材料力學課程思政育人模式探索與實踐

摘要：為了滿足新工科建設及工程教育認證要求，文章從材料力學課程教學目標、教學內容、教學方法和教學評價等方面進行改革創新，深入開展材料力學課程思政育人模式的探索和實踐，構建“三融合、三協同、三結合”的全場域融入課程思政的教學創新體系，實現從基礎到高階、從理論到實踐、從單一能力到綜合素養的漸進式培養。

關鍵詞：材料力學；育人模式；課程思政

材料力學課程是諸多工科專業課中重要的專業基礎課，具有發展歷史長、知識抽象、理論經典的特點，蘊含豐富的思政元素，在開展課程思政教學方面具有獨特優勢。我國高校材料力學課程思政建設已經從概念普及、案例示范，發展到深度融入課程教學、高質量自覺實踐階段。目前，課程思政教學改革和實踐主要側重于如何挖掘思政元素、如何將課程思政融入課堂教學、如何建立課程思政教學體系等方面，對課程思政評價標準和育人效果研究較少。人才培養效果是課程思政建設評價的首要標準，教育部在2020年5月發布的《高等學校課程思政建設指導綱要》（教高〔2020〕3號）中要求各門課程需“制訂科學多元的課程思政評價標準，建立健全多維度的課程思政建設成效考核評價體系”。為此，材料力學課程教學團隊（以下簡稱教學團隊）深入開展了材料力學課程思政育人模式的探索和實踐，積極構建材料力學課程思政教學內容體系，探討如何將課程思政融入過程性考核和終結性考核中進行評價，強化材料力學課程思政的育人實效，為其他工科院校基礎力學課程思政育人效果建設提供了一些思路和參考。

一、構建“三融合”課程內容體系，完善育人功能

在教學內容上，教學團隊結合多年授課經驗，對材料力學課程知識內容體系進行重構，重新劃分知識點模塊，針對每個核心知識點的來源、內涵、應用和拓展四個方面進行擴展，深入挖掘眾多課程的思政元素，構建“三融合”課程思政內容新體系，完善育人功能，實現德智育人并重。

（一）專思融合，打造典型思政案例庫

對于核心專業知識點的內涵和來源部分，教學團隊根據思政元素和課程知識點的融合點，各授課教師深入挖掘思政素材，引入理論形成與發展史（彎曲、扭轉、強度理論、壓桿穩定性理論）、名人軼事、力學趣聞等思政元素，合理設計思政融入方式，打造了一套可借鑒和推廣的典型課程思政教學案例庫，以培養學生的方法論、科學思想以及創新精神。

（二）理論與實踐融合，構建工程實踐案例庫

對于核心知識點的應用部分，教學團隊引入我國古今典型建筑工程案例、團隊教師的研究項目案例、工程事故案例、科創項目案例，進行理論與實踐融合，構建工程實踐案例庫，在強化學生工程實踐能力的同時，培養學生的工程倫理、大國工匠精神和民族自豪感。

（三）科教融合，創建交叉學科力學前沿案例庫

對于核心知識點的拓展部分，教學團隊引入材料力學在前沿交叉學科的應用案例（材料科學、生物科學、應用物理學、重大科技前沿工程等），進行科教融合，創建交叉學科力學前沿案例庫，激發學生的學習興趣，培養學生的創新精神、家國情懷和使命擔當。

二、開展“三協同”混合教學模式，思政育人貫穿全過程

（一）融合多維信息技術，開展線上線下協同（靶向思政）

對于理論教學部分，教學團隊主要開展線上線下協同教學模式。課前，教學團隊通過慕課平臺發布學習任務和線上學習資源，學生自主學習慕課視頻，完成在線測試；課中，以雨課堂為載體，教學團隊根據線上測試情況，對重點、難點內容進行精講，布置典型任務，學生以小組為單位進行課堂翻轉討論。在授課過程中，教學團隊融入核心知識的思政元素，進行精準思政、靶向思政，深化力學核心知識，強化價值塑造；課后，教學團隊線上發布學科前沿文獻進行拓展學習、布置挑戰性作業，學生以小組為單位合作學習。教學團隊對學生課前、課中和課后形成的學習數據進行可視化，實時診斷學生學情，評測學生學習效果，根據評價反饋形成持續改進閉環。

（二）開展工程案例和項目教學，實現理論與實踐協同（體驗思政）

在實踐教學方面，教學團隊主要開展基于BOPPPS模式（即導入—學習目標—前測—參與式學習—后測—總結）的課堂研學。在背景部分，教學團隊引入工程案例，提出問題，激發學生興趣；在教學方法上，教學團隊基于工程案例、項目和小組協作的形式，采用“教師啟發引導+小組探究學習和討論”的教學模式；在實踐部分，教學團隊線上布置工程事故調查探究任務，小組合作調查和探索工程事故案例背后存在的力學原因與人為因素，課堂上采用“小組翻轉課堂+教師輔助引導+課堂討論”的教學模式，強化學生工程實踐能力。

（三）構筑創新實驗平臺，促進課內課外協同（踐行思政）

在拓展教學方面，教學團隊課內開展基于BOPPPS模式的課堂研學，課外開展創新探究活動，通過開放性實驗、周培源全國大學生力學競賽、國際工程力學競賽、全國大學生智能汽車大賽、中國大學生方程式汽車大賽等科創項目來踐行思政，通過課內課外協同，培養學生的創新實踐能力。

三、建立“三結合”多元評價方式，彰顯育人成效

在教學評價上，教學團隊建立了“三結合”多元評價方式（如圖1所示）。傳統的過程性考核和終結性考核是共性評價與定量評價，為此，教學團隊在共性評價的基礎上，引入研究性論文等個性化評價，采用共性評價與個性評價相結合，完善差異化評價；在定量評價的基礎上，引入課程目標達成學生自評表以及課程思政教學效果評價表等定性評價，采用定量評價與定性評價相結合，達成多維度評價。

（一）終結性評價與過程性評價結合，實現全流程評價

為實現課程的全流程評價，教學團隊在教學過程中采用了動態可視化的過程性考核方式，以雨課堂為載體進行過程性考核。課前，學生通過在線預習自測完成基本知識的預習；課中，教學團隊主要采用隨堂測試、討論、發言、彈幕投稿等形式完成對重點與難點知識的教學；課后，教學團隊布置作業，完成在線提交和批改，進一步強化學生對知識點的掌握。教學團隊會將學生在課前、課中和課后的學習過程數據進行可視化，定期向學生展示，實現對學生學習行為的引導、激勵和約束。另外，在過程性考核中，教學團隊還采用了柔性化的考核方式，設置工程案例分析報告、數值仿真、課程總結、編程計算等考核形式，讓學生根據個人愛好和能力水平來自由選擇，進一步增強課程的挑戰度。在終結性考核中，教學團隊通過引入學科前沿，以及我國古代建筑、科技、文化等思政元素和人文藝術情景，實現考核題目的價值塑造功能，潛移默化地影響學生。比如，在材料的力學性能考核環節，教學團隊引入一些我國最新研制的超高強度合金材料，在考查前沿材料力學性能的同時，培養學生的創新意識和創新精神；引入漢代初期我國的鑄鐵脫碳技術，使學生了解我國古代在冶金史上的重要貢獻和歷史地位；引入我國宋代在建筑規范《營造法式》中的圓木截取矩形梁結論，在考查材料剛度和強度的同時，增強學生的文化自信和民族自豪感。在簡答題考核中，教學團隊以上海世博會中國國家館為例，在考查學生提高梁強度措施和力學建模的同時，向學生展示中國建筑的藝術之美和力學之美，詮釋“天人合一，和諧共生”的建筑設計理念。

（二）定性評價與定量評價結合，達成多維度評價

為達成對學生的多維度評價，教學團隊在定量評價（過程性評價和終結性評價）的基礎上，設置定性評價，包括課程目標達成自評表和課程思政育人效果調查表。其中，課程思政教學效果調查表綜合反映教師的信念、態度、修養、學識、授課內容及方法等方面蘊含的思政元素對學生的影響，定性評價課程的思政育人效果。為了不影響課程思政“潛移默化，潤物無聲”的育人效果，同時避免讓學生對本課程產生“明顯的課程思政”的印象，教學團隊設計調查表中的內容時，盡量與材料力學課程的基礎學科及工程應用特點相結合，并將調查問卷放在學期末課程結束之后進行。

（三）共性評價與個性評價結合，完善差異化評價

在過程性考核評價中，教學團隊采用靈活柔性化的考核方式，根據學生個人能力和興趣愛好選擇不同的過程考核方式，強調學生在新的考評機制中的主體作用，完善差異化評價。

在個性化評價中，教學團隊引入翻轉課堂考核，對于工程事故案例，讓學生主動去調查和探索工程事故案例背后存在的力學原因和人為因素，制作演示文稿進行匯報，培養學生自主學習能力、表達能力以及團隊協作能力，厚植工程倫理；引入工程案例分析報告考核，以項目專題、工程案例以及日常承力構件為例，進行三維建模、數值模擬以及撰寫研究性論文，考查學生利用現代技術手段綜合分析和解決實際工程問題的能力；引入開放性的創新實驗考核，包括對一些新材料，如蜂窩材料、點陣材料、高溫陶瓷或合金材料，進行光彈試驗、激光切割試驗以及高溫力學性能試驗等，重點考核學生的自主設計實驗能力、操作試驗能力和團隊協作精神。

四、材料力學課程思政育人實踐

材料力學課程自2019年進行課程思政教學改革以來，已經在2019級、2020和2021級土木工程、車輛工程、機械工程及其自動化等專業大學生進行了廣泛實踐，并取得了良好的思政教學效果。學生平均成績以及優良率明顯提高，學生自主學習和創新實踐能力得到顯著提升，學生積極參加科技競賽和大學生創新創業項目，獲得多項個人和團體獎項。學生對授課內容（融入思政元素）、教師的態度和素養以及教學方法認可度高。課程教學獲得師生廣泛好評，教學質量評價始終處于學校前列。

本研究以山東理工大學2020級學生為例，共分成兩組，一組為實驗班，采用本文的課程思政教學育人方法，共74人；另一組為對照班，共254人。由調查統計結果可知，實驗班學生選擇非常合適、非常接受選項的平均占比為88.5%，對照班學生選擇非常合適、非常接受選項的平均占比為77.5%，即實驗班比參照班平均占比高了11%。另外，對照班選擇非常不合適、非常反感或很小負面評價的學生有17人，而實驗班沒有學生選擇上述兩項。

五、結論

教學團隊瞄準國家對新工科專業人才培養的新需求，聚焦學生創新能力、工程實踐能力和學習動力不足等教學真實問題，構建了“三融合、三協同、三結合”全場域融入課程思政的教學創新體系。在課程內容上，構建“三融合”的課程內容新體系，使得課程內容在深度、廣度和高度上得到提升，實現了德智育人并重；在教學方法上，開展“三協同”混合式教學實踐，靶向思政、體驗思政、踐行思政貫穿教學全過程，實現了學生能力素質的整體提升；在教學評價上，采用“三結合”的多元化考核，實現全流程、多維度和差異化評價，彰顯育人成效。課程教學創新實現了從基礎到高階、從理論到實踐、從單一能力到綜合素養的漸進式培養，學生學習的內驅力和高階思維得到增強，創新實踐能力得到全面提升。

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基金項目：山東省本科教學改革研究重點項目“以產出為導向的基礎力學一流課程評價體系構建與實踐”，項目編號：Z2021282。

（作者單位：山東理工大學交通與車輛工程學院）