“工程力學”課程思政的探索與實踐

山美娟 稅國雙

［摘 要］ “工程力學”是高等院校大多數工科專業必修的一門重要基礎課程，以“工程力學”課程為載體，提出了課程思政建設的思路。首先，對各高等院校“工程力學”課程思政的成果進行總結與分析；其次，提出“工程力學”課程思政建設中需要解決的關鍵問題，并對思政元素與課程內容的有機結合提出四個建議；最后，以三個案例為例，闡述了以整個課程教學設計為基礎的思政元素的規劃和案例設計。

［關鍵詞］ 工程力學；課程思政；關鍵問題；思政元素；案例設計

［基金項目］ 2022年度北京交通大學校級教改項目“‘工程力學（D）課程思政建設”

［作者簡介］ 山美娟（1991—），女，陜西西安人，博士，北京交通大學物理科學與工程學院講師，碩士生導師，主要從事先進復合材料和結構的失效機理及強度分析方法研究；稅國雙（1971—），男，四川射洪人，博士，北京交通大學物理科學與工程學院教授，博士生導師，主要從事復雜介質和結構的波動力學及應用研究。

［中圖分類號］ G642.0［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 1674-9324（2023）36-0086-05［收稿日期］ 2022-08-08

引言

2016年12月，在全國高校思想政治工作會議上，習近平總書記強調：“使各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協同效應。”［1］2018年，教育部在《關于加快建設高水平本科教育全面提高人才培養能力的意見》中提出，要強化課程思政和專業思政，著力推動高校全面加強課程思政建設，做好整體設計。2020年，教育部印發《高等學校課程思政建設指導綱要》，旨在全面推進高校課程思政建設，發揮好每門課程的育人作用，提高高校人才培養質量。從課程思政概念的提出至今各高等院校都在積極推進課程思政建設，業已產生了豐富的建設成果。隨著國家政策要求的細化，以及對課程思政建設內涵理解的更加深入，課程思政必將迎來新一輪建設高潮。

“工程力學”是高等院校大多數工科類專業必修的一門重要的理論基礎課，在高校的課程體系中占據著重要地位。該課程為“結構力學”“結構動力學”“機械原理”等專業課程提供了理論基礎。“工程力學”也是一門解決實際工程問題的課程，涉及的力學理論在航空航天裝備、微電子設備、多功能材料、大型橋梁和隧道等研發和設計中有廣泛應用。

綜上可見，“工程力學”課程與其他專業課相比具有更廣的覆蓋面。因此，開展“工程力學”課程的思政建設尤為重要。

一、研究現狀及發展動態分析

通過對“工程力學”課程思政建設的相關文獻進行詳細調研，發現西南交通大學、北京工業大學、上海海洋大學等多所高校已提出了“工程力學”課程思政建設項目，從教學目標的改進、教學大綱的修訂、教學內容的調整、教學方法的創新等系列改革措施出發，進行了課程思政建設的探索。

西南交通大學的沈火明和劉娟［2］從2018年開始，以“工程力學”課程為載體，加強課程育人實踐，積極探索課程思政，充分挖掘課程內容中的思政元素，創新課程教學方法，強化課程育人功能，并將課程思政作為一流課程建設的重要內容與教學改革的重要方面，取得了實效。

北京工業大學的楊慶生等［3］在校級教育教學重點項目、面上項目以及教育部項目的資助下，于2018年開始了“工程力學”課程思政建設探索，取得了豐碩的成果。他們提出將課程思政融入慕課與新形態教材，利用現代信息傳播手段，形成多側面、多媒體的課程思政格局。目前，他們已建立了包含課程思政元素的“工程力學”慕課，已出版了包含多個課程思政案例的“工程力學”教材。

上海海洋大學的袁軍亭等［4］在校級課程思政項目的支持下，從教學內容的特點、教學方法的改進出發實施“工程力學”課程思政。他們在原有課程內容中引入自然界或工程中的案例，激發學生的學習興趣，同時以設計失敗的案例來警示學生從事工程設計一定要有嚴謹的科學態度。

青島科技大學的孫雙雙等［5］在廣泛調研、多次參會學習的基礎上，制訂了以師資隊伍建設為保障、以課程建設為基礎、以工程教育專業認證的標準和畢業要求為指導的“工程力學”課程思政教育教學改革方案。

內蒙古科技大學的賈寶華等［6］在校級課程思政教學改革研究項目的支持下，在課程原有目標的基礎上，增加了思想政治教育目標，并對教學大綱進行修訂，從愛國主義教育、思辨能力培養、勵志案例引導、工程素養培養四個方面出發，在課程內容中增加了思想政治教育的典型案例。

此外，還有多所高校業已開展了“工程力學”課程思政建設，取得了一定的進展和成果［7-12］。盡管目前針對“工程力學”課程思政已進行了大量的探索和實踐，但仍存在一些問題。例如，當前高校本科生課程改革導致理論課學時普遍被壓縮，“工程力學”課程也面臨同樣的問題。在學時減少的情況下，在保證課程教學質量的前提下，完成原有課程教學內容的同時，在課堂上還要規劃時間引入思政元素和案例，這對于“工程力學”課程思政建設無疑是一個巨大挑戰。現有思想政治教育方案存在的一個問題是沒有考慮課程學時，難以在課堂上實施，有紙上談兵之嫌。另外，眾所周知，思政元素只有有效融入課堂教學才能達成思想政治教育的目標。若將思政元素生搬硬套地塞進課堂，不僅會讓學生產生一種被強行灌輸的感覺，引起學生的反感，影響思想政治教育效果，還會打亂授課的邏輯和節奏，影響理論知識的教學效果。

二、課程思政建設中的關鍵問題

要想使課程思政無痕地融入教學，達到潤物無聲的效果，首先要解決的一個關鍵問題就是“工程力學”課程學時緊張與思政元素引入必要性之間的矛盾。為此，需要對實施課程思政的課程進行全面改革，包括教學目標中思想政治教育目標的補充、教學大綱的修訂、先進教學方法的探索、教學內容的擴充、課程教案的重新設計等。以課程思政為基礎的新一輪課程改革目標應是以基本理論知識講解為主線，以貫穿知識點的邏輯分析為引導，以力學與工程、生活實踐的聯系為切入點，在各個知識點中挖掘合適且關聯性強的思政元素，并合理規劃思政元素的學時分配，從而實現知識傳授、能力培養和價值塑造“三位一體”的教學目標。

在進行基于課程思政的全面改革時，可從以下方面出發進行思政元素與課程內容的有機結合，具體為：（1）結合授課學生專業、課程學時、教學大綱要求，挖掘與課程內容相關的思政元素，建立思政元素與各個知識點之間的有機聯系，并按一定課時比例引入思政元素，即對思政元素所占的課時比例進行精準設計。（2）以整個課程內容為基礎，對思政元素的分布進行規劃，保證思政元素分散在課程的各個知識點中。這是為了避免在某一個知識點集中講述大量思政案例，既影響理論內容的教學效果，又容易引起學生的反感。（3）在設計思政元素時，應有所側重。例如，針對重點和難點內容設計思政示范案例，以幫助學生理解課程內容，加深記憶。（4）課程思政的關鍵在于落實，即在課堂上，課程組所有教師要能夠將思政元素自覺地融入教學。

三、課程思政元素的規劃與案例設計

以“工程力學”課程為載體，開展課程思政建設，需要在整個課程的教學設計中融入思政元素。本節以三個案例為例，闡述思政元素的規劃與案例設計。

（一）貫穿整個課程的思維導圖

對于非力學類的工科專業而言，“工程力學”課程的課時安排較少，教師無法全面、系統地講授“工程力學”的知識點。在課程講授中，除了理論和方法外，還應使學生掌握力學中解決問題的邏輯思維，建立科學的思維方式。這種科學的思維方式的培養，對于學生今后的課程學習以及工作都意義重大。

由于“工程力學”課程包含“靜力學”和“材料力學”兩部分內容，這兩部分內容之間的區別和聯系是學生最大的疑問。對于這兩部分內容區別和聯系的理解，有助于學生建立明確、清晰的邏輯思維圖。因此，在緒論部分課程中，在說明靜力學和材料力學的研究內容后，需要說明兩部分內容之間的關系。如圖1所示，設計兩個邏輯關系圖來說明靜力學和材料力學內容之間的聯系和區別。

另外，在材料力學的研究內容中，基本變形屬于重點，而各個基本變形的分析思路類似，講述與分析的邏輯相同，若能采用類比的方法進行講授與學習，能做到事半功倍。為此，針對不同知識點設計了包含重點和難點內容的思維導圖，引導學生采用類比法學習，并幫助他們建立起材料力學各個知識點之間的聯系，將學生認為乏味、抽象的知識點變得簡單易懂。圖2給出了軸向拉壓、剪切與擠壓、扭轉、彎曲部分的思維導圖，這些思維導圖可以引導學生進行聯想記憶。

（二）貫穿整個課程的勵志案例引導：力學發展與力學家的故事

通過對力學發展歷程的介紹，讓學生對力學與科學精神、力學與工程的關系建立起清晰的認知。例如，在推導純彎曲梁橫截面上的正應力時，可簡要介紹彎曲正應力分布規律的研究歷程。伽利略認為彎曲正應力沿高度均勻分布，馬略特則認為其從下邊緣的零值線性增加至上邊緣達到最大值，直到胡克提出正應力是以梁的中性層為零值的線性分布。可見，科學家提出的假設不一定正確，課程中介紹的理論公式看似簡單，實際上是經過力學家多年研究得到的結論。

通過對著名力學家的生平事跡和科學貢獻的介紹，激勵學生即使遇到困境也不要忘記本心，培養學生的愛國主義精神和嚴謹的科學精神。例如，在講解平面簡單桁架的內力計算部分，介紹桁架在工程設計中的應用時，以錢塘江大橋為例，簡要介紹錢塘江大橋在橋梁建設中的地位，以及茅以升從小立志要掌握建橋技術及建橋炸橋的故事。另外，在分析低碳鋼拉伸曲線時，引入胡克定律，可簡要介紹科學家胡克，他不僅在力學領域有重大成就，而且在光學、天文學、生物學以及城市設計與建筑方面也有卓越的貢獻，激勵學生要廣泛培養興趣愛好，提高綜合素質。在穩定性分析中，介紹歐拉公式時，可簡要介紹著名科學家歐拉，通過他身殘志堅的生平介紹，引導學生面對困境時要增強信心，要以堅韌不拔的毅力克服困難。

（三）貫穿整個課程的力學與工程、力學與生活的新聞、視頻、話題討論

“工程力學”課程的特點是理論性較強，但趣味性不足。為此，在設計思政元素時，可將力學與工程、力學與生活聯系起來，以激發學生的學習興趣。

一方面，在中國科技發展、裝備制造等的新聞里尋找力學理論的應用，在課間播放利用力學知識解決工程問題的紀錄片或視頻，既是對授課內容的有益補充，又能潛移默化地激發學生的學習動力以及對科學研究的興趣。例如，在扭轉變形概述時，可播放“藍鯨2號”鉆井平臺探測可燃冰的視頻，引導學生分析轉軸的變形，并說明“藍鯨2號”鉆井平臺的突破及其重大意義，在引導學生思考的同時，將課程內容與我國社會發展中的重大裝備研制聯系了起來。在壓桿穩定概述中，引入南京電視臺演播中心由于腳手架失穩造成屋頂模板倒塌、加拿大魁北克大橋失穩破壞等反面案例，借助這些失敗的工程案例，突出強調科學合理的力學設計以及保質保量的工程施工對工程結構安全性的決定性作用，強化學生的責任心與使命感。

另一方面，介紹實際生活中巧妙應用力學理論的案例，讓學生感知生活中的力學，意識到力學原理應用之廣，鼓勵學生善于觀察、勇于探索與實踐。例如，對應力集中的理解伴隨社會的發展和進步，從最初忽略應力集中導致重大事故，到盡量避免應力集中來改進設計，直到現在利用應力集中解決問題。生活中，食品包裝袋的鋸齒或切縫設計、砍樹時的三角形豁口、玻璃切割時表面的劃痕，都是應力集中的應用。可見，力學并不“高冷”，力學知識伴隨我們的生活。

此外，鑒于課堂教學時間有限，可利用課程微信群、課程平臺等發布相關素材，例如國產大飛機C919試飛、港珠澳大橋建成通車等，鼓勵學生對感興趣的內容留言，談談自己的理解和感悟，以啟發和引導學生。

結語

本文提出了“工程力學”課程思政建設的思路。首先，對各個高等院校“工程力學”課程思政的成果進行了總結與分析；其次，提出了“工程力學”課程思政建設中需要解決的關鍵問題，并對思政元素與課程內容的有機結合提出了四個建議；最后，以三個案例為例，闡述了以整個課程教學設計為基礎的思政元素規劃和案例設計。

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）.

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［12］趙樹萍.工程力學課程思政元素的挖掘與融合［J］.農業技術與裝備，2021（8）：110-111.

Exploration and Practice of Curriculum Ideology and Politics in the Course of Engineering Mechanics

SHAN Mei-juan， SHUI Guo-shuang

（School of Physical Science and Engineering， Beijing Jiaotong University， Beijing 100044， China）

Abstract： Engineering mechanics is an important basic course required by most engineering majors in colleges and universities， and it is a good field for curriculum ideology and politics construction. Therefore， this paper presents an idea of ideological and political construction based on the engineering mechanics course. Firstly， achievements of ideological and political education of engineering mechanics courses in colleges and universities are summarized and analyzed. Then， the key problems that need to be solved in the ideological and political construction of engineering mechanics courses are proposed， and four suggestions are presented for organic combinations of ideological and political elements and contents of the course. Finally， three cases are introduced to illustrate the planning and case design of ideological and political elements based on the entire instructional design of the course.

Key words： Engineering Mechanics; curriculum ideology and politics; key problem; planning of ideological and political elements; case design