工程力學(xué)課程思政元素的挖掘與融合探究

王難爛

摘? 要：工程力學(xué)專業(yè)開展“課程思政”改革是現(xiàn)代社會的必然趨勢，也是培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)能力、思想品德的有效途徑。本文首先闡述了將思政元素融入工程力學(xué)課程的意義，其次分析了典型教學(xué)案例，最后提出了工程力學(xué)課程思政元素的挖掘與融合策略，以期對工程力學(xué)教學(xué)有所裨益。

關(guān)鍵詞：工程力學(xué)；課程思政；挖掘融合；教學(xué)模式；教學(xué)內(nèi)容

中圖分類號：G416? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? 文章編號：1673-7164（2023）03-0161-04

隨著社會的不斷發(fā)展，高校思想政治工作在教育領(lǐng)域備受矚目，高校開展課程思政發(fā)生了一定變化，即發(fā)展為“面”上的共識［1］。習(xí)近平總書記在全國高校思想政治工作會議上強調(diào)，應(yīng)將課堂教學(xué)作為重要途徑，全面貫徹落實現(xiàn)代化的思想政治理論課，不斷完善該課程，完善思想政治教育體系，其他各門課也要做到與時俱進(jìn)，注重與思想政治理論課的融合，形成多門課程協(xié)同進(jìn)步的局面。但目前我國高校的工程力學(xué)課程依舊有所欠缺，教師采用的教育理念及模式比較滯后，對課程思政的重視程度較低，未認(rèn)識到工程力學(xué)與課程思政的關(guān)聯(lián)性，沒有深入挖掘課程思政元素，忽略了案例教學(xué)法的使用等。在上述問題的影響下，工程力學(xué)的教學(xué)效率比較低下，最終導(dǎo)致教學(xué)質(zhì)量也并不理想。在此背景下，思政元素與工程力學(xué)課程教學(xué)的結(jié)合成為教育領(lǐng)域關(guān)注的焦點問題。

一、思政元素融入工程力學(xué)課程的意義

目前，大多學(xué)生都認(rèn)為工程力學(xué)是一門難度大、枯燥的學(xué)科，在學(xué)習(xí)過程中十分吃力，因此，很多學(xué)生放棄了工程力學(xué)。之所以出現(xiàn)上述問題，主要是因為學(xué)生的學(xué)習(xí)自律意識不強，沒有濃厚的學(xué)習(xí)興趣，未認(rèn)識到工程力學(xué)對自身的影響，從而導(dǎo)致工程力學(xué)課程教學(xué)的效率及質(zhì)量較差。對此，在工程力學(xué)教學(xué)中，轉(zhuǎn)變學(xué)生消極的學(xué)習(xí)態(tài)度，提高學(xué)生對工程力學(xué)的重視度十分必要，應(yīng)在工程力學(xué)課程教學(xué)中融入思政元素，在思政教育的助力下，讓學(xué)生以全新的視角看待工程力學(xué)，不再認(rèn)為工程力學(xué)是枯燥乏味的內(nèi)容，除了使學(xué)生形成正確的三觀外，還應(yīng)讓學(xué)生養(yǎng)成鍥而不舍、吃苦耐勞、積極向上的精神，感受到工程力學(xué)課程的樂趣與魅力，在此門課程中投入更多精力和時間，從而提升工程力學(xué)課程教學(xué)的效率與質(zhì)量［2］。在此背景下，將工程力學(xué)課程融入課程思政元素具有重要意義，其與教學(xué)質(zhì)量息息相關(guān)，可以避免在開展工程力學(xué)課程教學(xué)過程中面臨諸多阻礙。

二、典型教學(xué)案例分析

工程力學(xué)是工程類專業(yè)的重要課程，主要涵蓋兩項內(nèi)容：其一為工程靜力學(xué)；其二為材料力學(xué)，不僅與工程技術(shù)領(lǐng)域息息相關(guān)，而且與人們的生產(chǎn)生活存在一定契合度，學(xué)習(xí)內(nèi)容的抽象性明顯，具有難度大、系統(tǒng)性強的特點，學(xué)生在學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)難以快速理解，認(rèn)為此內(nèi)容十分乏味，所以在工程力學(xué)學(xué)習(xí)中比較消極。因此，在工程力學(xué)課程挖掘思政元素的過程中，需以知識傳授和價值向?qū)嗳诤蠟橹饕侄危诮虒W(xué)的各個環(huán)節(jié)考慮到工程實際情況，將教學(xué)案例分析真正應(yīng)用起來。

（一）教學(xué)案例一

20世紀(jì)后期，跨海大橋、高樓建筑、水利工程等高新技術(shù)的發(fā)展步伐不斷加快，與力學(xué)指導(dǎo)分不開。教師在工程力學(xué)案例教學(xué)環(huán)節(jié)，應(yīng)著重講解進(jìn)入21世紀(jì)后大型工程的發(fā)展情況與成就［3］。例如跨海大橋，我國的港珠澳大橋是全球最長的跨海大橋，由于其建筑規(guī)模十分龐大，施工過程也非常久，再加上頂尖的建造技術(shù)，因此在世界上具有高知名度，為學(xué)生介紹該工程還可以提升他們的行業(yè)認(rèn)同感。

（二）教學(xué)案例二

工程構(gòu)建環(huán)節(jié)與諸多受壓桿件相關(guān)，如螺旋千斤頂?shù)穆輻U、橋梁的立柱、起重機的挺桿等［4］。在壓桿穩(wěn)定性分析與設(shè)計教學(xué)中，教師應(yīng)從生活的角度出發(fā)，找出生活中與此次教學(xué)相關(guān)的案例，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識到壓桿穩(wěn)定的意義。當(dāng)桿件受到較大壓力，且此種壓力高于桿件承受的最大范圍，桿件之間的平衡性將產(chǎn)生波動，工作能力呈現(xiàn)被減弱的狀態(tài)，造成相關(guān)結(jié)構(gòu)坍塌。由于這種失效的發(fā)生是無預(yù)兆的，往往會造成嚴(yán)重后果。在講解此部分內(nèi)容時，教師可選擇一些比較合適的工程坍塌實例，將其融入教學(xué)中。例如1983年，我國某城市的一建筑工地，一處鋼管架距離地面5—6米處突然外弓，剎那間與此處鋼管相關(guān)聯(lián)的多處鋼架倒塌，導(dǎo)致現(xiàn)場多人受傷甚至死亡。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查了解到，鋼管架結(jié)構(gòu)原本就不合理，結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定對整體結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重影響。教師可借助該案例，對學(xué)生開展工程倫理教育，進(jìn)一步提升學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)，使學(xué)生形成一絲不茍的態(tài)度，對生命保持敬畏、熱愛之心。

（三）教學(xué)案例三

梁的位移分析是工程力學(xué)的重要知識點，其中梁的變形和位移比較常見。雖然梁的變形形式屬于彈性變形，但實際工程中對構(gòu)件的彈性變形具有明確要求，不可超過工程限制的范圍，對位移的要求也是如此，倘若位移未處在要求的彈性范圍內(nèi)，工程構(gòu)件則無法保持原有的穩(wěn)定性，會出現(xiàn)剛度失效的情況。講解剛度失效的過程中，需告知學(xué)生剛度失效會帶來哪些不利影響，工程設(shè)計中必須高度重視失效問題，制定避免失效的方案［5］。在此過程中，教師需列舉工程實例，如果機械轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)中的齒輪軸變形超出正常狀態(tài)，那么兩齒輪的嚙合處將產(chǎn)生變化，即出現(xiàn)明顯的轉(zhuǎn)角和撓度，對兩個齒輪間的嚙合造成直接干擾，增加齒輪磨損的嚴(yán)重程度。齒輪無法按照原有狀態(tài)轉(zhuǎn)動，將出現(xiàn)比較明顯的噪音，這種變化也體現(xiàn)在軸的支撐處，導(dǎo)致較大轉(zhuǎn)角出現(xiàn)，大幅度增加軸承的磨損性，導(dǎo)致軸和軸承的使用時間逐漸降低。在這些剛度失效案例的作用下，引導(dǎo)學(xué)生摒棄之前薄弱的觀察能力，使學(xué)生能夠?qū)Ｗ⒛撤N事物，從而發(fā)現(xiàn)存在的問題，培養(yǎng)學(xué)生不斷探索、敢于實踐的精神。

（四）教學(xué)案例四

從工程力學(xué)的角度分析，自身也體現(xiàn)著一定的人生哲學(xué)，這些哲學(xué)理論對學(xué)生教育具有積極效應(yīng)。例如在力系的平衡條件的教學(xué)中，要想達(dá)到力系的平衡，需滿足力系的主矢和力系的主矩同時為零［6］。要想獲得成功，就要在這條道路上勇敢前進(jìn)，不斷攻克各種難題。該案例具有極為關(guān)鍵的作用，能夠?qū)W(xué)生形成比較有意義的哲學(xué)教育，培養(yǎng)學(xué)生不畏困難、積極樂觀的人生精神。

三、工程力學(xué)中課程思政元素的挖掘與融合建議

（一）思想政治教育融入教學(xué)內(nèi)容

從工程力學(xué)課程的角度分析，涵蓋了多樣化的原理和定理，這些理論體現(xiàn)出明顯的哲學(xué)性。在教學(xué)設(shè)計環(huán)節(jié)，教師應(yīng)以力學(xué)專業(yè)為切入點，使良好的思政元素融入其中。例如，在物體穩(wěn)定性的教學(xué)中，穩(wěn)定性包括穩(wěn)定力矩和阻尼力矩兩個條件，物體如果與平衡位置保持偏離狀態(tài)，存在穩(wěn)定力矩和阻尼力矩，那么物體能夠順利返回到最開始的平衡位置［7］。反之，物體將越走越遠(yuǎn)。在人生道路上也是如此，如果可以在正確的軌跡不斷探索，將會獲得良好的結(jié)果，否則將可能誤入歧途。作為力學(xué)專業(yè)教學(xué)，只要在教學(xué)環(huán)節(jié)投入較多時間與精力，就能在立足教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上挖掘思政元素，提升學(xué)生對力學(xué)知識的認(rèn)知程度，引導(dǎo)學(xué)生形成正確的人生觀。

為了使工程力學(xué)教學(xué)煥發(fā)出新的色彩，教師需積極滲透唯物主義思想教育。例如，在講授桿件材料和截面選取時，教師需將更多注意力放在安全與經(jīng)濟中，重點講解此矛盾。教師在講述設(shè)計的過程時需注意，除了與使用功能要求保持一致性之外，還要在符合國家要求的前提下，最大限度滿足經(jīng)濟要求。作為體現(xiàn)科學(xué)性的材料力學(xué)，應(yīng)注重學(xué)生經(jīng)濟法則的培養(yǎng)，使學(xué)生認(rèn)識到通過低消耗創(chuàng)造高價值的必要性［8］。

（二） 利用案例分析開展思政教育

在工程力學(xué)的實際教學(xué)中，教師需通過生活實例降低學(xué)生的理解難度。對于工程力學(xué)，傳統(tǒng)教學(xué)模式通常使學(xué)生感到無趣。

例如，在 “靜定靜不定問題”教學(xué)中，教師可以選取生活中的椅子為案例。椅子的三條腿可保證平衡，第四條腿可被視為“過度約束”，從實際意義來說，四條腿的椅子處在靜不定結(jié)構(gòu)的范疇內(nèi)，這些生活中的例子調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，增強了學(xué)生對合理截面形狀的認(rèn)知程度。并且，教師應(yīng)結(jié)合現(xiàn)代橋梁技術(shù)使用斜拉橋結(jié)構(gòu)，全面普及壓桿穩(wěn)定性的知識，通過該理論對此結(jié)構(gòu)的合理性展開分析。相對常見的墩型（如南京長江大橋），斜拉橋（如蕪湖長江大橋）使用電纜（受拉構(gòu)件）將橋體和集中在主墩上［9］。只要避免主墩的穩(wěn)定性發(fā)生問題，就能夠為橋梁的安全提供有力保障。對于斜拉橋，其應(yīng)用了諸多電纜，促使橋墩的數(shù)量逐漸減少。壓力接收構(gòu)件相對特殊，屬于一種張緊構(gòu)件，促使安全性不斷提升，將理論與生活現(xiàn)象融合后，能夠幫助學(xué)生摒棄消極的學(xué)習(xí)態(tài)度，使學(xué)生對此門課程充滿好奇，從而使課堂的教學(xué)效率與教學(xué)質(zhì)量更加理想。當(dāng)教學(xué)環(huán)節(jié)完畢后，教師需將學(xué)生分為多個小組，并為學(xué)生布置尋找生活實例的任務(wù)，使學(xué)生通過不同的生活實例分析工程力學(xué)的相關(guān)問題，引導(dǎo)學(xué)生感受團結(jié)協(xié)作的重要性，使學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)不斷提升。在選擇教學(xué)材料的過程中，教師應(yīng)遵循科學(xué)合理的原則，材料和理論應(yīng)處在同一層面，采用現(xiàn)代化的教學(xué)方法，并融入創(chuàng)新元素和情感元素，為工程力學(xué)教學(xué)注入新的活力。

（三）強化師資隊伍建設(shè)

眾所周知，教師的學(xué)識與能力決定著其對學(xué)生產(chǎn)生的影響，教師的價值觀也會影響學(xué)生的價值觀。在工程力學(xué)教學(xué)中，貫徹落實課程思政建設(shè)是一項重要工作，需要教師從價值觀的角度出發(fā)，與傳授知識的環(huán)節(jié)相結(jié)合，幫助學(xué)生更好地為人處事，明確如何解決現(xiàn)實生活中令自己感到困擾的問題，以正確的視角看待世界。只有工程力學(xué)教師了解了課程思政的真正內(nèi)涵，內(nèi)心渴望提升自身的思政能力，才會全身心投入課程思政。首先，高校應(yīng)針對工程力學(xué)教師開展專業(yè)培訓(xùn)，闡明工程力學(xué)與思政元素的關(guān)聯(lián)性，為教師講解如何更好地進(jìn)行工程力學(xué)教學(xué)，指明深入挖掘思政元素的重要性，培養(yǎng)教師的專業(yè)技能，使其不斷創(chuàng)新工程力學(xué)教學(xué)［10］。其次，高校應(yīng)積極開展有關(guān)工程力學(xué)課程思政的講座及交流活動，將所有教師組織在一起探討問題，鼓勵教師與其他教師分享自身是如何落實工程力學(xué)課程思政的，提出哪種方法受到了學(xué)生的認(rèn)可及歡迎，提出工程力學(xué)課程和思政的聯(lián)系，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)表在實際工作中面臨的困難，各個教師圍繞工程力學(xué)課程融入思政元素工作獻(xiàn)計獻(xiàn)策。最后，高校需構(gòu)建激勵機制，將課程思政的融入效果和考核相掛鉤，對表現(xiàn)優(yōu)異的教師提出表揚，不斷激發(fā)教師對課程思政的積極性，確保思政元素能夠真正在工程力學(xué)課程中彰顯出自身價值。

（四）學(xué)習(xí)工匠精神與創(chuàng)新精神

工程力學(xué)是將實際工程系統(tǒng)與力學(xué)原理相結(jié)合的一種途徑，要求學(xué)生在學(xué)習(xí)、工作中秉持科學(xué)性的理念，以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度處理各項事件。教師應(yīng)以實際工程案例為切入點。例如在“壓桿穩(wěn)定性”教學(xué)中，教師可以列舉1907年加拿大架設(shè)魁北克大橋的例子，施工環(huán)節(jié)懸臂桁架的穩(wěn)定性產(chǎn)生變化，主要位置在一根受壓弦桿中，導(dǎo)致整個橋梁失去了穩(wěn)定性而倒塌，9000t鋼材都墜落圣勞倫斯河，橋上施工人員也出現(xiàn)嚴(yán)重的傷亡情況；2010年，我國昆明新機場配套引橋工程的支架垮塌事故，導(dǎo)致8名施工人員重傷，26名施工人員輕傷，7名施工人員死亡［11］。通過調(diào)查了解到，出現(xiàn)此事故的原因是澆灌混凝土?xí)r，架體右上角翼板支架的某個位置發(fā)生了形變，失去穩(wěn)定性。當(dāng)教師通過實際案例教學(xué)時，學(xué)生會更加直觀、清晰地理解壓桿穩(wěn)定性知識，認(rèn)識到壓桿失穩(wěn)的危害性。告知學(xué)生在施工環(huán)節(jié)，只要涉及壓桿，必須將穩(wěn)定性納入考慮范疇。

工程力學(xué)涵蓋了復(fù)雜的公式，在講授環(huán)節(jié)僅注重公式推導(dǎo)是不合理的，還應(yīng)普及公式的來源。例如在“胡克定律”教學(xué)中，教師需提出該定律的創(chuàng)立者為英國杰出的科學(xué)家胡克，他開展實驗后發(fā)現(xiàn)螺旋彈簧伸長量越大，所受拉力也越大。胡可除了在力學(xué)領(lǐng)域做出成績外，在天文學(xué)、光學(xué)方面也做出了很多成就，其創(chuàng)造和發(fā)明十分多樣化。18世紀(jì)，瑞士著名的數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家歐拉經(jīng)過反復(fù)思考，提出了歐拉公式，他的創(chuàng)造在物理學(xué)界堪稱里程碑，使工程領(lǐng)域獲得了工作的新思路。在此種方式的指引下，引導(dǎo)學(xué)生將科學(xué)家作為自身學(xué)習(xí)發(fā)展道路上的榜樣。

（五）采用新型教學(xué)模式

教師需充分考慮教學(xué)內(nèi)容的特點，使工程力學(xué)教學(xué)與PAD課堂相融合，即在實際教學(xué)中，任課教師在一定時間內(nèi)為學(xué)生講解相應(yīng)知識點，將課堂的另一部分時間留給學(xué)生，使學(xué)生可以通過小組形式探討自己不懂的問題，教師也可以為學(xué)生直接提供討論主題［12］。如材料力學(xué)篇中提高彎曲強度的措施部分，在課堂中，教師通過多媒體為學(xué)生展示龍門吊重裝置、車廂上的油罐等工程實例圖片，讓學(xué)生分組討論：為什么龍門吊重裝置中的兩根立柱及油罐下面的兩個鞍座不直接放到最外側(cè)布置而往里移了一定的距離？討論完畢后，教師從各個小組選擇一名代表與大家分享本小組的討論結(jié)果，針對學(xué)生的回答進(jìn)行糾正或者補充。在此教學(xué)模式作用下，培養(yǎng)學(xué)生的獨立思考能力，使學(xué)生的團隊合作水平邁上新臺階。

四、結(jié)語

綜上所述，工程力學(xué)課程思政元素的挖掘與融合是一項重要問題，需要高校及教師的共同努力。在日后的實際工作中，高校教師需樹立與時俱進(jìn)的教育理念，高度重視工程力學(xué)課程，認(rèn)識到該課程與學(xué)生發(fā)展的關(guān)聯(lián)性，思考工程力學(xué)課程蘊涵的文化理念及思政元素，找出思政特點顯著的內(nèi)容，在課堂中為學(xué)生講解；實際教學(xué)中強化思政教育，通過相關(guān)案例降低學(xué)生學(xué)習(xí)工程力學(xué)知識點的難度，提升與學(xué)生互動的頻率；將工程力學(xué)的知識點整理在一起，通過互聯(lián)網(wǎng)搜集相關(guān)圖片視頻，在課堂中為學(xué)生播放；教師要從專業(yè)課程入手，營造積極活躍的課程思政氛圍，為學(xué)生帶來涉及到思政內(nèi)涵的故事及話題，將有關(guān)工程力學(xué)課程思政的問題拋給學(xué)生，鼓勵學(xué)生以小組形式進(jìn)行探；加強對教師的培訓(xùn)，使其了解如何在工程力學(xué)課程中融入思政元素，掌握開展工程力學(xué)實踐活動的技巧，促使教師的知識水平及專業(yè)技能產(chǎn)生較大進(jìn)步，為學(xué)生帶來彰顯思政元素的獨特工程力學(xué)課程，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

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（責(zé)任編輯：莫唯然）