祁武超,田素梅
(1.沈阳航空航天大学 航空宇航学院,辽宁 沈阳 110136;2.沈阳航空航天大学 航空发动机学院,辽宁 沈阳 110136)
2016 年,习近平主席在全国高校思想政治工作会议上明确把立德树人作为开创我国高等教育事业发展新局面的中心环节,并要求非思想政治理论课程都要守好一段渠、种好责任田,使各类课程与思想政治理论课同向同行,形成协同效应。2020 年,教育部又印发了《高等学校课程思政建设指导纲要》,提出要全面推进高校课程思政建设,将思想政治教育贯穿人才培养体系,发挥好每门课程的育人作用,提高高校人才培养质量。在全面推进课程思政建设的新形势下,理论力学作为多数工科学生的专业基础课程,应结合学科专业的特色和优势,深度挖掘提炼课程中所蕴含的思想价值和精神内涵,提高学生正确认识问题、分析问题和解决问题的能力,同时,帮助学生在当今文化浪潮的冲击下,塑造正确的世界观、人生观和价值观。
在沈阳航空航天大学,理论力学的理论知识可以应用在航空航天工程、机械工程、能源与动力工程、车辆工程等相关专业和领域,这些专业对于实现我国科技强国战略具有重要意义,因此有必要将理论力学课程与思政教育紧密结合,培养具有社会主义核心价值观的科技人才,培育具有大国工匠精神的技术人才。近年来,理论力学课题组不断挖掘课程中蕴含的思政元素,积极探讨将思政元素有效融入课堂教学的方式方法,从多方位、多角度地思考提炼教学方案,得到了一种“五位一体”的思政教育模式,包括知识体系的更新、教师素养的提升、学生自信的增强、考核方式的改革和协同育人氛围的营造等五个方面。将对“思”和“政”的培育融入“道”中,构建相互支撑的“道”“思”“政”三相发展的课程思政体系,让学生通过学习,不仅掌握了理论力学课程中知识点的“然”和“所以然”,还清晰了课程中事物和方法的发展规律,并以此树立民族自信和文化自信。
理论力学是工科专业本科生教学的专业基础课程之一,是理论性和应用性相结合的一门基础学科。虽然其基础理论部分已较成熟,但仍有新的科学问题可以囊括在理论力学框架下进行分析,例如航天器轨道设计、多体碰撞、变质量动力学问题等。在以往的教学过程中,理论力学课程按照知识点通常分为3 个基本模块,分别为静力学、运动学和动力学,学时充足的院校还会包含分析力学的部分内容。经过多年教学理念的发展,这种知识体系已被证实对学生技能掌握方面的培养是切实有效的。但这种教育模式归根结底来讲属于在师和生之间“道”的传递,而忽略了对“思”和“政”的培养。这里的“道”指的是事物运行间存在的科学道理,“思”为自然科学所蕴含的哲学思想,而“政”则是作为社会群体中的人所应有的政治领悟。科学道理的清晰讲述能够让学生明辨是非,趋利避害;哲学思想的挖掘碰撞是启迪创新思想的源泉,饮之可至心思豁达通畅;而政治领悟力的提升则可以让学生关注时事、坚定立场,树立爱国情怀。
所以,在理论力学课程中实现课程思政就需要对现有知识体系进行重构,深入挖掘思政元素。重构后的知识体系应包含3 个方面,分别为“道”“思”和“政”。“道”包含了原有的3 个基本知识模块,是“思”和“政”的载体。同样,“思”和“政”也不应独立于“道”而存在,而是蕴含于“道”中,在“道”的实施过程中同步实现。这要求在知识体系规划过程中,应针对具体的知识点拓展其相应的哲学思想或提升政治站位。
实际上,在理论力学的教学内容中,存在很多蕴含哲学思想和政治领悟的元素。
在静力学内容中,例如,在讲解约束的含义时,一方面提出约束和自由这一对相对立的概念,万物均是在一定规则约束下才能有序运行的,例如天体的运动受到万有引力的约束、人类社会的行为受到法律和道德的约束,繁忙十字路口车辆的流动受到交通法规的约束等。而结构体通常也是在受到约束的情况下才能够更好地发挥功能,同样人也在规则的约束下才能够实现人生价值,自由散漫终将一生碌碌无为。再如,在讲解力的合成时,为了得到复杂力系的合力,需要将每一个力先进行分解,然后再按照一定规则进行合成。这实际上体现了一种先破后立的思想,将复杂的问题抽丝剥茧,分类管理,提炼问题的本质,使问题的解决有章可循。中华文化上下五千年,多少人杰英豪无不是在乱世之中破除桎梏,制定规则,王朝更迭,使人类社会重获新生。还有,在讲解摩擦的概念时,除了提出摩擦是一种极其复杂的物理——力学现象,科学上仍无法给出其准确定义外,还可以让学生做一个思想实验。如果这个世界上没有摩擦的存在,我们的生活将是什么样子?我们将不能正常行走、吃饭、说话,人类的一切将归于寂灭。同时,时间的存在将没有意义,因为没有能量损耗,整个世界将是一个保守系统,所有的一切都将是可重复的。当然,这是不可能存在的,我们的生活因为摩擦才变得多姿多彩,所以我们告诉学生在生活中也不应该拒绝摩擦、逃避摩擦,而是应该直面并试图合理利用摩擦。同样,不同国家之间、不同社会阶层之间、人与人之间都是存在摩擦的,在这个过程中,我们应该既遵循天地之间的客观规律,又充分发挥人的主观能动性,将二者结合以体会奋斗的真意和快乐。正如毛泽东在《奋斗自勉》中所述,“与天奋斗,其乐无穷!与地奋斗,其乐无穷!与人奋斗,其乐无穷!”这对塑造学生的价值观有重要意义,拒绝“躺平”,拥抱奋斗!
在运动学的内容中,充斥着“相对”的概念。首先要认识到运动和静止的含义,理论力学中研究的运动和静止是相对于所选择的惯性参考系而言的,那如果是非惯性参考系呢?如果我们把惯性参考系视为法律和道德所容许的规则、标准,那非惯性参考系是加速人类进步的弯道超车?亦或是别有用心之人的歪理邪说?其次,质点和刚体是运动学中的两种基本力学模型。在研究物体的运动规律时,若其大小和形状对研究目标的影响可忽略不计,那么将研究对象理想化为质点是合适的;而若大小和形状都不能忽略,但可以忽略其变形,则需要将研究对象理想化为刚体。质点和刚体是既对立又统一的,同一个物体在不同的研究过程中可以分担不同角色。例如在研究卫星绕地轨道时,可将卫星视为质点,而在研究卫星自转时,则需将其视为刚体。另外,相对运动的准确判断是解决点的合成运动问题的关键,体现的是同样的一个人和事物在不同的视角下所呈现的不同状态。双方立场不同,看待事物的态度自然是不尽相同的,要学会使用相对的眼光看问题,才能有助于看透问题的本质。另外,运动学中一个重要的概念是基点。在刚体的平面运动中,基点法是求解速度和加速度的基本方法,而其他方法均是在基点法的基础上针对特殊问题的简化。在复杂的机构运动过程中,基点的存在扮演着重要角色,是沟通已知和未知之间的桥梁。当今的国际形式风云变换,暗潮涌动,某些西方国家不断对中国进行意识形态渗透,并开展贸易战和技术封锁,试图在国际活动中混乱视听,打断和阻挠中国的发展脚步。那么,对于我们来说,就必须从马克思主义中找到基点,始终牢记马克思主义政党的身份,始终坚定马克思主义信仰,始终用好马克思主义思想武器,认清前进方向,深刻理解和真正落实“不忘初心”,牢记为中国人民谋幸福,为中华民族谋复兴的使命。
在动力学中,动量、动量矩和动能定理分别从不同侧面揭示了质点和质点系总体的运动变化与作用量之间的关系。事物之间的运动关系是复杂的,局部不能独立于整体而存在,整体高于局部,起着统率和主导地位,二者虽不可分割,但却有主次。在学习、研究过程中,对于客观存在的大量信息,我们很多时候会有心有余而力不足之感,此时需要善于抓住主要矛盾,而忽略次要矛盾。动量、动量矩和动能的概念正是从动力学系统整体的角度去考虑问题得到的结果,若事无巨细地考虑各质点之间的运动情况,效率低下且意义不明显。另外,对于同一个动力学问题,可以从多个不同角度进行分析求解,动量、动量矩和动能正是三个不同角度的具体体现。并且动量和动量矩是向量,而动能则是标量,这说明我们看待一个问题的角度从本质上可以是不同的。从另一个侧面来讲,我们要想较完整地看待一个问题,也需要从多个角度进行感知、剖析,尤其要避免“盲人摸象”的情形出现。
总之,理论力学课程需要在原有知识体系中深入挖掘思政元素,将原有知识体系重构为“道”“思”“政”三个方面的内容。值得注意的是,在重构的知识体系中,提升思政培育的同时不能以牺牲智育为代价,更不是说简单粗暴地将理论力学教学内容更改为思政内容,而是要将思政元素“润物细无声”地融入课堂,坚持思政教育和智力教育并重,坚持做到全方位育人。
教师是课程思政的实施与引导者。在课程思政建设过程中,主要是以任课教师为主体进行推动的。任课教师除了传授原有知识模块外,还肩负着新时代高校育人的使命任务。这要求任课教师要及时转变教学理念、提升教学能力、更新教学内容、改进教学方法,努力推进课程思政改革创新,将立德树人根本任务落到实处。
在理论力学课程中,当明确了“道”“思”“政”三个方面的内容,那么如何将“思”和“政”更好地蕴含于“道”中,则是理论力学课程任课教师首先需要解决的问题。这要求理论力学任课教师首先要主动接受“思”和“政”方面的教育,自觉汲取思政养分,关心国家发展、社会进步和民族复兴,坚定社会主义核心价值观,增强对中国特色社会主义理论、道路、制度和文化的自信与认同。切实提升自身的人格魅力,把积极向上的价值观和能量传递给学生。
在方法上,教师作为施教者,需要首先接受教育,自觉汲取思政养分,要关心国家发展、社会进步和民族复兴,坚定社会主义核心价值观,增强对中国特色社会主义理论、道路、制度和文化的自信与认同,有效地将历史事件和时事政治与理论力学课程中的相关内容紧密结合。要将课程育人理念内化于心、外化于行,切实提升自身的人格魅力,借助思政教育的鲜活教材,把积极向上的价值观和能量传递给学生。同时,在理论力学课程中设置思政教育内容从本质上来讲是跨学科的教学形式,而现有任课教师学科背景各异,同一学科教师的认知结构也不尽相同,需要打破学科专业壁垒,整合资源,形成合力,各任课老师应不仅从自身学科角度出发寻找思政材料,更应该相互配合、取长补短。
另外,理论力学作为高校力学类课程的第一门课程,有必要也有责任向学生们介绍力学学科的发展历史。让学生了解到力学的发展过程离不开几代数学人和力学人孜孜不倦的努力,让学生清晰了解我国科学家在力学发展过程中的贡献和依然存在的不足,让学生明确自身肩上的担子与责任。在授课过程中,应对与重要知识点相关的国内科学家进行详细介绍,形成榜样力量。例如,钱学森从少年时代起,就热爱祖国,热爱科学。在美国留学时研究空气动力学,与老师一起提出了卡门-钱公式。在学成回国时受到了重重阻挠和迫害,但其毅然决然的精神使其致力于祖国的科技事业,为我国科技发展作出卓越贡献,成为中国航天科技事业的先驱和杰出代表。他一生的传奇经历,为国人敬仰,是后辈学习的楷模。在讲解运动学时,引入神州系列飞船案例进行分析,可有效增强学生们的民族自豪感和自信心。
另一方面,也要让学生认清楚国内对力学的研究与国外发达国家的差距。尤其是在大型通用力学软件的研发方面,国内与国外发达国家差距明显,目前可使用的高水平力学分析软件很少。随着国际形势的变幻和知识产权问题的日益突出,我国在力学软件研发方面仍需大量投入。
还有,在理论力学的授课过程中,教师还要特别提醒学生们注意工程伦理方面的内容。工程结构,尤其是一些关系到国计民生的先进结构,例如飞机、弹箭、汽车、桥梁、高层建筑、机器人等都与力学问题息息相关。在对结构进行力学分析时,工程师和研究学者需要认真判读分析结果的正确性与合理性。一些初学者往往没有经验去做出这样的判断,只是简单地罗列分析结果,这可能会导致所得到的分析结果不能正确地指导工程实践。所以,要让学生认识到从事力学工作的重要性,避免为了追求“短、平、快”带来的即时利益,从而忽略了对分析结果精确性的把握。一个好的企业需要优秀的产品作为品质灵魂,而一个好的力学分析工程师也需要工匠精神才能在长期的工作中获得成功。坚持“工匠精神”,依靠信念、信仰,看着产品不断改进、不断完善,最终成为众多用户的骄傲,无论成功与否,这个过程,作为力学分析工程师的精神将是享受的、是脱俗的、也是正面积极的。
随着社会的发展和科技的进步,学生们从各种渠道接受到大量的信息,其中不乏一些无营养和低级趣味的内容。而作为拥有青春活力的高校学生,对电子设备的热衷更是让这些不良信息被带入课堂。于是在上课时依然是“手机不离手,游戏随时有”,几乎成了一部分学生群体的普遍现象。还有,对于一些学习较为吃力的同学来讲,理论力学课程的一些内容还是具有一定难度的,长期积累下来会让他们产生自暴自弃,逃避现实的想法,因为学习总是需要经历“寒彻骨”的过程才能得到“扑鼻香”的成绩,而虚拟的游戏世界却随时随地都能够给学生以精神上的“满足”。高校学生正处于世界观、人生观、价值观形成的关键时期,很大一部分学生缺少辩证思维和批判意识,很难做到将在思政课中学习到的内容与专业知识进行关联,也较为容易受到外界环境的影响与诱惑,以致走上歧途。所以,要想在理论力学这样的专业基础课中让学生们获取真知,并在“思”和“政”上得到提升,学生的心理状态是一个关键因素。因为学生才是受教育的主体,是在学习过程中起到决定作用的内因。作为老师来讲,除了“传道”之外,关注学生的心理健康,并增强其自信心,培养具有正确世界观、人生观、价值观的人才是理论力学课程思政的重要一环。此时,理论力学任课教师要提高自身责任意识,充分利用自身学识及魅力通过一言一行潜移默化地影响学生,培养学生良好的学习习惯。
另外,理论力学课堂应开展师生互动,把一些学生的思维从游离状态拉回到课堂,为课程思政作铺垫。通过师生互动、课程反馈,充分了解学生的认知结构、心理状态和思想状况,并在进一步的课程设计和课堂教学中作出针对性的指导。任课教师要不断提升对课程的理解和驾驭能力,充分发挥学生的主体地位,通过问题式、参与式、案例式、讨论式等教学方法,让课堂真正“活”起来,将价值观教育潜移默化于专业知识传授过程中。
还有,对于理论力学这样的专业基础课,课程思政的时间应尽量缩短。如果把一节理论力学课程看作一页菜谱的话,其中关于用盐的描述可能只是“盐5 克”“盐少许”等字眼,但这样的简单描述已经可为厨师做出一道可口饭菜做出指导,而不用长篇大论地论述使用什么手法放盐,盐应该撒在锅内什么位置,应该撒多长时间,等等。同样,在一节45 分钟的课中,用5~10 分钟甚至更长时间专门去讲思政,那必然会影响到正常授课,上课的效果也将如放多了盐的菜一样,会造成学生不爱听,听不进,并可能引起逆反心理。
理论力学课程思政教育应该在考核过程中有所体现。考核是学习过程的总结,起到指挥棒的作用。当教学内容只学不考时,学生会出现懈怠心理。当然,这里的考核并不是把理论力学试题单独拿出来一部分考思政内容,而是尝试要把思政内容也融入到考题中去,或者将思政内容独立于试卷之外,增设思政教育的过程考核。例如,让学生们主动结合历史和时事,发现身边与力学相关的问题,并思考其中蕴含的哲学思想与政治内涵。这一过程可以让学生主动参与到理论力学课程思政教育环节中来,而不是被动地等待着老师去灌输力学专业知识和思政内容。这样的开放性题目有助于让学生发散思维,提升创新能力的同时培育政治认同、家国情怀、法治意识、道德修养、劳动价值等方面的素养。再者,可以从国家时事中提炼理论力学问题,将其作为考题出现在试卷中。例如,近年来我国航天工程蓬勃发展,期间不断涌现出大量新的力学问题,可在运动学考题中凝练和解释返回舱着陆过程中涉及的问题等。
另外,理论力学任课教师还可以充分借助创新创业、力学学科竞赛、社会实践等育人载体,在理论与实践相结合过程中实现“道”“思”和“政”三相育人。结合理论力学课程特征和思政育人的总体目标,探索构建多维度、多指标的“理论力学”课程思政有效性评价体系,从内及外地引导学生重视课堂延伸扩展,引导学生积极思考探索。
理论力学课程的思政教育要注重与思政课程和其他课程的思政教育协同开展,让思政教育全程贯穿到各个学科中,建立新体系新思路。理论力学是很多工科学生的第一门专业基础课,具有较多的概念理论。这些概念很多都能够使用哲学原理进行解释,所以,要想让理论力学课程与思政课程有机结合,可以重点从力学与哲学及方法论的角度切入,将理论力学课程的知识内容进行适当扩展引申,找到其中的共通点和融入点。将力学知识和哲学知识、发展历史、时事政治等做到有机融合,是学生自然接受思政要素的前提,切忌机械式的生搬硬套。
另外,在诸多相关联的专业课程思政教育中,应保持形式和内容上的一致性,尽量避免由教师不同个体的认知差异引起的歧义甚至矛盾,共同营造良好的思政氛围。此外,还要促进课堂内外联动,通过恰如其分地浸入思政内容,实现课上课下无缝衔接,激励学生的情感共鸣,实现全方位育人的目标。
围绕立德树人的教育任务,在理论力学课程中开展了思政教育教学改革,在课程教学中融入了思政元素,实现了包含知识体系、教师素养、学生心理、过程考核和协同育人等“五位一体”的全过程、全方位育人模式。在培养学生扎实力学分析功底的基础上,对其世界观、人生观和价值观予以正确引导,为在工科学生中植入大国工匠精神奠定基础。在实践中调查发现,98%以上的学生对理论力学课程思政教育和协同育人的理念给予了肯定评价,但仍有极少数学生表示对思政内容不感兴趣,更在乎专业知识的获取。这主要源于这部分学生对政治学科本身不是很感兴趣,对课程思政的理念不清晰,在通过对其讲解了开展课程思政的初衷与期望后,这部分学生也对在理论力学课程中添加思政教育内容表示认同。作为一门专业基础课,在理论力学课程中实施思政教育教学改革的探索,有助于向其他课程思政进行推广、学习,鼓励其他课程思政参考借鉴,更新培养模式、重构课程体系,培养德才兼备栋梁之才,提升国家在力学相关专业领域的整体建设水平。