新時代背景下結構力學課程思政的教學探索

秦本東　藺新艷　孟海平　王欽亭

[摘 要]在專業課程中融入思政元素，是新時代背景下高等學校本科教育的要求。本研究結合結構力學課程培養目標，歸納總結了該課程所蘊含的愛國情懷、哲學思維、核心價值觀、立德樹人等思政育人元素，提出了案例教學、實踐教學、發現式教學、啟發研討式教學等教學設計方法，并對做好課程思政的教師提出了建議要求。在結構力學中進行課程思政，有助于落實立德樹人的根本任務，提高課程的教學效果，這也為實現土木工程專業“三全”育人目標提供了參考。

[關鍵詞]課程思政;愛國情懷;哲學思維;核心價值觀;立德樹人;教學設計

[中圖分類號] G641 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2021）06-0054-04

2016年12月，習近平總書記在全國高校思想政治工作會議中曾提出，要堅持把立德樹人作為中心環節，把思想政治工作貫穿教育教學全過程。同時強調，各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協同效應[1-2]。2019年3月，習總書記又在高校思想政治理論課教師座談會上提出，挖掘其他課程和教學方式中蘊含的思想政治教育資源，實現全員、全程、全方位育人[3]。為了響應黨和國家的號召，為全社會“立德樹人”的教育新格局做貢獻，高校教師應結合本專業實際積極探索課程思政建設。

結構力學課程思政指的是在高校土木工程及相關專業中，將思想政治教育滲透到結構力學理論知識和專業技能的教學過程中[4]，提煉專業課程中的核心價值觀、專業倫理、學習倫理、家國情懷、創新思維、工匠精神、“四個自信”等育人元素，實現“三全”育人[5]。高校開展課程思政教學改革是新時代中國特色社會主義建設背景下思想政治教育工作的歷史使命，是落實立德樹人根本任務的具體表現，探索與實施課程思政改革是實現高校“三全”育人目標的重要保障。課程思政利用專業課堂載體育人，潤物無聲，能夠更好地協助培養學生樹立正確的人生觀、價值觀和世界觀[6-7]。

結構力學作為土木工程專業的專業基礎課，在土木工程人才培養體系中具有十分重要的地位[8]。其內容涵蓋不同類型結構的幾何構成、受力分析及變形分析。在結構力學課程中開展思政教育，構建“三全”育人的課堂格局，對于強化學生思想素養，提升大學生的政治覺悟，培養具有高度工程責任意識的“土木人才”意義重大。

一、結構力學的課程目標及與其他課程的關系

結構力學是土木工程專業的一門重要的必修專業基礎課，重點培養學生的結構分析能力和計算能力，通過本課程的學習，學生要達到以下3個課程目標。

課程目標1：了解結構計算簡圖的選取;掌握平面幾何不變體系的基本組成規則及其應用，能建立土木工程領域復雜工程問題的力學模型。

課程目標2：掌握靜定結構受力分析的方法和內力圖的繪制;熟悉靜力法和機動法作靜定梁的內力影響線;掌握利用圖乘法和剛體虛功原理計算靜定結構的位移;掌握力法、位移法、力矩分配法的基本原理，會用力法、位移法、力矩分配法計算超靜定結構，能推導、驗算土木工程領域的復雜工程問題。

課程目標3：了解結構設計的基本程序;掌握超靜定結構的計算分析方法，能對土木工程領域的復雜工程問題進行計算分析，并獲得有效結論。

結構力學是在學生修完高等數學、理論力學、材料力學后開設的一門課程。該課程主要以課堂講授法為主，以課堂討論、模型試驗、課外作業為輔。高等數學為其復雜的積分計算提供有力工具;理論力學著重討論物體機械運動的基本規律;材料力學主要以單個桿件為研究對象，著重討論桿件的強度、剛度及穩定性;結構力學主要以桿件結構作為研究對象，著重研究結構及其構件的強度、剛度、穩定性。結構力學為土木工程及相關專業后續的混凝土結構基本原理、鋼結構、基礎工程等專業課程的學習打下基礎。

二、結構力學課程融入思政元素的育人路徑

（一）結合工程結構案例，弘揚愛國主義情懷，增強“四個自信”

結構力學課程中涉及豐富多樣的工程結構案例，適宜展開思路，挖掘其中的思政元素，進行“三全”育人。

結構力學的研究對象是桿件結構，涉及土木工程行業中的許多工程。我國超高層建筑（上海環球金融中心等）、高鐵（“八縱八橫”高鐵格局）、隧道（秦嶺鐘南山隧道、錦屏二級水電站深埋特大引水隧洞等）、橋梁（港珠澳大橋）、機場（大興機場）等世界一流工程的建設，是中國崛起和強大的直接證明，能夠激起學生強烈的愛國主義意識和民族自豪感。每一項工程建設從設計到施工都離不開力學指導，其中蘊含著多種力學原理。

中國古建筑（皇宮、塔樓、園林、壇廟、祠堂、陵寢等）莊嚴雄偉，整齊對稱，曲折變化，靈活多樣，實用美觀，其中的建筑文化是中國傳統文化的一部分。作為炎黃子孫，我們不僅要發展現代建筑，更要吸收古建筑中的營養，走出中國特色建筑之路，讓中國古建筑文化得以傳承和延續，增強學生的文化自信。

對現有工程結構進行力學剖析講解，能讓學生在潛移默化中學會枯燥的力學原理，同時，這也有利于增強學生內心深處的歷史責任感和敢于承擔祖國未來建設重任的勇氣。

（二）哲學思維分析力學規律

結構力學與哲學的內在聯系使其具有實施課程思政的獨特優勢。

2019年4月，土木工程和結構力學著名專家龍馭球先生在其文章《結構力學方法論的哲思回望》中說的“花落夢深處，道藏技里邊”，道出了結構力學學習技巧的多樣性，并從方法論的角度提出了5點：1.結構力學方法論是“陰陽—和合系統”;2.結構力學方法通常“成對、互補”出現;3.虛功能量法“合一、多能”;4.虛功能量法之間“殊途同歸、實質相通”;5.“平衡”與“幾何”中“互借”“互伴”[9]。這5個方面涵蓋了結構力學課程的精華，與哲學中辯證統一的思想相通。

另外，結構力學里有很多成對出現的對偶概念，例如，幾何可變—幾何不變、約束—自由度、瞬變—常變、實鉸—瞬鉸、多余約束—必要約束、剛度—柔度、精確解法—漸近法等，這些對偶的概念與哲學中矛盾統一思想相通;虛位移原理—虛力原理、力法—位移法—力矩分配法—矩陣位移法，一根同源，相互聯系，與哲學中世界萬物是相互聯系的思想相通。

這些內容隨堂講解，可以引導學生用辯證的思維看問題，從專業角度理解掌握馬克思主義哲學觀點。

（三）自由—和諧—文明，合理—穩定—平衡，踐行社會主義核心價值觀

單個桿件是自由的，形成結構體系的桿件是受約束的。由桿件組成的體系無論是簡單還是復雜，若做結構使用，必須是穩定的，也就是各桿件之間要合理組合而非堆砌一起，其次要滿足結構受力平衡和變形協調。國家就像是整個結構，起根基作用，人民就像結構中的桿件，人與人之間要和諧相處，國家才會文明和諧。桿件與桿件之間的合理組合，結構的強度和剛度才足夠大，人民之間團結一心，國家就會富強。

馬克思主義哲學思想里講到整體與部分的關系：整體（國家—結構）居于主導地位，統率著部分（人民—桿件），部分離不開整體。整體（國家—結構）由部分（人民—桿件）組成，部分制約整體，關鍵部分的功能及其變化甚至對整體的功能起決定作用。這就要求我們重視部分（人民—桿件）的作用，引導學生，講文明樹新風，樹立全局觀念，重視個人貢獻，踐行文明、和諧、自由的社會主義核心價值觀。

（四）立德樹人，鑄就教育之魂

育人之本，在于立德鑄魂。培養德智體美勞全面發展的社會主義建設者和接班人，首先要立德樹人。要向道德高尚的人學習，為鑄就成才之路添磚添瓦。土木工程行業自古以來涌現出了大量的德才兼備且具有工匠精神的人物。

魯班，兩千多年來一直被土木工匠視為“祖師”，受到后人的尊崇。他一生發明了錛、鑿、斧、鋸等木工器械;創造了門、窗、桌、床等生活用品;他建造的亭、橋、殿、閣，充分體現了土木建筑的技巧藝術;他砌壘的碌碡大堤，變水害為水利，至今猶存。他不僅是木、瓦、石、雕、舟、車、機械業的 “行業神”，也代表了勞動人民的智慧。

李冰，戰國時代著名的水利工程專家。李冰治水建堰的指導思想，就是道家的“道法自然”“天人合一”的思想。他和其子主持修建了著名的都江堰水利工程，至今仍在使用。

詹天佑，中國近代杰出的土木工程師，中國鐵路工程的先驅。1888年起參加修建或踏勘了京奉鐵路、京張鐵路、川漢鐵路等，為我國鐵路事業做出了不朽貢獻。

茅以升，中國橋梁學家。茅以升長期從事橋梁工程、結構力學和土力學方面的工程實踐、科學研究和教育工作。

孟凡超，港珠澳大橋總設計師，全國工程勘察設計大師。從2004年開始介入港珠澳大橋可行性研究，工作時間長達15年，是參與到港珠澳大橋項目時間最長的設計者之一。習主席高度評價：“港珠澳大橋是國家工程，創下多項世界之最，體現了一個國家逢山開路、遇水架橋的奮斗精神，體現了我國綜合國力、自主創新能力，體現了勇創世界一流的民族志氣。”

課堂上通過杰出人物引領，立德樹人，同時通過教師思政培訓加強師德師風建設，提升學生思想道德修養和政治素養，增強學生專業使命感，實現思政教育目標。

同時，立德樹人不僅僅是樹立典型人物為榜樣，重要的是每位教師要以身作則，起好引領作用。課堂內外，教師要寬嚴并濟，正直誠信，認真完成每一項教學任務（備課、上課、批改作業、指導實驗），教師的言行、做法對學生是最直接的教育，即所謂的言傳身教。

（五）以賽促教，以賽促學，以學促用，創新教與學的方法

黨的十八屆五中全會提出要創新、協調、綠色、開放、共享的五大發展理念，創新居于首位，這為高校教育方式的改革提供了科學依據。

為了引導黨員進行政治理論學習，提高政治覺悟和能力，國家開設了學習強國平臺，營造了良好的學習氛圍，這就是一種創新的學習方法。在結構力學教與學的方法改革過程中，首先，教師可以參加學校、省級、國家級教學競賽，示范課比賽。為了更好地參賽，教師必須努力提升自己，進一步拓展專業技術領域，探索創新的教學模式（課程思政進課堂、線上線下混合教學），提高講課水平，促進教學相長。其次，要注重培養學生的創新、團隊協作和臨場應變能力。鼓勵學生堅持“崇尚科學、追求真知、勤奮學習”，通過參加學校結構模型實驗，各級結構力學競賽，省級、國家級結構模型設計大賽，“挑戰杯”全國大學生系列科技學術競賽，體會結構精準設計的魅力及理論被實踐檢驗的過程。以賽促學，以學促用，充分激發學生的學習興趣和創新能力，提高學生學習的主動性和自覺性，同時培養學生的動手操作能力和團隊協作能力。

三、結構力學課程思政教學設計方法

（一）案例教學法

將結構力學的求解方法應用在各大土木工程結構中，成功的工程實例有典型古建筑應縣木塔、石拱橋趙州橋、特種結構上海明珠電視塔、大跨結構國家大劇院等。以新建港珠澳大橋為例，可以介紹連續多跨橋的受力特征及計算方法，激發學生的愛國熱情，增強學生的文化自信和民族自豪感。

不斷發生的工程事故，如魁北克大橋兩次重建、上海蓮花景苑整棟住宅樓倒塌、江蘇無錫高架橋橋面垮塌等，這些案例從反面懲戒學生，作為土木工程專業人才，自己必須要有責任意識。

詹天佑、茅以升等土木工程行業德才兼備的能工巧匠，其工匠精神、科學精神值得每一位土木人學習。

（二）實踐教學法

新時代土木工程學科發展中，結構力學理論不變，但教師的教學方式方法要創新，學生的學習方法要創新，要注重培養學生的創新、團隊協作和臨場應變能力。在課堂結構模型實驗中，教師應鼓勵學生充分發揮一己之長，多角度思考，反復實練，創新思維，通過小組成員之間的巧妙合作及共同動手操作，親自體驗結構構造的多變性;將所做模型進行計算簡圖簡化，通過手工計算與軟件計算結果對比，分析結構及桿件的受力特點，找出誤差產生的原因。

（三）發現式教學法

發現式教學法就是用身邊的工程結構作為鮮活的工程實例，面對面講解，讓學生置身其中，強化知識印記。例如，講到結構計算簡圖的簡化原則時，利用課余時間帶領學生到河南理工大學土木工程學院的結構實驗大廳現場參觀，現場講述排架結構的簡化思路。講到各種結構的內力計算內容時，走上東體育館看臺或者走進新體育館（大跨度鋼桁架屋架）內，近距離參觀桁架結構的節點和支座，理解桁架內力計算的基本假定。站在學校南大門旁，或者側看馨月湖上的橋，可以領略拱結構的曼妙曲線美，理解合理拱軸線的含義。引導學生主動發現其他新的知識點，并進行歸納總結。

留心觀察，善于發現，結構力學就在身邊。我們對世界的不斷探索，就是為了更好地認識世界。人類正是因為有著喜歡探索未知世界的精神，才會擁有今天的輝煌成就和精彩的世界，以及未來的希望。

（四）啟發研討式教學法

結構力學中的對偶概念多，求解方法多。掌握基本概念和方法后，啟發學生思考能量法與虛功法之間“殊途同歸、實質相通”的關系 、“平衡”與“幾何”之間的“互借、互伴”關系，研討靜定與超靜定的關系，以及求解超靜定結構的方法：力法、位移法、力矩分配法的聯系與區別，讓學生學會用哲學思維思考力學問題。

結構力學的首要任務是建立計算模型，千變萬化的復雜結構對應簡化的桿件組合模型。如何從實際出發，分清主次，略去細枝末節？應去繁取簡，抓住主要矛盾，忽略次要矛盾。教師可以通過引入土木學院辦公樓（框架結構）實例，分組討論簡化模型，總結結構簡化要點，同時深入探討：世界第一高樓迪拜塔、鳥巢如何簡化？有哪些技術難點？我國能否獨立完成設計與施工？如何克服技術難關？

“科學技術是第一生產力”，全球新一輪科技革命正在興起，并深刻影響著世界發展格局，深刻改變著人類的生產生活方式。科技強則中國強，我國大學生要有共建繁榮世界的抱負，強我祖國，從我做起，從學好專業課開始。

四、課程思政對專業課教師的要求

（一）愛上這門課

課程思政建設的關鍵在教師。教師是課堂教學的責任人，要起好引領作用。每位教師都要思考，如何依據本學科、本專業特點，設計課程思政的教法，教師要養成在課程教學中主動研究、加強思想政治教育功能的自覺意識。要形成這種自覺意識，首先要喜歡這門課，愛上這門課。只有喜歡和熱愛它，才愿意無私付出，去思考，去踐行，從而發自內心的變成一種自覺、一種習慣，專業思政元素也自然能得到提煉。

愛上這門課的標志是：高興時會翻開看，不高興時也會不自覺地看。在閱讀、思考、做題中尋找成就感，“走火入魔”地想講好它。

其次是要和這門課做朋友。自覺不自覺地和它說說話，不僅限于講課，通過發表論文或者建設課程的質量工程項目去拔高它，在思想意識上升華它（課程思政），愉悅自己，讓學生有所收益。

（二）精心備課，認真上課

備課是教師的第一要務，備好課是教師的本職工作，精心備課是對教師的更高要求。課程思政作為新時代格局下的新要求，其教學效果依賴于教師對課程的把控力，投入程度。簡單的上課準備不能滿足課程思政對課堂的教學要求。專業課的學時有限，不能占用大量學時大篇幅講思想政治，宜短而精，融鹽于水。如果沒有精心準備，就會產生生硬之感，學生也不愿意接受，結果適得其反。良好的課程思政育人效果一定源于精心備課，認真上課是課堂效果的直接過程體現。備好課，上好課，輔導好學生，改好作業，每個教師躬體力行，才能為中國特色社會主義培養德才兼備、德智體美勞全面發展的合格建設者和可靠接班人[10]，這也是立德樹人的真正體現。

（三）走出去，看發展

專業課程理論知識是固定的，但其外延很廣泛。教師的專業基礎保證了知識傳授的正確性，其拓寬的視野決定了理論知識傳授的效果、深度和廣度。實施課程思政，不僅僅在于刻板的理論，更重在理論的合理延伸擴展，無聲地蘊育人元素于教學內容之中。開會、參賽是教師提升自我的很好途徑。通過參加課程思政交流會、教學經驗交流會、教學研討會、教材發展會、專業學術會議、教學技能比賽、學生競賽等，教師可以多渠道地掌握學科、專業信息，這樣更能使課堂內容豐富多彩，生動有趣，教學效果不言而喻。

上好一門課，必須實時了解課程的發展動態。要時常跟蹤查看國家、省市級教育動向、教育熱點、教育文件、各類課程建設動向、精品質量工程。從名師名堂發現問題：別人在做什么？我們應該從何做起？進而解決本校課程問題：緊跟教育部發展方向，選擇課程進行重點建設。

（四）多渠道收集思政素材

2017年12月，中共教育部黨組關于印發《高校思想政治工作質量提升工程實施綱要》的通知（以下簡稱《綱要》），提出要大力推動以“課程思政”為目標的課堂教學改革，完善教學設計，加強教學管理，梳理各門專業課程所蘊含的思想政治教育元素和其所承載的思想政治教育功能，融入課堂教學各環節，實現思想政治教育與知識體系教育的有機統一。在《綱要》實施過程中，門門課程有思政是最終目標，高校的每一位教師都要有這種責任意識，探索思考所任教課程的育人重點。教師應充分利用課余互動時間，了解在校學生關注的和感興趣的時政焦點[11]，同時通過各種渠道了解往屆學生的學習感悟，充分發揮部分有獨特思維的學生的特長，集思廣益，博采眾長，抓住關鍵，實現“三全”育人目的。

其次，媒體新聞、領導講話精神、教育部最新文件等都是思政素材聚集的寶地。教師要善于發現，歸納總結，從學生出發，最終回饋學生。

（五）教師要有正能量，有感染力

教師要堅持教學和育人、言傳和身教、學術自由和學術規范、潛心問道和關注社會四個相統一，以“有理想信念，有道德情操，有扎實學識，有仁愛之心”的四有好老師標準要求自己，學習不局限于本專業，博覽群書，力求使課堂內容趣味化、能量化，用自身的正能量引導學生，用對教學的熱情感染學生。學生不喜歡帶給他們負面情緒的、不負責任的、浮夸的教師;相反，知識淵博，以誠待人，積極向上，時時嚴格要求自己和他人的教師備受歡迎。

五、結束語

在專業課程中融入思政元素，是新時代背景下高等學校本科教育的要求，在結構力學課程中開展思政教育對實現土木工程及相關專業學生“三全”育人有重要影響。專業課程思政教育勢在必行，但任重道遠。本文結合結構力學課程培養目標，進行了思政元素的歸納總結，探索了課程思政的教學設計方法，提出了教師工作做法，為土木工程專業課程思政教學提供了參考，有助于推動土木工程專業其他課程“課程思政”的快速發展。

在今后的工作中，我們將設立更為詳細具體的育人目標，進一步完善“課程思政”體系，增加思政育人途徑，建立合理的考核評價機制，提高教師全員育人的水平，真正實現思政課程和課程思政同向同行，上善若水，潤物無聲，合力育人，將扎實的理論知識、正確的價值追求、理想信念和家國情懷有效地傳遞給學生。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 習近平.把思想政治工作貫穿教育教學全過程 開創我國高等教育事業發展新局面[N]. 人民日報，2016-12-09（1）.

[2] 石書臣.同向同行：高校思想政治教育協同創新的課程著力點[J]. 思想理論教育，2017（7）：15-20.

[3] 習近平.用新時代中國特色社會主義思想鑄魂育人 貫徹黨的教育方針落實立德樹人根本任務[EB/OL].（2019-03-18）[2020-02-18].http：//cpc.people.com.cn/n1/2019/0319/c64094-30982234.html.

[4] 徐飛躍. 高校課程思政“六進”行動策略研究[J]. 中國成人教育，2019（8）：58-61.

[5] 陳翔. 做好“課程思政”的供給側改革[N].學習時報， 2020-01-10（6）.

[6] 邵煜. 高校理工類專業課程開展課程思政建設的探索[J]. 計算機產品與流通，2019（11）：263.

[7] 牟洪波，戚大偉，劉芳，等. 高校理工科專業大學物理課程思政教學改革探討[J]. 課程教育研究，2019（45）：245.

[8] 龍馭球，包世華，袁駟，等. 結構力學I-基本教程[M]. 北京：高等教育出版社，2019.

[9] 龍馭球. 結構力學方法論的哲思回望[J]. 工程力學，2019（4）：1-7.

[10] 習近平.在北京大學師生座談會上的講話[N]. 人民日報，2018-05-03（1）.

[11] 郭華.基于“教育供給側改革”的高校思政課程教學優化模式構建[J]. 衡陽師范學院學報，2017（3）：143-146.

[責任編輯：陳 明]