工程力學課程思政探索與實踐

●傅小珠 朱永甫

《工程力學》包括理論力學靜力學和材料力學兩部分，是一門強調(diào)理論、注重邏輯、高度抽象、基于計算，并與土木工程實際工程案例緊密聯(lián)系的專業(yè)基礎課程?！豆こ塘W》課程中所涉及的定理定律、受力圖分析等知識大量應用于建筑工程中，是解決工程實際問題的理論根基，是后續(xù)課程如：結(jié)構(gòu)力學、鋼結(jié)構(gòu)的“地基基礎”。所以工科院校大部分工程管理專業(yè)都會把它設為專業(yè)基礎必修課程?！豆こ塘W》主要內(nèi)容包括：力基本性質(zhì)、力系平衡和合成，以及在外力作用下結(jié)構(gòu)的內(nèi)力、變形和應力，計算結(jié)構(gòu)的強度、剛度和穩(wěn)定性。課程中大量充斥前人刻苦專研鍥而不舍的偉大科學家的故事，如何有效地挖掘力學中所富含的思政教育因子，并把它有機地嵌入課堂教學中，濃化課堂思政氛圍，引導學生自主參與學習，提升力學課程教學質(zhì)量，促進愛國主義教育，加強“三全育人”建設，具有很好的借鑒作用。

一、強大的師資力量是教學改革的保證

師資力量決定教育質(zhì)量，必須建立思想過硬、教學水平高的力學課程教師隊伍，應堅決貫徹習近平新時代教育思想，堅持立德樹人的根本任務，與時俱進更新教學理念，在《工程力學》教學過程中，根據(jù)力學內(nèi)容深挖思政元素，不斷滲入育人理念。對于如何強化師資力量、科學組建優(yōu)秀的《工程力學》課程思政師資隊伍，筆者有如下幾點建議。

第一，強調(diào)教師培訓與學科建設相結(jié)合。以學科特點為依托，通過參與學科建設，教師知識結(jié)構(gòu)更加系統(tǒng)優(yōu)質(zhì)化，提升教學水平。

第二，強調(diào)教學與育人緊密相結(jié)合。通過教學改革實踐，要求教師在育人上循循善誘，讓學生耳濡目染，在教學上因材施教，讓學生充分發(fā)揮自己的所長。

第三，提高教學技能。對在課程思政教育改革上取得成果的教師予以獎勵。

第四，不定期選派教師參加相應的課程思政調(diào)研活動和專題講座學習活動。

第五，組織內(nèi)部課程思政研討會和心得交流會，特別是安排曾參加過培訓和調(diào)研學習的教師，交流自己的學習經(jīng)驗，分享自己的所得，從而帶動和鼓勵教師在課堂上踐行以德育人。

二、基于工程力學探索課程思政要素的契入點和契入途徑

建立完善的課程體系，在這基礎上融入課程思政要素，從理念架構(gòu)、組織設計、實施推進等方面著手，凝練經(jīng)驗，總結(jié)規(guī)律，創(chuàng)新形式，豐富內(nèi)容，實現(xiàn)工程力學學科教師隊伍從“學科知識理論活”向“學科政治理念活”轉(zhuǎn)變，教學內(nèi)容從“講教材”向“講學理”轉(zhuǎn)變，教學方式從“單獨唱”向“大合唱”轉(zhuǎn)變。梳理《工程力學》各個課程要素，組建和完善課程“腦圖”，探究各個知識點之間的相互聯(lián)系，深挖內(nèi)含思政要素，找到課程思政要素的契入點和契入途徑，并將其應用到本校工程力學學科課堂教學實踐中。

（一）工程力學融入思政要素

從古至今，有很多了不起的文化與工程力學課程相關(guān)，我們可以通過典型案例講解，融入思政要素，激發(fā)學生的愛國情懷和滿滿的自豪感，是工程力學課程思政教育的重要任務之一。例如在講解靜力學方程的適用性與獨特性、構(gòu)件設計的安全性與經(jīng)濟性時，可有機融入李冰主持修建的都江堰水利工程、錢學森與我國的航空航天科技事業(yè)、錢三強與我國的原子彈等；在講解材料力學部分的強度、剛度和穩(wěn)定性章節(jié)時，可重點講解我國新建的港珠澳大橋，是體現(xiàn)“大國工匠”精神的最好例證，既可以講述大橋是集橋梁、海島、隧道三位一體，主跨設計雙塔式斜拉結(jié)構(gòu)，懸索用預應力鋼絲索，用加勁梁構(gòu)成自錨式體系，主塔承載著橋梁通過鋼絲索傳遞過來的力。港珠澳大橋全長55公里，是世界上最長的跨海大橋，它的建成，表明我國現(xiàn)代橋梁建造技術(shù)又一次突破了新高度，從橋梁大國邁向了橋梁強國,又可以將這些施工難、技術(shù)難、設計難，敢于克服困難的思政素材結(jié)合力學課程娓娓道來，增強學生民族自豪感。把案例和思政教育目標的映射關(guān)系體現(xiàn)到每個章節(jié)，同時適時調(diào)整教學方式引入大橋影像和技術(shù)關(guān)鍵點專題討論。

（二）工程力學教學方法和手段改革

改變“教師站講臺指手畫腳，學生坐課桌昏昏欲睡”的“灌輸式”教學手段，嚴格遵循“學生為主體、教師為主導”教學原則。多采用討論式、啟發(fā)式、案例化的教學方法，重視學生邏輯思維能力培養(yǎng)，實施翻轉(zhuǎn)課堂，提升學生自主學習的能力。對復雜抽象的力學專業(yè)知識，可以通過MOCC線上教學資源來助力展開。有些重難點知識由于課時少而無法在課堂上詳盡展開，可在課余時間充分借助國家精品課程教學資源進行補充和強化。隨著“雙一流”建設的推進，“翻轉(zhuǎn)課堂”“微課”等新型教學模式的出現(xiàn)，極大地提高了學生自主選擇性。比如，靜力學約束力的講解時可通過模型的演示，讓學生直觀地感受到約束力的存在以及受力特點。學生掌握材料力學公式的推導，對后期正確使用公式有重要作用，教師在講解這部分知識時，可以把學生相對難以理解的知識，制成微視，推送到服務器便于學生利用課余時間復習和預習。課程組在實施“翻轉(zhuǎn)課堂”教學過程中，把每章節(jié)的課程思政元素納入課程教案，作為合格教學文件的必要條件，如大量收集整理了200多個與力學有關(guān)的科學家事跡視頻，我國新建橋梁和摩天大樓的案例視頻等。

（三）工程力學教學模式改革

根據(jù)力學課程需要大量計算和繪制受力圖的教學特點，我們實施分課堂（PAD課堂）教學模式，如靜力學一般力系章節(jié)中，課堂前部分時間由任課教師講解力系的分類、力系的平衡以及與平面力系的關(guān)系，后部分時間教師出題：“懸索橋梁的基本受力及其分析”，讓學生充分想象懸索橋梁各種類型，并對其不同橋梁結(jié)構(gòu)與受力進行小組討論。如靜力學中平面任意力系向一點的簡化的結(jié)果，課堂上教師讓學生思考并分組討論：任意力系簡化存在哪幾種結(jié)果？主矩與簡化中心的選擇有沒有關(guān)系？材料力學篇中應力學狀態(tài)分析，材料不同時，受力狀態(tài)完全相同，破壞形態(tài)相同嗎？讓學生通過實驗低碳鋼和鑄鐵的扭轉(zhuǎn)實驗，觀察破壞時的斷面，從而驗證自己的假設。課堂上根據(jù)教師的題目分組討論，教師在旁觀察及時指導，討論結(jié)束后隨機抽取學生發(fā)言或者小組推薦代表辯論，到動態(tài)掌握學生學習一般力系知識情況。如此“本末倒置”爭取讓學生更多機會主動參與到教學環(huán)節(jié)的實施中，通過學生自主參與學習，不僅提升了獨立思考分析解決問題的能力，而且通過小組討論這種形式提高了學生溝通交流能力及團隊合作能力。

（四）課程思政教育實踐探究

把課程思政有效地融入課堂教學的實踐探究中，生動的案例講解，融合愛國主義精神，不但能使課程更加豐富，還能讓學生對三維目標的認知更加的清晰。在教學中潛移默化地實現(xiàn)知識的傳授，能力的提升，三觀的引導。在古代并沒有完整的力學體系知識，卻能建設出各種舉世聞名的建筑物，無不讓人感慨工匠的智慧。比如1300多年前趙州橋的建造，“結(jié)構(gòu)奇特，人不知其所以為”與現(xiàn)在的力學原理相契合；在課堂上講解純彎曲梁正應力計算內(nèi)容時，首先從理論上推導正應力的計算公式，并解析正應力沿截面高度的分布規(guī)律；然后讓學生利用課外時間查閱文獻，制定各種實驗測試方案，比較各種方案的優(yōu)缺點，選擇最佳方案驗證。這樣不僅能讓學生在課外主動掌握知識，還能運用在實踐上，懂得方案的比選，不斷創(chuàng)新發(fā)展。

三、從學生的角度審視課程思政改革

基于工程力學課程思政改革來看，更加關(guān)注案例法，原因在于傳統(tǒng)的講授法學生依賴老師，只是簡單地汲取知識，不能主動去挖掘深更深層次的知識，其獨立性，創(chuàng)新性的能力培養(yǎng)會受到限制。這樣獲得的知識是短暫的吸收，不能用于解決實際問題，沒有經(jīng)過知識管理，是不牢固的。采用新的教學模式，如演示法、討論法、案例法等，可以讓學生積極參與課堂中，發(fā)散他們的思維能力和增強動手實踐能力。但是無論哪一種教學模式都不是萬能的，都會有其限制性。應該根據(jù)教學的內(nèi)容和學生的掌握情況以及學生的特點靈活安排教學模式，或者多種模式組合，有時候復合式教學的效果遠遠大于單一模式。課程改革中，學生不再是機械地掌握原理和公式，而是主動地融入課堂的教學中，理解知識從而提出自己的觀點，而且在學習過程中學生還能學會在困難面前不是退縮，而要迎難而上。課程思政的改革能夠培養(yǎng)學生開拓進取、不怕苦、不怕累、敢于創(chuàng)新的精神。

四、結(jié)語

高校必須落實“立德樹人”，無論是大學建設還是各領域、各方面、各環(huán)節(jié)的管理上，因為它是辦學治校的根本所在?！豆こ塘W》課程組在組織師資隊伍、建設課程及解析工程教育專業(yè)認證等方面探索了如何在專業(yè)必修基礎課程的教學中實現(xiàn)“三全育人”。從整個學期過程和結(jié)果的反饋上，如學校督導組的隨機隨堂聽課，學生學習過程，工程力學課程思政教育教學的探索和實踐效果顯著，得到了滿意的答卷。在教學實踐中不斷摸索，不斷創(chuàng)新，努力將《工程力學》建設成課程思政精品課程。