工程力学课程思政探索与实践

●傅小珠 朱永甫

《工程力学》包括理论力学静力学和材料力学两部分，是一门强调理论、注重逻辑、高度抽象、基于计算，并与土木工程实际工程案例紧密联系的专业基础课程。《工程力学》课程中所涉及的定理定律、受力图分析等知识大量应用于建筑工程中，是解决工程实际问题的理论根基，是后续课程如：结构力学、钢结构的“地基基础”。所以工科院校大部分工程管理专业都会把它设为专业基础必修课程。《工程力学》主要内容包括：力基本性质、力系平衡和合成，以及在外力作用下结构的内力、变形和应力，计算结构的强度、刚度和稳定性。课程中大量充斥前人刻苦专研锲而不舍的伟大科学家的故事，如何有效地挖掘力学中所富含的思政教育因子，并把它有机地嵌入课堂教学中，浓化课堂思政氛围，引导学生自主参与学习，提升力学课程教学质量，促进爱国主义教育，加强“三全育人”建设，具有很好的借鉴作用。

一、强大的师资力量是教学改革的保证

师资力量决定教育质量，必须建立思想过硬、教学水平高的力学课程教师队伍，应坚决贯彻习近平新时代教育思想，坚持立德树人的根本任务，与时俱进更新教学理念，在《工程力学》教学过程中，根据力学内容深挖思政元素，不断渗入育人理念。对于如何强化师资力量、科学组建优秀的《工程力学》课程思政师资队伍，笔者有如下几点建议。

第一，强调教师培训与学科建设相结合。以学科特点为依托，通过参与学科建设，教师知识结构更加系统优质化，提升教学水平。

第二，强调教学与育人紧密相结合。通过教学改革实践，要求教师在育人上循循善诱，让学生耳濡目染，在教学上因材施教，让学生充分发挥自己的所长。

第三，提高教学技能。对在课程思政教育改革上取得成果的教师予以奖励。

第四，不定期选派教师参加相应的课程思政调研活动和专题讲座学习活动。

第五，组织内部课程思政研讨会和心得交流会，特别是安排曾参加过培训和调研学习的教师，交流自己的学习经验，分享自己的所得，从而带动和鼓励教师在课堂上践行以德育人。

二、基于工程力学探索课程思政要素的契入点和契入途径

建立完善的课程体系，在这基础上融入课程思政要素，从理念架构、组织设计、实施推进等方面着手，凝练经验，总结规律，创新形式，丰富内容，实现工程力学学科教师队伍从“学科知识理论活”向“学科政治理念活”转变，教学内容从“讲教材”向“讲学理”转变，教学方式从“单独唱”向“大合唱”转变。梳理《工程力学》各个课程要素，组建和完善课程“脑图”，探究各个知识点之间的相互联系，深挖内含思政要素，找到课程思政要素的契入点和契入途径，并将其应用到本校工程力学学科课堂教学实践中。

（一）工程力学融入思政要素

从古至今，有很多了不起的文化与工程力学课程相关，我们可以通过典型案例讲解，融入思政要素，激发学生的爱国情怀和满满的自豪感，是工程力学课程思政教育的重要任务之一。例如在讲解静力学方程的适用性与独特性、构件设计的安全性与经济性时，可有机融入李冰主持修建的都江堰水利工程、钱学森与我国的航空航天科技事业、钱三强与我国的原子弹等；在讲解材料力学部分的强度、刚度和稳定性章节时，可重点讲解我国新建的港珠澳大桥，是体现“大国工匠”精神的最好例证，既可以讲述大桥是集桥梁、海岛、隧道三位一体，主跨设计双塔式斜拉结构，悬索用预应力钢丝索，用加劲梁构成自锚式体系，主塔承载着桥梁通过钢丝索传递过来的力。港珠澳大桥全长55公里，是世界上最长的跨海大桥，它的建成，表明我国现代桥梁建造技术又一次突破了新高度，从桥梁大国迈向了桥梁强国,又可以将这些施工难、技术难、设计难，敢于克服困难的思政素材结合力学课程娓娓道来，增强学生民族自豪感。把案例和思政教育目标的映射关系体现到每个章节，同时适时调整教学方式引入大桥影像和技术关键点专题讨论。

（二）工程力学教学方法和手段改革

改变“教师站讲台指手画脚，学生坐课桌昏昏欲睡”的“灌输式”教学手段，严格遵循“学生为主体、教师为主导”教学原则。多采用讨论式、启发式、案例化的教学方法，重视学生逻辑思维能力培养，实施翻转课堂，提升学生自主学习的能力。对复杂抽象的力学专业知识，可以通过MOCC线上教学资源来助力展开。有些重难点知识由于课时少而无法在课堂上详尽展开，可在课余时间充分借助国家精品课程教学资源进行补充和强化。随着“双一流”建设的推进，“翻转课堂”“微课”等新型教学模式的出现，极大地提高了学生自主选择性。比如，静力学约束力的讲解时可通过模型的演示，让学生直观地感受到约束力的存在以及受力特点。学生掌握材料力学公式的推导，对后期正确使用公式有重要作用，教师在讲解这部分知识时，可以把学生相对难以理解的知识，制成微视，推送到服务器便于学生利用课余时间复习和预习。课程组在实施“翻转课堂”教学过程中，把每章节的课程思政元素纳入课程教案，作为合格教学文件的必要条件，如大量收集整理了200多个与力学有关的科学家事迹视频，我国新建桥梁和摩天大楼的案例视频等。

（三）工程力学教学模式改革

根据力学课程需要大量计算和绘制受力图的教学特点，我们实施分课堂（PAD课堂）教学模式，如静力学一般力系章节中，课堂前部分时间由任课教师讲解力系的分类、力系的平衡以及与平面力系的关系，后部分时间教师出题：“悬索桥梁的基本受力及其分析”，让学生充分想象悬索桥梁各种类型，并对其不同桥梁结构与受力进行小组讨论。如静力学中平面任意力系向一点的简化的结果，课堂上教师让学生思考并分组讨论：任意力系简化存在哪几种结果？主矩与简化中心的选择有没有关系？材料力学篇中应力学状态分析，材料不同时，受力状态完全相同，破坏形态相同吗？让学生通过实验低碳钢和铸铁的扭转实验，观察破坏时的断面，从而验证自己的假设。课堂上根据教师的题目分组讨论，教师在旁观察及时指导，讨论结束后随机抽取学生发言或者小组推荐代表辩论，到动态掌握学生学习一般力系知识情况。如此“本末倒置”争取让学生更多机会主动参与到教学环节的实施中，通过学生自主参与学习，不仅提升了独立思考分析解决问题的能力，而且通过小组讨论这种形式提高了学生沟通交流能力及团队合作能力。

（四）课程思政教育实践探究

把课程思政有效地融入课堂教学的实践探究中，生动的案例讲解，融合爱国主义精神，不但能使课程更加丰富，还能让学生对三维目标的认知更加的清晰。在教学中潜移默化地实现知识的传授，能力的提升，三观的引导。在古代并没有完整的力学体系知识，却能建设出各种举世闻名的建筑物，无不让人感慨工匠的智慧。比如1300多年前赵州桥的建造，“结构奇特，人不知其所以为”与现在的力学原理相契合；在课堂上讲解纯弯曲梁正应力计算内容时，首先从理论上推导正应力的计算公式，并解析正应力沿截面高度的分布规律；然后让学生利用课外时间查阅文献，制定各种实验测试方案，比较各种方案的优缺点，选择最佳方案验证。这样不仅能让学生在课外主动掌握知识，还能运用在实践上，懂得方案的比选，不断创新发展。

三、从学生的角度审视课程思政改革

基于工程力学课程思政改革来看，更加关注案例法，原因在于传统的讲授法学生依赖老师，只是简单地汲取知识，不能主动去挖掘深更深层次的知识，其独立性，创新性的能力培养会受到限制。这样获得的知识是短暂的吸收，不能用于解决实际问题，没有经过知识管理，是不牢固的。采用新的教学模式，如演示法、讨论法、案例法等，可以让学生积极参与课堂中，发散他们的思维能力和增强动手实践能力。但是无论哪一种教学模式都不是万能的，都会有其限制性。应该根据教学的内容和学生的掌握情况以及学生的特点灵活安排教学模式，或者多种模式组合，有时候复合式教学的效果远远大于单一模式。课程改革中，学生不再是机械地掌握原理和公式，而是主动地融入课堂的教学中，理解知识从而提出自己的观点，而且在学习过程中学生还能学会在困难面前不是退缩，而要迎难而上。课程思政的改革能够培养学生开拓进取、不怕苦、不怕累、敢于创新的精神。

四、结语

高校必须落实“立德树人”，无论是大学建设还是各领域、各方面、各环节的管理上，因为它是办学治校的根本所在。《工程力学》课程组在组织师资队伍、建设课程及解析工程教育专业认证等方面探索了如何在专业必修基础课程的教学中实现“三全育人”。从整个学期过程和结果的反馈上，如学校督导组的随机随堂听课，学生学习过程，工程力学课程思政教育教学的探索和实践效果显著，得到了满意的答卷。在教学实践中不断摸索，不断创新，努力将《工程力学》建设成课程思政精品课程。