新時代背景下基于理論力學工程實踐應用案例思政教學改革創新的探索與實踐

梁珍瑛 林錚 林權 劉建剛 郭波

武夷學院 （福建省南平市 354300）

高舉習近平新時代中國特色社會主義思想偉大旗幟，深入貫徹黨的十九大和十九屆二中、三中、四中、五中、六中全會精神，不僅要用習近平新時代中國特色社會主義思想教育學生、培養學生，更要推動習近平新時代中國特色社會主義思想進教材、進課堂、進頭腦。要以習近平新時代中國特色社會主義思想武裝《理論力學》這門專業基礎課程，要牢牢把握該課程思政課這一主陣地[1-2]，打破傳統教學方法，以學生為主導，在學深悟透、入腦入心、落地生根上下功夫，確保課程講授過程中用科學理論培養學生、用正確思想引導學生，培養學生成為德智體美勞全面發展的新時代社會主義建設者和接班人。

1 課程思政教學創新解決的問題

理論力學作為工科專業基礎的課程[3]，面臨較大的困擾是，如何將生活及工程實踐緊密銜接[4]，培養學生解決問題的能力，提升學生的綜合分析能力；如何將理論力學理論知識教學同價值觀教育結合起來，把思政教育的內涵融入該課程之中，以達到三全育人的目的。

首先，該課程是工科院校學生從理論邁向工程的第一步，其核心是對力學基本原理的闡述，是理論之源、工程之基。相較于其他力學課程，“理論力學”的工程問題針對性“較弱”，其建立的力學模型皆為理想化的力學模型，凌駕于工程實踐之上，卻又服務于其他力學理論知識體系；它聚焦的是最基本的問題、最根本的理論和最普通的解決問題的科學方法；雖然如此，理論力學具有最完整的理論體系，源于工程實踐[5]，貼近于生活的基礎理論知識體系，能夠解決“理論力學”課程具有邏輯推理的嚴密性和對工程問題的高度抽象性，所以，它重在對學生力學思維能力和建模能力的培養；并且，作為其他力學課程的前期入門課，“理論力學”的紐帶過渡作用更加顯著，它是從基礎理論邁向專業問題的關鍵一環。

其次，理論力學與高等數學緊密聯系[6]，定理多、推導過程多，學生學習起來稍顯吃力，和實踐應用聯系起來無從下手，倍感困惑，學生提不起興趣，缺少鉆研的勁頭，導致卷面不及格率比較其他基礎專業課偏高，這是“理論力學”教學中普遍存在的一個問題。教學中發現以下問題：（1）學生不太關注理論力學的基本概念、基本理論，缺乏解決力學模型問題的科學方法，不去總結在理論力學學習中的相關知識點；（2）不具備有意識培養和鍛煉自身對解決實際問題，并進行科學抽象建立力學模型并應用理論力學的方法加以解決的能力；（3）缺乏勤于思考和總結，培養辯證唯物主義世界觀，掌握唯物辯證法的方法論，和對信息進行“提取——整合加工——處理”的意識和能力；（4）在職業道德塑造和工程倫理理論上缺乏，同時積極主動培養創新意識和創新能力[7]；在學習理論力學過程中缺乏激發自我和敢于鉆研的探索精神。

2 課程教學創新的主要內容

以習近平新時代中國特色社會主義思想武裝專業基礎課程的思想政治理論，就必須注重對習近平新時代中國特色社會主義思想的理論研究，用理論的徹底性和科學性回應學生、說服學生、引導學生。要堅持問題導向，增強問題意識，要堅持理論性、實踐性、創新性相結合，整合教學資源[8]，培養思想政治觀念以及文化素養、以德樹人，培養具備一定的創新能力與家國情懷并重的工程師或者建設人才，從以下幾個方面內容進行創新。

2.1 課程教學內容創新

關注學生思想道德和價值塑造過程和細節，更要結合并引入當前實事逐步培養學生家國情懷、職業道德理念和工程倫理理念，同時還要根據理論力學課程特點不斷挖掘思政元素，巧妙又恰當地能夠將課程知識體系和價值觀“潤物細無聲”地植入學生心中，有機“無縫”對接；創新教學手段和方法，注重“教”和“學”過程中學生為主體，教師為主導的“穿針引線”的引導作用，同時更要讓學生逐步學會用科學的方法，對信息進行“提取——加工分析——處理”的綜合分析能力培養。在這個過程中采取啟發式手段，廣泛采集教學資源運用到教學課堂，關注學生課堂的反應，同時加強課堂互動和有效管理，避免走傳統教學“滿堂灌”的老路，更要結合學生個性、理解力和興趣點，實現“三全育人”的精細培養。

從實際出發，充分打響理論力學課程開學“第一課”。為了避免理論講解的枯燥，激起學生的求知欲望，通過引入神州八號和天宮一號對接視頻，對接過程中的三個階段，所用到的“軌道動力學、剛體動力學和碰撞動力學”等相關知識體系，都是力學研究范疇；讓學生了解為什么要學習這門課程，學了這門課程后能做什么，進而引出理論力學在許多工程領域應用的廣泛和重要性，同時理論力學也是相關工程領域進行創新研發的理論基礎與技術手段。另外，引入美國塔科馬大橋坍塌視頻，通過對剛建成不到幾個月的大橋坍塌事故分析，引入工程倫理理念，工程倫理中工程師的權力、責任和義務問題的重要性。目的是為了引導學生要有家國情懷、有夢想、工程倫理、職業道德、責任擔當意識。

關注每個教學章節過程，注重學生課堂互動細節，采取啟發式教學手段，廣泛采集教學資源運用到教學課堂，引導學生進行思考。理論力學課程教學創新基于教學大綱需求，從“靜力學到動力學”全過程實現思政教學，從不同視角挖掘思政元素融入專業理論知識體系之中，素材有工程事故分析、航空航天領域廣泛應用、動畫片到中國在抗擊疫情戰斗的階段勝利等等；這些素材思政教育的目標不盡相同，都從不同層面對學生進行價值觀、職業道德、責任擔當及創新意識等方面進行塑造。教學案例的列舉也不能一味地寬泛、復雜，更多地應該具體、針對性強，最好是能應用所學理論詮釋其中的力學原理。比如，考慮摩擦時物體的平衡問題時，通過觀察摩擦力在現實生產、生活中的普遍性激發學生興致，進而引出如果沒有摩擦會是什么樣的現實狀況，讓學生對這一現象進行猜測并討論，讓學生課堂討論摩擦力的有利和有害的相關方面，此時學生求知欲望已達到極點，最后引出同學們要用辯證唯物主義的思想看待事物的兩面性，這樣教學效果更好。

理論力學注重將理論知識體系貫穿在工程應用實踐案例之中，在講解演示中側重引導學生理清解決問題的思路；習題講解研論時將學生分成討論組，然后選代表闡述求解思路，最后教師再點評講解。這種習題研討改變了以往教師講，學生“機械”聽的模式，變成學生講，教師點評，被動學習變為主動尋求解題方法，同時也培養了學生清晰準確的表達能力和力學思維能力，提升了學生表達自我的勇氣和信心，也讓每一位學生都積極參與課堂討論之中。

2.2 信息化教學手段創新

從教學的角度來看，如何將理論知識教學工作與信息技術融合起來[9-10]，解決知識抽象化、復雜化的問題，是理論力學課程創新的重點問題。充分發揮多媒體的作用，將難以用言語描述的信息通過視覺直觀地展示給學生。借助動畫、視頻和圖片等，讓學生感受到“理論力學”要處理的問題是美妙且充滿樂趣的。這種形象化的教學，不僅能增強課堂教學效果，提高課堂效率，而且可以提高學生觀察、分析、解決問題的能力。

2.3 參加校內相關專業科技協會的創新

吸引、鼓勵學生踴躍參加課外科技活動。比如鼓勵學生參加校內機械科技創新協會，參加大學生創新創業訓練及互聯網+等創新項目，目的在于引導學生在參加賽事時候培養學生的創新設計意識、綜合設計能力與團隊協作精神；同時讓他們知道理論知識只有用于實踐才能體會價值意義，同時也是為了培養學生動手能力的培養和工程實踐的訓練方面的能力，提高學生針對實際需求通過創新思維，進行機械設計和工藝制作等實踐工作能力。

2.4 制定工程實踐應用案例小組演示方案

為了提高學生工程實踐案例轉化成力學模型工程運用的能力，培養學生將力學知識體系，如何同工程實踐相統一的整體綜合分析能力，制定《理論力學》中靜力學工程實踐應用案例小組演示方案。考察學生掌握靜力學中共點力系合成和平衡問題的解法，單個剛體平衡問題的解決方法，剛體系與結構的平衡問題的解法。同時，能夠增強學生團隊協作意識，培養學生運用PPT 制作理論力學演示教學案例的能力，激發學生能動性和參與意識，充分體現學生為主體，教師引導的教學理念。

3 力學工程實踐應用案例小組演示方案取得的成效

（1）提前兩周下達力學工程實踐應用案例小組演示方案。方案從小組演示方案教學目的、應用案例小組演示題目及演示時間、小組演示案例達到的目的、小組演示方案評分和小組演示方案評分標準等五個方面進行詮釋和要求。

（2）通過小組之間互評為主，教師參評為輔的評價方式對8個小組進行評價，并對各個小組的得分情況進行評價分析如圖1，同時對各個小組所選題目在工程實踐中的應用型進行分析，根據各小組所選題目章節在本次評價中的比例，可以找出學生在哪些章節知識點薄弱點。

圖1 各小組工程實踐應用案例小組演示綜合得分表

（3）通過對小組所選題目占比分析和所選工程應用案例內容分析，發現學生對“空間力系作用下剛體平衡”知識體系有空白，針對該問題，通過網絡投票的方式發起網絡投票，結果顯示學生在學習知識過程中，故意對比較難于理解的知識點采取回避態度如圖2 所示，針對以上問題，通過網絡投票的方式，摸清學生對該知識點掌握程度的“家底”。

圖2 網絡投票統計各小組不選擇部分工程實踐應用案例題目的原因

（4）開展針對靜力學篇中薄弱知識點和工程實踐應用案例各小組演示方案總結（1 學時）課。

4 結語

理論力學的課程特點，一定程度上成為了挖掘思政教育理念的啟發點，改善了該課程嚴謹、枯燥繁瑣、無趣的傳統教學模式；同時也激發學生對理論力學的學習興趣，逐步培養學生積極的人生態度、思考問題的方法、分析和解決實際工程應用問題能力的方法，也注重培養學生“家國情懷、工程倫理、創新思維、工匠精神”品質。