工程力學(xué)課程思政探索與實踐

●傅小珠 朱永甫

《工程力學(xué)》包括理論力學(xué)靜力學(xué)和材料力學(xué)兩部分，是一門強(qiáng)調(diào)理論、注重邏輯、高度抽象、基于計算，并與土木工程實際工程案例緊密聯(lián)系的專業(yè)基礎(chǔ)課程。《工程力學(xué)》課程中所涉及的定理定律、受力圖分析等知識大量應(yīng)用于建筑工程中，是解決工程實際問題的理論根基，是后續(xù)課程如：結(jié)構(gòu)力學(xué)、鋼結(jié)構(gòu)的“地基基礎(chǔ)”。所以工科院校大部分工程管理專業(yè)都會把它設(shè)為專業(yè)基礎(chǔ)必修課程。《工程力學(xué)》主要內(nèi)容包括：力基本性質(zhì)、力系平衡和合成，以及在外力作用下結(jié)構(gòu)的內(nèi)力、變形和應(yīng)力，計算結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。課程中大量充斥前人刻苦專研鍥而不舍的偉大科學(xué)家的故事，如何有效地挖掘力學(xué)中所富含的思政教育因子，并把它有機(jī)地嵌入課堂教學(xué)中，濃化課堂思政氛圍，引導(dǎo)學(xué)生自主參與學(xué)習(xí)，提升力學(xué)課程教學(xué)質(zhì)量，促進(jìn)愛國主義教育，加強(qiáng)“三全育人”建設(shè)，具有很好的借鑒作用。

一、強(qiáng)大的師資力量是教學(xué)改革的保證

師資力量決定教育質(zhì)量，必須建立思想過硬、教學(xué)水平高的力學(xué)課程教師隊伍，應(yīng)堅決貫徹習(xí)近平新時代教育思想，堅持立德樹人的根本任務(wù)，與時俱進(jìn)更新教學(xué)理念，在《工程力學(xué)》教學(xué)過程中，根據(jù)力學(xué)內(nèi)容深挖思政元素，不斷滲入育人理念。對于如何強(qiáng)化師資力量、科學(xué)組建優(yōu)秀的《工程力學(xué)》課程思政師資隊伍，筆者有如下幾點(diǎn)建議。

第一，強(qiáng)調(diào)教師培訓(xùn)與學(xué)科建設(shè)相結(jié)合。以學(xué)科特點(diǎn)為依托，通過參與學(xué)科建設(shè)，教師知識結(jié)構(gòu)更加系統(tǒng)優(yōu)質(zhì)化，提升教學(xué)水平。

第二，強(qiáng)調(diào)教學(xué)與育人緊密相結(jié)合。通過教學(xué)改革實踐，要求教師在育人上循循善誘，讓學(xué)生耳濡目染，在教學(xué)上因材施教，讓學(xué)生充分發(fā)揮自己的所長。

第三，提高教學(xué)技能。對在課程思政教育改革上取得成果的教師予以獎勵。

第四，不定期選派教師參加相應(yīng)的課程思政調(diào)研活動和專題講座學(xué)習(xí)活動。

第五，組織內(nèi)部課程思政研討會和心得交流會，特別是安排曾參加過培訓(xùn)和調(diào)研學(xué)習(xí)的教師，交流自己的學(xué)習(xí)經(jīng)驗，分享自己的所得，從而帶動和鼓勵教師在課堂上踐行以德育人。

二、基于工程力學(xué)探索課程思政要素的契入點(diǎn)和契入途徑

建立完善的課程體系，在這基礎(chǔ)上融入課程思政要素，從理念架構(gòu)、組織設(shè)計、實施推進(jìn)等方面著手，凝練經(jīng)驗，總結(jié)規(guī)律，創(chuàng)新形式，豐富內(nèi)容，實現(xiàn)工程力學(xué)學(xué)科教師隊伍從“學(xué)科知識理論活”向“學(xué)科政治理念活”轉(zhuǎn)變，教學(xué)內(nèi)容從“講教材”向“講學(xué)理”轉(zhuǎn)變，教學(xué)方式從“單獨(dú)唱”向“大合唱”轉(zhuǎn)變。梳理《工程力學(xué)》各個課程要素，組建和完善課程“腦圖”，探究各個知識點(diǎn)之間的相互聯(lián)系，深挖內(nèi)含思政要素，找到課程思政要素的契入點(diǎn)和契入途徑，并將其應(yīng)用到本校工程力學(xué)學(xué)科課堂教學(xué)實踐中。

（一）工程力學(xué)融入思政要素

從古至今，有很多了不起的文化與工程力學(xué)課程相關(guān)，我們可以通過典型案例講解，融入思政要素，激發(fā)學(xué)生的愛國情懷和滿滿的自豪感，是工程力學(xué)課程思政教育的重要任務(wù)之一。例如在講解靜力學(xué)方程的適用性與獨(dú)特性、構(gòu)件設(shè)計的安全性與經(jīng)濟(jì)性時，可有機(jī)融入李冰主持修建的都江堰水利工程、錢學(xué)森與我國的航空航天科技事業(yè)、錢三強(qiáng)與我國的原子彈等；在講解材料力學(xué)部分的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性章節(jié)時，可重點(diǎn)講解我國新建的港珠澳大橋，是體現(xiàn)“大國工匠”精神的最好例證，既可以講述大橋是集橋梁、海島、隧道三位一體，主跨設(shè)計雙塔式斜拉結(jié)構(gòu)，懸索用預(yù)應(yīng)力鋼絲索，用加勁梁構(gòu)成自錨式體系，主塔承載著橋梁通過鋼絲索傳遞過來的力。港珠澳大橋全長55公里，是世界上最長的跨海大橋，它的建成，表明我國現(xiàn)代橋梁建造技術(shù)又一次突破了新高度，從橋梁大國邁向了橋梁強(qiáng)國,又可以將這些施工難、技術(shù)難、設(shè)計難，敢于克服困難的思政素材結(jié)合力學(xué)課程娓娓道來，增強(qiáng)學(xué)生民族自豪感。把案例和思政教育目標(biāo)的映射關(guān)系體現(xiàn)到每個章節(jié)，同時適時調(diào)整教學(xué)方式引入大橋影像和技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)專題討論。

（二）工程力學(xué)教學(xué)方法和手段改革

改變“教師站講臺指手畫腳，學(xué)生坐課桌昏昏欲睡”的“灌輸式”教學(xué)手段，嚴(yán)格遵循“學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)”教學(xué)原則。多采用討論式、啟發(fā)式、案例化的教學(xué)方法，重視學(xué)生邏輯思維能力培養(yǎng)，實施翻轉(zhuǎn)課堂，提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。對復(fù)雜抽象的力學(xué)專業(yè)知識，可以通過MOCC線上教學(xué)資源來助力展開。有些重難點(diǎn)知識由于課時少而無法在課堂上詳盡展開，可在課余時間充分借助國家精品課程教學(xué)資源進(jìn)行補(bǔ)充和強(qiáng)化。隨著“雙一流”建設(shè)的推進(jìn)，“翻轉(zhuǎn)課堂”“微課”等新型教學(xué)模式的出現(xiàn)，極大地提高了學(xué)生自主選擇性。比如，靜力學(xué)約束力的講解時可通過模型的演示，讓學(xué)生直觀地感受到約束力的存在以及受力特點(diǎn)。學(xué)生掌握材料力學(xué)公式的推導(dǎo)，對后期正確使用公式有重要作用，教師在講解這部分知識時，可以把學(xué)生相對難以理解的知識，制成微視，推送到服務(wù)器便于學(xué)生利用課余時間復(fù)習(xí)和預(yù)習(xí)。課程組在實施“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)過程中，把每章節(jié)的課程思政元素納入課程教案，作為合格教學(xué)文件的必要條件，如大量收集整理了200多個與力學(xué)有關(guān)的科學(xué)家事跡視頻，我國新建橋梁和摩天大樓的案例視頻等。

（三）工程力學(xué)教學(xué)模式改革

根據(jù)力學(xué)課程需要大量計算和繪制受力圖的教學(xué)特點(diǎn)，我們實施分課堂（PAD課堂）教學(xué)模式，如靜力學(xué)一般力系章節(jié)中，課堂前部分時間由任課教師講解力系的分類、力系的平衡以及與平面力系的關(guān)系，后部分時間教師出題：“懸索橋梁的基本受力及其分析”，讓學(xué)生充分想象懸索橋梁各種類型，并對其不同橋梁結(jié)構(gòu)與受力進(jìn)行小組討論。如靜力學(xué)中平面任意力系向一點(diǎn)的簡化的結(jié)果，課堂上教師讓學(xué)生思考并分組討論：任意力系簡化存在哪幾種結(jié)果？主矩與簡化中心的選擇有沒有關(guān)系？材料力學(xué)篇中應(yīng)力學(xué)狀態(tài)分析，材料不同時，受力狀態(tài)完全相同，破壞形態(tài)相同嗎？讓學(xué)生通過實驗低碳鋼和鑄鐵的扭轉(zhuǎn)實驗，觀察破壞時的斷面，從而驗證自己的假設(shè)。課堂上根據(jù)教師的題目分組討論，教師在旁觀察及時指導(dǎo)，討論結(jié)束后隨機(jī)抽取學(xué)生發(fā)言或者小組推薦代表辯論，到動態(tài)掌握學(xué)生學(xué)習(xí)一般力系知識情況。如此“本末倒置”爭取讓學(xué)生更多機(jī)會主動參與到教學(xué)環(huán)節(jié)的實施中，通過學(xué)生自主參與學(xué)習(xí)，不僅提升了獨(dú)立思考分析解決問題的能力，而且通過小組討論這種形式提高了學(xué)生溝通交流能力及團(tuán)隊合作能力。

（四）課程思政教育實踐探究

把課程思政有效地融入課堂教學(xué)的實踐探究中，生動的案例講解，融合愛國主義精神，不但能使課程更加豐富，還能讓學(xué)生對三維目標(biāo)的認(rèn)知更加的清晰。在教學(xué)中潛移默化地實現(xiàn)知識的傳授，能力的提升，三觀的引導(dǎo)。在古代并沒有完整的力學(xué)體系知識，卻能建設(shè)出各種舉世聞名的建筑物，無不讓人感慨工匠的智慧。比如1300多年前趙州橋的建造，“結(jié)構(gòu)奇特，人不知其所以為”與現(xiàn)在的力學(xué)原理相契合；在課堂上講解純彎曲梁正應(yīng)力計算內(nèi)容時，首先從理論上推導(dǎo)正應(yīng)力的計算公式，并解析正應(yīng)力沿截面高度的分布規(guī)律；然后讓學(xué)生利用課外時間查閱文獻(xiàn)，制定各種實驗測試方案，比較各種方案的優(yōu)缺點(diǎn)，選擇最佳方案驗證。這樣不僅能讓學(xué)生在課外主動掌握知識，還能運(yùn)用在實踐上，懂得方案的比選，不斷創(chuàng)新發(fā)展。

三、從學(xué)生的角度審視課程思政改革

基于工程力學(xué)課程思政改革來看，更加關(guān)注案例法，原因在于傳統(tǒng)的講授法學(xué)生依賴?yán)蠋煟皇呛唵蔚丶橙≈R，不能主動去挖掘深更深層次的知識，其獨(dú)立性，創(chuàng)新性的能力培養(yǎng)會受到限制。這樣獲得的知識是短暫的吸收，不能用于解決實際問題，沒有經(jīng)過知識管理，是不牢固的。采用新的教學(xué)模式，如演示法、討論法、案例法等，可以讓學(xué)生積極參與課堂中，發(fā)散他們的思維能力和增強(qiáng)動手實踐能力。但是無論哪一種教學(xué)模式都不是萬能的，都會有其限制性。應(yīng)該根據(jù)教學(xué)的內(nèi)容和學(xué)生的掌握情況以及學(xué)生的特點(diǎn)靈活安排教學(xué)模式，或者多種模式組合，有時候復(fù)合式教學(xué)的效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于單一模式。課程改革中，學(xué)生不再是機(jī)械地掌握原理和公式，而是主動地融入課堂的教學(xué)中，理解知識從而提出自己的觀點(diǎn)，而且在學(xué)習(xí)過程中學(xué)生還能學(xué)會在困難面前不是退縮，而要迎難而上。課程思政的改革能夠培養(yǎng)學(xué)生開拓進(jìn)取、不怕苦、不怕累、敢于創(chuàng)新的精神。

四、結(jié)語

高校必須落實“立德樹人”，無論是大學(xué)建設(shè)還是各領(lǐng)域、各方面、各環(huán)節(jié)的管理上，因為它是辦學(xué)治校的根本所在。《工程力學(xué)》課程組在組織師資隊伍、建設(shè)課程及解析工程教育專業(yè)認(rèn)證等方面探索了如何在專業(yè)必修基礎(chǔ)課程的教學(xué)中實現(xiàn)“三全育人”。從整個學(xué)期過程和結(jié)果的反饋上，如學(xué)校督導(dǎo)組的隨機(jī)隨堂聽課，學(xué)生學(xué)習(xí)過程，工程力學(xué)課程思政教育教學(xué)的探索和實踐效果顯著，得到了滿意的答卷。在教學(xué)實踐中不斷摸索，不斷創(chuàng)新，努力將《工程力學(xué)》建設(shè)成課程思政精品課程。