結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)課程思政教學(xué)實(shí)踐探索

賀文宇 王佐才 扈惠敏

摘? 要：研究生專業(yè)課程思想教育是實(shí)現(xiàn)高校育人目標(biāo)的重要途徑。為促進(jìn)高校研究生的專業(yè)理論教育水平與思政教育水平協(xié)同發(fā)展，需將思政教育融入“三全育人”綜合改革中。該文以結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)課程為例，探索高校研究生專業(yè)課程思政教學(xué)的創(chuàng)新方法，并提供代表性實(shí)施案例。將課程思政貫穿于專業(yè)課教學(xué)內(nèi)容，提升高校育人實(shí)效，增強(qiáng)新時(shí)代研究生素質(zhì)。

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué);課程思政;教學(xué)設(shè)計(jì);教學(xué)案例;教學(xué)實(shí)踐

中圖分類號(hào)：G642? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2096-000X（2024）08-0025-05

Abstract： The cultivation of ideological and political education of postgraduates is an important way to realize the goal of education in colleges and universities. To promote the coordinated development of professional theoretical education and ideological and political education of graduate students in colleges and universities， it is essential to integrate the ideological and political education into the comprehensive reform of "Three Comprehensive Education". Taking the course of Structural Dynamics as an example， this paper explores the innovative methods of ideological and political education in professional courses for graduate students. Representative implementation cases are provided to integrate the course of ideological and political education into the teaching content of professional courses， thus the education effectiveness and the quality of graduate students are enhanced.

Keywords： Structural Dynamics; curriculum-based ideological and political education; teaching design; teaching case; teaching practice

習(xí)近平總書記強(qiáng)調(diào)，要堅(jiān)持顯性教育和隱性教育相統(tǒng)一，挖掘其他課程和教學(xué)方式中蘊(yùn)含的思想政治教育資源，實(shí)現(xiàn)全員全程全方位育人?！叭恕币鋵?shí)好立德樹人根本任務(wù)，把思想政治教育貫穿人才培養(yǎng)全過程和各環(huán)節(jié)[1]。2020年，《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》（以下簡(jiǎn)稱《綱要》）指出：“全面推進(jìn)課程思政建設(shè)，就是要寓價(jià)值觀引導(dǎo)于知識(shí)傳授和能力培養(yǎng)之中，幫助學(xué)生塑造正確的世界觀、人生觀、價(jià)值觀，這是人才培養(yǎng)的應(yīng)有之義，更是必備內(nèi)容。[2]”《綱要》要求高校全面推進(jìn)課程思政建設(shè)，使各類課程與思政課程同向同行，形成協(xié)同效應(yīng)，構(gòu)建“三全育人”大格局。

本文以研究生結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)課程為例，探索高校研究生專業(yè)課程思政教學(xué)的創(chuàng)新方法，并提供代表性實(shí)施案例。將課程思政貫穿于專業(yè)課教學(xué)內(nèi)容，提升高校育人實(shí)效，增強(qiáng)新時(shí)代研究生素質(zhì)。

一? 課程介紹

結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)是土木工程專業(yè)橋梁與隧道工程、結(jié)構(gòu)工程和減災(zāi)防災(zāi)及防護(hù)工程三個(gè)專業(yè)方向的碩士研究生學(xué)位課程，主要介紹分析動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)及運(yùn)動(dòng)方程的建立、單（多）自由度體系和分布參數(shù)體系動(dòng)力參數(shù)和響應(yīng)特性、動(dòng)力反應(yīng)數(shù)值分析方法、離散化分析、隨機(jī)振動(dòng)分析和結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)專題[3-4]。

結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)課程具有較好的哲學(xué)性、創(chuàng)新性和前沿性，容易激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培育建設(shè)社會(huì)主義祖國(guó)的使命感和榮譽(yù)感，厚植愛國(guó)主義情懷，適合培養(yǎng)學(xué)生“對(duì)立統(tǒng)一”“復(fù)雜問題簡(jiǎn)單化”和“抓主要矛盾”等辯證唯物主義思想，“敬業(yè)、精益、專注、創(chuàng)新”的大國(guó)工匠精神和作為土木工程師的職業(yè)道德和責(zé)任意識(shí);凸顯課程的價(jià)值引領(lǐng)功能，切實(shí)提升課程的育人影響力。

二? 課程思政教學(xué)設(shè)計(jì)

結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)課程的教學(xué)目標(biāo)是：①通過對(duì)分析動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)及運(yùn)動(dòng)方程的建立、單（多）自由度體系和分布參數(shù)體系的介紹，使學(xué)生系統(tǒng)掌握結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的基本理論和分析方法。②通過結(jié)構(gòu)動(dòng)力問題分析中的數(shù)值分析方法、離散化分析和隨機(jī)振動(dòng)分析的介紹，使學(xué)生初步具有分析和解決結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的理論研究和實(shí)際工程問題的能力。

結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)課程的思政育人目標(biāo)是：①立德樹人，把育人作為教學(xué)主要目標(biāo)，推動(dòng)社會(huì)主義核心價(jià)值觀進(jìn)課堂，發(fā)揮課程的價(jià)值引領(lǐng)功能。②在課程教學(xué)中，注重實(shí)踐環(huán)節(jié)、結(jié)合基礎(chǔ)設(shè)施建造和運(yùn)維中的典型動(dòng)力問題，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培育建設(shè)社會(huì)主義祖國(guó)的使命感和榮譽(yù)感，厚植愛國(guó)主義情懷，培養(yǎng)學(xué)生作為土木工程師的職業(yè)道德和責(zé)任意識(shí)。③結(jié)合科研進(jìn)課堂等環(huán)節(jié)，在結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析與計(jì)算中，培養(yǎng)學(xué)生“敬業(yè)、精益、專注、創(chuàng)新”的大國(guó)工匠精神;培養(yǎng)學(xué)生“對(duì)立統(tǒng)一”“復(fù)雜問題簡(jiǎn)單化”和“抓主要矛盾”等辯證唯物主義思想。

結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)采用講授和案例教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)方式，各章節(jié)內(nèi)容、課程思政融入點(diǎn)和目的如圖1所示。

三? 實(shí)施案例

本節(jié)以結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)概述為例，介紹結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)課程思政的具體實(shí)施情況。結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)概述主要內(nèi)容包括：了解結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析的必要性和動(dòng)力荷載的類型;理解結(jié)構(gòu)動(dòng)力計(jì)算的內(nèi)容、特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)離散化方法。思政融入點(diǎn)為結(jié)合基礎(chǔ)設(shè)施動(dòng)力災(zāi)害事故，介紹結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的重要性和交通強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略;從哲學(xué)的角度對(duì)比靜、動(dòng)力的區(qū)別，分析離散化方法的特點(diǎn);介紹有限元的中國(guó)貢獻(xiàn)和有限元軟件的現(xiàn)狀。思政目的為激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培育建設(shè)祖國(guó)的使命感和榮譽(yù)感，厚植愛國(guó)主義情懷;培養(yǎng)學(xué)生作為土木工程師的職業(yè)道德和責(zé)任意識(shí);培養(yǎng)學(xué)生辯證唯物主義思想。結(jié)合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和課程思政目標(biāo)，設(shè)計(jì)了實(shí)施方案，具體如下。

（一）? 動(dòng)力學(xué)分析的必要性

本節(jié)主要結(jié)合基礎(chǔ)設(shè)施動(dòng)力災(zāi)害事故（如地震、風(fēng)災(zāi)、爆炸和撞擊等），介紹結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析的重要性，培養(yǎng)學(xué)生作為土木工程師的職業(yè)道德和責(zé)任意識(shí)。

1）動(dòng)力學(xué)分析的必要性——結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)。以汶川地震（圖2）和海地地震（圖3）為例，介紹地震作用下基礎(chǔ)設(shè)施的破壞情況和破壞形式。

2）動(dòng)力學(xué)分析的必要性——橋梁風(fēng)效應(yīng)。以塔科馬懸索橋風(fēng)毀事件（圖4）、鸚鵡洲長(zhǎng)江大橋和虎門大橋渦激振動(dòng)（圖5）為例，播放視頻資料，介紹風(fēng)荷載作用下橋梁的振動(dòng)和破壞形式。

3）動(dòng)力學(xué)分析的必要性——結(jié)構(gòu)爆炸效應(yīng)。以天津市北辰區(qū)預(yù)制板結(jié)構(gòu)爆炸事故（圖6）為例，介紹爆炸荷載作用下高層建筑的振動(dòng)和破壞形式。

4）動(dòng)力學(xué)分析的必要性——結(jié)構(gòu)撞擊效應(yīng)。以世貿(mào)中心遭受客機(jī)撞擊后倒塌事故（“9·11事件”）（圖7）為例，介紹撞擊荷載作用下高層建筑的振動(dòng)和破壞形式。

采用提問和討論的形式，讓學(xué)生談?wù)剬?duì)動(dòng)力荷載破壞基礎(chǔ)設(shè)施的認(rèn)識(shí)，加深學(xué)生對(duì)動(dòng)力學(xué)分析必要性的理解。激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生作為土木工程師的職業(yè)道德和責(zé)任意識(shí)，培育學(xué)生建設(shè)祖國(guó)的使命感，厚植愛國(guó)主義情懷。

5）動(dòng)力學(xué)分析的必要性——交通強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略。以港珠澳大橋（圖8）為例，首先介紹中國(guó)在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，尤其是橋梁工程領(lǐng)域的成就和國(guó)際地位，增強(qiáng)專業(yè)認(rèn)同感，厚植愛國(guó)主義情懷;其次介紹中國(guó)的交通強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略及其實(shí)施過程中面臨的眾多需要解決的動(dòng)力學(xué)問題，培育建設(shè)社會(huì)主義祖國(guó)的使命感。

（二）? 動(dòng)力荷載

以圖9為例介紹靜力學(xué)與動(dòng)力學(xué)的區(qū)別和聯(lián)系。動(dòng)力學(xué)是研究結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性，在建立動(dòng)力學(xué)方程時(shí)，將慣性力反向作用在結(jié)構(gòu)上作為一種形式上的靜平衡，將動(dòng)力問題比擬為靜力問題，動(dòng)、靜對(duì)立且統(tǒng)一。從方法論的高度闡釋結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)之道，既可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，又可幫助學(xué)生加深理解，提高分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生辯證唯物主義思想。

（三）? 動(dòng)力分析的內(nèi)容和特點(diǎn)

以圖10—11為例，介紹動(dòng)力學(xué)研究的內(nèi)容和特點(diǎn)。從源頭上解釋為何動(dòng)力學(xué)與靜力學(xué)有著本質(zhì)的區(qū)別，培養(yǎng)學(xué)生樹立“抓問題本質(zhì)”的辯證思維體系。動(dòng)力學(xué)研究?jī)?nèi)容主要包括動(dòng)力響應(yīng)分析和動(dòng)力特性分析，兩者之前存在相互轉(zhuǎn)換關(guān)系，體現(xiàn)了方法論中“對(duì)立統(tǒng)一”的思想，將復(fù)雜的時(shí)域問題轉(zhuǎn)化到模態(tài)域研究，體現(xiàn)了方法論中“復(fù)雜問題簡(jiǎn)單化”的思想。

（四）? 動(dòng)力分析的離散化方法

以圖12—14為例，介紹動(dòng)力分析的離散化方法，即集中質(zhì)量法、廣義坐標(biāo)法和有限單元法，從方法論的角度，突出如何從一個(gè)復(fù)雜無限（質(zhì)量、變量和單元）的問題變成簡(jiǎn)單有限（質(zhì)量、變量和單元）的問題，充分展現(xiàn)辯證唯物主義思想在結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。

以圖14為例，介紹結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析之有限單元法方面，我國(guó)馮康院士“獨(dú)立于西方創(chuàng)始了有限元方法”等故事，改變以往眾多學(xué)生以為有限單元法純粹是西方創(chuàng)立的印象，凸現(xiàn)我國(guó)科學(xué)家在重大計(jì)算方法創(chuàng)新中的貢獻(xiàn)，增強(qiáng)學(xué)生的國(guó)家榮譽(yù)感和民族自豪感。

以圖15為例，介紹目前國(guó)際主流的計(jì)算軟件ANSYS、SAP、NASTRAN、ADINA和ABAQUS等，均為國(guó)外產(chǎn)品的情況，引用中國(guó)工程院鄭皆連院士指出的“中國(guó)是橋梁大國(guó)卻非橋梁強(qiáng)國(guó)，輸在了軟件上”，激勵(lì)學(xué)生發(fā)奮圖強(qiáng)，培育學(xué)生建設(shè)社會(huì)主義祖國(guó)的使命感和榮譽(yù)感，厚植愛國(guó)主義情懷。

四? 特色與創(chuàng)新

（一）? 凸顯中國(guó)特色

結(jié)合動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域的中國(guó)成就和中國(guó)短板而展開，重點(diǎn)講述了中國(guó)交通強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略、獨(dú)立于西方創(chuàng)始了有限元方法，增強(qiáng)專業(yè)認(rèn)同感、國(guó)家榮譽(yù)感和民族自豪感，厚植愛國(guó)主義情懷;介紹了中國(guó)有限元軟件開發(fā)方面被“卡脖子”的現(xiàn)狀，激勵(lì)學(xué)生發(fā)奮圖強(qiáng)，培育了學(xué)生建設(shè)社會(huì)主義祖國(guó)的使命感。

（二）? 傳播哲學(xué)思想

深度挖掘提煉結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)中蘊(yùn)含的哲學(xué)元素，介紹結(jié)構(gòu)離散化分析時(shí)，從方法論的角度，突出如何從一個(gè)復(fù)雜無限的問題變成簡(jiǎn)單有限的問題，介紹處理靜力學(xué)和動(dòng)力學(xué)區(qū)別時(shí)將動(dòng)力問題比擬為靜力問題，強(qiáng)調(diào)動(dòng)、靜對(duì)立且統(tǒng)一，培養(yǎng)了學(xué)生“對(duì)立統(tǒng)一”和“復(fù)雜問題簡(jiǎn)單化”等辯證唯物主義思想。

（三）? 正視焦點(diǎn)問題

正視結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域的焦點(diǎn)問題，介紹了2020年結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域最關(guān)注的虎門大橋和鸚鵡洲長(zhǎng)江大橋異常振動(dòng)事件，加深了學(xué)生對(duì)動(dòng)力學(xué)分析必要性的理解，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的積極性和主動(dòng)性，培養(yǎng)了學(xué)生作為土木工程師的職業(yè)道德和責(zé)任意識(shí)。

五? 結(jié)束語(yǔ)

結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)是土木工程專業(yè)橋梁與隧道工程、結(jié)構(gòu)工程和減災(zāi)防災(zāi)及防護(hù)工程三個(gè)專業(yè)方向的碩士研究生最主要的學(xué)位課程之一。本文以結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)課程為例，對(duì)標(biāo)《綱要》，結(jié)合課程良好的學(xué)性、創(chuàng)新性和前沿性，探索了高校研究生專業(yè)課程思政教學(xué)的創(chuàng)新方法，并提供代表性實(shí)施案例，進(jìn)而將課程思政貫穿于專業(yè)課教學(xué)內(nèi)容。課程實(shí)踐激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和建設(shè)祖國(guó)的使命感和榮譽(yù)感;培養(yǎng)了學(xué)生辯證唯物主義思想、大國(guó)工匠精神和作為土木工程師的職業(yè)道德和責(zé)任意識(shí)，實(shí)現(xiàn)了課程的價(jià)值引領(lǐng)功能。

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基金項(xiàng)目：安徽省新時(shí)代育人質(zhì)量工程項(xiàng)目（研究生教育）“結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)課程思政示范課程”（2022szsfkc020）;安徽省高等學(xué)校省級(jí)質(zhì)量工程項(xiàng)目“橋梁工程課程思政示范課程”（2021kcszsfkc326）

第一作者簡(jiǎn)介：賀文宇（1986-），男，漢族，江西萍鄉(xiāng)人，博士，教授，博士研究生導(dǎo)師。研究方向?yàn)橥聊竟こ探虒W(xué)方法與教學(xué)改革。