面向工程應(yīng)用的結(jié)構(gòu)力學(xué)課程思政教學(xué)探索*

韓艷 張少波

北方工業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院 北京 100144

0 引言

立德樹人是教育的根本任務(wù)。高校是培養(yǎng)社會(huì)主義事業(yè)建設(shè)者和接班人的主要陣地，課程思政是國(guó)家落實(shí)立德樹人方針的重要途徑。德為先，能為上，行為善。結(jié)構(gòu)力學(xué)課程是土木工程專業(yè)類本科教育非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)技術(shù)課程，在整個(gè)課程體系中處于承上啟下的核心地位，其思政教育意義重大。近年來，一些教師已就結(jié)構(gòu)力學(xué)的課程思政建設(shè)問題進(jìn)行了研究并取得了很多有意義的成果。曲激婷等[1]對(duì)線上線下混合式教學(xué)模式進(jìn)行了實(shí)踐與探究；趙延林等[2]基于OBE 教學(xué)理念，將思政教育融入課堂，對(duì)結(jié)構(gòu)力學(xué)課程的總體培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行了重構(gòu)，優(yōu)化了教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)體系；張軍鋒等[3]對(duì)課程思政背景下結(jié)構(gòu)力學(xué)的教學(xué)團(tuán)隊(duì)、教學(xué)模式與考核方式進(jìn)行了探索和實(shí)踐；曹周陽等[4]對(duì)結(jié)構(gòu)力學(xué)課程線上混合式教學(xué)的教學(xué)平臺(tái)、教學(xué)資源優(yōu)化配置、線上教學(xué)過程實(shí)施與管理等進(jìn)行了實(shí)踐探索，并取得了較好的思政育人效果。

針對(duì)應(yīng)用型本科院校培養(yǎng)人才的重點(diǎn)在技術(shù)應(yīng)用層面的辦學(xué)定位，本文結(jié)合面向工程應(yīng)用的結(jié)構(gòu)力學(xué)課程培養(yǎng)目標(biāo)，從思政元素挖掘、教學(xué)方式和方法、課程考核評(píng)價(jià)等方面進(jìn)行探討，以經(jīng)典實(shí)際工程案例和生活中熟悉的實(shí)例為載體，綜合采用啟發(fā)式、討論式、任務(wù)驅(qū)動(dòng)式等教學(xué)方式，在結(jié)構(gòu)力學(xué)中進(jìn)行課程思政，以提高課程的教學(xué)效果，切實(shí)落實(shí)立德樹人的根本任務(wù)。

1 結(jié)構(gòu)力學(xué)課程思政目標(biāo)

課程思政就是圍繞知識(shí)傳授與價(jià)值引領(lǐng)相結(jié)合的課程目標(biāo)，寓價(jià)值觀引導(dǎo)于知識(shí)傳授和能力培養(yǎng)之中，幫助學(xué)生塑造正確的世界觀、人生觀和價(jià)值觀。其主要形式是將思想政治教育元素，包括思想政治教育的理論知識(shí)、價(jià)值理念以及精神追求等融入各門課程教學(xué)中去，潛移默化地對(duì)學(xué)生的思想意識(shí)和行為舉止產(chǎn)生影響，以此來達(dá)到立德樹人的目的[5]。結(jié)合應(yīng)用型大學(xué)的辦學(xué)定位，土木類專業(yè)主要是培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展的、具有較強(qiáng)創(chuàng)新實(shí)踐能力和較高職業(yè)素養(yǎng)的高水平應(yīng)用型工程技術(shù)人才。結(jié)構(gòu)力學(xué)課程是土木類本科教育的專業(yè)基礎(chǔ)必修課程，在整個(gè)課程體系中處于承上啟下的核心地位，具有理論性和邏輯性強(qiáng)、與工程聯(lián)系緊密的特點(diǎn)。考慮到這些因素，根據(jù)結(jié)構(gòu)力學(xué)課程的思政目標(biāo)，以實(shí)際工程結(jié)構(gòu)案例、杰出工程人物事跡和生活中熟悉的實(shí)例為載體，對(duì)結(jié)構(gòu)力學(xué)課程所蘊(yùn)含的愛國(guó)情懷、辯證思維、社會(huì)主義核心價(jià)值觀、立德樹人等思政育人元素進(jìn)行深入挖掘，如溶鹽于湯無聲有味地融合到結(jié)構(gòu)力學(xué)教學(xué)內(nèi)容的各知識(shí)點(diǎn)中，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，厚植其愛國(guó)主義情懷，培養(yǎng)其責(zé)任擔(dān)當(dāng)精神與職業(yè)修養(yǎng)，培育其嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)精神、不拘一格的創(chuàng)新精神和精益求精的工匠精神，實(shí)現(xiàn)知識(shí)傳授、能力培養(yǎng)和價(jià)值塑造三者有機(jī)結(jié)合的人才培養(yǎng)目標(biāo)。

2 結(jié)構(gòu)力學(xué)課程中的思政元素挖掘

課程思政教育的前提和基礎(chǔ)是課程中所蘊(yùn)含的思政元素[3]。在結(jié)構(gòu)力學(xué)課堂教學(xué)中，不僅要傳授專業(yè)知識(shí)，培養(yǎng)專業(yè)能力，而且要潛移默化地塑造學(xué)生正確的價(jià)值觀和人生觀。

教師在上課前務(wù)必精心地備課，對(duì)結(jié)構(gòu)力學(xué)課程各章節(jié)的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行認(rèn)真系統(tǒng)的梳理，對(duì)其中所蘊(yùn)含的愛國(guó)情懷、哲學(xué)思維、社會(huì)主義核心價(jià)值觀、立德樹人等思政育人元素進(jìn)行深入挖掘，明確課程思政的教學(xué)目標(biāo)，在教學(xué)大綱中按照課程教學(xué)模塊內(nèi)容提出課程思政的核心元素，授課計(jì)劃按照實(shí)際的教學(xué)周明確每一講的教學(xué)內(nèi)容所要完成的課程思政教學(xué)內(nèi)容。部分思政元素與知識(shí)點(diǎn)融合的教學(xué)案例如表1所示。

表1 結(jié)構(gòu)力學(xué)課程部分思政元素與知識(shí)點(diǎn)的融合

3 結(jié)構(gòu)力學(xué)課程思政建設(shè)的主要教學(xué)方式與教學(xué)方法

專業(yè)教育目標(biāo)與思政教育目標(biāo)是有機(jī)統(tǒng)一的，兩者對(duì)于學(xué)生成長(zhǎng)成才都是必不可少的，在教學(xué)中不能顧此失彼。在知識(shí)點(diǎn)中融入思政教育的同時(shí)，也要注重基本概念的理解與運(yùn)用，注重基于基本的力學(xué)原理對(duì)復(fù)雜實(shí)際工程問題進(jìn)行研究、分析與解釋。教學(xué)中應(yīng)以學(xué)生為中心、教師為主導(dǎo)，強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生實(shí)踐與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。有了明確的思政目標(biāo)后，教師還需對(duì)擬采用的教學(xué)手段和方式進(jìn)行仔細(xì)考量，要考慮清楚課堂的基本流程、提出的問題、課堂活動(dòng)的組織形式等，根據(jù)授課學(xué)生的實(shí)際狀態(tài)，靈活地采用啟發(fā)式、討論式、案例式、任務(wù)驅(qū)動(dòng)式等教學(xué)方式，設(shè)計(jì)易于、樂于被學(xué)生接受的教學(xué)方法，通過恰當(dāng)?shù)纳顚?shí)例或者典型的工程結(jié)構(gòu)案例等將思政元素適時(shí)合理地融入各相應(yīng)知識(shí)點(diǎn)中。例如在第一章緒論中，可以以豐富的圖片、視頻配合教師的講授，首先采用上海大廈、三峽大壩、趙州橋、港珠澳大橋、北京大興機(jī)場(chǎng)航站樓等我國(guó)著名的工程結(jié)構(gòu)案例吸引學(xué)生的注意力，提高其學(xué)習(xí)興趣，采用啟發(fā)式教學(xué)方式，引導(dǎo)學(xué)生思考“結(jié)構(gòu)”的基本概念，然后再引出結(jié)構(gòu)力學(xué)的研究對(duì)象是許多桿件按一定組成規(guī)則構(gòu)成的桿件系統(tǒng)，進(jìn)一步介紹結(jié)構(gòu)的分類、結(jié)構(gòu)力學(xué)的任務(wù)等內(nèi)容。在介紹我國(guó)著名的工程結(jié)構(gòu)時(shí)，適當(dāng)合理融入大國(guó)工匠精神等思政元素，激發(fā)學(xué)生的愛國(guó)情懷和民族自豪感，增強(qiáng)中國(guó)特色社會(huì)主義的道路自信、理論自信、制度自信、文化自信；在講述結(jié)構(gòu)力學(xué)的任務(wù)時(shí)，引入加拿大魁北克大橋建造過程中發(fā)生兩次坍塌事故的工程實(shí)例，讓學(xué)生體會(huì)結(jié)構(gòu)力學(xué)對(duì)土木工程專業(yè)的重要性，不迷信權(quán)威，敢于質(zhì)疑，明白身為工程人責(zé)任重大，引導(dǎo)學(xué)生樹立科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)，從內(nèi)心深處建立起對(duì)職業(yè)的敬畏感和責(zé)任感。

結(jié)構(gòu)力學(xué)來源于工程實(shí)踐，知識(shí)點(diǎn)大多由各類具體工程問題的分析過程抽象升華而來[7]。大學(xué)二年級(jí)的學(xué)生普遍缺乏工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和工程認(rèn)知，因此，在課程講授中，應(yīng)注重結(jié)構(gòu)力學(xué)和生活實(shí)際、工程實(shí)際的聯(lián)系，化抽象為具體，將抽象晦澀的概念、理論、方法與具體、形象、生動(dòng)的生活實(shí)景或工程實(shí)際聯(lián)系起來，以培養(yǎng)學(xué)生解決工程實(shí)際問題的能力[8]。例如，在講解力法求解超靜定結(jié)構(gòu)時(shí)，可以以分析同學(xué)們熟悉的單杠在引體向上體育運(yùn)動(dòng)作用時(shí)的受力及變形情況導(dǎo)入問題，通過復(fù)習(xí)前面學(xué)過的結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖簡(jiǎn)化原則給出單杠的力學(xué)計(jì)算模型，通過啟發(fā)式教學(xué)方式，將單杠與相應(yīng)的靜定三鉸鋼架進(jìn)行分析比較，引導(dǎo)學(xué)生得出以多余約束力作為基本未知量的靜定結(jié)構(gòu)（基本體系），只要沿多余約束力方向的位移與原超靜定結(jié)構(gòu)沿該方向的位移相等，則該基本體系的受力和變形情況與原超靜定結(jié)構(gòu)完全相同，力法就是根據(jù)這個(gè)原理來求解超靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力的，力法方程本質(zhì)上是變形協(xié)調(diào)方程。多余約束力求出來以后，剩下的求解和靜定結(jié)構(gòu)完全相同，為計(jì)算方便，可以應(yīng)用疊加原理直接得到該超靜定結(jié)構(gòu)的彎矩圖。在學(xué)生理解了力法求解超靜定結(jié)構(gòu)的基本原理后，再采用分組討論的教學(xué)方式，討論力法基本體系如何選取的問題，說明同一個(gè)超靜定結(jié)構(gòu)可以選擇多種不同的靜定結(jié)構(gòu)作為基本體系，但力法方程相同，在計(jì)算時(shí)利用結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性可以簡(jiǎn)化計(jì)算過程。通過學(xué)生們熟悉的生活中的實(shí)例使其獲得親切感，激起學(xué)習(xí)興趣，通過分組討論方式，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)探索求知的積極性，獲得發(fā)現(xiàn)問題、成功解決問題的滿足感，在此過程中鍛煉了學(xué)生的發(fā)散思維能力和辯證思維能力，提高了他們分析問題的能力，有助于培養(yǎng)不拘一格的創(chuàng)新精神和精益求精的工匠精神。

為提高課程學(xué)習(xí)效率，針對(duì)重難點(diǎn)向?qū)W生推薦中國(guó)大學(xué)MOOC 中重慶大學(xué)錄制的國(guó)家級(jí)精品課程結(jié)構(gòu)力學(xué)以便于學(xué)生及時(shí)預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)。

利用豐富的互聯(lián)網(wǎng)資源，在課程微信群推送《超級(jí)工程》《中國(guó)建設(shè)者》等與課程知識(shí)相關(guān)的視頻鏈接，通過豐富的圖片和視頻，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)其民族自信和國(guó)家認(rèn)同，培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)道德和工匠精神。此外，課程組積極利用每年舉辦的校承載能力結(jié)構(gòu)大賽和北京市大學(xué)生建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)競(jìng)賽平臺(tái)開展教學(xué)實(shí)踐，以賽促教，以賽促學(xué)，以學(xué)促用，鼓勵(lì)同學(xué)將結(jié)構(gòu)力學(xué)課程中學(xué)到的理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐創(chuàng)新，不斷開拓進(jìn)取，在實(shí)踐中體會(huì)精益求精的工匠精神，學(xué)會(huì)團(tuán)結(jié)協(xié)作，協(xié)助培養(yǎng)學(xué)生樹立正確的世界觀、人生觀和價(jià)值觀，實(shí)現(xiàn)全員、全程、全方位育人。

4 考核評(píng)價(jià)方式改革

目前的普通高等院校中有相當(dāng)一部分學(xué)生獨(dú)立自主完成作業(yè)的主動(dòng)性較差，抄作業(yè)現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。為盡量避免為獲得好的平時(shí)成績(jī)而抄襲作業(yè)的現(xiàn)象，可以采取改變平時(shí)成績(jī)和作業(yè)成績(jī)相關(guān)聯(lián)的做法，實(shí)行以期末的閉卷考試關(guān)聯(lián)平時(shí)作業(yè)的考核評(píng)價(jià)方式，即在期末試卷中安排適當(dāng)比例的作業(yè)原題。如果考試考了作業(yè)原題，學(xué)生平時(shí)作業(yè)做對(duì)了，而考試時(shí)卻做錯(cuò)了，證明平時(shí)作業(yè)是抄襲的，那么平時(shí)作業(yè)這一項(xiàng)的成績(jī)要乘以0.5 的折減系數(shù)；相反，不管平時(shí)作業(yè)成績(jī)是A、B、C 或D，只要是自己獨(dú)立、認(rèn)真、及時(shí)完成的，平時(shí)作業(yè)這一項(xiàng)就可以給滿分。這樣規(guī)定不僅可以使教師及時(shí)準(zhǔn)確地了解學(xué)生的掌握程度，及時(shí)調(diào)整教學(xué)進(jìn)度，也可以倒逼學(xué)生獨(dú)立思考完成作業(yè)，而不是盲目地去直接抄襲標(biāo)準(zhǔn)答案。

除傳統(tǒng)的課程知識(shí)點(diǎn)的相關(guān)作業(yè)習(xí)題、課堂隨機(jī)測(cè)試和結(jié)課考試外，還可以通過任務(wù)驅(qū)動(dòng)式的教學(xué)模式布置探究式、研究性學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，豐富論文式、報(bào)告式等作業(yè)評(píng)價(jià)方式，引導(dǎo)學(xué)生開展主動(dòng)學(xué)習(xí)和探索研究性學(xué)習(xí)，從具體的工程案例中學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)、吸取教訓(xùn)，培養(yǎng)研究精神和創(chuàng)新意識(shí)，并有意識(shí)地對(duì)學(xué)生的責(zé)任意識(shí)、政治意識(shí)、道德意識(shí)等方面進(jìn)行考核和評(píng)價(jià)。例如，教師可以指定若干如圖1所示的研究專題，然后讓學(xué)生結(jié)合某一專題，自己動(dòng)手查閱相關(guān)的文獻(xiàn)資料，進(jìn)行深入學(xué)習(xí)和研究，并提交關(guān)于學(xué)習(xí)內(nèi)容及體會(huì)感悟的研究總結(jié)。學(xué)生在查閱資料完成作業(yè)的過程中，不可避免地會(huì)被專題中所涉及的工程案例吸引，并進(jìn)行認(rèn)真思考總結(jié)，達(dá)到預(yù)期的思政目標(biāo)則是自然而然、水到渠成的事情。

圖1 任務(wù)驅(qū)動(dòng)式研究專題

這樣，通過課程專業(yè)知識(shí)和課程思政的雙重考核實(shí)踐，既可以使教學(xué)質(zhì)量得到不斷提升，同時(shí)也能讓學(xué)生深刻體會(huì)到新中國(guó)成立以來我國(guó)土木工程行業(yè)取得的偉大成就，激發(fā)民族自豪感、使命感和創(chuàng)新意識(shí)，進(jìn)一步堅(jiān)定學(xué)好專業(yè)知識(shí)、為國(guó)家建設(shè)多作貢獻(xiàn)的決心和意志，對(duì)培養(yǎng)具有高度工程責(zé)任意識(shí)和良好職業(yè)道德素養(yǎng)的應(yīng)用型土木人才意義重大。

5 結(jié)束語

以典型的實(shí)際工程結(jié)構(gòu)案例或生活中的實(shí)例為載體，將思政元素以潤(rùn)物無聲的方式融合到結(jié)構(gòu)力學(xué)課程的各知識(shí)點(diǎn)中，在培養(yǎng)學(xué)生面向?qū)嶋H工程應(yīng)用的結(jié)構(gòu)分析與結(jié)構(gòu)計(jì)算方面的能力的同時(shí)，厚植愛國(guó)主義情懷、培養(yǎng)責(zé)任擔(dān)當(dāng)精神、加強(qiáng)學(xué)生品德修養(yǎng)，培育學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)精神、不拘一格的創(chuàng)新精神和精益求精的工匠精神，使學(xué)生成為德智體美勞全面發(fā)展的、具有較強(qiáng)創(chuàng)新實(shí)踐能力和較高職業(yè)素養(yǎng)的高水平應(yīng)用型工程技術(shù)人才，實(shí)現(xiàn)知識(shí)傳授、能力培養(yǎng)、價(jià)值塑造并重的育人效果。