新工科背景下工程力學課程思政實踐探索

摘要：為助力國家新工科建設，適應新形勢下人才培養(yǎng)需求，工程力學課程的思政建設研究與實踐勢在必行。首先，優(yōu)化教學內(nèi)容，在工程力學課程的理論與實踐中融入思政教育；其次，創(chuàng)新教學方法，采用案例教學、項目實踐等形式，引導學生將工程力學知識與社會發(fā)展、工程倫理等問題相結(jié)合，并通過團隊合作和實踐項目，培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作精神和社會擔當；最后，建立有效的評價體系，綜合考量學生的綜合素質(zhì)和思政教育效果，形成協(xié)同育人效應。

關鍵詞：工程力學；課程思政；新工科；教學實踐；評價體系

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：1005-2909（2024）06-0149-07

教育部自2017年起啟動了新工科建設，新工科建設的內(nèi)涵是以立德樹人為引領，以應對變化、塑造未來為建設理念，以繼承與創(chuàng)新、交叉與融合、協(xié)調(diào)與共享為主要途徑，為未來培養(yǎng)多元化、創(chuàng)新型卓越工程技術(shù)人才［1］。這項計劃要求工科高校在工程科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中發(fā)揮主導作用，培養(yǎng)大批多樣化、創(chuàng)新型卓越工程科技人才。新工科建設是中國積極適應全球工程教育發(fā)展趨勢的實踐，也是中國工程教育范式變革的必然選擇［2］。新工科主要表現(xiàn)出引領性、交融性、創(chuàng)新性、跨界性、發(fā)展性等特征。同時，新工科教育注重培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力、實踐能力和社會責任感，要求工程力學課程在傳授專業(yè)知識的同時，更加注重思想政治教育的融入和實踐能力的培養(yǎng)［3-5］。

首先，全球科技創(chuàng)新競爭的加劇，使得工程力學課程需要更加貼近實際工程應用和產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求。新工科背景下的工程力學課程需要關注最新的科技動態(tài)和工程實踐案例，引導學生深入了解和分析實際工程問題，培養(yǎng)學生解決復雜問題的能力。這不僅需要教師具備深厚的專業(yè)知識和實踐經(jīng)驗，還需要注重教學方法和教材內(nèi)容的更新與創(chuàng)新，以激發(fā)學生的學習興趣和實踐動力。其次，新工科背景下的工程力學課程需要更加注重學生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)業(yè)精神的培養(yǎng)。創(chuàng)新是推動社會進步和經(jīng)濟發(fā)展的重要動力。工程力學應通過引入創(chuàng)新案例、開展創(chuàng)新實踐項目和組織學生參與科技競賽等，激發(fā)學生的創(chuàng)新潛能，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維。最后，新工科背景下的工程力學課程還需要更加關注學生的社會責任感和道德素養(yǎng)的培養(yǎng)。隨著社會對可持續(xù)發(fā)展的關注度增加，工程師的社會角色也在發(fā)生變化，工程力學課程應引導學生認識自身的職責和使命，加強學生對工程倫理和社會影響的思考，培養(yǎng)其社會責任感與全球視野。

綜上，新工科背景下亟待進行工程力學課程思政實踐探索，重點在于促進思政教育與工程力學教育相結(jié)合，使學生在專業(yè)知識的學習中獲得思想道德的熏陶和全面發(fā)展［6-7］。

一、新工科背景下工程力學課程思政教改的必要性與挑戰(zhàn)

工程力學課程是傳授學生力學原理和解題方法的科學課程，蘊含著一定的思政元素。新工科要求工程人才既需要具備廣泛的知識結(jié)構(gòu)，又需要具備較高的思想道德素養(yǎng)和社會責任感［8］。在新工科背景下，土木工程專業(yè)的工程力學課程教學探索具有重要意義。眾多學者深入研究了新工科教育的內(nèi)涵與外延。新工科秉承CDIO教育理念，以全生命周期為載體，以產(chǎn)出為導向，著重落實立德樹人這一根本任務［1］，旨在培養(yǎng)具備解決復雜工程問題的專業(yè)知識和技術(shù)能力，擁有全球視野、人文素養(yǎng)的優(yōu)秀人才。新工科強調(diào)學科交叉、融合創(chuàng)新，注重培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和實踐能力，這與工程力學的教學目標相契合。學生在工程力學課程的學習過程中會接觸不同的決策情境，思政教育可以引導學生深入思考工程實踐中的倫理和道德問題，培養(yǎng)其職業(yè)道德觀念和倫理意識，提升其職業(yè)操守。在新工科的理念下，可持續(xù)發(fā)展成為工程實踐的重要方向，思政教育可引導學生認識工程決策和設計對環(huán)境、社會和經(jīng)濟的影響，促進學生將工程力學應用于可持續(xù)解決方案的開發(fā)和實施。思政教育還可以通過案例分析、討論、辯論等形式，激發(fā)學生的創(chuàng)新意識，有意識地培養(yǎng)學生的批判性思維，提高其綜合素質(zhì)和創(chuàng)造力。總之，在工程力學課程中加入思政教育元素，可以培養(yǎng)學生的社會責任感、創(chuàng)新精神、職業(yè)道德等，使其成為優(yōu)秀工程師［9］。

針對工程力學課程思政教育的現(xiàn)狀，需要認識到其中存在著不少挑戰(zhàn)，主要包括以下四個方面。（1）教師思政素質(zhì)不足。部分工程力學課程的教師缺乏思政教育方面的理論和實踐知識，導致教師在課程中無法有效地融入思政教育元素，或者無法引導學生進行深入的思辨和討論。（2）課程內(nèi)容與思政教育融合難度較大。工程力學課程的內(nèi)容主要圍繞力學原理和應用展開，與思政教育的內(nèi)容和方法存在一定的差異。將思政教育與工程力學課程內(nèi)容有機融合，需要教師具備較高的教學設計和創(chuàng)新能力［10］。（3）學生對思政教育的興趣和認可度不高。在工程類專業(yè)中，學生普遍更關注專業(yè)知識和技能的學習，未能積極參與課程中的思政教育，影響思政教育的效果。（4）評估和反饋機制不完善。目前缺乏對工程力學課程思政教育的評估和反饋機制，無法及時了解學生的接受程度，也影響教師的教學改進和優(yōu)化。解決這些挑戰(zhàn)需要綜合考慮課程設計、教師培訓、學生參與，以及評估體系的建設。

二、工程力學課程思政的設計與建設方案

（一） 教學內(nèi)容設計

工程力學課程涉及數(shù)學、物理等基礎學科的內(nèi)容，如何在內(nèi)容繁多且課時有限的情況下深挖思政元素是力學課程思政建設的關鍵。工程力學課程思政元素主要包括愛國主義情懷與團隊合作精神、認知辯證、全面發(fā)展意識、個人價值觀、匠心精神、能屈能伸與厚德載物、創(chuàng)造精神、見微知著八個方面。

1. 愛國主義情懷與團隊合作精神

教師可以通過講解力學原理在古今中外重大工程中的運用，引導學生樹立遠大理想和愛國主義情懷。在小組討論和課題研究中，鼓勵學生互相配合，共同解決問題，體驗團隊合作的重要性。同時，強調(diào)國家的發(fā)展也需要團結(jié)協(xié)作，提升學生對國家和集體利益的認識，培養(yǎng)其奉獻精神。

2. 認知辯證

認知辯證在工程力學課程中表現(xiàn)為對事物本質(zhì)和規(guī)律的認識。教師可以通過分析和講解工程實例，培養(yǎng)學生的辯證思維和解決問題的能力，例如，基于力的知識點，引導學生進行相對性與絕對性的思考，以及客觀性與主觀性的認識。學生通過學習和思考相關概念，能夠理解工程的復雜性和多變性，并能夠以更全面、客觀的方式分析問題和作出決策。

3. 全面發(fā)展意識

全面發(fā)展意識在工程力學課程中表現(xiàn)為對知識、能力和素質(zhì)的綜合培養(yǎng)。教師可以通過講解工程力學基本原理和方法，培養(yǎng)學生的邏輯思維和創(chuàng)新能力，例如，基于力學的基本概念，結(jié)合“木桶理論”，讓學生認識一個結(jié)構(gòu)或者構(gòu)件的成敗取決于其“最弱”的位置，每個人也應思考自己的“短板”所在，并盡早補足，從而提高綜合素質(zhì)，形成全面發(fā)展的意識。

4. 個人價值觀

在樹立個人價值觀方面，工程力學課程強調(diào)職業(yè)道德和社會責任。教師可以通過講解工程倫理、職業(yè)道德和社會責任，引導學生樹立正確的價值觀和人生觀，例如，結(jié)合“稻稈”案例，說明生長的規(guī)律，并引用名句“喜看稻菽千重浪，遍地英雄下夕煙”，陶冶學生的情操。公正與平等、堅韌與毅力作為個人價值觀的核心元素，可以幫助個人在實際生活中做出正確的選擇，以堅定的意志面對挑戰(zhàn)和困難。

5. 匠心精神

匠心精神在工程力學課程中表現(xiàn)為工作時認真細致和精益求精的態(tài)度。教師可以通過分析和講解工程實例，引導學生理解匠心精神在工作中的重要性，培養(yǎng)學生的敬業(yè)精神和職業(yè)素養(yǎng)，例如，梁結(jié)構(gòu)的設計需要考慮各種情況下的變形和破壞，以確保結(jié)構(gòu)安全可靠，這種詳細的設計體現(xiàn)了精益求精的態(tài)度。

6. 能屈能伸與厚德載物

能屈能伸與厚德載物在工程力學課程中涵蓋了對待挫折和成功的態(tài)度。教師可以通過分享個人經(jīng)歷和成功案例，培養(yǎng)學生的心理承受能力和積極向上的心態(tài)。同時，在團隊合作和實踐操作中，也應引導學生形成厚德載物的品質(zhì)，即肩負重任。

7. 創(chuàng)造精神

創(chuàng)造精神在工程力學課程中表現(xiàn)為對創(chuàng)新和突破的追求。教師可以通過分析和講解工程實例，激發(fā)學生的創(chuàng)新思維和突破意識，鼓勵學生在實踐中嘗試新方法、新思路，例如，結(jié)合變形原理，引導學生在解決問題和優(yōu)化設計方案時注重創(chuàng)新精神，鼓勵學生嘗試采用新結(jié)構(gòu)，以達到更好的性能和效果，培養(yǎng)學生勇于嘗試和開拓進取的品質(zhì)。

8. 見微知著

見微知著在工程力學課程中表現(xiàn)為對細節(jié)和整體的認識。教師可以通過分析和講解工程實例，引導學生關注細節(jié)和整體的關系，在細節(jié)中發(fā)現(xiàn)問題的本質(zhì)和規(guī)律，并通過講解實踐操作中的質(zhì)量控制和安全管理，培養(yǎng)學生的嚴謹態(tài)度和安全意識，例如，結(jié)合力學課程知識，介紹軸壓力的量變，促進學生理解理想壓桿力學模型的簡化問題，提升學生見微知著的能力。只有具備智慧和洞察力的人，才能提前應對挑戰(zhàn)。

（二） 課程思政建設方案

針對新工科背景下工程力學課程思政建設，本文提出“五個結(jié)合”的建設思路，從教學目標、教學內(nèi)容、教學融入點、教學方法、教師水平五個方面探討具體方案與舉措，如圖1所示。

1. 思政教學目標與課程培養(yǎng)目標結(jié)合

工程力學課程的教學內(nèi)容需要不斷更新和優(yōu)化，以適應新工科背景下人才培養(yǎng)的新需求。這需要結(jié)合新技術(shù)、新理論、新應用，不斷引入新的教學內(nèi)容和方法，激發(fā)學生的學習興趣和創(chuàng)新精神。思政教學的目標與工程力學課程的目標都強調(diào)培養(yǎng)正確的價值觀、增強社會責任感和創(chuàng)新精神，如圖2所示。通過典型案例和實踐教學，如建筑工程質(zhì)量與安全、環(huán)境保護與可持續(xù)發(fā)展等，讓學生直接面對工程中的倫理和道德問題，分析涉及的價值觀沖突和道德選擇，促使學生形成正確的價值觀；引導學生學生了解工程決策對社會和環(huán)境的影響，培養(yǎng)學生的社會責任感；組織學生參與實際工程項目，讓學生將理論知識應用于實踐，并通過不斷地探索和嘗試，解決各種挑戰(zhàn)和難題，形成創(chuàng)新能力。

2. 思政教學內(nèi)容與學科背景結(jié)合

工程力學是結(jié)構(gòu)大類學科中的重要分支，主要研究力學原理在工程領域中的應用，學習內(nèi)容包括靜力學、動力學、材料力學等基本原理及其應用。在學科背景的介紹中引入與思政教育相關的案例和理論知識，可以使學生了解課程內(nèi)容的同時，對社會問題有更深入的認識和理解，從而提升他們的思想境界。新工科教育理念主張以學生為核心，強調(diào)學科間的交融，注重實踐能力和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。新工科建設的目標之一是實現(xiàn)工科教育從學科導向轉(zhuǎn)向產(chǎn)業(yè)需求導向，以滿足新興產(chǎn)業(yè)對人才的需求，因此，在工程力學課程的思政建設中，需遵循新工科建設的指導思想，融入智能建造、綠色建筑、3D打印建筑等新興領域的內(nèi)容。智能建造的學習有助于學生了解行業(yè)發(fā)展趨勢，培養(yǎng)創(chuàng)新思維和實踐能力；綠色建筑理念的學習有助于培養(yǎng)具有環(huán)保意識和可持續(xù)發(fā)展觀念的工程師；3D打印技術(shù)的學習有助于激發(fā)學生的創(chuàng)新精神和應用能力。除此之外，在教學的過程中可以從力學與數(shù)學根本原理出發(fā)，向其他工程學科拓展，讓學生更深入地了解工程力學的本質(zhì)和應用，例如，在講解流體力學和固體力學的基本原理時，可以引入機械、土木、航空航天等領域的案例，培養(yǎng)學生的工程素養(yǎng)和創(chuàng)新能力，并上升至哲學層面進行討論，讓學生深入地理解工程力學的意義和價值。

3. 思政融入點與理論知識點結(jié)合

在思政融入點的設計上，應該避免思政教學與理論教學的割裂。思政教學旨在培養(yǎng)學生正確的世界觀、人生觀和價值觀，理論教學旨在促進學生掌握學科的基本理論知識和技能，為將來的實踐打下堅實基礎。在教學中，可以深度挖掘思政元素和理論知識點的內(nèi)在關聯(lián)，通過精心設計教學內(nèi)容，實現(xiàn)思政教育與理論知識點的合理過渡。思政教育自然地融入工程力學的理論教學，可潛移默化地影響學生的思想境界和價值觀，培養(yǎng)學生成為具有社會責任感和創(chuàng)新精神的優(yōu)秀工程技術(shù)人才，達到“春風化雨、潤物無聲”的育人效果。具體結(jié)合方式如圖3所示。

4. 思政教學方法創(chuàng)新與理論教學方法創(chuàng)新結(jié)合

思政教學方法創(chuàng)新與工程力學理論教學方法創(chuàng)新結(jié)合，有助于增強學科內(nèi)涵，培養(yǎng)更具綜合素質(zhì)和社會責任感的優(yōu)秀工程技術(shù)人才，為建設創(chuàng)新型國家貢獻智慧和力量。在工程力學課程中，將思政教育的落地與育人實效提升作為目標，在調(diào)整和完善內(nèi)容的同時，不可忽視教學方法的創(chuàng)新。教師應意識到學生不再是被動的接受者，而是思政教育的對象和實施者，教學應以學生發(fā)展為中心，突出雙向互動，擴大學生在思政學習中的參與度，并優(yōu)化其實踐體驗。啟發(fā)式、引導式、案例和項目式教學應成為主要教學手段，以落實立德樹人根本任務。通過課前引導、課中討論、課后作業(yè)等方式，提高學生的參與度，并記錄學生的參與細節(jié)，可最大化實現(xiàn)思政教學與專業(yè)教學的協(xié)同效應。例如，在工程力學教學中引入泰坦尼克號事件，分析沉船原因，強調(diào)船體構(gòu)造中的倫理和哲學因素，讓學生了解工程倫理學的重要性，塑造未來工程師“關愛生命、關愛自然、尊重公平正義”的可持續(xù)發(fā)展價值觀。具體教學模式如圖4所示。

5. 教師提升與學生培養(yǎng)結(jié)合

將思政教育與教師提升、學生培養(yǎng)相結(jié)合，對于工程力學課程的融合至關重要。教師作為教學引導者、課程思政建設的主力軍，其思政能力和參與方式是提升課程思政水平的關鍵。切實培養(yǎng)教師的思政能力可以從兩方面入手：一方面，通過思政課程研討會、講座等形式，持續(xù)深化理論學習，夯實教師的思政理論基礎；另一方面，通過師德師風教育、職業(yè)素養(yǎng)培訓等，引導教師樹立正確的教育觀念，提高教師的道德素質(zhì)。教師提升與學生培養(yǎng)的結(jié)合是為了更好地開展思政教育，特別在工程力學課程中，教師應了解學生的需求和特點，將思政教育有機地融入工程力學的理論教學，引導學生在學科內(nèi)容中感悟倫理道德，在實踐中反思工程技術(shù)與社會責任的關系，培養(yǎng)學生對社會問題的關注和思考能力。

三、建立工程力學課程思政考核與評價體系，探索課程思政永久性機制

將思政成績計入工程力學課程總成績，是促進學生參與和接受課程思政的一項有效措施。課程總成績包括四部分，線上學習成績占10%、平時成績占20%、思政成績占10%、期末考試成績占60%。線上學習成績根據(jù)學生的視頻學習情況、參與討論情況、測驗成績等進行綜合評分，平時成績根據(jù)學生的出勤率、課堂表現(xiàn)、隨堂測驗成績、課后作業(yè)完成情況等進行綜合評分，思政成績則包括對學生思想品質(zhì)和道德觀念的考查，通過向?qū)W生發(fā)布主觀及客觀測驗題的形式，考察學生的價值觀、世界觀、人生觀等，通過引用有關道德觀念的熱點時事，鼓勵學生發(fā)表核心看法，考察學生對待善惡、是非的態(tài)度。

此外，增加學生反饋與教學效果評價環(huán)節(jié)，一是通過問卷調(diào)查、座談會等方式，了解學生對思政考核方式的看法和建議，并根據(jù)學生的反饋情況，進一步完善優(yōu)化教學模式；二是通過考試成績、作業(yè)完成情況等了解學生的學習效果，提高學生學習積極性和主動性。通過建立工程力學課程的思政考核與評價體系，探索課程思政永久性機制，高校能夠更好地推進課程思政教育的落地與發(fā)展，確保思政教育在工程力學課程中發(fā)揮長久影響力。

四、結(jié)語

新工科旨在培養(yǎng)具備創(chuàng)新精神和實踐能力的新興工程科技人才，新工科背景下的工程力學課程教學探索具有重要的意義。全面研究和改革工程力學課程，包括課程思政、內(nèi)容優(yōu)化、教學實施改革、評價系統(tǒng)探索、教材體系建設等方面。通過不斷調(diào)整課程設置、優(yōu)化教學內(nèi)容和改進教學方法等，可以更好地體現(xiàn)新工科背景，提高工程力學課程的教學質(zhì)量和效果，培養(yǎng)更多具有創(chuàng)新思維和實踐能力的優(yōu)秀人才。目前，土木工程專業(yè)工程力學課程思政方面尚存在一些問題：（1）工程力學課程思政元素較少，還需深度挖掘；（2）由于思政元素的加入，課時緊張的狀況更為嚴重；（3）課程思政評價標準需進一步規(guī)范。相應的解決辦法：（1）聯(lián)合本學院其他專業(yè)的教師一起交流、討論，形成教學團隊，共同挖掘思政元素，優(yōu)化課程思政的內(nèi)容及形式；（2）結(jié)合土木工程專業(yè)特色，精選能夠?qū)⑺颊嘏c專業(yè)有效結(jié)合的案例，做到少而精，充分利用有限的學時；（3）利用超星學習通平臺記錄教學過程，并結(jié)合問卷調(diào)查，不斷完善評價體系。

思想政治教育是培養(yǎng)學生正確的世界觀、人生觀、價值觀的重要環(huán)節(jié)。思想政治教育可促進學生思考社會現(xiàn)象、了解國家政策，樹立正確的價值導向，成為具有良好品德和社會責任的有志青年。對于工程力學課程而言，在實施課程思政時，建立課程思政教學目標與課程培養(yǎng)目標結(jié)合、思政教學內(nèi)容與學科背景結(jié)合、思政融入點與理論知識點結(jié)合、思政教學方法創(chuàng)新與理論教學方法創(chuàng)新結(jié)合、教師提升與學生培養(yǎng)結(jié)合等“五個結(jié)合”體系，能夠確保思政教育深入貫穿整個課程，使學生終身受益。學生不僅掌握了工程力學學科的專業(yè)知識，提高了工程實踐應用能力，而且具有正確的價值觀和社會責任感，能夠為社會發(fā)展和國家繁榮做出積極貢獻。

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（責任編輯 代小進）

基金項目：國家自然科學基金（12102031）；北京市高等教育學會課題（MS2022021）；北京建筑大學教育科學研究項目（Y2034）