應用型本科高校結構力學課程思政教育模式探索與實踐

摘 要：結構力學是應用型本科高校土木工程專業(yè)重要的專業(yè)基礎課程，課程理論性強、難度大，學生學習主動性弱，通過實施課程思政教育來提高學生對學科的認知、端正學習態(tài)度顯得非常重要?；谡n程目標、課程思政教育方案、課程思政元素、教學設計、課程思政實施和成效等，對結構力學課程思政教育模式進行探索與實踐。堅持以學生為中心，貫徹課程思政與教學內容有機融合的教學思路，激發(fā)學生自主學習的積極性，培養(yǎng)學生提高理論知識的應用能力，樹立正確的職業(yè)道德觀和科學態(tài)度，教學效果得到有效提升。

關鍵詞：應用型高校；土木工程；結構力學；課程思政；教學設計

中圖分類號：G641 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2024）33-0026-04

Abstract： Structural Mechanics is an important basic course for civil engineering in application-oriented universities. The course is highly theoreticaland difficult， and the learning initiative of studentsis weak. It is very important to improve students' cognition and their learning attitude by implementing curriculum ideological and political education. Based on the curriculum objectives， curriculum ideological and political education programs， elements， teaching design， implementation and effectiveness， etc.， the ideological and political education model of Structural Mechanics is explored and practiced. Based on the student-centered and the teaching idea of organic integration of curriculum ideological and political education， the students' enthusiasm for independent learning will be stimulated， and their ability to apply theoretical knowledge is cultivated. Through the curriculum ideological and political investigation， students have a correct professional ethics and a scientific attitude， which can effectively improve the teaching effect.

Keywords： application-oriented universities; civil engineering; Structural Mechanics; curriculum ideology and politics; instructional design

2020年5月，教育部印發(fā)了《高等學校課程思政建設指導綱要》，要求高校全面推進課程思政工作，構建全員、全程、全方位育人大格局。課程思政是高校人才培養(yǎng)體系中重要的組成部分，教師將思政元素融入專業(yè)課的教學過程中，是“立德樹人”人才培養(yǎng)的主要途徑，但不能簡單地貼政治標簽[1-2]。

一些學者從專業(yè)角度，分析了課程思政建設的整體設計和具體實施情況，給出可借鑒的理念、方法與案例[1，3]。也有一些學者結合理論力學、材料力學、工程力學和結構動力學等力學類課程改革，從傳統(tǒng)文化和工程案例中挖掘力學課程的思政元素，培養(yǎng)學生的興趣、責任與擔當[4-7]，同時以傳統(tǒng)課堂教學方式為依托，引進古代力學書籍進行教學，讓學生擁有民族自豪感和正確的人生觀、價值觀[8-9]。康菊等[10]、劉彩虹等[11]提出課程思政“3S”模塊實施路徑，以線上線下混合教學模式讓學生更加直觀地理解和應用專業(yè)知識。除傳統(tǒng)的課程思政教學方法外，時金娜等[12]通過建立“Hi 結構力學”微信公眾平臺，將素質教育與課程教學深度融合，為課程思政教育模式提供了新思路?；谏鐣髁x核心價值觀理念，將知識傳授、課程思政、工程案例、優(yōu)秀傳統(tǒng)文化和學科競賽相融合的結構力學課程思政教育模式的研究還相對缺乏，亟待開展研究。

浙大寧波理工學院土木工程專業(yè)主要面向新型建筑工業(yè)化的人才需求，培養(yǎng)系統(tǒng)掌握土木工程學科基本理論，具備“精技術、懂管理、有情懷”的高質量應用型創(chuàng)新人才。結構力學是土木工程專業(yè)非常重要的專業(yè)基礎課，在整個課程體系中處于承上啟下的核心地位。課程主要培養(yǎng)學生具備工程結構受力分析與計算的能力，為后續(xù)專業(yè)課程學習、結構設計和科學研究打好力學基礎。

由于結構力學課程理論性強、知識點多，學生反映學習比較枯燥、困難較大，考試不及格率偏高。一旦學生意志不堅定，極有可能出現(xiàn)學習效果不佳、厭學等情況，對課程教學造成較大的影響，增大了教學工作的挑戰(zhàn)性。因此，結構力學教學過程中如何提高對學科的認知、端正學習態(tài)度便顯得非常重要。教學過程中引入思政元素，對學生進行正確引導，幫助學生樹立正確的人生觀與價值觀，養(yǎng)成吃苦耐勞、堅韌不拔的精神，培養(yǎng)學生獨立分析問題、解決問題的能力，提高教學效果，確保教學目標的完成。

一 結構力學課程思政教育模式

（一） 課程目標

通過課程學習，學生在知識、能力、課程思政等方面達到的課程目標，要突出應用型人才的培養(yǎng)特點。①知識目標。熟悉各類桿件結構的特征和簡化方法，掌握各類靜定結構和超靜定結構內力和變形的計算分析方法，掌握簡單結構動力計算的方法。對給定桿件結構能夠作出正確分析判斷，選擇合理計算方法，得出準確的計算結果。②能力目標。學生掌握復雜工程問題的分析能力和計算能力，提高自學能力和表達能力。③思政目標。以社會主義核心價值觀為指引，培養(yǎng)學生綜合運用專業(yè)基礎知識解決工程實際問題的意識和能力，具備愛國情懷、民族自豪感和扎實的工作作風，培養(yǎng)嚴肅認真的科學態(tài)度和責任心，樹立正確的職業(yè)道德觀，擁有團隊協(xié)作、創(chuàng)新和競爭的工匠精神。

（二） 課程思政元素與教育方案

課程的主要思政元素包括：①培育學生具備辯證的唯物主義思想和求是的科學精神；②培育學生具有愛國情懷、文化自信和民族自豪感；③培育學生具有嚴謹、扎實的工作作風和正確的職業(yè)道德觀；④培育學生具有團隊協(xié)作、創(chuàng)新和競爭的工匠精神。

結構力學課程思政教育方案以課程思政目標、思政元素、實施和調查為主線，從社會主義核心價值觀的愛國、敬業(yè)、誠信和友善中提煉課程思政元素。在課程內容學習和課程學習要求中培養(yǎng)學生的唯物主義思想和科學精神；通過介紹優(yōu)秀傳統(tǒng)文化和科學家事跡培養(yǎng)學生的愛國情懷、文化自信和民族自豪感；通過對典型工程事故的力學分析開展工程倫理教育，讓學生樹立嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度和正確的職業(yè)道德；利用課程實踐環(huán)節(jié)培養(yǎng)學生的團隊合作和吃苦耐勞的工匠精神，具體如圖1所示。

（三） 課程思政教學設計

課程思政具體的教學設計見表1。

（四） 課程思政教學實施

1 思政教育與教學內容相結合

在課程緒論部分講述結構力學研究對象時，提出結構計算力學簡化模型的簡化方法和要點，突出其在專業(yè)課學習中的重要性。培養(yǎng)學生堅持“存本去末”的思想：力學計算模型要能夠反映實際結構的主要受力和變形特性，確保計算可靠；同時要堅持計算方便的原則，保留結構受力的主要因素，略去次要因素。引入工業(yè)廠房的設計計算案例，分別講解如何從空間結構體系簡化為平面結構體系。教育學生在工程結構設計和事故處理中，能抓住事物的本質，忽略次要因素，才能真正了解結構的實際受力特性，體現(xiàn)辯證唯物主義的哲學思想。

在介紹學習方法和平時作業(yè)要求時，要按照實際工程計算書的要求，規(guī)范書寫計算過程，并能用圖形正確表達計算結果。作業(yè)過程中，要自己動手，不抄襲，不弄虛作假，做到誠實守信，培養(yǎng)學生具備規(guī)范、求是的科學精神。

2 思政教育與工程事故相結合

在講解第二章結構幾何構造分析中，為深入理解幾何構造分析的重要性，引入發(fā)生在浙江余姚某公司一座鋼結構建筑突然倒塌的事故，有12名工人被困，事故的原因值得深思。發(fā)生事故時該建筑正在施工，一方面建設單位手續(xù)不全，未經審批，在沒有設計施工圖的情況下擅自開工；另一方面按照工程經驗進行施工，鋼結構在縱向和橫向都缺少必要的支撐，整個結構屬于幾何可變體系，在屋頂荷載全部施加后，整個結構發(fā)生失穩(wěn)，從而產生坍塌。

引入的第二個工程事故是江西豐城電廠三期擴建工程，事故造成73人遇難。事故主要原因是工程中冷卻塔施工單位現(xiàn)場管理混亂，未按要求制定拆模作業(yè)管理控制措施，對拆模工序管理失控。在冷卻塔筒壁混凝土強度不足的情況下，違規(guī)拆除模板，致使筒壁混凝土失去模板支護，由于桿件缺失結構變成幾何可變體系，造成筒壁和模架體系連續(xù)墜落。

通過工程事故的引入，讓學生清楚認識到工程建設各流程的重要性，工程建設各方需嚴格遵守相關規(guī)定，設計、施工、運維等都應按照工程實際設計要求，遵守土木工程相關規(guī)范和規(guī)章制度，教育學生具備正確的工程倫理素養(yǎng)、職業(yè)道德觀和社會責任感。

3 思政教育與優(yōu)秀傳統(tǒng)文化相結合

在講解三鉸拱的工程背景時，引入趙州橋的案例。趙州橋由隋朝李春負責建造，迄今已有1 400多年的歷史。趙州橋為單跨石拱橋，橋長64.4 m，橋寬9.0～9.6 m，主拱凈跨37.02 m，矢高7.23 m。基于趙州橋的建筑美學、功能性、結構合理性、耐久性和文化性，于1991年被評為“國際土木工程歷史古跡”。趙州橋是以李春為代表的先人認識自然、改造自然、尊重自然的一個經典代表作，充滿了中國優(yōu)秀傳統(tǒng)文化，體現(xiàn)我國古代匠人的建造智慧，增強學生的文化自信和民族自豪感。

在講解平面桁架的計算時，引入鳥巢的工程案例。鳥巢主體結構是一個典型的桁架結構，整個體育場結構的組件相互支撐，形成網格狀，灰色的鋼網用透明的膜材料覆蓋，并設計了一個土紅色的碗狀看臺。中國傳統(tǒng)文化中鏤空手法、陶瓷紋路和紅色，與先進的鋼結構設計完美融合。鳥巢的設計考慮到普及奧林匹克精神、弘揚中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化和適宜的人文環(huán)境，可增強學生的愛國情懷、文化自信和民族自豪感，從而讓學生端正學習態(tài)度，提升專業(yè)認同感和學習主動性。

4 思政教育與學科競賽相結合

在完成靜定結構、超靜定結構內力計算內容學習后，引入國家或省大學生結構設計競賽內容，結合課程實踐教學開展。將學生分組（3～4人/組），小組成員經討論和計算，完成結構模型設計方案，并撰寫規(guī)范的設計計算書。小組成員通過合作，根據(jù)提供的材料制作結構模型，開展加載試驗，根據(jù)單位自重的承載能力進行打分。學生將理論知識和實踐相結合，鍛煉學生的創(chuàng)新意識和能力，訓練學生的團隊協(xié)作能力，培養(yǎng)學生上進的工匠精神。

二 課程思政教育成效

（一） 問卷調查

為更好地推動課程思政教學的有序進行，及時了解思政教學中存在的問題，促進思政教學效果的最優(yōu)化，在學生中開展了問卷調查和統(tǒng)計。

畢業(yè)規(guī)劃。統(tǒng)計表明，考研同學比例相對較高（49.0%）。結構力學課程是土木工程專業(yè)研究生入學考試中非常重要的專業(yè)基礎課，說明學生對本課程的知識內容掌握比較牢固，增強了學生的學習自信心，如圖2所示。

興趣度。對課程思政感興趣和非常感興趣的同學占比達55.3%，如圖3所示。小部分學生對課程思政的意義還缺乏一定的了解，這需要在后續(xù)教學中得到加強。學生認為課程思政在知識傳授過程中，提高了思想認識（33.4%）、分析能力和團隊協(xié)作能力（26.4%），同時自身的專業(yè)素養(yǎng)（18.4%）和主動學習（14.9%）的能力也得到了提高，如圖4所示。

課程思政內容。教學設計中，將課程思政教育與教學內容有機結合，學生充分肯定了課程思政的教學內容。調研內容包括唯物主義思想（22.2%）、創(chuàng)新能力（22.1%）、工作作風（17.5%）、科學精神（21.4%）、工匠精神（14.9%）和其他（1.9%），如圖5所示。

（二） 學習效果

結構力學課程思政教育方式從2021年教學班開始實施。2020年教學班學生期末平均成績?yōu)?2.2分，優(yōu)良率僅為15.15%，不及格率達33.33%。而2021年教學班學生期末成績優(yōu)良率明顯上升，不及格率明顯下降。2021年、2022年教學班學生期末平均成績分別為70.3分和75.6分，優(yōu)良率分別達32.69%、54.06%，而不及格率分別為11.54%和18.92%?？梢?，將思政教育方式融入到教學過程中，能明顯提升學生的學習主動性和教學效果。同時，2021年和2022年學生在浙江省大學生結構設計競賽中獲得了3項二等獎、1項三等獎的佳績。

三 結束語

土木工程專業(yè)具有較強的工程實踐性，開展結構力學課程思政教育模式探索和實踐，將思政教育與教學內容、工程事故、優(yōu)秀傳統(tǒng)文化和學科競賽相結合，達到潤物細無聲的思政教育效果。通過課程思政開展情況調查發(fā)現(xiàn)，學生普遍反映課程思政教育提高了自身的思想認識、綜合分析能力和團隊協(xié)作能力，同時提高了專業(yè)素養(yǎng)和學習主動性。近50%的學生將考研作為本科四年的學習目標，對自身的畢業(yè)規(guī)劃提出了更高的要求。同時，通過課程思政教育增強了學生的學習自信心，課程期末考試通過率和平均成績均有大幅度提升，并在浙江省大學生結構設計競賽中獲得了較好的成績。

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