德技同行的“工程力學”教學模式探索

屈彩虹，王朋朋，張 慧

（海軍航空大學 航空基礎學院，山東 煙臺 264001）

2016年12月，習近平總書記在全國高校思想政治工作會議上強調：“要堅持把立德樹人作為中心環節，把思想政治工作貫穿教育教學全過程，實現全程育人、全方位育人，努力開創我國高等教育事業發展新局面。”“要用好課堂教學這個主渠道，思想政治理論課要堅持在改進中加強，提升思想政治教育親和力和針對性，滿足學生成長發展需求和期待，其他各門課都要守好一段渠、種好責任田，使各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協同效應。”［1］

為貫徹落實立德樹人的教育理念，踐行習近平總書記的教育方略，全國各地高校展開了如火如荼的思想政治教育。“工程力學”課程作為工科專業必修的專業基礎課程，在課堂教學中進行思想政治教育，義不容辭。它用嚴謹的語句闡述力學的概念與規律，是與工程結合較為緊密的課程［2］，所有授課教師在教學過程中都應積極開展課堂思想政治教育，特別對于選課學生多、課時較多的“工程力學”課程開展思想政治教育，學生的覆蓋面及受益面將會大幅度提升［3］。對學生進行思想政治教育時，教師優良的品德和專業的知識技能缺一不可，要同向同行。經過多年的教學探索與實踐，從以下幾個方面使學生德技同行，提升學生的綜合素質。

一、通過課程思政，達到立德樹人的效果

將育人理念內化到課程內容、教學方法和考核評價中，彰顯了教師踐行教育者的初心和使命。教師的作用是傳道授業解惑，傳道是精神的塑造、思維的啟迪，教書首先要育人，所以思想政治教育是教書的本意。教師在課堂中不但要教授學生基本知識技能，還應傳授學生做人的道理，先做人再做事，故傳道處處可及。

（一）以我國科學家為實例，激發學生的愛國主義情懷

我國力學領域出現了許許多多的科學家，如為我國力學事業做出重要貢獻的科學家周培源、錢學森、郭永懷、錢三強等，讓學生了解我國力學的發展史，了解我國偉大科學家的奉獻精神，使學生產生共鳴。1952年，我國第一個力學專業由周培源先生在北京大學創建，也就是力學與工程科學系的前身。在創立之初，僅有三個教員，周培源被譽為“三個教員辦力學”，從“三個教員辦力學”到如今北京大學的新工科建設揚帆遠航，周培源培養了多位“兩彈一星”元勛。作為一代宗師的周培源先生用自己的行動闡述了何為愛國，在烽火硝煙中的祖國，需要更多的青年才俊，周培源通過自己的勤奮努力取得優異成績，來報效祖國。周培源常說：“我并不聰明，但十分勤奮。中國有句俗話，以勤補拙，我就是這樣做的。”作為一名在愛因斯坦身邊長期從事相對論研究的中國人，其在相對論研究上取得了卓效成果，但他仍然堅持轉變了研究方向。周培源先生說：“相對論不能直接為抗戰服務，作為一名科學家必須以科學救國。”周培源先生用自己的行動譜寫了一部部愛國篇章，他帶給北大的愛國、創新、求實、奉獻、協同、育人的精神譜系，源遠流長。另外，還有許多科學家的實例，如錢學森拋棄國外的優越條件毅然回國報效祖國，郭永懷用自己的身體保護了國家重要資料等。通過這些實實在在的例子，讓學生明白愛國不是一句空話，許多的前輩在用自己的實際行動踐行著愛國主義情懷。在教學過程中將思政元素與力學知識巧妙融合，在引導學生思考力學問題的同時，使學生在潛移默化中領悟力學發展對科技發展的作用，體會科學家的科學精神和為人類文明所做出的偉大貢獻，激發學生的愛國熱情［4］。

（二）以傳統文化為切入點，培養學生的文化自信

力學是一門歷史悠久的學科，對于一般工科學生來講，“工程力學”課程是連接基礎課程與專業課程的紐帶，因此“工程力學”被定性為專業基礎課程或專業背景課程。對于工業技術發展而言，力學架起了理論科學與工程技術的橋梁，有人說，力學是數學這棵大樹上結出的果實。就社會進步而言，力學覆蓋了人類近代文明的前半頁，所以力學的發展史也是一部近代人類文明史。學生一般對牛頓、伽利略等科學家耳熟能詳，卻對我國古人對于力學的研究史缺乏認識，勤勞的中國人在生產勞動和對自然現象觀測的基礎上積累了最初的力學知識，逐漸形成一些概念，然后再對一些現象的規律進行描述，這種描述先是定性的，后是定量的。春秋末期戰國初期的宋國人墨子，是中國古代的思想家、教育家、科學家和軍事家，是墨家學派的創始人和主要代表人物，其對于物理學的研究涉及了力學的很多方面，并給出了很多物理學概念。那個時期，墨子就對力進行了表述。《墨子·經上》所著：“力，刑（形）之所以奮也。”意思是力是物體運動狀態改變的原因。《墨子·經說上》所著：“力：重之謂。下與重，奮也。”意思是物體的重量是由重力導致。物體在重力作用下下落，是加速運動。北宋李誡所著寫的《營造法式》一書中，指出矩形截面木梁的合理高寬比為3∶2，根據現在的理論計算，矩形截面梁使其強度最大時，高寬比值為1.414，矩形截面梁使其剛度最大值時，高寬比值為1.732，而李誡指出的矩形截面木梁的合理高寬比值剛好在這兩者之間，并且與這兩者都比較接近。這說明了我國古人的睿智，由此來激發學生的民族自豪感并樹立文化自信。

（三）從工程實例出發，樹立學生的責任感和使命感

“工程力學”這門課程本身與工程實際聯系較為緊密，課程的學習目的就是為設計既經濟又安全的構件提供理論分析的方法，所以課程本身就與工程密切相關，特別是課程中的材料力學部分，更是與工程實際息息相關，其中強度條件就是保證設計構件的安全性。通過橋梁設計時的穩定性問題導致其坍塌的工程事故，飛機為了節約材料或減輕重量，導致強度不足從而發生了飛機解體的事故等一些工程實例，說明“工程力學”課程的重要性。他們筆下的一個個數字，有可能就會引起慘重的工程事故，所以通過一個個實例，培養學生的工匠精神。我國一項項世界矚目的建造技術，刷新了一項項世界紀錄，世界上最高的大橋是中國的北盤江大橋，世界上最長的大橋是中國的丹昆特大橋，這些大橋的設計離不開工程力學中構件強度和剛度的計算，每一個構件其強度和剛度都要符合要求，這些工程都是由我國工程師克服一項項難題，攻克一個個難關，最終獲得了成功。這些工程師的工匠精神，如鹽溶于水，潤物無聲地影響學生的思想，使學生樹立報效祖國的責任感和使命感，激發學生的家國情懷。

二、改革教學方法，提升創新精神

隨著科技的進步與發展，高校培養的人才不僅要有基本的知識技能，更重要的是還應具有創新精神和團隊合作意識，傳統的“填鴨式”教學方法將不能滿足培養學生創新能力的要求，因此對于教學方法的改革也要同步進行。經過多年的探索與實踐，采用了問題式教學模式和線上線下混合式教學模式，對傳統教學模式進行補充。這種啟發式教學方法在中國古代就已經應用。中國古代偉大的思想家、政治家、教育家孔子曾曰：“不憤不啟，不悱不發”（《論語·述而》），意思是不到他努力想弄明白而得不到的程度不要去開導他，不到他心里明白卻不能完善表達出來的程度不要去啟發他。在這里，他提出了啟發式教學的思想。從教學方面而言，他反對“填鴨式”“滿堂灌”的做法，要求學生能夠舉一反三，在學生充分進行獨立思考的基礎上，再對他們進行啟發、開導，這是符合教學基本規律的，而且具有深遠的影響，在現在的教學過程中仍可以加以借鑒。

（一）問題式教學模式提升學生的創新能力

問題式教學模式以問題為牽引，使學生清楚需要解決的問題，明確學習目的，一般教師發放給學生的任務單憑個體力量很難完成，需要小組集體力量，分工合作，群策群力，在分析問題時，小組成員各抒己見，各種奇思妙想被不斷提出，各種思想進行碰撞，同一個問題可以得到很多種不同的解決方法，使學生的創新能力得到大大提升，同時學生的團隊合作能力也能得到很大提升。

自學和教師課堂講授。學生可以在基礎力學自主式網絡學習平臺進行自學，也可以分組討論共同完成自學內容，共同設計制作自學匯報PPT。教師課堂講授的內容主要是每部分的重點和難點，強調分析問題和解決問題的方法，對共性問題組織學生進行課堂研究討論，使學生在討論中提高自己分析問題和解決問題的能力。在學生學習過程中貫穿過程考核，對學生自學效果進行評價，在課程結束后進行終期考核，檢驗學生學習的總體效果。學生在答辯時，教師應從學生回答問題是否準確清晰，總結反思是否貼切實際，臨場表述是否嚴謹流暢，自身感悟是否用心等幾個方面進行評價。這種教學模式，引領學生學習認知問題、解決問題的科學思路，讓學生充分體驗參與感、獲得感以及成就感，使學習過程由盲目的、被動的慢慢變為主動的、期待的［5］。

（二）線上線下混合教學模式提升學生的自主學習能力

“授人以魚，不如授人以漁”，教授給學生專業技術知識固然重要，但傳授給學生學習方法更有利于提升學生的個人能力。線上線下混合式教學模式對于提升學生專業知識和學習能力是比較有利的方式，通過幾個學期的探索與實踐，摸索出了一些行之有效的教學模式。

傳授學生學習的方法和學習過程中解決問題的方法一直是“工程力學”教學過程中比較注重的內容，“工程力學”課程理論性較強，由于客觀原因，線上教學的內容在一些班次增加許多。通過問卷調查了解學生的學習情況，收集學生的學習問題以及后期學習效果的評價，對于有一定難度的內容，線上學習效果明顯不如線下課堂教學，學生反映跟不上教學節奏，整個過程下來，似懂非懂，自己解決問題更是無從下手。所以在進行混合式教學時，要合理分配教學內容，對于有一定難度、理論性較強的部分，為保障教學效果，該部分內容要放在線下進行課堂講授，講授過程中要注意教授學生分析問題的方法，這樣在遇到新問題時，學生才能知道解決問題的方法，而不是只會解決這一個問題，也就是要授人以漁。在學生自主學習時，教師要明確提出學習的任務及需要解決的問題，這樣才能讓學生抓住學習重點，既學會了科學知識，又提升了自主學習的能力。為保障學習效果和有效利用學生的課后時間，一般對學生進行分組，每組的學習任務不同，通過小組匯報的形式檢驗自主學習效果。自主匯報的時間與以往教師課堂教授的時間相比短很多，對于日趨減少的課程學時，這種方法無疑是一種比較可取的教學方法。后期對于畢業學生進行了解，有不少學生反映，當時自己自主學習的部分印象深刻，內容吃得很透，直到畢業后部分內容還有很深的印象，并且通過查閱資源制作PPT，雖然辛苦，但很樂意去做，將灌輸性學習方式變為主動獲取性學習方式，對提高學生素質起到了很重要的作用。這種方式，需要教師和學生都要在課后花費更多的時間，學生要用更多的時間進行查閱資料，在遇到小組成員都解決不了的問題時，教師要及時予以答疑解惑。雖然花費的時間很多，但這種模式的學習效果也是顯而易見的，學生的積極主動性以及自身的學習能力都得到了很大提升。

結語

培養全面發展的人才是高校的任務，在立德樹人的基礎上，完成知識目標、能力目標的培養。通過對我國古代與現代科學家精神的弘揚，培養學生的民族自信、文化自信以及愛國主義情懷。通過課程思政的融入，培養思想過硬、政治過硬的新時代高等人才。通過知識的傳授，使學生具有過硬的技術本領、創新能力和終身學習的能力，既有個人獨立學習能力，又要有團隊協作精神；使學生德技同行、德才兼備、全面發展；使學生既有學習的熱情，又有愛國的激情，真正成長為對國家有用的棟梁之材。