工學類專業課程思政元素及融入途徑探討

摘要：課程思政是落實立德樹人根本任務的重要舉措，深入挖掘課程教學中蘊含的思想政治教育資源是當前教育教學最基礎也是最緊迫的工作。由于工學類專業課程與思想政治課教學內容有較大差別，如何充分挖掘和利用專業課中的隱性思政元素，達到課程思政和思政課程的協同育人效果，是目前專業課教師面臨的新挑戰。工學類專業課程知識點往往立足于力學原理，其中蘊含的哲學思維和美學是易被忽視的重要思政“寶藏”。本文通過分析工學類專業課程特點，提出了專業課程的思政目標，從哲學思維、美學、工程倫理、大國工匠精神、科技報國情懷和使命擔當等方面挖掘了課程思政元素，并以橋梁工程課程為例，探索了有效融入途徑，可為類似課程教學提供參考。

關鍵詞：課程思政；工科；專業課程；力學原理

中圖分類號：G649.21 """""文獻標志碼：A """""文章編號：1005-2909（2024）01-0158-08

為深入貫徹落實習近平總書記關于教育的重要論述和全國教育大會精神，教育部印發了《高等學校課程思政建設指導綱要》（以下簡稱《綱要》）^［1］，其目的是把思想政治教育貫穿于人才培養體系，發揮好課程思政和思政課程的協同育人效果。在新工科背景下，專業課程在人才培養課程體系中占有絕對比例，深入挖掘專業課程中蘊含的思政元素是開展課程思政工作的重要環節^［2-5］。相比其他專業，工學類專業課程具有專業知識與技術群聚、高度依賴力學基礎、學時學分緊張等特點，導致大部分高校專業課教師在課程思政實踐中出現“舉手不知如何下筆”的困頓狀態?！毒V要》指出：“工學類專業課程，要注重強化學生工程倫理教育，培養學生精益求精的大國工匠精神，激發學生科技報國的家國情懷和使命擔當。”^［1］這不僅是對工學類專業課程進行思想政治教育的目標定位，同時也為開展課程思政教育明確了方向。鑒于工學類專業的課程知識點往往是建立在力學基礎上，其中力學原理作為一份充滿唯物主義哲學思維的“消費券”，就目前來看，該券在實際教育教學中易被落領或未被有效使用。本文通過分析工學類專業課程的特點，以《綱要》為依據，給出了工學類專業課程思政維度，即哲學思維及美學、工程倫理、大國工匠精神、科技報國的家國情懷和使命擔當，并重點分析了哲學思維及美學維度的育人價值。以橋梁工程課程為例，探索了思政元素的有效融入途徑，以期為該類課程思政教學建設提供參考。

一、工學類專業課程特點分析

目前我國普通高等教育本科工學類專業科目主要包括力學、土木、水利、交通運輸、建筑、機械、材料、地質、海洋工程和航空航天等31個專業大類，在教育部發布的《普通高等學校本科專業目錄（2020年版）》里^［6］，工學類包括231個專業。由教育部高等學校教學指導委員會編制的《普通高等學校本科專業類教學質量國家標準》（以下簡稱《國標》）^［7］可知，工學類專業人才培養方案的總學分在140～190分之間，其中專業類課程（含專業基礎類課程或學科基礎類課程）占比不低于25%～40%，專業課程（專業核心課程，不含專業基礎類課程）占比不低于10%～28%（圖1）。統計結果表明，國內主要工科院校土木類專業的人才培養方案總學分在161.5～186.5分，專業類課程占比10%～32.6%?？梢?，專業類課程學分在人才培養體系中占比較大，專業課教學環節在本科人才培養過程中具有舉足輕重的地位，是課程思政建設的重要載體。工學類專業課程除了具有專業課程的通用特點外，如專業知識與技術高度群聚，還有高度依賴力學基礎等特點。正如王仕統教授所說：“學好力學，天下無敵”^［8］。力學是許多工程學科的基礎，如土木、水利、機械、航空航天、船舶、海洋、能源、交通和生物醫學等，這些學科的專業知識均建立在力學之上，與力學知識密切相關，尤其是土木類專業課程。雖然目前專業課程在人才培養體系中占有一定的體量，但其“生存空間”似乎有被壓縮的趨勢，專業課學時普遍存在緊張情況。

二、工學類專業課程思政目標確定

長期以來，專業知識和技術的群聚效應一定程度上掩蓋了專業課“寓價值觀引導于知識傳授和能力培養之中”的育人守護者角色，通常認為專業課與基礎課相對，其主要任務是使學生掌握必要的專業基本理論、專業知識和專業技能，了解本專業的前沿科學技術和發展趨勢，培養分析解決本專業范圍內一般實際問題的能力。在課程思政被明確提出后，徹底還原了專業課的本真。那么是不是所有課程都要達到相同的思政目標？答案是否定的，因為《綱要》明確指出：“深入挖掘課程思政元素要結合不同課程特點、思維方法和價值理念，從而達到潤物無聲的育人效果”。

結合OBE（Outcomes-based Education）以學生為中心、產出為導向、持續改進的教育理念^［9］，應采用“反向設計、正向實施”的原理進行課程思政建設。人才培養方案應包括培養目標、畢業要求及指標分解、課程體系等內容。培養目標決定畢業要求，畢業要求支撐培養目標。同樣，畢業要求決定課程體系，課程體系支撐畢業要求，并通過課程目標達成來實現畢業要求。課程目標應根據課程特點確定課程對畢業要求的貢獻而設定，以教學大綱文件為呈現方式，并用于指導后續的教學活動。課程目標設定的技術路線如圖2所示。

正如《綱要》所指出的：“課程思政建設內容要緊緊圍繞堅定學生理想信念，以愛黨、愛國、愛社會主義、愛人民、愛集體的‘五愛’為主線，圍繞政治認同、家國情懷、文化素養、憲法法治意識、道德修養等重點優化課程思政內容，系統進行中國特色社會主義和“中國夢”教育、社會主義核心價值觀教育、法治教育、勞動教育、心理健康教育、中華優秀傳統文化教育?！?sup>［^1］從個人職業素養、道德品質到民族精神、法治意識等，課程思政內容（元素）豐富而全面。面對多類型思政元素，若任由教師自由挖掘，課程思政建設成果必將會百花齊放、百家爭鳴，但同時也會導致缺乏整體性和系統性，甚至可能出現某些思政元素在多門課程中被突顯，而某些與專業素養密切相關的思政元素又被忽略的問題。因此，課程思政需要強化頂層設計，對標各類課程，如通識教育課程、專業課程和實踐課程等，以構建科學合理的課程思政教學體系。

課程目標包括知識、能力和思政目標（圖3），結合《綱要》要求，以及工學類專業課程特別是土木類專業課程特點，專業課程的思政目標點包括但不限于以下幾個方面：具有一定的哲學邏輯思維，以及工程審美觀念；具有正確的工程倫理觀；具有精益求精的大國工匠精神；具有科技報國的家國情懷；具有肩負使命、勇于擔當、積極服務國家和社會的責任感。

三、課程思政元素的切入途徑

（一）"哲學思維及美學

工學類專業課程大多以建筑或結構作為研究對象，如橋梁工程就是一門典型的以橋梁建筑作為研究對象的專業課程，且是土木工程（道橋方向）和道路橋梁與渡河工程專業（工學土木類專業）的核心課程，一般為4個學分（64個學時或72學時）。橋梁工程授課內容主要包括橋梁結構組成、橋梁施工、橋梁結構計算方法、橋梁結構受力特點、橋梁設計等，涵蓋結構構造、施工制造、受力計算、設計等內容。在對這些內容的教學過程中，可發現哲學思維的影子和做人的道理。

（1）結構組成方面。橋梁結構主要由上部結構、下部結構、支座系統和附屬設施組成，裝配式橋跨結構主要由各片主梁、橫隔板和橋面板組成。其中，橫隔板作用是加強各片主梁之間的橫向聯系，提高結構整體的剛度和穩定性。顯然，這里涉及馬克思主義哲學思想——整體與部分的關系問題。橋梁結構、裝配式橋跨結構代指“整體”，寓意國家或集體；結構各組成部分或構件代指“部分”，寓意“人民”或“個人”。整體處于主導地位，統率著部分，部分離不開整體，且整體由部分組成，部分制約整體，關鍵部分的功能及其變化甚至對整體的功能起到決定作用。

（2）施工制造方面。橋梁建造施工時首先從主體下部結構基礎做起，其次是下部結構墩臺，再次是支座及上部結構，最后是附屬設施。顯然，這里涉及哲學思維的主-次矛盾關系、兩點論和重點論的統一。主要矛盾（主體結構）在諸多矛盾中處于支配地位，而次要矛盾（附屬設施）處于從屬地位，主次互相聯系，在分清主次時，需抓住主要矛盾和矛盾的主要方面。告誡學生做任何事情要有主次之分，打牢基礎方能立于不敗之地。

（3）計算方法方面。龍馭球先生曾有言：“花落夢深處，道藏技里邊”^［10］，道出了結構力學計算方法與哲學思維的真諦。結構計算中出現的靜定-超靜定、約束-自由度、瞬變-常變、剛度-柔度、精確解法-漸近法等對偶概念，與哲學中“矛盾對立統一”思想相通；虛位移原理—虛力原理、力法—位移法-力矩分配-矩陣位移法，一根同源，相互聯系，與哲學中“世界萬物是相互聯系”的思想相通。從承載能力極限狀態設計計算表達式可知：“人生凡事要量力而行，但也要盡力而為”。其中，規范對永久作用分項系數取值符合“有利取重，不利取輕”的哲學思想；橋梁結構失穩過程符合“量變—質變”哲學思維。在解決專業復雜工程問題時，不乏重要的公式、方程和定理，通過嚴謹的數學、力學演算培養學生的邏輯思維。

（4）結構受力特點方面。與受力相比，拱橋主要受壓，懸索橋主要受拉。建造時，拱橋采用抗壓強度較大的石或混凝土材料，而懸索橋采用抗拉強度較大的鋼材，兩者均實現了較大的跨越能力，說明“揚長避短、因地制宜”發展的重要性，也體現了“向自己的對立面轉化”的辯證法思想。從大跨徑組合結構或混合結構的受力特點來看，互學互鑒、取長補短、攜手合作，將會獲得更大的競爭力，從而走得更遠；從溫度變化、混凝土收縮徐變、支點沉降對結構產生的次內力來看，剛度越大、約束越多，次內力就會越大，以致結構損傷或破壞。因此，在設計時需要合理、協調地布局，適當降低剛度和釋放約束。如連續剛構橋橋墩采用柔性的雙肢薄壁墩，橋梁支座布置采用固定支座和活動支座的合理搭配，說明對抗有時候不是解決問題的有效辦法，而需要對話和協商，體現了“以退為進”“以柔克剛”的哲學思想。

（5）設計與美學方面。橋梁設計方案的選擇，其實就是對設計方案的系統優化，在哲學上稱為“整體優化法”。長久以來，一座橋梁或建筑的設計，既有力學與美學的對立，又有兩者的相互統一。結構設計以力學為立足點，建筑設計以美學為立足點，兩者對立表現在美學上的創意會受到技術和力學的限制，這種限制被形象地比作“戴著鐐銬跳舞”；兩者統一表現在只有當美學符合力學與其相容時，才會展現出去浮華的“真善美”。事實上，力學中數據矩陣和方程等式的對稱性、協調性、可證性、閉合性也是另外一種自然的美。對于拱橋合理拱軸壓力線的確定，是力學和美學完美統一的一個最好例證。拱圈壓力線要求結構只受壓力而不受彎矩，將不利的內力降至最低，所呈現出來的線形多是圓弧線、拋物線或懸鏈線，這些曲線的形狀賦予了建筑結構美學的元素，從而實現力學和美學的統一。

橋梁作為公共建筑，是人文科學、工程技術與藝術相結合的產物?？偣こ處熰嵔|曾在一次采訪中說道：“好的建筑是力學與美學的統一，形式與功能的統一。”橋梁除了原本交通功能外，逐漸演變為時代的象征、歷史的紀念碑和游覽勝地。不同的橋型除了有它自身的美學特點，還會給人不同的美學感受。例如，梁式橋具有簡潔淳樸的外觀，沿水平方向具有強烈伸展的動力感和穿越感；拱橋形如玉帶，態似如虹，表現出與環境的易融性，在形態上兼容了人文景觀和自然景觀相協調的美感；斜拉橋橋塔高聳，顯示出一種直指藍天盡情舒展的動勢，纖細的拉索又蘊含著強勁的張力，顯示出一種生機盎然、充滿活力的氣質；懸索橋高大挺拔，氣勢磅礴，高大的塔與柔性的索，剛柔相濟，洋溢著大氣、輕靈的美，其流暢的線形極易吸引觀賞者的目光^［11］。通過結構構造設計，實現力學與美學的統一，培養學生正確的審美觀。

（二）"工程倫理

工程倫理教育是對學生在工程實踐中涉及到的道德價值、職業規范等問題進行正確引導^［12］，可從以下幾方面來融入教學。

（1）加強教師個人師德師風建設。正如著名教育家陶行知先生所言：“學高為師，身正為范”。教師的道德品質，不僅是規范自己行為的需要，更重要的是用于教育學生的需要。教師職業的特殊性在于育人，不僅用自己的學識育人，更重要的是以自己的品德育人，通過自己的語言去傳授知識，用自己的行為去影響學生的“三觀”。

（2）以實際橋梁建設案例中的社會倫理問題、環境風險問題、人與自然和諧相處等問題為切入點，基于工程相關背景知識進行合理分析和評價專業工程實踐，以及找出解決復雜工程問題方法，指出對社會、健康、安全、法律以及文化的影響，并理解應承擔的責任。例如，在建設港珠澳大橋時，大橋規劃選線經過中華白海豚國家級自然保護區，為保護現有生態環境，實現白海豚“零傷亡，不搬家”的目標，須合理安排施工時間和地點。通過港珠澳大橋建設項目中各橋型方案比選實例，從結構創新、經濟價值、安全保證、社會價值等維度，明確橋梁工程師需要承擔的使命，引導學生建立工程倫理意識，培養橋梁工程師的大局觀。

（3）隨著社會和技術的發展，國家、行業部門及協會制訂了一系列法規、條例、規范和章程，這些規范文件既是對人的行為規范，也是對工程設計、生產和開發技術的要求。將這些條文搬進課堂與知識點掛鉤，有利于將工程倫理教育潛移默化于學生日常學習中。

（4）近年來，由于盲目設計、施工冒進或管理混亂等問題導致的工程事故造成了大量人員傷亡和巨大財產損失，給人以慘痛的教訓。例如，2007年8月13日，湖南鳳凰正在建設中的堤溪沱江大橋發生了特大坍塌事故，造成64人死亡，4人重傷，18輕傷，直接經濟損失3 974.7萬元。從工程倫理角度來看，為防止類似事故發生，政府行政部門應加強工程建設立項審批、招投標、質量和生產等方面的監管，杜絕盲目趕工期；建設單位應按工期合理組織建設，杜絕趕工期搶進度的行為；勘察設計單位應認真執行設計規范和標準，加強后續服務，提高設計對施工的指導；施工單位應按照施工規范和設計要求進行施工，不得任意變更；監理單位應認真履行工程質量安全的監理職責，加強對原材料質量、關鍵施工工序、關鍵施工環節的質量控制。另外，也存在認知缺乏和局限導致的事故。例如，由于最初缺乏對風振機理的了解，導致大跨度懸索橋——塔科馬橋設計事故的悲劇。這類事故說明新事物發展是曲折性的、迂回的，需做好充分思想準備，不斷克服前進道路上的各種困難，勇敢地接受挫折和考驗，最終讓問題得到解決。

（三）"工匠精神

2016年政府工作報告中首次提出“培育精益求精的工匠精神”。工匠精神內涵豐富，包括盡職盡責、敬業樂群、忠于職守；凝心聚力、精益求精、追求極致；堅定執著、有耐心、有恒心；突破自我、追求革新、勇于創新等內容。其中，精益求精的大國工匠精神可以從典型工程案例中挖掘。例如，世界超級工程——港珠澳大橋、世界首創新結構的三索面三主桁公鐵兩用斜拉橋——武漢天興洲橋、世界上第一座公鐵兩用的懸索橋——五峰山長江大橋等，均是中國制造向中國創造邁進的典型，其背后凝聚了中國工程師專注、精益求精和創新的工匠精神。工匠精神除了通過授課講解案例外，還可借助課程設計操作來達成。為確保每一步數據無誤，課程設計過程需通過復雜的計算，不斷調整設計尺寸、材料配筋，反復演算直至驗算結果滿足規范要求。通過這種既枯燥、繁瑣，又嚴謹的過程訓練，不斷培養學生踏實苦干、無畏艱難、精益求精的職業精神。

（四）"家國情懷

從鴉片戰爭開始到新中國成立之前，我國橋梁建設技術長期處于內外交困的發展環境中，遠遠落后于西方國家。這一階段，我國橋梁自主發展幾乎停滯，絕大多數橋梁都由外國人設計和建造。為打破這一局面，我國橋梁專家茅以升先生歷經艱難，主持建造了杭州錢塘江大橋（曾被外國橋梁專家認為錢塘江不可能建橋），該橋最終的順利建成，大大鼓舞了中國人自己建橋的決心和意志。在新中國成立初期，正值尖端人才需求之際，很多高校引進了大量高層次人才，他們中大多擁有博士高學歷、外海學習或進修的經歷，摒棄了國外優厚的待遇，回到國內努力從事科研與教學，體現了他們的赤子之心。將他們的科研之路及其科研最新成果融入課堂教學，培育學生的家國情懷。另外，也可讓學生自行查閱資料和了解設計人員的故事，以重溫那段特殊的建橋歲月，加強對科技報國等家國情懷精神內涵的認知。

（五）"使命與擔當

馬克思曾經說過：“作為確定的人、現實的人，你就有規定，就有使命，就有任務，至于你是否意識到這一點，那都是無所謂的。這個任務是由你的需要及其與現存世界的聯系而產生的。”對于工學類專業課，可從目前存在的、亟待解決的工程或科學問題出發，尤其是低碳、綠色等新時代要求背景下的行業轉型、新技術瓶頸等問題，以激發學生肩負使命、勇于擔當及積極服務國家和社會的責任感。綠色、低碳、安全、可持續發展是未來交通建設的方向，橋梁作為交通基礎設施的重要組成部分，工程師應樹立符合新時代背景下的建設理念。21世紀以來，我國橋梁工程建設規模大、速度快，建設技術水平已有很大提高，甚至在某些領域處于世界領先地位，成為名副其實的橋梁大國。但與發達國家相比，在橋型構思創新、CAD技術、新材料、施工技術，以及項目組織管理等方面，還有一定差距。對于我國橋梁工程技術人員，在實現橋梁強國的道路上仍任重道遠。為了樹立我國橋梁建設的國際品牌和地位，必須在橋梁自主研發、技術創新、質量提高和美學等方面下狠功夫。然而，面對當前環境破壞、結構性能退化等與實現交通強國之路間不平衡的矛盾，要想實現從橋梁大國走向橋梁強國，亟須新一代年輕人來擔負這個重擔。

四、結語

課程思政是落實立德樹人根本任務的重要舉措，專業課程在課程體系中占比較大，是課程思政建設的重要載體。深入、系統和科學地挖掘專業課程中蘊含的思政元素是當前教學工作最基礎，也是最緊迫的任務。本文通過分析工學類專業課程特點，揭示了思政育人與專業知識傳授間的融合關系。以《綱要》為依據，從哲學思維及美學、工程倫理、大國工匠精神等方面，指出了工學類專業課程思政目標與思政點切入途徑。另外，重點分析了“哲學思維及美學”維度的育人價值，并以橋梁工程課程為例，研討了課程思政元素的有效融入方式和途徑，以實現課程思政和思政課程協同育人目標。

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Discussion on the ideological and political elements and integration approaches to engineering courses： a case of bridge engineering

WU Anjie¹，"WU Yi²，"ZHANG Zhijun¹，"LIU Zhennan¹，"XU Guihong¹，"HE Li¹

（1.School of Civil Engineering， Guizhou Institute of Technology， Guiyang 550003， P.R.China;

2.Department of Civil Engineering，Guiyang Institute of Information Science and Technology， Guiyang 550025， P.R.China）

Abstract： Curriculum-based ideological and political education is an important measure to strengthening morality education. Deeply excavating the ideological and political education resources contained in various courses is the most basic， fundamental and urgent work of current education and teaching. Due to the great difference between engineering professional courses and ideological and political courses， how to exploit and make full use of the hidden ideological and political treasures in professional courses， so as to achieve the synergistic educational effect of courses for ideological and political education and courses of ideological and political education， is a new challenge faced by professional teachers at present. The knowledge points of engineering courses are often based on the principles of mechanics， and the philosophical thinking and aesthetics contained therein are important ideological and political treasures that are easily ignored. This paper first analyzes the characteristics of engineering professional courses， then puts forward the ideological and political objectives of professional courses， and combs the ideological and political elements of the course from the aspects of philosophical thinking and aesthetics， engineering ethics， the spirit of great country craftsmen， the feeling of serving the country with science and technology and the responsibility of mission， and explores the effective integration ways taking the bridge engineering course as an example， which can be used as a reference for similar courses.

Key words： curriculum-based ideological and political education; engineering courses; professional curriculum; principle of mechanics

（責任編輯""崔守奎）

修回日期：2022-09-15

基金項目：貴州理工學院教育教學改革研究項目（2022KCSZ09）；貴州理工學院教育教學改革課題（2022JXGG02）；貴州理工學院2022年橋梁工程課程思政示范課程和線上線下混合式一流課程；貴州理工學院人才啟動基金項目（XJGC20190908）；貴州省科技計劃基礎研究項目（黔科合基礎［2020］1Y248）

作者簡介：吳安杰（1986—），男，貴州理工學院土木工程學院副教授，博士，主要從事土木工程教學與研究，（E-mail）wuanjie163@163.com。