基礎課程“工程力學”思政元素挖掘與教學融入探討

楊 武，汪藝義

（新疆農業大學水利與土木工程學院，新疆 烏魯木齊 830052）

目前，大學本科的招生規模及畢業大學生呈逐年增長態勢，高等學校的教育對于整個社會都起到至關重要作用。課程思政是將高校思想政治教育融入課程教學的各個環節，促進課程思政與思政課程同向同行、協同育人，實現課程思政與立德樹人有機結合[1-2]。在大學生的所學課程中融入思想政治教育，對培養德智體美勞全面發展的社會主義建設者和接班人尤為重要。工程力學是一門專業基礎課，旨在使學生掌握力學的基本理論和基本方法，使學生建立出基本力學概念，初步具有運用力學的相關知識對簡單工程構件進行分析和設計的能力，體現了高等學校應用型人才培養的特點。工程力學是與后續的專業核心課程銜接的橋梁紐帶，也是工科類本科生所接觸到的第一門和工程實際相聯系的課程，力學的相關知識與我們的生產生活、自然現象息息相關并一脈相連，生產生活中基礎設施事業的迅速發展和力學知識密切相關，所以說工程力學課程既是培養學生邏輯思維能力的課程，又是培養學生解決實際工程問題的課程。但工程力學課程為自然學科，偏理論，抽象難懂，與教學內容匹配的思政元素不易挖掘，融入時機、方式難以把握，如何能夠在這樣具有很強邏輯性專業知識講授過程中融入課程思政元素是授課過程中亟待解決的一個問題。在授課過程中，創新地開展教學研究，并積極探索課程思政對專業課教學的途徑，能夠獲得更好的育人效果。

結合筆者的授課經驗以及對課程思政的理解，對課程思政在力學授課過程中的融入進行了總結。通過挖掘思政元素，從而進行合理地教學設計，將思政元素潛移默化[3]地融入課程教學，本文以彎曲內力內容為例，舉例說明在教學過程中是怎樣融入課程思政的教學設計的。

1 力學課程融入課程思政的難點

在新的培養方案中總學分不斷降低，以至于力學課程的學時也大幅減少，因此課程難度大、學時量少的沖突成為力學課程建設中融入課程思政的主要難點。有些教師認為需要學生掌握的基礎知識都講授不完，更沒有時間講授課程思政。力學課程具有很強的理論性，要求學生具有一定的系統性、邏輯性、空間想象力，同時涉及了大量高等數學中的微分、積分、數學公式的推導等，并且要求學生掌握相關的物理知識，部分同學的其他課程學習不好，將給教師授課及學生學習帶來一定的困難。由于力學課程需要大量的高等數學知識做先導，在逐漸深入的過程中，教師會用大篇幅的時間講授課程本身的知識，以便于學生充分地消化吸收。

因此，教師如何巧妙地挖掘課程知識點蘊含的思政元素、合理地進行教學設計并將思政元素潛移默化地融入課程內容中，使二者融為一體，是解決上述難點的關鍵所在。在講授知識的同時巧妙地融入課程思政的內容，使學生既可以學到了知識，又明白了許多做人做事的道理，既不占用課時，也能潤物細無聲地育人。事實上，專業知識與思政元素并不存在相互沖突，而恰恰相反的是如果設計得當，專業知識和思政元素相互烘托，甚至能夠達到更好的教學效果。

2 力學課程教學中思政元素的挖掘

課程思政的建設依托于課程授課，所以需要教師認真地梳理教學內容，才能將其有機融入課程教學之中[4]。結合力學課程的特點深入挖掘課程思政元素，將其有機融入課程教學中，達到潤物細無聲的育人效果。筆者根據水利水電工程管理的專業特色及力學課程的學科背景，從以下兩個方面進行了課程思政元素的挖掘研究。

2.1 基于專業特色挖掘思政元素

新疆農業大學水利工程專業是自治區重點專業之一，專門培養能掌握大中型水電站、水庫及水工建筑物設計基本理論和施工管理方法和技能、具有創新精神和實踐能力的水利水電工程技術人才。畢業后主要從事水利水電工程勘測、規劃、設計、施工、科研和管理工作。根據專業特色和培養目標，在力學課程授課中，思政元素要注重突出個人奉獻精神，以及為我國建設發展事業做出貢獻的科學家的故事。比如，在講解材料力學課程時，將軸向拉伸和壓縮試驗中桿件所受應力進行講解時，中間給學生穿插講述我國擁有的亞洲規模最大的風洞群、風洞群所在的試驗基地，以及為組建該基地做出貢獻的我國科學家錢學森的故事。讓學生能夠感受到，奉獻精神不是一個口號，而是一個能夠看得見、摸得著，并且能夠做得到的事情。同時，讓學生根據所學的知識，自行推導桿件受到軸向拉伸和壓縮時的理論公式，啟發學生將理論知識與實際應用相結合，培養學生學以致用。

在講到軸向拉伸和壓縮的胡克定律方程時，通過向學生展示低碳鋼拉伸破壞的小實驗，首先讓學生從感性認識上體會到想象和實際情況的不同，通過胡克定律計算公式的學習，最終能夠解釋實驗現象，讓學生認識到任何物理現象都要通過實踐來驗證，培養學生腳踏實地、實事求是的科學精神，同時可以讓學生能夠體會到工程師大無畏的奉獻精神，堅定學生為學習努力奮斗的信念。

2.2 根據課程內容傳遞思政元素

我們日常的生產生活中很多現象是與力學知識相關的，根據講授的內容，深挖思政元素，培養學生的愛國情懷，增強學生的民族自信心。在緒論部分，給學生講解歷史悠久的水利工程都江堰，公元前256年，戰國時期秦國蜀郡太守李冰率眾修建的都江堰水利工程，位于四川成都平原西部都江堰市西側的岷江上，距成都56公里。該大型水利工程現存至今依舊在灌溉田疇，是造福人民的偉大水利工程。其以年代久、無壩引水為特征，是世界水利文化的鼻祖。都江堰可以起到分水、溢洪排沙、引水灌溉的功能，兩千多年來依然發揮著巨大的作用。讓學生從這些事例中感受到民族自豪感，建立文化自信。所以，學生要努力學習，才能實現大國重器掌握在自己手里，培養更多的大國工匠，建設更多造福于人民的水利工程，使我們國家更加繁榮富強，從而激發學生努力學習的使命感與責任心。

在課堂教學上，進一步加強了課程理論性與應用性的有機結合，突出案例分析和實踐研究；將此成果成功推廣到了結構工程、土木工程專業學生的培養過程中，通過近年來的工程服務領域的拓展，專業交叉、學科交叉迫使我們與水利工程其他領域教師進行交流與合作[5]。在靜力學部分講到力的平衡方程時，先把宋朝《撈鐵牛》的問題拋出來，讓學生用學過的浮力知識想辦法解決，之后講述我國古代懷丙撈鐵牛的故事，學生經過思考后，再聽到這個故事，能夠更深入地體會我們祖先的智慧，以及如何運用理論知識去解決實際問題。

3 融入課程思政的實踐

進行合理的教學設計，在備課時需要從不同知識點探索思政元素，才能更巧妙地融入專業課程知識的講授中[6]。本節將以彎曲內力為例，進一步解釋說明再教學設計中怎樣更好地融入課程思政。

關于彎曲內力的教學設計是從吊車梁運送貨物這一章節開始進行導入的，讓學生首先從感性認識層面了解吊車梁在運送貨物時物體的自重對吊車梁上彎曲的影響，引起對這種物理現象學習的興趣，雖然我們看不見肉眼實際產生的彎曲的情況，這也符合我們材料力學中對構件進行小變形假設的條件，進而引入理論知識，通過理論知識的學習讓學生認識到這種變形的物理現象，從而達到學習過程從感性認識上升到理論理解，進而再落腳到具體的工程應用中。最后，將知識延伸擴展，加深學生對知識的理解和運用能力。具體過程如下。

（1）正式上課之前，為同學們播放歌曲，比如楊培安的《我相信》，《我相信》曲調高昂，是一首激勵人心的勵志歌曲，無論是旋律還是歌詞，都使人激昂振奮，具有鼓舞人心的力量。“我相信希望……我相信明天……”，對于目前處于青春道路上追求夢想的莘莘學子，這首歌都能給他們帶去永不妥協和積極向上的拼搏精神，同時可以使每位同學擁有相對愉悅的心情，只有在課前充分地放松同時具有很濃厚的學習興趣，才能使每位同學都喜歡聽也愿意更好地去接受和理解這門課程。（課前5分鐘）

（2）正式上課時以視頻形式導入本節課的所要講解的內容。播放吊車梁如何進行工作的視頻。同時提出問題：吊車梁在進行運送貨物時，前進和后退為什么是一樣的？找出梁的軸線和截面的對稱軸？引導學生進行思考并激起學習的興趣。（5分鐘）

（3）講解彎曲內力的知識點。對梁進行分析計算時，首先需要將實際構件簡化為一個計算簡圖，并按照吊車梁的形式進行舉例說明。由于界面的形狀和尺寸對內力的計算毫無影響，可其軸線來進行表示，電葫蘆的輪距遠小于梁的長度，可以認為電葫蘆對梁產生的壓力為集中力，而梁是由鋼結構材料所組成，因此可將吊車梁的自重簡化為沿梁長均勻分布的荷載；行車時吊車梁左右偏移，但一端軌道能夠起到阻止的作用，故可將吊車梁一端認為是固定鉸支座，可約束其左右偏移，另一端為可動鉸支座。（10分鐘）

（4）通過對彎曲構件簡化的講解，使每位學生都明白在分析計算一個彎曲構件時，都需要進行三個方面的簡化，一是構件幾何形狀的簡化，二是對施加的荷載進行簡化，三是對支座的簡化。分小組讓學生其余典型構件的簡化方式，如懸臂的托架以及在機械傳動中常使用的斜齒輪和錐齒輪，它們在進行簡化時應該怎樣進行彎曲構件的簡化？并考慮到這些梁何支座的約束力能否采用靜力方程進行求解？討論結束后，各小組推選一名成員發言。（10分鐘）

（5）引入課程思政。各小組成員發言結束后，教師點評，并進行延伸拓展，詳細的解釋說明彎曲內力、彎曲應力以及彎曲變形所產生的原因。給學生約1分鐘的時間進行思考，之后將理論知識與日常生活聯系起來，用彎曲內力的公式進行詳細的講解在實際工程中的設計方式，進一步拓展學生對所學知識的實際應用能力，讓學生從工程實際的角度思考問題，這樣可以進一步讓學生樹立行業信心、激發責任感和使命感。同時，學生也可以明白正是基于前人這種精神下，國民經濟和社會發展取得了長足進步，各個專業也發生了日新月異的變化，使我們國家不斷發展壯大。課堂教學內容如果不能和工程實際相結合，學生很難理解現在所學的知識對將來的工作有什么樣的實際意義，容易造成學生學習態度不明確，學習的主動性不高，缺乏創新性。這樣使學生由被動的參與者，轉到主動的學習者。同時還可加強師生互動，提高教學效果，激發他們主動學習的動力，把遠大抱負落實到實際行動中，落實到中華民族偉大復興的不懈奮斗中。（15分鐘）

（6）應用與總結。總結本節課所學習到的概念和知識點。以2道典型的例題來進行講解，讓學生明白公式的實際應用并可以加強對復雜公式的記憶。（10分鐘）

4 結語

（1）力學課程作為工程類學生的一門基礎課，要以講授工程實際問題為重點，鼓勵學生以工程師的角度去看待每一個問題，結合我們所學習到的知識去進行分析，凝練科學問題并開展研究。課程思政是給這樣的課程內容中增加大量的趣味性、理論性以及學生的參與性，才能很好地激發學生的學習熱情，但不是每節課都要進行課程思政，何時加入、加入多少要取決于具體講授的專業內容。

（2）課堂是教學主戰場，更是抓好高校思想政治工作的重要陣地。在課堂教學時，教師的課程思政融入不需要長篇大論，而是畫龍點睛幾句話的融入，就能達到恰到好處的效果，激起學生學習內動力。在育人的過程中，不僅需要將專業知識進行很好的講解前更要在這個過程中對每一位學生進行思想政治教育，這樣的教育一定是潛移默化的，看似無心實則有意的，這樣才能將課堂思政元素與講授內容完美結合起來，兩者相互支撐，才能在無形中將正確的三觀讓學生“化于內而形于外”。

（3）在進行面授課程時，教師一定要起到以身作則的榜樣。除了必需的一些課件的準備要充分、公式的講解和推導過程合理并且嚴謹以外。教師的衣裝需要穿著得體，不能蓬頭垢面，甚至教室中的一言一行都在每時每刻地影響著學生，也就是教師展現出來的言談舉止會是每一名學生產生最生動的思想政治教育方式。