生参与互动；三是拓展实践资源，与高校实验室或企业研发中心合作，组织学生实地参观新型混凝土的研发过程，或利用3D打印技术模拟新型混凝土的制备过程，提升实践教学的体验感。通过这些措施，进一步提升案例教学的实效性，帮助学生在掌握专业知识的同时，树立创新意识与探索精神，实现“知识传授、能力培养、价值引领”的有机统一。

严谨为基，责任为魂——材料选择与工程安全的生命线

（一）案例介绍

1．背景介绍：

2018年，某高速公路桥梁在通车后不久发生坍塌事故，调查显示混凝土中水泥用量不足设计值的80%，导致强度严重不达标。类似案例屡见不鲜：某住宅楼因使用不合格保温材料引发火灾，某隧道因防水材料选择不当导致渗漏。这些事故不仅造成巨大经济损失，更威胁到人民生命安全。教材中“混凝土强度影响因素”“材料质量控制”等知识点明确指出：材料的水胶比、外加剂掺量等参数都与工程安全息息相关，丝毫马虎不得。

2．案例分析：

本案例的思政元素在于责任意识与职业伦理。工程师的每一个选择——从材料采购到现场检测，都承载着对生命的敬畏。课程中可结合教材中“材料检验标准”“质量控制流程”等内容，引导学生思考：严谨性不是口号，而是体现在“每一份检测报告的真实性”“每一次配合比调整的科学性”中。教材中强调“混凝土试块强度检测必须严格按照标准进行”，正是因为试块的强度数据直接关系到结构的安全性能。

（二）案例适用章节

第2章无机胶凝材料

第3章混凝土

（三）课程思政教学设计

1．课前导入：

展示坍塌桥梁的现场照片、不合格材料的检测报告。提出问题：“如果你的设计中，材料供应商提出用低价劣质材料替代，你会如何选择？”引发学生对职业底线的思考。

2．课中实施：

设置“材料验收现场”情景，模拟材料进场检验的全过程。如供应商提供的钢筋直径偏差超标，工程师需依据标准要求拒收，并解释“为什么直径偏差会影响结构安全”。分析“某桥梁坍塌事故”的技术报告，找出材料选择和质量控制中的漏洞让学生分组提出改进措施。

3．课后总结：

基于线上课程开展课后讨论，观察学生是否真正理解“严谨性是工程师的生命线”？

（四）案例特色与创新

1．特色：

通过真实事故案例，让学生直观感受到材料选择不当的严重后果，从而深刻理解责任意识的重要性。将思政教育与工程实践紧密结合，如情景模拟活动让学生在“做中学”，真正体会到严谨性的实践意义。

2．创新：

通过法规学习和承诺书签署，将抽象的“责任意识”转化为具体的行为准则，帮助学生树立正确的职业价值观。结合《工程伦理》等课程内容，探讨材料选择中的伦理困境，培养学生的综合判断能力。

四、课程评价

（一）评价方式：

过程性评价：包括课堂讨论参与度、情景模拟表现等，评估学生对思政元素的理解深度。

终结性评价：期末考试中设置“结合案例分析材料选择与工程安全的关系”等思政相关题目，考察学生的知识应用能力。

匿名问卷反馈：设计思政专项问卷，了解学生对案例教学中责任意识、职业伦理等思政元素的认同度。

（二）评价结果：

知识目标达成度：85%以上学生能准确描述材料质量控制的方法和标准，掌握教材中“混凝土强度检测”“材料检验标准”等核心知识点。

能力目标达成度：70%的学生在情景模拟中能正确识别材料质量问题，并提出合理的解决方案。

思政目标达成度：匿名问卷显示，90%的学生认为案例教学增强了责任意识，85%的学生认同“严谨性是工程师的生命线”，70%的学生表示未来会在工程实践中严格执行材料质量标准。

学生受益效果：学生普遍反馈案例教学“震撼人心”，能将抽象的责任意识转化为具体的工程案例，理解“材料选择与工程安全的关系”，实现了“知识-能力-价值观”的协同提升。

五、总结与反思

本次课程思政教学案例通过将材料选择的严谨性与工程安全责任相结合，成功实现了专业教学与思政教育的协同推进。在案例选取上，以真实事故案例为载体，紧密结合教材中材料质量控制的核心内容；教学方法上采用情景模拟、案例研讨、法规学习等多元互动形式，引导学生从材料选择的严谨性中自然渗透责任意识与职业伦理；评价体系则通过过程性评价、终结性评价、实践成果评价与匿名问卷的结合，全面考察学生知识掌握、能力提升与价值观塑造的综合效果。这些设计使学生在理解材料质量控制科学原理的同时，深刻体会到严谨性对工程安全的重要性，有效达成了课程思政的教学目标。

然而，案例实施过程中仍存在一些不足。部分学生反映案例的技术细节讲解不够深入，如材料质量问题对结构安全的影响机制分析不够透彻；性格内向的学生在情景模拟中参与度较低，约20%的学生未能充分表达对材料质量问题的见解；受实验条件限制，部分学生无法亲自体验材料质量检测的过程，只能通过视频或图片了解，降低了实践教学的直观性。这些问题在一定程度上影响了思政元素的传递效果，需要在后续教学中进一步优化。

针对上述问题，后续将从三方面改进：一是深化案例研究，邀请材料领域专家补充材料质量问题对结构安全影响的技术分析，增强案例的科学性；二是优化教学组织，采用“翻转课堂”模式，课前让学生分组准备材料质量案例报告，课堂重点讨论难点问题，并通过书面报告或线上平台鼓励内向学生参与互动；三是拓展实践资源，与企业合作建立实习基地，让学生参与实际工程中的材料质量检测工作，将思政教育延伸到实践中。通过这些措施，进一步提升案例教学的实效性，帮助学生在掌握专业知识的同时，树立责任意识与职业伦理，实现“知识传授、能力培养、价值引领”的有机统一。

 

革故鼎新，匠心筑梦

--《混凝土结构设计原理》课程思政示范案例

一、课程简介

《混凝土结构设计原理》是土木与交通学院开设的专业课程，面向土木工程专业学生，共计64学时，4学分，属于专业核心课程。本课程主要内容包括：钢筋混凝土结构的材料性能和设计计算原则，各类构件的受力性能分析、截面设计、裂缝宽度和变形计算等结构设计的基本知识，预应力混凝土构件的基本概念、预应力损失计算、轴心受拉及受弯构件截面设计等。

二、课程目标

本课程以培养“卓越工程创新人才”，即造就具有科学精神、职业道德、创新创业能力、高素质的复合型卓越工程科技人才为目标。通过本课程的教学，使学生掌握钢筋混凝土结构的基本理论知识，培养学生混凝土构件的设计能力以及正确处理施工、工程管理中常见混凝土结构构件问题的能力及综合运用专业知识进行工程实践的创新能力和创造性思维。坚持素质、知识、能力有机融合，具体目标如下：

(一) 知识目标：

 掌握钢筋、混凝土材料基本力学特性，我国规范的设计方法；钢筋混凝土各类基本构件典型破坏模式及其影响规律，能够进行基本构件的受力分析及计算公式推导；基本构件的设计构造措施。

(二) 能力目标：

能够扎实、灵活运用混凝土结构基本理论，熟练使用专业相关规范和图集，解决实际工程问题；培养学生的工程实践能力；使学生掌握典型受力构件的实验方法，获得实验技能的基本训练。

(三) 思政目标：

了解钢筋混凝土结构的前沿和新发展动向，了解钢筋混凝土结构设计过程中国家有关经济、环境、法律、安全、健康、伦理等政策和制约因素。明确社会责任，培养学生的工匠精神和责任担当精神。

三、课程思政案例

案例一：由汶川震害对混凝土、钢筋性能的思考

（一）案例介绍

1．背景介绍：

2008年5月12日14时28分，四川省阿坝州汶川县映秀镇，震级为8.0级，震源深度约10公里，震中烈度高达11度，这是新中国成立以来破坏性最强、救灾难度最大的地震，造成69227人遇难、17923人失踪、374643人受伤，直接经济损失达8451.4亿。这次震害，建筑物倒塌与损毁情况极其严重，共有650万间房屋倒塌，2300多万间房屋严重损坏。汶川地震中，混凝土材料性能不达标与钢筋工程质量缺陷，是导致大量钢筋混凝土结构（框架、砖混结构中的混凝土构件）损毁甚至倒塌的核心技术原因之一。

 

 

2．案例分析：

汶川地震中混凝土与钢筋性能的核心问题，为材料性能知识点与课程思政元素的深度融合提供了天然且极具冲击力的结合载体。

大量建筑混凝土实际强度远低于设计值（如C10代替C25），在地震作用下柱端、节点快速崩裂，引发结构倒塌与人员伤亡。通过对比“设计强度C30混凝土”与“实际强度C15混凝土”的抗压性能差异，让学生深刻认识到：混凝土强度的每一个等级差，都是生命安全的一道分水岭，材料性能的达标是对生命最基本的敬畏。地震中部分工程使用的劣质钢筋（再生钢筋、非标钢筋）延展性极差，无法通过塑性变形缓冲地震力，反而快速断裂，使结构瞬间失去承载能力。通过“合格钢筋的塑性变形”与“劣质钢筋的脆性断裂”对比，让学生理解：钢筋的延展性不仅是材料性能指标，更是守护生命的“缓冲带”，材料选择的严谨性就是对生命的责任感。

 汶川地震的材料性能教训，推动了我国建筑材料的技术创新与品质升级，土木工程人需秉持精益求精的工匠精神，致力于材料性能的提升与新型材料的研发，助力行业高质量发展。

（二）案例适用章节

将汶川地震中混凝土强度不足、钢筋延展性不足的典型案例，融入混凝土材料性能章节的教学，可实现知识目标、能力目标、思政目标的三维统一。材料性能缺陷导致的结构倒塌、人员伤亡的惨痛后果，深刻树立“生命至上”的工程价值导向。案例中偷工减料、使用劣质材料的行为，强化的职业底线意识，坚守“材料性能达标是工程人不可逾越的职业红线”。结合案例深入理解混凝土强度不足（如实际强度远低于设计值）、钢筋延展性不足（如使用劣质钢筋、非标钢筋）的具体表现形式，以及二者对钢筋混凝土结构协同工作性能的破坏逻辑。结合案例教训，初步提出提升混凝土强度、改善钢筋延展性的技术路径（如优化混凝土配合比、选用抗震钢筋），实现材料性能知识向工程实践应用的迁移能力。

（三） 课程思政教学设计

1．课前导入：

学习通布置课前任务，自主查阅汶川地震建筑震害相关文献与资料，系统梳理混凝土材料性能缺陷、钢筋材料性能缺陷对建筑物倒塌破坏的具体影响机制与典型案例；并且结合钢筋混凝土结构的工作原理，深入思考并归纳在钢筋混凝土结构设计与施工中，混凝土、钢筋两类核心材料需重点把控的关键性能指标。

2．课中实施：

以案例驱动教学法为核心主线，小组合作研讨法、问题导向教学法，通过“案例导入—性能研究—原因剖析—责任反思—创新展望”的逻辑链条，将思政元素有机渗透到每一个教学环节。

 

3．课后总结：

以汶川地震中混凝土强度不足、钢筋延展性不足的典型案例为核心载体，将生命至上、诚信守规、责任担当、精益求精四大思政元素与混凝土、钢筋材料性能的专业知识深度融合，通过“认知新知—探究成因—创新赋能”的递进式课堂设计，实现了专业知识传授、工程能力培养与价值理念塑造的协同提升。 专业与思政深度绑定，实现“融盐于水”的渗透效果；思政元素层层递进，形成完整的价值闭环；学生工程思维与职业素养同步提升。

（四） 案例特色与创新

1．特色：

 汶川地震材料性能缺陷案例在土木工程材料课程思政教学中，具有真实案例的强冲击力、专业知识的深绑定、思政元素的全闭环、能力培养的递进式四大独特之处。

真实灾难案例的强共情独特性，使学生对“生命至上”的价值理念产生强烈共情，从“被动接受”转化为“主动认同”。混凝土强度指标对应“生命至上”，材料标准执行对应“诚信守规”，全流程质量管控对应“责任担当”，震后材料技术创新对应“精益求精”。这种独特性实现“融盐于水”的渗透效果；将材料性能分析能力、全流程责任追溯能力、技术创新认知能力的培养，与思政素养的提升紧密结合，实现了专业能力与思政素养的协同提升，为学生未来的职业发展筑牢了专业根基与精神底色。

2．创新：

（1）以认知规律为逻辑主线，以专业知识与思政素养双提升为目标，构建“基础认知层→能力探究层→价值升华层”的三阶递进式教学设计，同时实现“专业知识链”与“思政元素链”的双轨并行、深度绑定。

（2）以真实灾难案例为牵引，整合多种教学方法，构建“案例驱动+试验对比+小组研讨+反思升华”的四维融合教学法，实现从“教师主导”到“学生主体”的转变，让思政元素在沉浸式学习中自然渗透。

（3）基于材料性能与震害后果的内在逻辑，精准挖掘四大核心思政元素，实现与专业知识的绑定，随教学环节的层级递进、覆盖工程全流程的全链条渗透。

案例二：年久失修的横梁破损新闻视频引发的思考

（一）案例介绍

1．背景介绍：  

90年代初上海市大华一村沪太路1508弄10号楼出现了奇葩事件，一楼的多数居民进出楼道，不走寻常路，而是全部翻窗进出。主要原因是楼道里的承重墙开裂了，出现了掉落现象，甚至发生砸到居民的事件。

案例分析：

一根梁的破损看似局部“小问题”，却也可能成为整个建筑结构破坏的“导火索”，蕴含着土木工程人必须坚守的职业准则，守护工程安全底线的思政目标。

通过新闻视频，培养学生的工程思维能力，分析平台梁所处的荷载环境、工作条件与使用工况，立足混凝土材料的力学性能，以及受弯承载力的计算原则，从荷载合理性、材料匹配度、结构可靠度等多维度，系统并深入探讨视频中平台梁受弯承载力不足的根本原因，将课堂所学的理论知识，转化为解决工程实际问题的专业能力，实现学思用贯通、知信行统一“活学活用”的能力目标。

分析过程中既要体现对专业公式、设计规范的精准掌握，更要树立“细节决定成败、规范守护安全”的职业意识，筑牢专业根基和责任底线。

（二）案例适用章节

本案例在3.4节单筋矩形截面受弯承载力计算中引入，对新闻案例中的平台梁进行承载力原因分析，实现理论知识向工程实践应用的转化，提升知识迁移能力与工程问题分析解决能力。整合前期所学的混凝土材料力学性能等知识，系统掌握受弯构件正截面受弯承载力的计算理论与计算步骤，明确新知识在解决工程实际问题中的应用逻辑。

（三） 课程思政教学设计

1．课前导入：

依托学习通平台，课前布置任务，观看视频，结合工程使用背景与材料性能，分析探讨了视频中平台梁受弯承载力不足的原因。

2．课中实施：

 

 

3．课后总结：

整个教学过程形成“知识学习—能力培养—思政塑造”的完美闭环，既实现了旧知、新知与创新知识的层层递进与融会贯通，又达成了融思政教育于专业教学、融科研思维于能力培养的双重目标，同时通过工程实际问题的复杂性与加固方案的创新性设计，有效满足了教学内容的挑战度要求，助力学生在掌握专业核心技能的同时，树立“敬畏生命、坚守规范”的职业底线与“勇于创新、担当使命”的工程精神。

（四） 案例特色与创新

1．特色：

思政融入的闭环性特色，案例突破思政教育“单点渗透”的局限，形成“伦理认知—责任强化—创新担当”的思政教育闭环。从平台梁破损的工程后果中，渗透工程伦理教育，树立学生“敬畏规范、坚守底线”的职业意识；在承载力计算与提升方法的应用中，强化“细节决定成败、责任重于泰山”的责任担当；最终在加固方案的创新探索中，培育“勇于突破、服务工程”的创新精神与使命担当，实现思政元素与专业教学的全程深度融合。

2．创新：

教学设计维度：构建“三阶知识闭环+三维能力递进”的双闭环体系。即“旧知迁移—新知习得—创新应用”的三阶知识闭环教研融合；“基础计算—问题分析—创新设计”三维能力递进的学习路径。

方法运用维度：创新“案例牵引+教研融合+学用转化”的三位一体教学法；

思政元素挖掘维度：实现“伦理认知—责任强化—创新担当”的思政教育闭环渗透；

 

案例三：阳台塌陷事故

（一）案例介绍

1．背景介绍：  

2006年8日20时20分，长春市滨河小区东区512栋3单元一侧阳台，从一楼到七楼全部坍塌，2楼一女子不幸遇难。

2．案例分析：

案例中“阳台坍塌致人员遇难”的惨痛后果，与悬挑板配筋计算的核心知识点直接关联。“受力钢筋应配置在板上部”，结合事故后果指出：配筋位置的微小偏差，是对生命安全的漠视，从而将“生命至上”的价值理念融入配筋构造细节的学习中。荷载分析环节，学生需对比“原设计荷载”与“加装保温阳台后的实际荷载”，计算承载力富余度，引导学生认识到：设计阶段的荷载取值不仅是力学计算问题，更是对结构全生命周期使用安全的责任担当，需全面考虑使用功能的可能变化。案例中阳台坍塌并非单一因素导致，而是“配筋位置错误+荷载超限+钢筋强度降低”等多重因素共同作用的结果。在教学中，可引导学生从“荷载分析→弯矩图绘制→配筋位置验证→承载力复核”的全流程进行系统分析，让学生理解结构设计的系统性与关联性。

（二）案例适用章节

本案例在第3章受弯构件正截面受弯承载力计算的习题课中引入，实现知识目标、能力目标、思政目标三大维度的深度达成，三者相互支撑、有机融合。

以“阳台坍塌致人员遇难”的惨痛后果为切入点，使学生深刻树立“生命至上”的工程终极价值导向；在荷载综合考量的过程中，强化“敬畏规范、坚守底线”的职业意识。借助案例驱动，使学生理解“荷载—内力—配筋—承载力”的设计逻辑链，突破传统习题课知识点碎片化的局限，形成完整的混凝土结构配筋计算知识体系。对事故案例进行原因反向推演（从坍塌后果分析配筋位置错误、荷载超限的影响）；通过“原设计荷载与加装保温阳台后实际荷载的对比计算”“承载力不足的量化分析”等习题任务，提升知识迁移能力与工程计算实操能力。

（三） 课程思政教学设计

1．课前导入：

依托学习通平台，课前布置任务，分析出现事故的原因，并布置习题。

2．课中实施：

 

3．课后总结：

本次习题课以阳台塌陷真实事故为核心载体，采用任务驱动式学习，以“事故原因追溯—多工况计算—承载力验算—设计反思”为任务链，引导学生主动运用配筋计算、弯矩分析等专业知识解决实际问题。通过“钢筋位置错配（顶部、中部、底部）+ 荷载增大”的多工况承载力计算与配筋验算任务，将专业知识传授与课程思政教育深度融合，实现了“知识学习—能力培养—价值塑造”的协同提升。在这一过程中，学生不仅掌握了核心专业技能，更在反思“为何错误配筋与荷载超限会导致人员遇难”的过程中，内化了“敬畏生命、坚守规范”的价值理念，实现了知识、能力与思政素养的同步提升。

教学中虽实现了思政与专业的绑定，但对不同认知水平的学生缺乏分层引导；对“设计阶段的荷载预留责任”“使用阶段的荷载管控意识”等思政元素的挖掘不够全面。

（四） 案例特色与创新 

1．特色： 

以阳台塌陷致人员遇难的真实事故为切入点，将“钢筋位置错配（顶部、中部、底部）”“使用荷载增大（加装保温层）”等事故关键诱因转化为具体计算工况。让学生在“追溯事故原因—完成多工况计算—验证承载力失效逻辑”的过程中，主动调用悬挑板弯矩分析、配筋计算、承载力验算等知识，实现“学知识为解决实际问题，用计算验证事故本质”的教学逻辑闭环。

思政全程渗透，达成“知识学习—价值塑造”的协同提升，打破思政教育“单点植入”的局限，将生命至上、规范敬畏、工程责任、系统思维四大思政元素贯穿习题课全程。从“事故后果”渗透生命至上理念，从“配筋位置规范要求”强化规范敬畏意识，从“荷载综合考量”培育工程责任担当，从“多因素耦合致塌分析”塑造系统思维，实现思政教育与专业教学的“融盐于水”。

2．创新：

本次教学的核心创新，通过“知识维度—能力维度—思政维度”的三维架构与“案例导入—旧知迁移—新知应用—多工况验证—反思升华—创新拓展”的六阶流程深度融合实现。

 创新1：本次教学通过设计“钢筋位置三工况+荷载增减双工况”的对比计算任务，让学生在计算中自主发现“错配配筋位置会导致受拉区无筋或钢筋作用失效，最终引发脆性破坏”的核心逻辑，从“知其然”到“知其所以然”，破解了专业知识的理解盲区。

创新2：通过“事故溯源—计算验证”的逆向逻辑，培养工程问题的“溯源能力”。让学生以“事故调查员”的身份，结合事故现场信息，提出可能的致塌原因假设，再通过配筋计算与承载力验算验证假设的合理性。这一过程不仅提升了学生的知识迁移能力，更培养了土木工程人必备的“问题溯源—逻辑验证”工程思维。

创新3：通过“全流程思政渗透设计”，构建思政教育的“闭环体系”。以事故人员遇难的后果警示，树立“生命至上”的价值底线；以配筋位置、荷载取值的规范要求，强化“敬畏规范”的职业准则；以设计阶段荷载预留、使用阶段荷载管控的分析，培育“全生命周期责任”的担当意识； 以多因素耦合致塌的系统分析，塑造“综合考量”的系统思维。

四、课程评价

（一）评价方式：

本课程的评价体系采用全过程性评价模式，主要包括课堂表现、课后作业成绩和学生反馈。课堂 的参与度、思维活跃度、专业知识应用能力，采用教师观察+小组互评+成果展示评分的方式，按教学环节拆分评分要点进行量化。课后作业依托学习通平台完成，包含随堂测试、课后音视频的学习、知识点的讨论等环节，采用百分制评分。同时采用“匿名问卷+分层访谈”的方式，收集学生对教学内容、方法、案例有效性的反馈，同时验证案例驱动与思政渗透的教学效果，为教学改进提供依据。

（二） 评价结果：

以真实工程案例为载体，融入课堂教学中，能够引导学生逐步构建知识之间的关联逻辑，工程思维显著提升，知识迁移能力得到了系统性锻炼。学习中突破抽象难点，提升了学习兴趣与效率。全流程的工程问题分析与计算，学生提前熟悉了土木工程“发现问题-分析问题-解决问题”的工程逻辑。小组研讨、成果展示等教学环节，提升了学生的团队协作能力、语言表达能力与逻辑思维能力。实现了知识、能力、思政三大课程目标的高度统一，学生在专业知识掌握、工程思维培养、职业素养提升方面均取得了显著成效。

五、总结与反思

本课程教学以真实工程案例为载体，融入教学环节，构建“案例驱动—知识探究—价值塑造”模式，实现专业与思政深度融合。

 成功经验：案例与知识点精准绑定，达成“专业+思政”双轮驱动；递进式设计符合认知规律，实现知识、能力、思政三阶提升；多维度评价体系科学全面，保障教学目标量化验证；学生主体地位凸显，学习积极性从被动转为主动。

不足之处：案例思政元素挖掘深度与广度不均，缺乏跨案例联动；分层教学不到位，学生学习效果差异较大；思政素养评价量化不足，主观性强；案例与时代热点结合度低，思政教育时代性欠缺。

改进措施：深化思政元素挖掘，构建全流程思政闭环；实施分层教学，满足不同层次学生需求；完善思政量化评价体系，提升评价客观性；加强案例与时代热点融合，增强思政教育现实意义。

生命至上，责任担当

--《钢筋混凝土框架结构减隔震设计分析》虚拟仿真实验课程思政示范案例

一、课程简介

《钢筋混凝土框架结构减隔震设计分析》是土木与交通学院开设的虚拟仿真实验课程，面向工程力学和土木工程专业学生，共计2学时，属于《高层建筑结构设计》（专业核心课程，2学分）的重要内容，本课程通过人机交互、虚拟仿真实验，使学生了解常见结构隔震支座和消能阻尼器的力学性能与选型，熟悉结构隔震与消能减震技术的工作原理，掌握隔震与消能减震结构的设计分析方法。

二、课程目标

（一）知识目标：

（1）框架结构动力特性的计算分析方法；

（2）框架结构地震作用的计算分析方法（含反应谱法、时程分析法等）；

（3）钢筋混凝土框架结构抗震设计方法与地震响应特点；

（4）隔震框架结构优化设计与计算分析方法；

（5）减震框架结构优化设计与计算分析方法。

（二） 能力目标：

（1）思维能力：使学生熟悉钢筋混凝土框架结构地震作用计算分析方法，掌握钢筋混凝土框架结构抗震设计分析的原则和步骤；

（2）实践能力：使学生了解常见结构隔震支座和消能阻尼器的力学性能与选型，熟悉结构隔震与消能减震技术的工作原理，掌握隔震与消能减震结构的设计分析方法；

（3）问题解决能力：使学生提高综合应用《高层建筑结构设计》、《工程结构优化设计》、《有限元法》与《结构分析软件应用》等相关课程知识解决复杂工程问题的能力，掌握结构抗震优化设计与计算分析流程及方法。

（三） 思政目标：

（1）生命至上：实验前引入震害警示，介绍汶川地震等历次大地震中，房屋倒塌与人员伤亡之间的影响关系，让学生了解设计抗震性能好的房屋的必要性。

（2）社会责任感：通过在传统结构中加入减隔震技术，可以显著提高房屋的抗震性能，减少房屋倒塌，减少人员伤亡，培养学生的社会责任 感。

 

三、课程思政案例一

汶川地震的工程伦理警示——责任重于泰山，生命高于一切

（一）案例介绍

1．背景介绍：

2008年5月12日，四川汶川发生8.0级特大地震，造成巨大生命财产损失。在众多的灾难画面中，大量中小学校舍的整体性垮塌与周边其他建筑的相对完好形成了刺眼对比。据统计，四川省学生死亡人数超过4700人，重灾区学校倒塌面积近200万平方米。聚源中学、富新二小、北川中学等学校的悲剧，引发了全社会对公共建筑抗震安全性的空前质疑和深刻反思。

这不仅是一场天灾，更是一次对房屋抗震性能的拷问。这场灾难以最残酷的方式，揭示了房屋倒塌所付出的生命代价。

2．案例分析：

调查发现，部分倒塌校舍的钢筋细如铁丝，严重不符合设计和规范要求。与此同时，距北川县城仅15里的刘汉希望小学，在此次强震中教学楼没有丝毫垮塌，全校500余名师生安全撤离。

（二）案例适用章节

《钢筋混凝土框架结构减隔震设计分析》虚拟仿真实验2学时。

（三） 课程思政教学设计

1．课前导入：

在实验开始前，简短介绍汶川地震中学校建筑的抗震案例。展示“屹立不倒”与“整体垮塌”的对比图片。“如果这座倒塌的教学楼由你来设计，你会重点关注哪些环节？你的每一个参数设置，背后关乎多少鲜活的生命？”。将虚拟的“钢筋混凝土框架结构”与真实的“生命安全”建立关联，赋予实验厚重的伦理底色

2．课中实施：

要求学生严格按照最新《建筑抗震设计规范》设置普通钢筋混凝土框架结构。允许学生增加隔震支座或阻尼器，例如增加不同型号的隔震支座、不同型号的阻尼器、不同位置安装阻尼器等，设计隔震结构或减震结构。对普通结构、隔震结构与减震结构模型进行力学分析，可视化对比三者在地震作用下的破坏模式、层间位移角和倒塌过程。让学生直观看到，普通结构在地震作用下是如何倒塌的。通过亲手操作和对比，将“减隔震结构”与“普通结构”直接对比，深刻理解减隔震结构是如何免于倒塌的。

3．课后总结：

结合案例，谈谈你对“生命至上，责任担当” 这一观点的理解。这如何影响你在未来工作中的决策？

（四） 案例特色与创新

1．特色：

汶川地震后，国家迅速修订并大幅提高了学校等公共建筑的抗震设防标准，并推动了全国范围的校舍安全工程。这本身就是社会对工程伦理共识的强化。作为未来土木工程领域的中坚，学生们的使命不仅是学会建造“震不垮的建筑”，更是要守护“震不垮的良知和责任”。每一次严谨的仿真，每一次对参数的斟酌，都是对“生命至上”这一最高工程伦理的实践。

2．创新：

将汶川地震的伦理反思融入虚拟仿真实验，正是为了让未来的工程师们在走进真实工地前，先在虚拟世界中完成一次深刻的“灵魂洗礼”。让他们牢记，比钢筋混凝土更坚不可摧的，是为人民负责的初心；比减隔震技术更重要的，是时刻悬于心中的职业敬畏与责任担当。

四、课程评价

（一）评价方式：

学生反馈与课堂表现

（二） 评价结果：

利用《减隔震设计虚拟仿真实验》，将思政情境从“历史案例”转化为学生可交互、可体验、可决策的虚拟实践。学生通过亲手模拟普通结构抗震导致的破坏，对“工程师责任”的理解从概念上升到情感震撼与理性认知。

五、总结与反思

以汶川震害为镜，深刻剖析工程伦理失范的惨痛代价，筑牢“生命至上、安全第一”的职业信仰，将规范意识内化为道德律令。虚拟仿真实验充当了关键的“价值体验器”和“认知放大器”，将抽象的伦理和责任，转化为直观的、可交互的后果模拟，实现了思政教育从“听到”到“感受到”再到“思考到”的深化。

专业课教师需要同时是技术专家和价值引导者，这对教师的哲学素养、历史视野和教学艺术提出更高要求。持续更新案例库，纳入如“韧性城市”建设、 “双碳”目标下的绿色抗震、人工智能在结构健康监测中的应用等前沿议题中的思政元素，使课程始终与时代发展同频共振。

本课程的思政教学实践表明，工科专业课程的思政教育，绝非外在的附加，而是其内在育人属性的必然要求。通过系统化设计、故事化呈现、体验化深化，完全可以将价值塑造有机融入知识传授和能力培养之中，引导学生不仅成为精通技术的“工程师”，更能成长为有立场、有理想、有情怀的“中国工程师”，真正实现为党育人、为国育才的崇高使命。未来的教学之路，仍需在不断反思、迭代与创新中前行。