基于OBE理念的土木類力學(xué)課程思政體系探索與實(shí)踐

陳敏志　杜文學(xué)　高健

［摘 要］文章對(duì)土木類力學(xué)課程傳統(tǒng)教學(xué)模式的痛點(diǎn)進(jìn)行了分析，對(duì)土木類專業(yè)全階段力學(xué)課程進(jìn)行了多層次和多維度的頂層育人體系設(shè)計(jì)，并以材料力學(xué)為例說(shuō)明了力學(xué)課程思政體系探索與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，介紹了常用的四種主要的課程思政教學(xué)方法和“三位一體”考核評(píng)價(jià)體系，為應(yīng)用型本科院校的土木類力學(xué)課程全過(guò)程育人提供參考。

［關(guān)鍵詞］OBE理念；土木類力學(xué)課程；課程思政

［中圖分類號(hào)］G641［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］A［文章編號(hào)］2095-3437（2024）04-0101-04

2016年，習(xí)近平總書記在全國(guó)高校思想政治工作會(huì)議上強(qiáng)調(diào)，各門課都要“種好責(zé)任田”[1] ；2020年5月，教育部印發(fā)《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》[2] ，要求高校發(fā)揮好每門課程的育人作用，全面提高人才培養(yǎng)質(zhì)量；2022年，黨的二十大報(bào)告強(qiáng)調(diào)“要堅(jiān)持立德樹人的根本任務(wù)”。

力學(xué)與土木建筑、機(jī)械工業(yè)、航空航天和軍工事業(yè)等“國(guó)之重器”直接相關(guān)，許多工程領(lǐng)域的核心問(wèn)題往往可以歸納為力學(xué)問(wèn)題，對(duì)我國(guó)建設(shè)現(xiàn)代化強(qiáng)國(guó)至關(guān)重要[3]。浙江水利水電學(xué)院（以下簡(jiǎn)稱我校）土木類各專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)不同，培養(yǎng)人才的素質(zhì)目標(biāo)也略有不同，但基本指向職業(yè)道德、家國(guó)情懷、團(tuán)隊(duì)合作、科學(xué)精神和使命擔(dān)當(dāng)?shù)扔嗽?。土木大類力學(xué)課程體系的內(nèi)容包括工程力學(xué)理論力學(xué)、材料力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)，這些課程前后銜接，知識(shí)連貫，形成了從力學(xué)基礎(chǔ)到專業(yè)應(yīng)用的過(guò)渡。力學(xué)課程蘊(yùn)含豐富的思政元素，能為培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才提供有力的支撐[4]。

一、現(xiàn)狀分析

傳統(tǒng)的力學(xué)類課程教學(xué)中存在難度大、內(nèi)容與社會(huì)脫節(jié)、課程之間銜接不當(dāng)、課程表與專業(yè)課銜接不當(dāng)、教學(xué)課時(shí)不足、重知識(shí)輕能力素養(yǎng)等問(wèn)題。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)已經(jīng)有部分學(xué)者對(duì)力學(xué)類課程思政進(jìn)行了探索與實(shí)踐[5-11]，這些研究成果為進(jìn)一步建設(shè)土木類力學(xué)課程思政提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，但是部分力學(xué)課程還是存在相互獨(dú)立授課、采用傳統(tǒng)的教學(xué)方式、以課堂理論講授為主、以教師為中心的現(xiàn)象，課程思政教學(xué)也隨之存在很大局限性，導(dǎo)致很難培養(yǎng)出滿足國(guó)家、行業(yè)、學(xué)校以及專業(yè)需求的高素質(zhì)人才。

本教學(xué)團(tuán)隊(duì)從事土木類專業(yè)力學(xué)課程教學(xué)二十余年，根據(jù)我校高素質(zhì)應(yīng)用型人才的辦學(xué)定位，課程組將基于成果導(dǎo)向的教育理念（Outcome?Based Education，簡(jiǎn)稱OBE）引入土木類力學(xué)課程教學(xué)中，通過(guò)不斷改革與實(shí)踐，探索出了一種基于OBE理念的土木類力學(xué)課程思政體系。本文以材料力學(xué)為例，介紹教學(xué)團(tuán)隊(duì)在課程思政方面的改革經(jīng)驗(yàn)，為培養(yǎng)新工科高素質(zhì)復(fù)合型人才提供一些參考建議。

二、土木類專業(yè)全階段力學(xué)課程育人體系設(shè)計(jì)

本課程組遵循OBE教學(xué)理念，以學(xué)生為中心，對(duì)土木類力學(xué)課程進(jìn)行了多層次和多維度的頂層育人體系設(shè)計(jì)（見(jiàn)圖1）。課程團(tuán)隊(duì)堅(jiān)守“為黨育人、為國(guó)育才”的初心和使命，構(gòu)建了“一普二基三能四創(chuàng)”土木類專業(yè)力學(xué)課程育人體系：大一通過(guò)力學(xué)科普講座和趣味力學(xué)競(jìng)賽初步認(rèn)識(shí)力學(xué)知識(shí)；大二通過(guò)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)力學(xué)課程和參加周培源競(jìng)賽夯實(shí)基礎(chǔ)；大三通過(guò)學(xué)習(xí)專業(yè)力學(xué)課程和高階競(jìng)賽培養(yǎng)能力；大四通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)、工程實(shí)習(xí)、教師科研等鍛煉來(lái)培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際工程實(shí)踐創(chuàng)新能力。

通過(guò)全階段力學(xué)課程體系的培養(yǎng)，學(xué)生能逐步掌握力的運(yùn)動(dòng)特征—力的變形特征—力的傳荷機(jī)理等知識(shí)，逐步具有自主學(xué)習(xí)能力—力學(xué)思維能力—工程應(yīng)用能力—實(shí)踐創(chuàng)新能力，逐步成為具有職業(yè)道德—團(tuán)隊(duì)合作能力—工匠精神—科學(xué)精神—使命擔(dān)當(dāng)?shù)雀咚刭|(zhì)的人才。

三、土木類力學(xué)課程思政體系

（一）土木類力學(xué)課程教學(xué)總體架構(gòu)設(shè)計(jì)

基于OBE理念，對(duì)土木類力學(xué)課程教學(xué)進(jìn)行總體架構(gòu)設(shè)計(jì)[4]，創(chuàng)新設(shè)計(jì)了“雙螺旋進(jìn)階式混合教學(xué)模式”，即“知識(shí)”和“實(shí)踐”、線上線下雙螺旋進(jìn)行教學(xué)，通過(guò)知識(shí)模塊讓學(xué)生掌握五類桿件的荷載效應(yīng)問(wèn)題，促進(jìn)力學(xué)思維和科學(xué)思維的養(yǎng)成；通過(guò)能力和素養(yǎng)模塊培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、團(tuán)隊(duì)合作能力、工程能力、實(shí)踐創(chuàng)新能力、職業(yè)道德、科學(xué)精神和使命擔(dān)當(dāng)?shù)鹊?，最終促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展，實(shí)現(xiàn)土木類人才培養(yǎng)目標(biāo)達(dá)成（見(jiàn)圖2）。

（二）力學(xué)課程思政教學(xué)體系設(shè)計(jì)

課程組對(duì)土木類各門力學(xué)課程思政進(jìn)行了單獨(dú)的體系化設(shè)計(jì)，以材料力學(xué)為例來(lái)說(shuō)明。材料力學(xué)是土木類專業(yè)學(xué)生入學(xué)后最先且較多涉及工程實(shí)際的課程，是工程領(lǐng)域進(jìn)行創(chuàng)新研發(fā)的理論基礎(chǔ)[12]，在培養(yǎng)學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新能力方面起著承上啟下的關(guān)鍵作用[13]。

課程組經(jīng)過(guò)反復(fù)探索和實(shí)踐，總結(jié)了材料力學(xué)的課程思政體系，將以實(shí)踐項(xiàng)目培養(yǎng)學(xué)生的工匠精神作為課程思政的主線，在各章節(jié)的講解過(guò)程中穿插力學(xué)故事、經(jīng)典工程案例、實(shí)踐項(xiàng)目、主題討論和創(chuàng)新活動(dòng)，將思政元素貫穿材料力學(xué)課程始終。每個(gè)思政元素視為“點(diǎn)”，同一類思政元素則形成“線”，五類思政元素共同形成“面”，從而形成了思路清晰的四融一提“點(diǎn)—線—面”的課程思政體系（見(jiàn)圖3）。

1.一融：力學(xué)溯源，培養(yǎng)擁有科技報(bào)國(guó)的家國(guó)情懷和使命擔(dān)當(dāng)

在學(xué)習(xí)緒論時(shí)，在回顧中梳理經(jīng)典力學(xué)的發(fā)展史線，讓學(xué)生對(duì)課程有宏觀感知，對(duì)作為人類智慧結(jié)晶的經(jīng)典力學(xué)有更深刻的理解[10]，為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)起到橋梁的作用，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生基本的科學(xué)素養(yǎng)、塑造高尚的科學(xué)情操起到重要的作用[5]?；仡欀袊?guó)力學(xué)學(xué)科發(fā)展史時(shí)，引用錢偉長(zhǎng)的故事激發(fā)學(xué)生愛(ài)國(guó)情懷，培養(yǎng)學(xué)生科技報(bào)國(guó)的使命擔(dān)當(dāng)。

2.二融：經(jīng)典工程案例，培養(yǎng)良好的職業(yè)道德和社會(huì)責(zé)任感

課程中引導(dǎo)學(xué)生深度討論趙州橋、太陽(yáng)橋、懸空寺等經(jīng)典案例以及多個(gè)坍塌工程案例，培養(yǎng)學(xué)生良好的職業(yè)道德和社會(huì)責(zé)任感。

3.三融：真實(shí)項(xiàng)目實(shí)踐，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作精神和精益求精的工匠精神

本課程構(gòu)建了7個(gè)實(shí)踐項(xiàng)目，如“項(xiàng)目1 ：生活中材料的力學(xué)性能調(diào)研”，要求團(tuán)隊(duì)用五種變形方式破壞生活中的物體，并觀察變形和破壞形式，將過(guò)程制作成微視頻，視頻中要含有隊(duì)名、LOGO、隊(duì)歌等團(tuán)隊(duì)文化；“項(xiàng)目6：紙橋設(shè)計(jì)、制作與加載”，要求團(tuán)隊(duì)完成紙橋制作、加載、PPT匯報(bào)和反思、答辯等系列過(guò)程，在真實(shí)的項(xiàng)目流程中實(shí)現(xiàn)成果產(chǎn)出，可以激發(fā)學(xué)生的內(nèi)驅(qū)力和成就感，在動(dòng)手的過(guò)程中，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作和精益求精的工匠精神，實(shí)現(xiàn)知行合一。

4.四融：科研和競(jìng)賽等創(chuàng)新活動(dòng)，培養(yǎng)科學(xué)探究精神

設(shè)立結(jié)構(gòu)與力學(xué)協(xié)會(huì)，負(fù)責(zé)組織力學(xué)科普講座、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大賽、力學(xué)競(jìng)賽、全國(guó)和校級(jí)周培源大學(xué)生力學(xué)競(jìng)賽、趣味力學(xué)競(jìng)賽、工程實(shí)踐等活動(dòng)，目前已組織了30余場(chǎng)競(jìng)賽。設(shè)立魯班實(shí)踐創(chuàng)新班，為每名學(xué)生配備導(dǎo)師，要求學(xué)生跟隨導(dǎo)師做科研項(xiàng)目，培養(yǎng)科學(xué)探究精神。

5.一提：主題討論，學(xué)會(huì)辯證思維方法、樹立科學(xué)的世界觀

發(fā)掘力學(xué)理論、知識(shí)、技術(shù)中本身蘊(yùn)含的哲學(xué)科學(xué)的思維方式，將馬克思主義立場(chǎng)觀點(diǎn)方法的教育與科學(xué)精神的培養(yǎng)結(jié)合，通過(guò)主題討論的方式讓學(xué)生自己得出結(jié)論。例如在學(xué)習(xí)“壓桿穩(wěn)定”時(shí)，引用正反工程案例——魁北克大橋因壓桿失穩(wěn)導(dǎo)致的慘案和水西門大橋爆破利用壓桿失穩(wěn)巧妙軟著陸的工程案例，組織學(xué)生討論和總結(jié)出“事物都有兩面性”的辯證唯物主義觀，教師轉(zhuǎn)而提出“平庸的人改變結(jié)果，優(yōu)秀的人改變?cè)颍罡呒?jí)的人改變思維”，引導(dǎo)學(xué)生用亮點(diǎn)思維（辯證思維）處理問(wèn)題，提高學(xué)生正確認(rèn)識(shí)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，樹立科學(xué)的世界觀。

通過(guò)四融一提“點(diǎn)—線—面”課程思政教學(xué)體系，將思政元素貫穿材料力學(xué)課程體系始終，從而培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)。

（三）課程思政教學(xué)方法

課程組統(tǒng)籌設(shè)計(jì)課程的育人目標(biāo)、思政點(diǎn)、采用的教學(xué)方法與具體舉措，融入教學(xué)大綱、教學(xué)設(shè)計(jì)和重點(diǎn)難點(diǎn)之中。課程組積極踐行本校推行的“課程思政十法”[14]，主要運(yùn)用了紅色資源法、隱性融入法、總結(jié)提煉法和信息技術(shù)法。

紅色資源法。本課程為理論性較強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課，課堂教學(xué)容易枯燥，往往須加入一定生活、生產(chǎn)中的事例以活躍課堂、生動(dòng)教學(xué)。課程組建立了紅色資源庫(kù)，含36個(gè)紅色案例，其中12個(gè)紅色案例通過(guò)講故事或討論的方式融入教學(xué)，24個(gè)紅色案例則上傳至學(xué)習(xí)通平臺(tái)供學(xué)生課外查閱，從而將職業(yè)道德、科學(xué)精神、家國(guó)情懷、使命擔(dān)當(dāng)?shù)人颊厝谌肓W(xué)課程教學(xué)中。

隱性融入法。在課程中開展團(tuán)隊(duì)合作項(xiàng)目制教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作和精益求精的工匠精神。學(xué)生在動(dòng)手實(shí)踐中，高效地獲得真切感受，容易激發(fā)內(nèi)驅(qū)力、成就感和歸屬感，“做”中更有育人效果。

總結(jié)提煉法。從力學(xué)學(xué)科體系解讀，總結(jié)提煉出辯證唯物主義觀中的認(rèn)識(shí)論、唯物辯證法等。如講解完應(yīng)力集中理論知識(shí)后，引導(dǎo)學(xué)生分析因應(yīng)力集中導(dǎo)致破壞的案例，讓學(xué)生討論“應(yīng)力集中絕對(duì)是壞事嗎”，最后教師展示利用應(yīng)力集中便利生活的案例，如瓷磚切割機(jī)、包裝袋的小開口等。學(xué)生從鮮活的實(shí)踐案例中自己總結(jié)出的辯證唯物主義觀點(diǎn)，比起單純聽教師講思政得到的感觸要深得多。

信息技術(shù)法。積極探索線上課程思政實(shí)施方法和手段，選取154個(gè)拓展資料放在學(xué)習(xí)通SPOC課程和新形態(tài)教材中，其中含有多個(gè)思政案例，包括經(jīng)典工程案例23個(gè)、力學(xué)名人12個(gè)、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)5個(gè)等，供感興趣的同學(xué)課下學(xué)習(xí)；在學(xué)習(xí)通虛擬社區(qū)討論區(qū)，根據(jù)章節(jié)內(nèi)容逐步發(fā)布典型的“趣味紅色疑案”，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行課前SPOC自主預(yù)習(xí)和討論，等等。

（四）“三位一體”教學(xué)評(píng)價(jià)體系

構(gòu)建知識(shí)、能力、態(tài)度“三位一體”教學(xué)評(píng)價(jià)體系，學(xué)期總評(píng)成績(jī)使用百分制評(píng)定，主要由兩部分構(gòu)成：一是過(guò)程性評(píng)價(jià)，包含出勤、課后作業(yè)、章節(jié)學(xué)習(xí)次數(shù)、趣味疑案討論、在線隨堂練習(xí)、在線單元測(cè)試和實(shí)踐項(xiàng)目等；二是總結(jié)性評(píng)價(jià)（期末考試），二者各占50%。

其中，出勤、作業(yè)、趣味疑案討論、項(xiàng)目考核指標(biāo)中均含有思政考核指標(biāo)。如每次出勤中“上課態(tài)度”占50%；作業(yè)的“書寫態(tài)度”占30%（雷同者均為0分）；基本型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中“職業(yè)素養(yǎng)”（儀器全部歸位、干凈整潔）占10%等。綜合性項(xiàng)目由技術(shù)分和素養(yǎng)分組成，比如項(xiàng)目6的素養(yǎng)分中“制作工藝”（工匠精神）占40%，“團(tuán)隊(duì)合作”占20%等。細(xì)化考核中的育人指標(biāo)，讓考核成為有效的育人手段。

四、結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)為期6年的驗(yàn)證，本文構(gòu)建的土木類力學(xué)課程思政體系取得了良好成效，調(diào)查顯示，90%以上的學(xué)生喜歡教師融入的課程思政案例，80%以上的學(xué)生認(rèn)為力學(xué)課程對(duì)培養(yǎng)自身的自主學(xué)習(xí)能力、團(tuán)隊(duì)合作能力、實(shí)踐創(chuàng)新能力和責(zé)任感等很有幫助；課程組也取得一定的教學(xué)成果，入選第二屆全國(guó)高等學(xué)校力學(xué)類專業(yè)優(yōu)秀課程思政案例、獲得浙江省教學(xué)創(chuàng)新大賽思政賽道二等獎(jiǎng)，工程力學(xué)、材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)均建設(shè)為浙江省一流課程，學(xué)生共獲得省級(jí)以上力學(xué)類競(jìng)賽獎(jiǎng)項(xiàng)50余項(xiàng)。本文設(shè)計(jì)并實(shí)施的土木類專業(yè)全階段力學(xué)課程育人體系，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，教學(xué)實(shí)踐效果良好，具有系統(tǒng)性和普適性，可為應(yīng)用型本科工科專業(yè)課程思政建設(shè)和教學(xué)實(shí)踐提供借鑒。

［ 參 考 文 獻(xiàn) ］

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［責(zé)任編輯：雷 艷］