面向工程应用的结构力学课程思政教学探索*

韩艳 张少波

北方工业大学土木工程学院 北京 100144

0 引言

立德树人是教育的根本任务。高校是培养社会主义事业建设者和接班人的主要阵地，课程思政是国家落实立德树人方针的重要途径。德为先，能为上，行为善。结构力学课程是土木工程专业类本科教育非常重要的专业基础技术课程，在整个课程体系中处于承上启下的核心地位，其思政教育意义重大。近年来，一些教师已就结构力学的课程思政建设问题进行了研究并取得了很多有意义的成果。曲激婷等[1]对线上线下混合式教学模式进行了实践与探究；赵延林等[2]基于OBE 教学理念，将思政教育融入课堂，对结构力学课程的总体培养目标进行了重构，优化了教学内容与教学体系；张军锋等[3]对课程思政背景下结构力学的教学团队、教学模式与考核方式进行了探索和实践；曹周阳等[4]对结构力学课程线上混合式教学的教学平台、教学资源优化配置、线上教学过程实施与管理等进行了实践探索，并取得了较好的思政育人效果。

针对应用型本科院校培养人才的重点在技术应用层面的办学定位，本文结合面向工程应用的结构力学课程培养目标，从思政元素挖掘、教学方式和方法、课程考核评价等方面进行探讨，以经典实际工程案例和生活中熟悉的实例为载体，综合采用启发式、讨论式、任务驱动式等教学方式，在结构力学中进行课程思政，以提高课程的教学效果，切实落实立德树人的根本任务。

1 结构力学课程思政目标

课程思政就是围绕知识传授与价值引领相结合的课程目标，寓价值观引导于知识传授和能力培养之中，帮助学生塑造正确的世界观、人生观和价值观。其主要形式是将思想政治教育元素，包括思想政治教育的理论知识、价值理念以及精神追求等融入各门课程教学中去，潜移默化地对学生的思想意识和行为举止产生影响，以此来达到立德树人的目的[5]。结合应用型大学的办学定位，土木类专业主要是培养德智体美劳全面发展的、具有较强创新实践能力和较高职业素养的高水平应用型工程技术人才。结构力学课程是土木类本科教育的专业基础必修课程，在整个课程体系中处于承上启下的核心地位，具有理论性和逻辑性强、与工程联系紧密的特点。考虑到这些因素，根据结构力学课程的思政目标，以实际工程结构案例、杰出工程人物事迹和生活中熟悉的实例为载体，对结构力学课程所蕴含的爱国情怀、辩证思维、社会主义核心价值观、立德树人等思政育人元素进行深入挖掘，如溶盐于汤无声有味地融合到结构力学教学内容的各知识点中，以提高学生的学习兴趣，厚植其爱国主义情怀，培养其责任担当精神与职业修养，培育其严谨求实的科学精神、不拘一格的创新精神和精益求精的工匠精神，实现知识传授、能力培养和价值塑造三者有机结合的人才培养目标。

2 结构力学课程中的思政元素挖掘

课程思政教育的前提和基础是课程中所蕴含的思政元素[3]。在结构力学课堂教学中，不仅要传授专业知识，培养专业能力，而且要潜移默化地塑造学生正确的价值观和人生观。

教师在上课前务必精心地备课，对结构力学课程各章节的知识点进行认真系统的梳理，对其中所蕴含的爱国情怀、哲学思维、社会主义核心价值观、立德树人等思政育人元素进行深入挖掘，明确课程思政的教学目标，在教学大纲中按照课程教学模块内容提出课程思政的核心元素，授课计划按照实际的教学周明确每一讲的教学内容所要完成的课程思政教学内容。部分思政元素与知识点融合的教学案例如表1所示。

表1 结构力学课程部分思政元素与知识点的融合

3 结构力学课程思政建设的主要教学方式与教学方法

专业教育目标与思政教育目标是有机统一的，两者对于学生成长成才都是必不可少的，在教学中不能顾此失彼。在知识点中融入思政教育的同时，也要注重基本概念的理解与运用，注重基于基本的力学原理对复杂实际工程问题进行研究、分析与解释。教学中应以学生为中心、教师为主导，强调对学生实践与创新能力的培养。有了明确的思政目标后，教师还需对拟采用的教学手段和方式进行仔细考量，要考虑清楚课堂的基本流程、提出的问题、课堂活动的组织形式等，根据授课学生的实际状态，灵活地采用启发式、讨论式、案例式、任务驱动式等教学方式，设计易于、乐于被学生接受的教学方法，通过恰当的生活实例或者典型的工程结构案例等将思政元素适时合理地融入各相应知识点中。例如在第一章绪论中，可以以丰富的图片、视频配合教师的讲授，首先采用上海大厦、三峡大坝、赵州桥、港珠澳大桥、北京大兴机场航站楼等我国著名的工程结构案例吸引学生的注意力，提高其学习兴趣，采用启发式教学方式，引导学生思考“结构”的基本概念，然后再引出结构力学的研究对象是许多杆件按一定组成规则构成的杆件系统，进一步介绍结构的分类、结构力学的任务等内容。在介绍我国著名的工程结构时，适当合理融入大国工匠精神等思政元素，激发学生的爱国情怀和民族自豪感，增强中国特色社会主义的道路自信、理论自信、制度自信、文化自信；在讲述结构力学的任务时，引入加拿大魁北克大桥建造过程中发生两次坍塌事故的工程实例，让学生体会结构力学对土木工程专业的重要性，不迷信权威，敢于质疑，明白身为工程人责任重大，引导学生树立科学严谨的工作作风，从内心深处建立起对职业的敬畏感和责任感。

结构力学来源于工程实践，知识点大多由各类具体工程问题的分析过程抽象升华而来[7]。大学二年级的学生普遍缺乏工程实践经验和工程认知，因此，在课程讲授中，应注重结构力学和生活实际、工程实际的联系，化抽象为具体，将抽象晦涩的概念、理论、方法与具体、形象、生动的生活实景或工程实际联系起来，以培养学生解决工程实际问题的能力[8]。例如，在讲解力法求解超静定结构时，可以以分析同学们熟悉的单杠在引体向上体育运动作用时的受力及变形情况导入问题，通过复习前面学过的结构计算简图简化原则给出单杠的力学计算模型，通过启发式教学方式，将单杠与相应的静定三铰钢架进行分析比较，引导学生得出以多余约束力作为基本未知量的静定结构（基本体系），只要沿多余约束力方向的位移与原超静定结构沿该方向的位移相等，则该基本体系的受力和变形情况与原超静定结构完全相同，力法就是根据这个原理来求解超静定结构内力的，力法方程本质上是变形协调方程。多余约束力求出来以后，剩下的求解和静定结构完全相同，为计算方便，可以应用叠加原理直接得到该超静定结构的弯矩图。在学生理解了力法求解超静定结构的基本原理后，再采用分组讨论的教学方式，讨论力法基本体系如何选取的问题，说明同一个超静定结构可以选择多种不同的静定结构作为基本体系，但力法方程相同，在计算时利用结构的对称性可以简化计算过程。通过学生们熟悉的生活中的实例使其获得亲切感，激起学习兴趣，通过分组讨论方式，充分调动学生主动探索求知的积极性，获得发现问题、成功解决问题的满足感，在此过程中锻炼了学生的发散思维能力和辩证思维能力，提高了他们分析问题的能力，有助于培养不拘一格的创新精神和精益求精的工匠精神。

为提高课程学习效率，针对重难点向学生推荐中国大学MOOC 中重庆大学录制的国家级精品课程结构力学以便于学生及时预习、复习。

利用丰富的互联网资源，在课程微信群推送《超级工程》《中国建设者》等与课程知识相关的视频链接，通过丰富的图片和视频，提高学生的学习兴趣，增强其民族自信和国家认同，培养学生的职业道德和工匠精神。此外，课程组积极利用每年举办的校承载能力结构大赛和北京市大学生建筑结构设计竞赛平台开展教学实践，以赛促教，以赛促学，以学促用，鼓励同学将结构力学课程中学到的理论知识应用于实践创新，不断开拓进取，在实践中体会精益求精的工匠精神，学会团结协作，协助培养学生树立正确的世界观、人生观和价值观，实现全员、全程、全方位育人。

4 考核评价方式改革

目前的普通高等院校中有相当一部分学生独立自主完成作业的主动性较差，抄作业现象时有发生。为尽量避免为获得好的平时成绩而抄袭作业的现象，可以采取改变平时成绩和作业成绩相关联的做法，实行以期末的闭卷考试关联平时作业的考核评价方式，即在期末试卷中安排适当比例的作业原题。如果考试考了作业原题，学生平时作业做对了，而考试时却做错了，证明平时作业是抄袭的，那么平时作业这一项的成绩要乘以0.5 的折减系数；相反，不管平时作业成绩是A、B、C 或D，只要是自己独立、认真、及时完成的，平时作业这一项就可以给满分。这样规定不仅可以使教师及时准确地了解学生的掌握程度，及时调整教学进度，也可以倒逼学生独立思考完成作业，而不是盲目地去直接抄袭标准答案。

除传统的课程知识点的相关作业习题、课堂随机测试和结课考试外，还可以通过任务驱动式的教学模式布置探究式、研究性学习环节，丰富论文式、报告式等作业评价方式，引导学生开展主动学习和探索研究性学习，从具体的工程案例中学习经验、吸取教训，培养研究精神和创新意识，并有意识地对学生的责任意识、政治意识、道德意识等方面进行考核和评价。例如，教师可以指定若干如图1所示的研究专题，然后让学生结合某一专题，自己动手查阅相关的文献资料，进行深入学习和研究，并提交关于学习内容及体会感悟的研究总结。学生在查阅资料完成作业的过程中，不可避免地会被专题中所涉及的工程案例吸引，并进行认真思考总结，达到预期的思政目标则是自然而然、水到渠成的事情。

图1 任务驱动式研究专题

这样，通过课程专业知识和课程思政的双重考核实践，既可以使教学质量得到不断提升，同时也能让学生深刻体会到新中国成立以来我国土木工程行业取得的伟大成就，激发民族自豪感、使命感和创新意识，进一步坚定学好专业知识、为国家建设多作贡献的决心和意志，对培养具有高度工程责任意识和良好职业道德素养的应用型土木人才意义重大。

5 结束语

以典型的实际工程结构案例或生活中的实例为载体，将思政元素以润物无声的方式融合到结构力学课程的各知识点中，在培养学生面向实际工程应用的结构分析与结构计算方面的能力的同时，厚植爱国主义情怀、培养责任担当精神、加强学生品德修养，培育学生严谨求实的科学精神、不拘一格的创新精神和精益求精的工匠精神，使学生成为德智体美劳全面发展的、具有较强创新实践能力和较高职业素养的高水平应用型工程技术人才，实现知识传授、能力培养、价值塑造并重的育人效果。