橋梁工程專業思想政治教學探索與實踐

楊從娟 向敏 任劍瑩

[摘 要] 當前，立德樹人是檢驗課程教育成效的根本標準。為了更好的完成教書育人的目標，對“結構力學”課程開展思想政治教學探索與實踐。針對橋梁工程專業學生的課程教學，從課程的基本概念、受力特點及知識點中挖掘提煉思政元素，培養學生的人文思想，感悟生命哲理，感受生活準則;從古代、近代及現代的橋梁建造中選取典型案例，培養學生家國情懷、工匠精神及專業自信，于潤物無聲中傳遞正確的人生觀和價值觀。

[關鍵詞] 橋梁工程;結構力學;課程思政教學

[基金項目] 2019年度河北省教育廳高等教育教學研究與實踐項目“結合網絡及思政以‘提升學生學習動力’為目標的‘結構力學’教學和考核方式研究”（2019GJJG241）;2021年度石家莊鐵道大學高教研究項目“新時代背景下‘結構力學’課程思政教學創新研究與實踐”（Z2021-17）

[作者簡介] 楊從娟（1973—），女，河北晉州人，工學碩士，石家莊鐵道大學工程力學系副教授，主要從事結構力學教學及橋梁工程結構力學行為分析研究;向 敏（1968—），男，山東威海人，工學碩士，石家莊鐵道大學土木工程學院教授，主要從事橋梁工程教學及橋梁結構力學行為分析及橋梁抗震研究;任劍瑩（1977—），女，河北平山人，工學博士，石家莊鐵道大學工程力學系副教授，主要從事結構力學教學工作及橋梁動力學研究。

[中圖分類號] G642.0;TU997 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-9324（2022）19-0077-04 [收稿日期] 2022-01-08

教育部發布的《關于一流本科課程建設的實施意見》指出：“課程是人才培養的核心要素，課程質量直接決定人才培養質量”。當前，立德樹人成效是檢驗高校工作的根本標準，習近平總書記強調，“要用好課堂教學這個主渠道，……其他各門課都要守好一段渠、種好責任田，使各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協同效應。”[1]

“結構力學”是土木工程專業（橋梁工程專業方向）一門重要的技術基礎課。學習該課程需要學生掌握其基本理論、概念、算法和技巧，為后續專業課的學習奠定基礎，為將來工作后成為合格的工程技術人才進行必要的知識儲備。在新的教育理念指導下深入挖掘本課程蘊含的思政元素，把課程知識和思想政治教育有效結合，通過潤物無聲的方式傳授給學生，以更好的完成教書育人的使命，是新時代本科教育的要求，也是對大學教師提出的新要求。下面是筆者在“結構力學”課程授課中思想政治教學的幾點做法。

一、從課程內容本身挖掘其蘊含的人文思想、生命哲理和生活準則

“結構力學”的力學基本概念、受力特征和知識點中，課程內容本身就蘊含著豐富的人文思想和生命哲理，可以在課程學習過程中巧妙地滲透思想政治教育[2]。

（一）從“結構”的組成規則培養學生的規則意識和團隊精神

“結構”是工程中用于承受荷載骨架作用的部件或整體，是一個建筑物的關鍵部分。它的構成涉及“剛片”“自由度”“約束”等基本概念，以及“幾何不變體系”的組成規則。不計材料變形時，一根“桿件”可看作一個“剛片”;“自由度”指體系運動時可獨立改變幾何參數，平面內一個剛片有三個自由度;“約束”是減少體系獨立運動參數的裝置，使體系減少一個獨立運動參數的裝置稱為一個約束。地基的自由度為零，與地基連在一起的幾何不變體系自由度為零，幾何不變體系即為“結構”。即若干桿件和地基若要聯成一個“結構”，就必須按照一定的“規則”加入一定的“約束”，組成“自由度”是零的體系。可見，要想成為棟梁之材，必須要受到一定的約束，遵循一定的規則。

由此，引申到人在社會中生存，如果我們把整個社會看作是一個“結構”，那么在其中活動的每一個個體的人，就可以看作組成這個“結構”中的桿件，每個人必須遵循社會規則的限制，才能成為社會的有用之材。而社會穩定，才能正常運轉，發揮其正常功能，否則只能是一盤散沙。另外，從若干“單個桿件”可構成功能更強大的“結構”這一道理中，我們體會團隊的力量要勝過一個人的單打獨斗，多方共同協作，才能使社會體系的功能更強大，效能更高。

（二）從“多余約束”的概念中培養學生的辯證思維和人為素養

在做幾何組成分析時，我們把不能減少體系自由度的約束稱為“多余約束”。所謂“多余”是指這個約束在保持體系的幾何不變性方面來說是不必要的，但其并非屬于“無用”的約束。雖然其對于保持體系的幾何不變性來說是“無用”的，但對于改善結構的受力等方面卻是“有用”的。當一個靜定結構加入“多余約束”后，結構就成為超靜定結構，超靜定結構在整體剛度、整體穩定及戰略安全方面都優于靜定結構，同樣的荷載下，其受力、變形和靜定結構完全不同。正如莊子所言“人皆知有用之用，而莫知無用之用也”（出自《莊子·人世間》），學生明白了這個道理，可以培養自己的辯證思維。學習之余，可以讀一些“無用”的書，做一些“無用”的事，陶冶情操、滋養精神、提高自己的人文素養，或許有意想不到的收獲。

（三）由“計算簡圖”的選取，培養學生做人做事要懂得“抓重點、抓關鍵”

“計算簡圖”指在結構計算中，用以代替實際結構，并反映實際結構主要受力和變形特點的計算模型。其選取原則為：既要反映實際結構主要受力變形特征，又要便于計算。計算簡圖的選取原則體現了一種“抓主要因素，略次要因素”，而其計算結果又滿足工程結構分析需要的特點。比如要計算鋼桁梁、鋼網架這類結構時，就可以考慮其桿件主要是承受軸力，相比軸力其彎矩和剪力為次內力的特點，在分析這類結構選取“計算簡圖”時，可將其簡化為“理想桁架”計算，這樣結構中的各桿件均為“二力桿”。

由此，可引申到每位學生在大學期間，有主要任務和次要任務之分，在這一階段的主要任務就是要“好好學習”，學習知識的同時，更要學習其背后的思維和方法，夯實了理論基礎和專業素養，打好人生后期提升的基礎，做到格物致知。同時，也提醒學生做事情不要本末倒置，要學會“抓大放小、抓重放輕”，要有奮斗的方向和目標，在努力的路上做好“統籌兼顧，適當安排”。

（四）基于結構受力必須滿足“平衡條件”這一特征，培養學生良好心態，感悟生命哲理

“平衡條件”是貫穿結構力學受力分析的一個條件，無論靜定結構或超靜定結構，都要滿足“平衡條件”。講課過程中，可以由這個概念引申開去，達到提高學生思想觀、價值觀的目的。平衡本就是大自然本身的一個法則，世間萬事萬物之所以能不停地運動發展前進，一個重要的方面就是保持了平衡。因此，對于個人，從小的方面來說，我們應該懂得保持平衡的心理狀態，要善于學習、糾正不足、處理好與他人的關系，盡量做到“勝不驕、敗不餒”“拿得起、放得下”，這樣生命才不會步入歧途;從大的方面來說，一個社會正常運轉和前進也要保持各方面的平衡，這就需要處在其中的每一個人全心全意維持這個大系統的平衡，識大體、顧大局，不做法則的破壞者、不做大道的攔路虎，做社會平衡的維護者。

（五）基于“影響線（影響面）”的概念，培養學生傳遞“正能量”時掌握科學的研究方法

影響線（影響面）指的是一個單位荷載（通常是豎直向下的）在平面（空間）結構上移動引起結構的某一截面、某一內力變化規律的圖形。其進一步的應用為解決移動荷載在結構上移動時可引起結構的各位置、各內力（量值）變化情況的問題。

由此，如果我們把一個班集體比作一個“結構”，班集體中每位學生的所作所為可理解為作用在結構上的“移動荷載”，其行為會對整個集體的其他構成產生作用，或者說影響。正能量行為會對整個集體的其他構成產生好的影響，如果眾多學生的行為是正能量，必將對整體引起好的共鳴，對整個班集體的發展產生更大的促進作用。反之亦然。所以每位學生做人做事應多多傳遞正能量，共同營造一個積極向上的班集體。

另外，從“影響線（影響面）”的定義來看，做“影響線（影響面）”時，采用的是一個“單位集中荷載”在結構上的移動，而實際工程中，移動荷載的種類是比較多而且包含多個集中力或均布荷載。實際研究時，不可能把每一種移動荷載下某個量值的變化規律都一一計算一遍，這顯然是不現實的。于是，研究者采用了這些移動荷載中包含的一個基本的“單位力”進行“影響線（影響面）”的計算，然后再利用其計算實際移動荷載作用下對結構各量值的影響。這本身就是一種科學而巧妙的研究方法，把煩瑣復雜的事情簡單化，也是值得學生思考和學習的。

（六）從結構穩定分析中，培養學生之間的互助意識，提高抗挫折能力

在結構的穩定分析中，保持結構穩定的條件時，應將其“壓桿”受到的壓力小于臨界荷載，當受到的荷載小于臨界荷載時，結構受到輕微的干擾偏離平穩位置后，還能返回到初始平衡位置，否則它會遠離初始平穩位置打破原來的平衡形式，距離平衡位置越來越遠。現實中有些橋梁或其他結構發生失穩，通常因為結構中壓桿或柱子的失穩、梁的空間失穩、拱肋（拱橋中）的空間失穩。為了增加這三類結構或構件中“單個構件”的承載力，進一步提高的整體穩定性，常用的做法是：對壓桿或柱子增加側向約束，對單榀梁增加梁的榀數通過橫向聯結互相支撐組成多榀梁，增加拱肋榀數通過橫向聯結互相支撐組成多榀拱肋。

在人生的道路中，每一個人就像一個“受壓的結構或構件”，要想自身處于穩定狀態，前提條件是承受的外界壓力要小于自身能承受的壓力，否則自身會被壓垮。另外，也可以通過得到周圍人幫助的方法，或與他人協作互助的方法來提高自身承受外界各種壓力的能力，形成“哥倆好”“1+1>2”的模式，正如那首歌所唱“一個籬笆三個樁，一個好漢三個幫”。一個人強大自信了，整個國家才能更加強大和自信，才能從容面對來自各方面的壓力和聲音。

二、從我國歷代橋梁建設中挖掘典型案例，培養學生的創新精神和工匠精神，提升家國情懷和專業自信

在我國歷代橋梁建造史上，有許多堪稱典范的橋梁建筑讓國人為之驕傲自豪，選取適當的案例和課程結合，對學生進行愛國主義教育[3]。

（一）通過古代橋梁典型案例，激發學生民族自豪感

在講“拱結構”的應用時，給學生介紹我國著名橋梁結構案例——趙州橋。趙州橋由隋代匠師李春設計建造，距今已有1400多年歷史，是目前世界上現存年代久遠、保存最完整的石拱橋。上課時通過圖片及文字相結合的方式，讓學生詳細了解趙州橋的構造、建筑年代、藝術價值，特別是其創新點（首次采用圓弧拱、敞肩拱、拱圈并列砌筑等）及其在國際國內土木界所具有的地位及“里程碑”式意義。讓學生深入理解我國古代人民的智慧，激發他們的民族自豪感，培養其創新精神和工匠精神。

（二）通過近代和建國初期橋梁典型案例，培養學生的愛國熱情

在講“桁架”結構的應用時，可以結合我國“近代和建國初期”幾座著名的公鐵兩用鋼桁梁橋講解，比如：錢塘江大橋（我國自行設計、建造的第一座雙層公鐵兩用橋）、武漢長江大橋（中華人民共和國第一橋），以及南京長江大橋（自力更生、艱苦奮斗的精神代表）等。特別講述錢塘江大橋的設計、建造過程中具有傳奇色彩的故事，和茅以升先生在炸橋前所寫的詩（斗地風云突變色，揮淚炸橋斷通途，五行缺火真來火，不復原橋不丈夫）中反映的精神，了解其在抗日戰爭中的重要意義，讓學生知道錢塘江大橋是一座包含著民族苦難的大橋，是中國橋梁建筑史上的一座“里程碑”。通過這些橋梁的介紹，讓學生理解中國橋梁的建設和發展的艱辛與不易，以及我國老一輩橋梁人不屈不撓、敢于犧牲、敢為天下先的民族精神，從而培養學生的愛國情懷，鼓舞新一代青年橋梁人為中國的橋梁事業繼續奮斗。

（三）通過現代橋梁的建設成就，增強學生專業自信

目前，我國土木基本建設發展迅速，高速鐵路發展領先于世界，各種橋梁的建設也走在世界前列。我國在現代拱橋的建設方面，各種類型的拱橋，而且跨度最大的橋梁都在我國，這些世界之最，在講“拱結構”時也可以有機融入課堂，比如：目前各類跨徑最大的拱橋——山西晉城丹河橋（石拱橋）、廣西平南大橋（鋼管混凝土拱橋）、上海盧浦大橋（鋼箱拱橋）、重慶朝天門長江大橋（鋼桁拱橋、橋梁美學與工程美學結合的精品工程）。另外，可以通過其他方式，比如：視頻，圖片配合教師講解等方式，讓學生了解祖國現代橋梁建設的新成就，如港珠澳大橋、滬通大橋（世界跨度最大公鐵兩用斜拉橋）及五峰山大橋（中國跨度最大公鐵兩用懸索橋）等的建設，讓學生了解祖國的強大，從而增強專業自信。

三、教師于教學過程的點滴小事中培養學生的道德情操

除了通過知識點及典型案例融入思想政治教育外，作為教師要以身作則，從點點滴滴的小事中去影響學生。認真做好上課的每一個環節，再課堂上傳遞正能量，傳遞正確的人生觀和價值觀，嚴格要求學生，做到嚴中有愛、嚴中有度，對學生一視同仁，不放棄每一個學生，用自己的執著與愛心感化學生，于潤物無聲中培養學生積極的學習態度和良好的道德情操。

結語

本文針對橋梁工程專業“結構力學”課程中對學生開展課程思政教學的部分做法，課題組對這門課程挖掘思想政治教育達50多個結合點，取得了較好的思想政治教育效果。作為教師，深知在新時代的教育背景下，思想政治教育的道路任重道遠，需要進一步提升教師自身的思想修養、專業素養及各方面的綜合素養，更好的達到“三位一體”的育人效果。

參考文獻

[1]習近平在全國高校思想政治工作會議上強調 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]張斌，于曉明，胡朝斌，等.工程力學“課程思政”的理論認識與實踐路徑[J].教育現代化，2019（56）：195-196.

[3]宋秋紅，袁軍廳，張俊，等.《材料力學》課程思政建設實踐探索[J].課程教育研究，2019（5）：64-65.

Exploration and practice of Ideological and Political Teaching Base on Bridge Engineering Major： A Case Study of the Course of Structural Mechanics

YANG Cong-juana， XIANG Minb， REN Jian-yinga

（a. Department of Engineering Mechanics， b. School of Civil Engineering， Shijiazhuang Tiedao University， Shijiazhuang， Hebei 050043， China）

Abstract： At present， “building morality and cultivating talents” is the fundamental standard to test the effectiveness of curriculum teaching. In order to better complete the mission of teaching and education， this paper carries out the teaching exploration and practice of ideological and political teaching in the course of Structural Mechanics. Aiming at the course teaching of the students majoring in bridge engineering， this paper excavates and refines the ideological and political elements from the basic concepts， the stress characteristics and the knowledge points of the course to cultivate students’ humanistic thoughts， their philosophical thinking on life， and their awareness of the norms of life. We select typical cases from the ancient and modern histories of bridge construction to cultivate students’ patriotism， the “craftsman spirit” and their professional self-confidence， so as to help the students to establish the correct outlook on life and values imperceptibly.

Key words： bridge engineering; Structural Mechanics; “curriculum ideological and political education” teaching