“工程力學(xué)”課程思政的探索與實(shí)踐

山美娟 稅國雙

［摘 要］ “工程力學(xué)”是高等院校大多數(shù)工科專業(yè)必修的一門重要基礎(chǔ)課程，以“工程力學(xué)”課程為載體，提出了課程思政建設(shè)的思路。首先，對(duì)各高等院校“工程力學(xué)”課程思政的成果進(jìn)行總結(jié)與分析；其次，提出“工程力學(xué)”課程思政建設(shè)中需要解決的關(guān)鍵問題，并對(duì)思政元素與課程內(nèi)容的有機(jī)結(jié)合提出四個(gè)建議；最后，以三個(gè)案例為例，闡述了以整個(gè)課程教學(xué)設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)的思政元素的規(guī)劃和案例設(shè)計(jì)。

［關(guān)鍵詞］ 工程力學(xué)；課程思政；關(guān)鍵問題；思政元素；案例設(shè)計(jì)

［基金項(xiàng)目］ 2022年度北京交通大學(xué)校級(jí)教改項(xiàng)目“‘工程力學(xué)（D）課程思政建設(shè)”

［作者簡(jiǎn)介］ 山美娟（1991—），女，陜西西安人，博士，北京交通大學(xué)物理科學(xué)與工程學(xué)院講師，碩士生導(dǎo)師，主要從事先進(jìn)復(fù)合材料和結(jié)構(gòu)的失效機(jī)理及強(qiáng)度分析方法研究；稅國雙（1971—），男，四川射洪人，博士，北京交通大學(xué)物理科學(xué)與工程學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師，主要從事復(fù)雜介質(zhì)和結(jié)構(gòu)的波動(dòng)力學(xué)及應(yīng)用研究。

［中圖分類號(hào)］ G642.0［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］ A ［文章編號(hào)］ 1674-9324（2023）36-0086-05［收稿日期］ 2022-08-08

引言

2016年12月，在全國高校思想政治工作會(huì)議上，習(xí)近平總書記強(qiáng)調(diào)：“使各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協(xié)同效應(yīng)。”［1］2018年，教育部在《關(guān)于加快建設(shè)高水平本科教育全面提高人才培養(yǎng)能力的意見》中提出，要強(qiáng)化課程思政和專業(yè)思政，著力推動(dòng)高校全面加強(qiáng)課程思政建設(shè)，做好整體設(shè)計(jì)。2020年，教育部印發(fā)《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》，旨在全面推進(jìn)高校課程思政建設(shè)，發(fā)揮好每門課程的育人作用，提高高校人才培養(yǎng)質(zhì)量。從課程思政概念的提出至今各高等院校都在積極推進(jìn)課程思政建設(shè)，業(yè)已產(chǎn)生了豐富的建設(shè)成果。隨著國家政策要求的細(xì)化，以及對(duì)課程思政建設(shè)內(nèi)涵理解的更加深入，課程思政必將迎來新一輪建設(shè)高潮。

“工程力學(xué)”是高等院校大多數(shù)工科類專業(yè)必修的一門重要的理論基礎(chǔ)課，在高校的課程體系中占據(jù)著重要地位。該課程為“結(jié)構(gòu)力學(xué)”“結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)”“機(jī)械原理”等專業(yè)課程提供了理論基礎(chǔ)。“工程力學(xué)”也是一門解決實(shí)際工程問題的課程，涉及的力學(xué)理論在航空航天裝備、微電子設(shè)備、多功能材料、大型橋梁和隧道等研發(fā)和設(shè)計(jì)中有廣泛應(yīng)用。

綜上可見，“工程力學(xué)”課程與其他專業(yè)課相比具有更廣的覆蓋面。因此，開展“工程力學(xué)”課程的思政建設(shè)尤為重要。

一、研究現(xiàn)狀及發(fā)展動(dòng)態(tài)分析

通過對(duì)“工程力學(xué)”課程思政建設(shè)的相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行詳細(xì)調(diào)研，發(fā)現(xiàn)西南交通大學(xué)、北京工業(yè)大學(xué)、上海海洋大學(xué)等多所高校已提出了“工程力學(xué)”課程思政建設(shè)項(xiàng)目，從教學(xué)目標(biāo)的改進(jìn)、教學(xué)大綱的修訂、教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整、教學(xué)方法的創(chuàng)新等系列改革措施出發(fā)，進(jìn)行了課程思政建設(shè)的探索。

西南交通大學(xué)的沈火明和劉娟［2］從2018年開始，以“工程力學(xué)”課程為載體，加強(qiáng)課程育人實(shí)踐，積極探索課程思政，充分挖掘課程內(nèi)容中的思政元素，創(chuàng)新課程教學(xué)方法，強(qiáng)化課程育人功能，并將課程思政作為一流課程建設(shè)的重要內(nèi)容與教學(xué)改革的重要方面，取得了實(shí)效。

北京工業(yè)大學(xué)的楊慶生等［3］在校級(jí)教育教學(xué)重點(diǎn)項(xiàng)目、面上項(xiàng)目以及教育部項(xiàng)目的資助下，于2018年開始了“工程力學(xué)”課程思政建設(shè)探索，取得了豐碩的成果。他們提出將課程思政融入慕課與新形態(tài)教材，利用現(xiàn)代信息傳播手段，形成多側(cè)面、多媒體的課程思政格局。目前，他們已建立了包含課程思政元素的“工程力學(xué)”慕課，已出版了包含多個(gè)課程思政案例的“工程力學(xué)”教材。

上海海洋大學(xué)的袁軍亭等［4］在校級(jí)課程思政項(xiàng)目的支持下，從教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)、教學(xué)方法的改進(jìn)出發(fā)實(shí)施“工程力學(xué)”課程思政。他們?cè)谠姓n程內(nèi)容中引入自然界或工程中的案例，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)以設(shè)計(jì)失敗的案例來警示學(xué)生從事工程設(shè)計(jì)一定要有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。

青島科技大學(xué)的孫雙雙等［5］在廣泛調(diào)研、多次參會(huì)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，制訂了以師資隊(duì)伍建設(shè)為保障、以課程建設(shè)為基礎(chǔ)、以工程教育專業(yè)認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)和畢業(yè)要求為指導(dǎo)的“工程力學(xué)”課程思政教育教學(xué)改革方案。

內(nèi)蒙古科技大學(xué)的賈寶華等［6］在校級(jí)課程思政教學(xué)改革研究項(xiàng)目的支持下，在課程原有目標(biāo)的基礎(chǔ)上，增加了思想政治教育目標(biāo)，并對(duì)教學(xué)大綱進(jìn)行修訂，從愛國主義教育、思辨能力培養(yǎng)、勵(lì)志案例引導(dǎo)、工程素養(yǎng)培養(yǎng)四個(gè)方面出發(fā)，在課程內(nèi)容中增加了思想政治教育的典型案例。

此外，還有多所高校業(yè)已開展了“工程力學(xué)”課程思政建設(shè)，取得了一定的進(jìn)展和成果［7-12］。盡管目前針對(duì)“工程力學(xué)”課程思政已進(jìn)行了大量的探索和實(shí)踐，但仍存在一些問題。例如，當(dāng)前高校本科生課程改革導(dǎo)致理論課學(xué)時(shí)普遍被壓縮，“工程力學(xué)”課程也面臨同樣的問題。在學(xué)時(shí)減少的情況下，在保證課程教學(xué)質(zhì)量的前提下，完成原有課程教學(xué)內(nèi)容的同時(shí)，在課堂上還要規(guī)劃時(shí)間引入思政元素和案例，這對(duì)于“工程力學(xué)”課程思政建設(shè)無疑是一個(gè)巨大挑戰(zhàn)。現(xiàn)有思想政治教育方案存在的一個(gè)問題是沒有考慮課程學(xué)時(shí)，難以在課堂上實(shí)施，有紙上談兵之嫌。另外，眾所周知，思政元素只有有效融入課堂教學(xué)才能達(dá)成思想政治教育的目標(biāo)。若將思政元素生搬硬套地塞進(jìn)課堂，不僅會(huì)讓學(xué)生產(chǎn)生一種被強(qiáng)行灌輸?shù)母杏X，引起學(xué)生的反感，影響思想政治教育效果，還會(huì)打亂授課的邏輯和節(jié)奏，影響理論知識(shí)的教學(xué)效果。

二、課程思政建設(shè)中的關(guān)鍵問題

要想使課程思政無痕地融入教學(xué)，達(dá)到潤物無聲的效果，首先要解決的一個(gè)關(guān)鍵問題就是“工程力學(xué)”課程學(xué)時(shí)緊張與思政元素引入必要性之間的矛盾。為此，需要對(duì)實(shí)施課程思政的課程進(jìn)行全面改革，包括教學(xué)目標(biāo)中思想政治教育目標(biāo)的補(bǔ)充、教學(xué)大綱的修訂、先進(jìn)教學(xué)方法的探索、教學(xué)內(nèi)容的擴(kuò)充、課程教案的重新設(shè)計(jì)等。以課程思政為基礎(chǔ)的新一輪課程改革目標(biāo)應(yīng)是以基本理論知識(shí)講解為主線，以貫穿知識(shí)點(diǎn)的邏輯分析為引導(dǎo)，以力學(xué)與工程、生活實(shí)踐的聯(lián)系為切入點(diǎn)，在各個(gè)知識(shí)點(diǎn)中挖掘合適且關(guān)聯(lián)性強(qiáng)的思政元素，并合理規(guī)劃思政元素的學(xué)時(shí)分配，從而實(shí)現(xiàn)知識(shí)傳授、能力培養(yǎng)和價(jià)值塑造“三位一體”的教學(xué)目標(biāo)。

在進(jìn)行基于課程思政的全面改革時(shí)，可從以下方面出發(fā)進(jìn)行思政元素與課程內(nèi)容的有機(jī)結(jié)合，具體為：（1）結(jié)合授課學(xué)生專業(yè)、課程學(xué)時(shí)、教學(xué)大綱要求，挖掘與課程內(nèi)容相關(guān)的思政元素，建立思政元素與各個(gè)知識(shí)點(diǎn)之間的有機(jī)聯(lián)系，并按一定課時(shí)比例引入思政元素，即對(duì)思政元素所占的課時(shí)比例進(jìn)行精準(zhǔn)設(shè)計(jì)。（2）以整個(gè)課程內(nèi)容為基礎(chǔ)，對(duì)思政元素的分布進(jìn)行規(guī)劃，保證思政元素分散在課程的各個(gè)知識(shí)點(diǎn)中。這是為了避免在某一個(gè)知識(shí)點(diǎn)集中講述大量思政案例，既影響理論內(nèi)容的教學(xué)效果，又容易引起學(xué)生的反感。（3）在設(shè)計(jì)思政元素時(shí)，應(yīng)有所側(cè)重。例如，針對(duì)重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容設(shè)計(jì)思政示范案例，以幫助學(xué)生理解課程內(nèi)容，加深記憶。（4）課程思政的關(guān)鍵在于落實(shí)，即在課堂上，課程組所有教師要能夠?qū)⑺颊刈杂X地融入教學(xué)。

三、課程思政元素的規(guī)劃與案例設(shè)計(jì)

以“工程力學(xué)”課程為載體，開展課程思政建設(shè)，需要在整個(gè)課程的教學(xué)設(shè)計(jì)中融入思政元素。本節(jié)以三個(gè)案例為例，闡述思政元素的規(guī)劃與案例設(shè)計(jì)。

（一）貫穿整個(gè)課程的思維導(dǎo)圖

對(duì)于非力學(xué)類的工科專業(yè)而言，“工程力學(xué)”課程的課時(shí)安排較少，教師無法全面、系統(tǒng)地講授“工程力學(xué)”的知識(shí)點(diǎn)。在課程講授中，除了理論和方法外，還應(yīng)使學(xué)生掌握力學(xué)中解決問題的邏輯思維，建立科學(xué)的思維方式。這種科學(xué)的思維方式的培養(yǎng)，對(duì)于學(xué)生今后的課程學(xué)習(xí)以及工作都意義重大。

由于“工程力學(xué)”課程包含“靜力學(xué)”和“材料力學(xué)”兩部分內(nèi)容，這兩部分內(nèi)容之間的區(qū)別和聯(lián)系是學(xué)生最大的疑問。對(duì)于這兩部分內(nèi)容區(qū)別和聯(lián)系的理解，有助于學(xué)生建立明確、清晰的邏輯思維圖。因此，在緒論部分課程中，在說明靜力學(xué)和材料力學(xué)的研究?jī)?nèi)容后，需要說明兩部分內(nèi)容之間的關(guān)系。如圖1所示，設(shè)計(jì)兩個(gè)邏輯關(guān)系圖來說明靜力學(xué)和材料力學(xué)內(nèi)容之間的聯(lián)系和區(qū)別。

另外，在材料力學(xué)的研究?jī)?nèi)容中，基本變形屬于重點(diǎn)，而各個(gè)基本變形的分析思路類似，講述與分析的邏輯相同，若能采用類比的方法進(jìn)行講授與學(xué)習(xí)，能做到事半功倍。為此，針對(duì)不同知識(shí)點(diǎn)設(shè)計(jì)了包含重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容的思維導(dǎo)圖，引導(dǎo)學(xué)生采用類比法學(xué)習(xí)，并幫助他們建立起材料力學(xué)各個(gè)知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系，將學(xué)生認(rèn)為乏味、抽象的知識(shí)點(diǎn)變得簡(jiǎn)單易懂。圖2給出了軸向拉壓、剪切與擠壓、扭轉(zhuǎn)、彎曲部分的思維導(dǎo)圖，這些思維導(dǎo)圖可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行聯(lián)想記憶。

（二）貫穿整個(gè)課程的勵(lì)志案例引導(dǎo)：力學(xué)發(fā)展與力學(xué)家的故事

通過對(duì)力學(xué)發(fā)展歷程的介紹，讓學(xué)生對(duì)力學(xué)與科學(xué)精神、力學(xué)與工程的關(guān)系建立起清晰的認(rèn)知。例如，在推導(dǎo)純彎曲梁橫截面上的正應(yīng)力時(shí)，可簡(jiǎn)要介紹彎曲正應(yīng)力分布規(guī)律的研究歷程。伽利略認(rèn)為彎曲正應(yīng)力沿高度均勻分布，馬略特則認(rèn)為其從下邊緣的零值線性增加至上邊緣達(dá)到最大值，直到胡克提出正應(yīng)力是以梁的中性層為零值的線性分布。可見，科學(xué)家提出的假設(shè)不一定正確，課程中介紹的理論公式看似簡(jiǎn)單，實(shí)際上是經(jīng)過力學(xué)家多年研究得到的結(jié)論。

通過對(duì)著名力學(xué)家的生平事跡和科學(xué)貢獻(xiàn)的介紹，激勵(lì)學(xué)生即使遇到困境也不要忘記本心，培養(yǎng)學(xué)生的愛國主義精神和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)精神。例如，在講解平面簡(jiǎn)單桁架的內(nèi)力計(jì)算部分，介紹桁架在工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用時(shí)，以錢塘江大橋?yàn)槔?jiǎn)要介紹錢塘江大橋在橋梁建設(shè)中的地位，以及茅以升從小立志要掌握建橋技術(shù)及建橋炸橋的故事。另外，在分析低碳鋼拉伸曲線時(shí)，引入胡克定律，可簡(jiǎn)要介紹科學(xué)家胡克，他不僅在力學(xué)領(lǐng)域有重大成就，而且在光學(xué)、天文學(xué)、生物學(xué)以及城市設(shè)計(jì)與建筑方面也有卓越的貢獻(xiàn)，激勵(lì)學(xué)生要廣泛培養(yǎng)興趣愛好，提高綜合素質(zhì)。在穩(wěn)定性分析中，介紹歐拉公式時(shí)，可簡(jiǎn)要介紹著名科學(xué)家歐拉，通過他身殘志堅(jiān)的生平介紹，引導(dǎo)學(xué)生面對(duì)困境時(shí)要增強(qiáng)信心，要以堅(jiān)韌不拔的毅力克服困難。

（三）貫穿整個(gè)課程的力學(xué)與工程、力學(xué)與生活的新聞、視頻、話題討論

“工程力學(xué)”課程的特點(diǎn)是理論性較強(qiáng)，但趣味性不足。為此，在設(shè)計(jì)思政元素時(shí)，可將力學(xué)與工程、力學(xué)與生活聯(lián)系起來，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

一方面，在中國科技發(fā)展、裝備制造等的新聞里尋找力學(xué)理論的應(yīng)用，在課間播放利用力學(xué)知識(shí)解決工程問題的紀(jì)錄片或視頻，既是對(duì)授課內(nèi)容的有益補(bǔ)充，又能潛移默化地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力以及對(duì)科學(xué)研究的興趣。例如，在扭轉(zhuǎn)變形概述時(shí)，可播放“藍(lán)鯨2號(hào)”鉆井平臺(tái)探測(cè)可燃冰的視頻，引導(dǎo)學(xué)生分析轉(zhuǎn)軸的變形，并說明“藍(lán)鯨2號(hào)”鉆井平臺(tái)的突破及其重大意義，在引導(dǎo)學(xué)生思考的同時(shí)，將課程內(nèi)容與我國社會(huì)發(fā)展中的重大裝備研制聯(lián)系了起來。在壓桿穩(wěn)定概述中，引入南京電視臺(tái)演播中心由于腳手架失穩(wěn)造成屋頂模板倒塌、加拿大魁北克大橋失穩(wěn)破壞等反面案例，借助這些失敗的工程案例，突出強(qiáng)調(diào)科學(xué)合理的力學(xué)設(shè)計(jì)以及保質(zhì)保量的工程施工對(duì)工程結(jié)構(gòu)安全性的決定性作用，強(qiáng)化學(xué)生的責(zé)任心與使命感。

另一方面，介紹實(shí)際生活中巧妙應(yīng)用力學(xué)理論的案例，讓學(xué)生感知生活中的力學(xué)，意識(shí)到力學(xué)原理應(yīng)用之廣，鼓勵(lì)學(xué)生善于觀察、勇于探索與實(shí)踐。例如，對(duì)應(yīng)力集中的理解伴隨社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步，從最初忽略應(yīng)力集中導(dǎo)致重大事故，到盡量避免應(yīng)力集中來改進(jìn)設(shè)計(jì)，直到現(xiàn)在利用應(yīng)力集中解決問題。生活中，食品包裝袋的鋸齒或切縫設(shè)計(jì)、砍樹時(shí)的三角形豁口、玻璃切割時(shí)表面的劃痕，都是應(yīng)力集中的應(yīng)用。可見，力學(xué)并不“高冷”，力學(xué)知識(shí)伴隨我們的生活。

此外，鑒于課堂教學(xué)時(shí)間有限，可利用課程微信群、課程平臺(tái)等發(fā)布相關(guān)素材，例如國產(chǎn)大飛機(jī)C919試飛、港珠澳大橋建成通車等，鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)感興趣的內(nèi)容留言，談?wù)勛约旱睦斫夂透形颍詥l(fā)和引導(dǎo)學(xué)生。

結(jié)語

本文提出了“工程力學(xué)”課程思政建設(shè)的思路。首先，對(duì)各個(gè)高等院校“工程力學(xué)”課程思政的成果進(jìn)行了總結(jié)與分析；其次，提出了“工程力學(xué)”課程思政建設(shè)中需要解決的關(guān)鍵問題，并對(duì)思政元素與課程內(nèi)容的有機(jī)結(jié)合提出了四個(gè)建議；最后，以三個(gè)案例為例，闡述了以整個(gè)課程教學(xué)設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)的思政元素規(guī)劃和案例設(shè)計(jì)。

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Exploration and Practice of Curriculum Ideology and Politics in the Course of Engineering Mechanics

SHAN Mei-juan， SHUI Guo-shuang

（School of Physical Science and Engineering， Beijing Jiaotong University， Beijing 100044， China）

Abstract： Engineering mechanics is an important basic course required by most engineering majors in colleges and universities， and it is a good field for curriculum ideology and politics construction. Therefore， this paper presents an idea of ideological and political construction based on the engineering mechanics course. Firstly， achievements of ideological and political education of engineering mechanics courses in colleges and universities are summarized and analyzed. Then， the key problems that need to be solved in the ideological and political construction of engineering mechanics courses are proposed， and four suggestions are presented for organic combinations of ideological and political elements and contents of the course. Finally， three cases are introduced to illustrate the planning and case design of ideological and political elements based on the entire instructional design of the course.

Key words： Engineering Mechanics; curriculum ideology and politics; key problem; planning of ideological and political elements; case design