“材料力学”课程教学改革与思政建设实践探究

孙瑞敬 路维 李桐栋 刘立悦 王国菊

摘 要 教学改革和课程思政建设是落实立德树人根本任务的核心，结合课程特点进行有效的教学改革和课程思政建设，顺应时代潮流，满足学生与时俱进的课程需求，实现教书育人、三全育人，这是教学教学工作者的不懈追求和责任。“材料力学”课程理论性强、公式多、学习难度大，针对学生学习过程中存在的困难、缺乏学习积极性、学习效率不高的问题，分别从教师自我提升层面、线上线下组合教学模式、案例法教学及“以赛促学”的多层次教学阐述提升教学质量的具体实践方法，探究课程教学改革和课程思政建设实践路径。

关键词 材料力学;教学改革;课程思政;实践方法

中图分类号：G424                                 文献标识码：A  DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.32.029

Practical Research on Educational Reform and Course Education of

"Mechanics of Materials"

SUN Ruijing， LU Wei， LI Tongdong， LIU Liyue， WANG Guoju

（Hebei University of Water Resources and Electric Engineering， Cangzhou， Hebei 061000）

Abstract Educational reform and course education are the core of cultivating people with virtue. This is the teaching staff's unremitting pursuit and responsibility to meet the students course requirements changing with The Times and realize three-wide education through continuous reform based on curriculum characteristics. The course of "mechanics of materials" which has many formulas is highly theoretical and difficult to learn. Meanwhile students have difficulties in the learning process lacking of enthusiasm and low efficiency. This paper expounds the specific practical methods to improve the teaching quality from the aspects of teachers' self-promotion， online-offline combined teaching mode， case teaching method and multi-level teaching of competition to promote learning， and explores practice path of the course teaching reform and course education.

Keywords Mechanics of materials; educational reform; course Ideological and political education; practice approach

教育部在《高等學校课程思政建设指导纲要》中明确指出“培养什么人、怎样培养人、为谁培养人是教育的根本问题，立德树人成效是检验高校一切工作的根本标准。落实立德树人根本任务，必须将价值塑造、知识传授和能力培养三者融为一体、不可割裂。”

在力学教学中如何高质量地落实立德树人根本任务是教师必须要思考的问题。教育部力学基础课程教育指导委员会联同中国高等教育学会教学研究分会在开展“中国高校‘金课建设推进平台计划”课题研究中专门为《基础力学课程思政的研究与实践》设置子课题，以达到基础力学“金课”和课程思政建设一体化发展的目的。力学课程思政建设要在提高课程本身质量、持续优化教学方法基础上深入挖掘课程中的思政元素，并根据课程特点构建思政体系，将其内化于课程教学中，最终实现立德树人。

1 现状分析

“材料力学”是我校土木工程、水利水电工程、道路桥梁与渡河工程三个专业的力学基础课程之一，本门课程的学习既是对前期“高等数学”和“理论力学”部分知识的巩固发展，同时也为后续“结构力学”“钢结构”“钢筋混凝土结构”等课程的学习奠定力学基础。“材料力学”研究对象为可变形固体，主要以轴向拉压、剪切、扭转、弯曲四种基本变形及其组合变形为主线分析杆件内力、应力、应变特征，课程整体逻辑较为清晰，但笔者在近两年的教学工作中发现，学生在学习“材料力学”课程中分析方法掌握不熟练，公式记不住、易混淆，积极正向的学习态度不能持续课程整个过程，学习中存在懒惰思想或由于自身基础不扎实而产生畏难情绪，对课程重视程度不够。

本文针对“材料力学”教学中发现的问题，分别从教师层面、教学模式、教学方法及多层次教学方面实践课程教学改革和课程思政建设，明确“材料力学”课程重要性，激发学生学习主动性，强化学生力学基础，帮助学生建立力学学习自信，为后续课程学习打下良好的力学基础。

2 课程思政的实践路径

2.1 教师自我提升

“全面推进课程思政建设，教师是关键”。青年教师首先要具备良好的师德师风，严格要求自己，课前备课要充分，提前十五分钟进课堂，讲好每一堂课，课下及时答疑，批改作业的同时总结学生在本门课程学习中存在的问题，要能够以身作则，为学生树立良好的榜样。俗话说“台上一分钟，台下十年功”，青年教师由于教学时间短、教学经验少，就需要利用课下时间给自己充电，向教学经验丰富的教师请教，充分利用网上资源学习“材料力学”精品课程，吃透“材料力学”经典教材，深化对课程重难点的理解认识。青年教师要用“理论武装自己”，要深入学习马克思主义理论，提高自身思想政治教育意识和能力，积极参加高校课程思政会议，积极学习高校课程思政改革思想，广泛学习力学课程思政的教学设计和实施路径。始终坚持“以学生为中心”，青年教师要利用与学生年龄差距较小、沟通相对容易的优势，积极了解学生的学习和生活状态，掌握学生对课程的认识及未来的工作求学规划，结合学生对课程的需求进行教学设计改革，真正实现教书育人。

2.2线上线下教学模式

我校“材料力学”课程学时数64，其中包含6个实验学时，理论教学58学时，开课时间为第4学期。近2年来，修读课程的学生均是2000年以后出生的“00后”，作为“网络原住民”他们更习惯于通过网络获取信息，单纯的线下教学模式已经不能够满足“00后”的学习需求，为此我校从2019年9月开始在中国慕课平台开设“材料力学”在线开放课程，采用线上线下结合的模式进行课程教学。

在線开放课程以知识点为单位，每个知识点的讲解控制在15分钟以内，方便学生利用课下零散时间随时随地学习，基础较好的学生可根据自己的情况提前学习课程内容，其他同学可按照线下教学进度完成线上的自学任务，并且线上课程可反复观看，方便学生按照自身情况调整学习节奏，从一定程度上弥补了线下教学实时性造成的教学效果不佳。在线开放课程为线下课堂赢得了更多的教学时间，学生通过在线学习对课程基本概念、重难点内容有了初步的了解，比如截面法的方法步骤、“材料力学”中重要公式的推导过程等，这些内容学生已在线上学习，线下课堂教学中无须再重复，有效避免了课堂教学中“满堂灌”的现象。

鉴于在线开放课程知识的离散化，教师在线下课堂教学中要帮助学生梳理知识点内在的关联，将其串联起来形成知识体系。在线开放课程的学习为线下课堂教学节省了时间，课堂教学环节中教师可以更“从容”地以学生为中心开展教学活动。以问代学，利用有针对性的问题引导学生对所学内容进行思考，加深学生对基本概念的理解，锻炼他们的反向思维能力;以讲代学，从之前课堂上教师一味讲的模式转换为学生讲，学生在讲解典型例题过程中，不但能够促进课程内容的学习，还可以增加自信心和学习的积极性;以练代学，在课堂教学环节可通过“雨课堂”随时发布客观习题考查学生重难点掌握情况、强化计算能力。

线上线下结合的教学模式有效缓解学生学习“材料力学”的畏难情绪，让学生都能学得懂、学得会、学的明白。

2.3案例法教学

“材料力学”作为一门专业基础课，与“钢结构”“钢筋混凝土结构”等专业课相比，其在工程实际中的应用并不那么直接、显著，这导致一部分学生因为不知道学习这门课程“有什么用”而产生“不想学”的消极态度。针对这种状况，教师在“材料力学”的教学过程中，充分利用案例法教学，不但解决学生“为什么学”，还要引导学生完成“学什么”“怎么学”。针对课堂教学内容，教师课前在“雨课堂”发布相关的工程案例，提出问题，课堂当中对该工程案例进行充分讨论，指导学生将工程实际问题简化为力学模型，然后通过分析计算得出最终结论，课后让学生自己去发现课堂所学内容在工程或生活中的应用场景。

比如在梁的剪力和弯矩内容中，引入本市某小区地下车库由于车库顶板上施工堆土及施工车辆荷载严重超出设计荷载导致车库柱板发生破坏的案例，课前将该案例资料发布给学生，并请学生思考车库柱、板分别由于哪种变形导致破坏;在课堂教学的典型例题环节，通过学生讨论、教师引导完成分析过程，并给出事故的专家论证意见;在进行梁横截面的正应力内容教学时，可根据梁横截面的正应力分布情况对以上案例中板的破坏机理做进一步分析，并借此引入同类工程案例，比如对小区阳台垮塌问题的分析，锻炼学生“举一反三”的能力，加强学生的工程安全意识。此外教师要时时关注热点问题，不断充实更新课程中的应用案例，深入挖掘我国取得的重大成果中的力学案例，比如《超级工程》《大国工匠》等涉及的力学内容，课堂教学环节没有讨论到的工程案例可发布在在线开放课程讨论区，由师生随时讨论。

案例法教学不但能够明确课程理论与工程应用的联系，激发学生对课程的学习兴趣，提高学生正确认识问题、分析问题和解决问题的能力。更重要的是能够强化学生工程伦理教育，培养学生精益求精的大国工匠精神，激发学生科技报国的家国情怀和使命担当。在调动学生学习积极性、提高课程教学质量的同时实现教书育人、立德树人的课程思政目标（图1）。

2.4多层次教学

学生学习基础和就业升学规划决定了他们对于“材料力学”课程的需求层次，基础扎实或有考研计划的学生在课程学习中的自我要求和课程需求较高，对于这部分学生，在课堂教学之外可实行“以赛促学”的方法。一方面通过参加“全国‘周培源大学生力学竞赛”“河北省大学生力学竞赛”促进学生重新梳理“材料力学”重难点内容，夯实力学基础;另一方面鼓励学生申报大学生创新创业项目，学生在完成项目的过程中能够接触到数值模拟软件，独立完成了解工程实际问题、抽象力学模型、建立仿真模型、分析计算结果的整个过程，全面提升学生的力学分析、计算能力，为构件设计和科学研究打好基础。

自2019年我校学生第一次参加力学竞赛以来，学生对“材料力学”课程的重视程度和参赛热情明显提高，力学竞赛成绩帮助学生树立了自信心，他们也更愿意参与申报力学相关的大学生创新创业项目。

3 结语

“材料力学”是一门为设计工程实际构件提供必要理论基础的重要课程，激发学生学习兴趣、提高教学质量、最终实现教书育人始终是力学教学工作者的教学目标，更是青年教师需要面临的挑战。本文根据自身教学实践中发现的问题，从不同方面改进教学工作、实施课程思政，并取得了一定效果，但在今后的工作中仍需要积累工作经验，完善课程思政实施体系，优化教学设计，真正“守好一段渠、种好责任田”。

通讯作者：李桐栋

基金项目：1.2019-2020年度河北省高等教育教学改革研究与实践项目，项目编号：2019GJJG394，项目名称：《材料力学》课程思政实施方案探究;项目主持人：路维，参与人：孙瑞敬，刘立悦，孙晓勇，梁品超;2.2020-2021年度河北省高等教育教学改革研究与实践项目，项目编号：2020GJJG615，项目名称：三全育人理念下力学课程育人途径探析;项目主持人：李桐栋，参与人：路维，刘立悦，孙瑞敬，孙晓勇，韩超;3.2019年度河北省高等学校人文社会科学研究教育规划项目，课题编号：GH191043，课题名称：应用型本科院校《材料力学》课程教学改革探索——微课辅助教学法;课题主持人：王国菊

参考文献

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