从工程案例引申课程思政的力学课程改革与实践

李 宁，倪君辉，陈希良，尹诚刚

（台州学院 航空工程学院，浙江 台州 318000）

2016年4月22日，习近平总书记在致清华大学建校105周年贺信中提出“要坚持正确方向、坚持立德树人、坚持服务国家、坚持改革创新，广育祖国和人民需要的各类人才”［1］后，习近平总书记分别于2017在中国人民大学、2018年在北京大学、2019年在南开大学、2020年在哈尔滨工业大学、2021年在厦门大学所致贺信（座谈会）上连续提到了高校立德树人的重要性。青少年阶段是人生的“拔节孕穗期”，这一时期心智逐渐健全，思维进入最活跃状态，最需要精心引导和栽培［2］。国内高校以此为契机，开始注重将思想政治教育融入专业课程教学，力求把思想政治教育工作贯穿教育教学全过程，实现全程、全方位育人［3］。据CNKI数据库不完全统计，自2017年后，关于力学课程思政的教学研究与改革文献不断涌现，国内众多力学教育工作者开展了大量研究工作，并取得了系列理论和实践应用成果。2021年发表论文93篇，是2020 年（47 篇）的近2 倍，是2019 年（14 篇）的6.6倍多，力学课程思政教学已成为改革和研究的热点。

力学课程理论性强，概念抽象，公式推导过程复杂，各部分内容均是在荷载已知、约束已简化及计算简图已提取的基础上进行讲解，割裂了工程实际［4］。同时，高校学生对专业课的重视程度普遍高于思想政治理论类课程。由于学生过度重视专业课，直接导致思想政治教育的边缘化，因此将思想政治教育引入以工程案例讲解力学知识的力学课程中，可以很好地解决力学教学中存在的“料”不足、“趣味”性差的问题，并且可以激发学生的学习兴趣和爱国情怀。

众多力学教育工作者围绕立德树人根本任务和思政育人的课堂教学主渠道，从力学课程思政开展的体系构建、元素挖掘、课程实践等方面开展了大量的理论研究和实践应用工作。梅瑞斌等基于力学课程知识体系提出了课程思政元素挖掘与价值典范凝练和课堂融通方式，明确了课程思政开展过程应注重的“课前、课中、课后”3个教学环节［5］；浦玉学等结合“理论力学”的课程特征，从哲学、逻辑方法、工程、人物故事等方面着重研究如何进行“理论力学”课程思政元素设计［6］；孙双双等以工程教育专业认证的标准和毕业要求为指导，从教学内容、教学方法和手段、教学模式及课程研究方法四个方面探索了工程力学课程思政教育教学改革［7］。

上述研究主要从思政元素挖掘、课堂实践等不同方面对力学课程思政进行了探索，但是从工程案例角度挖掘思政内涵并构建系统化的力学价值典范未见述及。本文以工程力学为例，构建工程力学价值典范体系，采用引申先进工程案例思政内涵的“一知识、一案例、一思政”力学授课新方法，有机结合线上教学平台，实现专业教学与思想政治教育同步育人。

一、工程力学课程思政体系

紧扣“坚定学生理想信念，教育学生爱党、爱国、爱社会主义、爱人民、爱集体”主线，充分发挥思想政治教育与力学教育同向同行、协同共进，形成协同发展效应，将立德树人根本任务贯穿工程力学教学全过程。在教学中，把家国情怀、人格修养、工匠精神和国际视野作为思政元素挖掘的价值典范标准。家国情怀包括大国重器、“四个自信”、第二个百年奋斗目标，其中主要从与力学知识相关的爱国主义教育、我国古代在力学发展进程中的成就、与诗词结合提升美学感知和“四个自信”等方面让家国情怀扎根学生心灵。人格修养包括哲学素质、做人道德准则、做事原则品质，其中主要从力学中蕴含的马克思辩证唯物主义思想，分析力学问题中的“分”与“合”，做人坚持真、善、美，做事遵守勤奋、努力、坚持、奋斗、知行合一、自强不息等方面塑造学生的人格修养。工匠精神包括敬业、精益、专注、创新，其中主要结合重大工程灾难事故、用力学知识阐述事故发生原因、与热点事件相结合讲解力学知识来培养学生的工匠精神。国际视野包括中国特色和最新科技，主要从与力学知识相关的中国现代科技、与力学知识相关的最新科技两方面拓宽学生的全球视野和世界眼光。如表1所示。

表1 思政元素与具体价值典范

二、工程力学课程实施方法

（一）课前，打造工程案例思政力学线上平台

课前，在学习通自建工程力学学习资源，包括工程案例思政力学课件、工程案例思政力学微视频、试卷库、作业库、活动库、思政库、实验库等。

其中工程案例思政力学课件是以和合文化等“身边”的故事，社会热点及国际国内先进工程等“天边”的案例为契机，结合工程教育专业认证标准，每章选取4～5个先进的工程案例介绍力学知识的同时，拓展其背后的思想政治教育故事，形成“一知识、一案例、一思政”力学课件。工程案例思政力学微视频是根据前面的工程案例思政力学课件录制而成的短视频，学生可以充分运用碎片化时间进行课前预习和课后复习。作业库除基础作业外，增加了思政作业和思政综合作业。思政作业围绕构建的12个价值典范自选一点，结合工程力学知识形成报告。思政综合作业包括工程案例报告和工程案例答辩。工程案例报告是选取工程实际案例抽象出力学模型，在其基础上进行约束力、内力、应力、强度计算，最后对所选机构最新成果及我国在这方面现有成就进行追溯。工程案例答辩是对工程案例报告制作PPT进行课堂答辩，培养学生对知识的描述能力及回应质疑的能力。活动库增加了思政力学主题讨论、思政力学小话题和思政调查问卷。思政库包含思政案例库、思政主题讨论精华总结版块、思政小话题总结版块、力学名人坊、科技视野、科学史话。其中思政案例库针对构建的价值典范广泛搜集素材，并实时改进。思政主题讨论精华总结版块和思政小话题总结版块是针对每周活动版块发布的主题讨论或小话题进行总结而形成的版块。力学名人坊、科技视野、科学史话是在学习通上每周推送一位力学家的事迹、最新科技视频或科学历史故事，提高力学学习趣味。实验库包括实验小视频和蕴含思政要求的实验报告，实验报告中增加了一道追溯所做实验知识点、实验设备等发展史的题目，引导学生追根溯源，实验与认知能力同步提升。

学生课前先观看视频，并做笔记记录疑惑点，课前通过QQ群、学习通等反馈给教师。然后在学习通上进行前测。根据课前整理的学生反馈的疑惑点与前测反映的问题，教师进一步优化课堂设计并改进课件。其线上平台如图1所示。

图1 工程案例思政力学线上平台

（二）课中，采用“一知识、一案例、一思政”进行课堂精讲

课堂上，教师首先总结上一周学习通发布的主题讨论或小话题。然后采用“一知识、一案例、一思政”方法进行知识点精讲。以平面任意力系简化为例具体阐述“一知识、一案例、一思政”教学方法。开篇以港珠澳大桥为例，与学生一起回忆第一章力学模型的画法，画出力学简图，分析所受力，引入平面任意力系的简化本质，推导平面任意力系的简化结果，然后插入中国桥梁的发展史，从中国古代桥梁的代表——赵州桥开始，过渡到中国近代桥梁，一直到现代桥梁，并阐述不同时代桥梁的力学特点，最后回归到港珠澳大桥上，讲解港珠澳大桥总工程师林鸣关于深埋半刚性沉管这一全球首创的奋斗历程，从而引出知识经济时代的桥梁之梦。

知识点精讲后，教师选取几道典型的题目，由学生分组练习，组内讨论，推荐同学上台讲解，教师纠偏总结。练习完后，进行线上限时课堂测试，并采用教师讲解、组间互评的方式，学生可以查漏补缺，力求知识理解得更深刻。

（三）课后，构建多纬度力学课程思政拓展体系

课后，在学习通中给出贴近生活与工程案例的主题讨论或小话题，师生互动讨论，学以致用。

每章进行一次调查问卷，如平面任意力系结束后，在工程力学线上平台进行问卷调查。问卷内容是：（1）平面任意力系的简化过程是否理解，简化结果是否熟悉？（2）能否熟练应用平面任意力系的平衡方程求解单个刚体和简单刚体系的平衡问题？（3）根据你的感受，请按照其对教学效果的促进作用对下列选项进行排序：A.力学中蕴含的马克思辩证唯物主义思想使我认识到应该用马克思辩证唯物主义和历史唯物主义的科学世界观和方法论来武装自己。B.与力学知识相关的爱国主义教育、专家事迹和中华优秀传统文化使我的民族自豪感更强。C.我国在力学发展进程中的成就让我在增强民族自豪感的同时立志肩负民族复兴的时代重任。调查问卷在了解学生对章节知识掌握程度的同时，可以及时改进思政元素的融入方式及类别，以学生为中心，以产出为导向，实时改进教学方法，以求与学生达到双赢。

同时，教师与学生共同推送力学名人坊、科技视野、科学史话版块内容，期望学生站在力学巨人的肩膀上，从心底爱上力学、钻研力学。

结语

工程力学来源于工程，又服务于工程，在工程中得到发展。采用“一知识、一案例、一思政”力学教学新方法，将工程案例引入课堂，从案例讲知识，从案例拓展课程思政，让有温度的力学来源于工程，回馈工程。

本文基于力学类课程体系提出了家国情怀、人格修养、工匠精神和国际视野四大价值典范体系。打造了工程案例思政力学线上平台，从工程案例思政力学课件、工程案例思政力学微视频、思政作业、思政综合作业、思政力学主题讨论、思政力学小话题、思政调查问卷、思政案例库、思政主题讨论精华总结版块、思政小话题总结版块、力学名人坊、科技视野、科学史话、蕴含思政要求的实验报告等14个方面，实现了工程力学全程、全方位育人。该研究对力学类课程教学与思政育人深度融合具有借鉴意义。