材料力學(xué)課程思政育人模式探索與實(shí)踐

摘要：為了滿足新工科建設(shè)及工程教育認(rèn)證要求，文章從材料力學(xué)課程教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)評(píng)價(jià)等方面進(jìn)行改革創(chuàng)新，深入開(kāi)展材料力學(xué)課程思政育人模式的探索和實(shí)踐，構(gòu)建“三融合、三協(xié)同、三結(jié)合”的全場(chǎng)域融入課程思政的教學(xué)創(chuàng)新體系，實(shí)現(xiàn)從基礎(chǔ)到高階、從理論到實(shí)踐、從單一能力到綜合素養(yǎng)的漸進(jìn)式培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：材料力學(xué)；育人模式；課程思政

材料力學(xué)課程是諸多工科專業(yè)課中重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，具有發(fā)展歷史長(zhǎng)、知識(shí)抽象、理論經(jīng)典的特點(diǎn)，蘊(yùn)含豐富的思政元素，在開(kāi)展課程思政教學(xué)方面具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。我國(guó)高校材料力學(xué)課程思政建設(shè)已經(jīng)從概念普及、案例示范，發(fā)展到深度融入課程教學(xué)、高質(zhì)量自覺(jué)實(shí)踐階段。目前，課程思政教學(xué)改革和實(shí)踐主要側(cè)重于如何挖掘思政元素、如何將課程思政融入課堂教學(xué)、如何建立課程思政教學(xué)體系等方面，對(duì)課程思政評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和育人效果研究較少。人才培養(yǎng)效果是課程思政建設(shè)評(píng)價(jià)的首要標(biāo)準(zhǔn)，教育部在2020年5月發(fā)布的《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》（教高〔2020〕3號(hào)）中要求各門課程需“制訂科學(xué)多元的課程思政評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，建立健全多維度的課程思政建設(shè)成效考核評(píng)價(jià)體系”。為此，材料力學(xué)課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)（以下簡(jiǎn)稱教學(xué)團(tuán)隊(duì)）深入開(kāi)展了材料力學(xué)課程思政育人模式的探索和實(shí)踐，積極構(gòu)建材料力學(xué)課程思政教學(xué)內(nèi)容體系，探討如何將課程思政融入過(guò)程性考核和終結(jié)性考核中進(jìn)行評(píng)價(jià)，強(qiáng)化材料力學(xué)課程思政的育人實(shí)效，為其他工科院?；A(chǔ)力學(xué)課程思政育人效果建設(shè)提供了一些思路和參考。

一、構(gòu)建“三融合”課程內(nèi)容體系，完善育人功能

在教學(xué)內(nèi)容上，教學(xué)團(tuán)隊(duì)結(jié)合多年授課經(jīng)驗(yàn)，對(duì)材料力學(xué)課程知識(shí)內(nèi)容體系進(jìn)行重構(gòu)，重新劃分知識(shí)點(diǎn)模塊，針對(duì)每個(gè)核心知識(shí)點(diǎn)的來(lái)源、內(nèi)涵、應(yīng)用和拓展四個(gè)方面進(jìn)行擴(kuò)展，深入挖掘眾多課程的思政元素，構(gòu)建“三融合”課程思政內(nèi)容新體系，完善育人功能，實(shí)現(xiàn)德智育人并重。

（一）專思融合，打造典型思政案例庫(kù)

對(duì)于核心專業(yè)知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)涵和來(lái)源部分，教學(xué)團(tuán)隊(duì)根據(jù)思政元素和課程知識(shí)點(diǎn)的融合點(diǎn)，各授課教師深入挖掘思政素材，引入理論形成與發(fā)展史（彎曲、扭轉(zhuǎn)、強(qiáng)度理論、壓桿穩(wěn)定性理論）、名人軼事、力學(xué)趣聞等思政元素，合理設(shè)計(jì)思政融入方式，打造了一套可借鑒和推廣的典型課程思政教學(xué)案例庫(kù)，以培養(yǎng)學(xué)生的方法論、科學(xué)思想以及創(chuàng)新精神。

（二）理論與實(shí)踐融合，構(gòu)建工程實(shí)踐案例庫(kù)

對(duì)于核心知識(shí)點(diǎn)的應(yīng)用部分，教學(xué)團(tuán)隊(duì)引入我國(guó)古今典型建筑工程案例、團(tuán)隊(duì)教師的研究項(xiàng)目案例、工程事故案例、科創(chuàng)項(xiàng)目案例，進(jìn)行理論與實(shí)踐融合，構(gòu)建工程實(shí)踐案例庫(kù)，在強(qiáng)化學(xué)生工程實(shí)踐能力的同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的工程倫理、大國(guó)工匠精神和民族自豪感。

（三）科教融合，創(chuàng)建交叉學(xué)科力學(xué)前沿案例庫(kù)

對(duì)于核心知識(shí)點(diǎn)的拓展部分，教學(xué)團(tuán)隊(duì)引入材料力學(xué)在前沿交叉學(xué)科的應(yīng)用案例（材料科學(xué)、生物科學(xué)、應(yīng)用物理學(xué)、重大科技前沿工程等），進(jìn)行科教融合，創(chuàng)建交叉學(xué)科力學(xué)前沿案例庫(kù)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神、家國(guó)情懷和使命擔(dān)當(dāng)。

二、開(kāi)展“三協(xié)同”混合教學(xué)模式，思政育人貫穿全過(guò)程

（一）融合多維信息技術(shù)，開(kāi)展線上線下協(xié)同（靶向思政）

對(duì)于理論教學(xué)部分，教學(xué)團(tuán)隊(duì)主要開(kāi)展線上線下協(xié)同教學(xué)模式。課前，教學(xué)團(tuán)隊(duì)通過(guò)慕課平臺(tái)發(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù)和線上學(xué)習(xí)資源，學(xué)生自主學(xué)習(xí)慕課視頻，完成在線測(cè)試；課中，以雨課堂為載體，教學(xué)團(tuán)隊(duì)根據(jù)線上測(cè)試情況，對(duì)重點(diǎn)、難點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行精講，布置典型任務(wù)，學(xué)生以小組為單位進(jìn)行課堂翻轉(zhuǎn)討論。在授課過(guò)程中，教學(xué)團(tuán)隊(duì)融入核心知識(shí)的思政元素，進(jìn)行精準(zhǔn)思政、靶向思政，深化力學(xué)核心知識(shí)，強(qiáng)化價(jià)值塑造；課后，教學(xué)團(tuán)隊(duì)線上發(fā)布學(xué)科前沿文獻(xiàn)進(jìn)行拓展學(xué)習(xí)、布置挑戰(zhàn)性作業(yè)，學(xué)生以小組為單位合作學(xué)習(xí)。教學(xué)團(tuán)隊(duì)對(duì)學(xué)生課前、課中和課后形成的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化，實(shí)時(shí)診斷學(xué)生學(xué)情，評(píng)測(cè)學(xué)生學(xué)習(xí)效果，根據(jù)評(píng)價(jià)反饋形成持續(xù)改進(jìn)閉環(huán)。

（二）開(kāi)展工程案例和項(xiàng)目教學(xué)，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐協(xié)同（體驗(yàn)思政）

在實(shí)踐教學(xué)方面，教學(xué)團(tuán)隊(duì)主要開(kāi)展基于BOPPPS模式（即導(dǎo)入—學(xué)習(xí)目標(biāo)—前測(cè)—參與式學(xué)習(xí)—后測(cè)—總結(jié)）的課堂研學(xué)。在背景部分，教學(xué)團(tuán)隊(duì)引入工程案例，提出問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生興趣；在教學(xué)方法上，教學(xué)團(tuán)隊(duì)基于工程案例、項(xiàng)目和小組協(xié)作的形式，采用“教師啟發(fā)引導(dǎo)+小組探究學(xué)習(xí)和討論”的教學(xué)模式；在實(shí)踐部分，教學(xué)團(tuán)隊(duì)線上布置工程事故調(diào)查探究任務(wù)，小組合作調(diào)查和探索工程事故案例背后存在的力學(xué)原因與人為因素，課堂上采用“小組翻轉(zhuǎn)課堂+教師輔助引導(dǎo)+課堂討論”的教學(xué)模式，強(qiáng)化學(xué)生工程實(shí)踐能力。

（三）構(gòu)筑創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，促進(jìn)課內(nèi)課外協(xié)同（踐行思政）

在拓展教學(xué)方面，教學(xué)團(tuán)隊(duì)課內(nèi)開(kāi)展基于BOPPPS模式的課堂研學(xué)，課外開(kāi)展創(chuàng)新探究活動(dòng)，通過(guò)開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)、周培源全國(guó)大學(xué)生力學(xué)競(jìng)賽、國(guó)際工程力學(xué)競(jìng)賽、全國(guó)大學(xué)生智能汽車大賽、中國(guó)大學(xué)生方程式汽車大賽等科創(chuàng)項(xiàng)目來(lái)踐行思政，通過(guò)課內(nèi)課外協(xié)同，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力。

三、建立“三結(jié)合”多元評(píng)價(jià)方式，彰顯育人成效

在教學(xué)評(píng)價(jià)上，教學(xué)團(tuán)隊(duì)建立了“三結(jié)合”多元評(píng)價(jià)方式（如圖1所示）。傳統(tǒng)的過(guò)程性考核和終結(jié)性考核是共性評(píng)價(jià)與定量評(píng)價(jià)，為此，教學(xué)團(tuán)隊(duì)在共性評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，引入研究性論文等個(gè)性化評(píng)價(jià)，采用共性評(píng)價(jià)與個(gè)性評(píng)價(jià)相結(jié)合，完善差異化評(píng)價(jià)；在定量評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，引入課程目標(biāo)達(dá)成學(xué)生自評(píng)表以及課程思政教學(xué)效果評(píng)價(jià)表等定性評(píng)價(jià)，采用定量評(píng)價(jià)與定性評(píng)價(jià)相結(jié)合，達(dá)成多維度評(píng)價(jià)。

（一）終結(jié)性評(píng)價(jià)與過(guò)程性評(píng)價(jià)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)全流程評(píng)價(jià)

為實(shí)現(xiàn)課程的全流程評(píng)價(jià)，教學(xué)團(tuán)隊(duì)在教學(xué)過(guò)程中采用了動(dòng)態(tài)可視化的過(guò)程性考核方式，以雨課堂為載體進(jìn)行過(guò)程性考核。課前，學(xué)生通過(guò)在線預(yù)習(xí)自測(cè)完成基本知識(shí)的預(yù)習(xí)；課中，教學(xué)團(tuán)隊(duì)主要采用隨堂測(cè)試、討論、發(fā)言、彈幕投稿等形式完成對(duì)重點(diǎn)與難點(diǎn)知識(shí)的教學(xué)；課后，教學(xué)團(tuán)隊(duì)布置作業(yè)，完成在線提交和批改，進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握。教學(xué)團(tuán)隊(duì)會(huì)將學(xué)生在課前、課中和課后的學(xué)習(xí)過(guò)程數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化，定期向?qū)W生展示，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)行為的引導(dǎo)、激勵(lì)和約束。另外，在過(guò)程性考核中，教學(xué)團(tuán)隊(duì)還采用了柔性化的考核方式，設(shè)置工程案例分析報(bào)告、數(shù)值仿真、課程總結(jié)、編程計(jì)算等考核形式，讓學(xué)生根據(jù)個(gè)人愛(ài)好和能力水平來(lái)自由選擇，進(jìn)一步增強(qiáng)課程的挑戰(zhàn)度。在終結(jié)性考核中，教學(xué)團(tuán)隊(duì)通過(guò)引入學(xué)科前沿，以及我國(guó)古代建筑、科技、文化等思政元素和人文藝術(shù)情景，實(shí)現(xiàn)考核題目的價(jià)值塑造功能，潛移默化地影響學(xué)生。比如，在材料的力學(xué)性能考核環(huán)節(jié)，教學(xué)團(tuán)隊(duì)引入一些我國(guó)最新研制的超高強(qiáng)度合金材料，在考查前沿材料力學(xué)性能的同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新精神；引入漢代初期我國(guó)的鑄鐵脫碳技術(shù)，使學(xué)生了解我國(guó)古代在冶金史上的重要貢獻(xiàn)和歷史地位；引入我國(guó)宋代在建筑規(guī)范《營(yíng)造法式》中的圓木截取矩形梁結(jié)論，在考查材料剛度和強(qiáng)度的同時(shí)，增強(qiáng)學(xué)生的文化自信和民族自豪感。在簡(jiǎn)答題考核中，教學(xué)團(tuán)隊(duì)以上海世博會(huì)中國(guó)國(guó)家館為例，在考查學(xué)生提高梁強(qiáng)度措施和力學(xué)建模的同時(shí)，向?qū)W生展示中國(guó)建筑的藝術(shù)之美和力學(xué)之美，詮釋“天人合一，和諧共生”的建筑設(shè)計(jì)理念。

（二）定性評(píng)價(jià)與定量評(píng)價(jià)結(jié)合，達(dá)成多維度評(píng)價(jià)

為達(dá)成對(duì)學(xué)生的多維度評(píng)價(jià)，教學(xué)團(tuán)隊(duì)在定量評(píng)價(jià)（過(guò)程性評(píng)價(jià)和終結(jié)性評(píng)價(jià)）的基礎(chǔ)上，設(shè)置定性評(píng)價(jià)，包括課程目標(biāo)達(dá)成自評(píng)表和課程思政育人效果調(diào)查表。其中，課程思政教學(xué)效果調(diào)查表綜合反映教師的信念、態(tài)度、修養(yǎng)、學(xué)識(shí)、授課內(nèi)容及方法等方面蘊(yùn)含的思政元素對(duì)學(xué)生的影響，定性評(píng)價(jià)課程的思政育人效果。為了不影響課程思政“潛移默化，潤(rùn)物無(wú)聲”的育人效果，同時(shí)避免讓學(xué)生對(duì)本課程產(chǎn)生“明顯的課程思政”的印象，教學(xué)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)調(diào)查表中的內(nèi)容時(shí)，盡量與材料力學(xué)課程的基礎(chǔ)學(xué)科及工程應(yīng)用特點(diǎn)相結(jié)合，并將調(diào)查問(wèn)卷放在學(xué)期末課程結(jié)束之后進(jìn)行。

（三）共性評(píng)價(jià)與個(gè)性評(píng)價(jià)結(jié)合，完善差異化評(píng)價(jià)

在過(guò)程性考核評(píng)價(jià)中，教學(xué)團(tuán)隊(duì)采用靈活柔性化的考核方式，根據(jù)學(xué)生個(gè)人能力和興趣愛(ài)好選擇不同的過(guò)程考核方式，強(qiáng)調(diào)學(xué)生在新的考評(píng)機(jī)制中的主體作用，完善差異化評(píng)價(jià)。

在個(gè)性化評(píng)價(jià)中，教學(xué)團(tuán)隊(duì)引入翻轉(zhuǎn)課堂考核，對(duì)于工程事故案例，讓學(xué)生主動(dòng)去調(diào)查和探索工程事故案例背后存在的力學(xué)原因和人為因素，制作演示文稿進(jìn)行匯報(bào)，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、表達(dá)能力以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，厚植工程倫理；引入工程案例分析報(bào)告考核，以項(xiàng)目專題、工程案例以及日常承力構(gòu)件為例，進(jìn)行三維建模、數(shù)值模擬以及撰寫研究性論文，考查學(xué)生利用現(xiàn)代技術(shù)手段綜合分析和解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力；引入開(kāi)放性的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)考核，包括對(duì)一些新材料，如蜂窩材料、點(diǎn)陣材料、高溫陶瓷或合金材料，進(jìn)行光彈試驗(yàn)、激光切割試驗(yàn)以及高溫力學(xué)性能試驗(yàn)等，重點(diǎn)考核學(xué)生的自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、操作試?yàn)?zāi)芰蛨F(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。

四、材料力學(xué)課程思政育人實(shí)踐

材料力學(xué)課程自2019年進(jìn)行課程思政教學(xué)改革以來(lái)，已經(jīng)在2019級(jí)、2020和2021級(jí)土木工程、車輛工程、機(jī)械工程及其自動(dòng)化等專業(yè)大學(xué)生進(jìn)行了廣泛實(shí)踐，并取得了良好的思政教學(xué)效果。學(xué)生平均成績(jī)以及優(yōu)良率明顯提高，學(xué)生自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新實(shí)踐能力得到顯著提升，學(xué)生積極參加科技競(jìng)賽和大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目，獲得多項(xiàng)個(gè)人和團(tuán)體獎(jiǎng)項(xiàng)。學(xué)生對(duì)授課內(nèi)容（融入思政元素）、教師的態(tài)度和素養(yǎng)以及教學(xué)方法認(rèn)可度高。課程教學(xué)獲得師生廣泛好評(píng)，教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)始終處于學(xué)校前列。

本研究以山東理工大學(xué)2020級(jí)學(xué)生為例，共分成兩組，一組為實(shí)驗(yàn)班，采用本文的課程思政教學(xué)育人方法，共74人；另一組為對(duì)照班，共254人。由調(diào)查統(tǒng)計(jì)結(jié)果可知，實(shí)驗(yàn)班學(xué)生選擇非常合適、非常接受選項(xiàng)的平均占比為88.5%，對(duì)照班學(xué)生選擇非常合適、非常接受選項(xiàng)的平均占比為77.5%，即實(shí)驗(yàn)班比參照班平均占比高了11%。另外，對(duì)照班選擇非常不合適、非常反感或很小負(fù)面評(píng)價(jià)的學(xué)生有17人，而實(shí)驗(yàn)班沒(méi)有學(xué)生選擇上述兩項(xiàng)。

五、結(jié)論

教學(xué)團(tuán)隊(duì)瞄準(zhǔn)國(guó)家對(duì)新工科專業(yè)人才培養(yǎng)的新需求，聚焦學(xué)生創(chuàng)新能力、工程實(shí)踐能力和學(xué)習(xí)動(dòng)力不足等教學(xué)真實(shí)問(wèn)題，構(gòu)建了“三融合、三協(xié)同、三結(jié)合”全場(chǎng)域融入課程思政的教學(xué)創(chuàng)新體系。在課程內(nèi)容上，構(gòu)建“三融合”的課程內(nèi)容新體系，使得課程內(nèi)容在深度、廣度和高度上得到提升，實(shí)現(xiàn)了德智育人并重；在教學(xué)方法上，開(kāi)展“三協(xié)同”混合式教學(xué)實(shí)踐，靶向思政、體驗(yàn)思政、踐行思政貫穿教學(xué)全過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生能力素質(zhì)的整體提升；在教學(xué)評(píng)價(jià)上，采用“三結(jié)合”的多元化考核，實(shí)現(xiàn)全流程、多維度和差異化評(píng)價(jià)，彰顯育人成效。課程教學(xué)創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)了從基礎(chǔ)到高階、從理論到實(shí)踐、從單一能力到綜合素養(yǎng)的漸進(jìn)式培養(yǎng)，學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)驅(qū)力和高階思維得到增強(qiáng)，創(chuàng)新實(shí)踐能力得到全面提升。

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基金項(xiàng)目：山東省本科教學(xué)改革研究重點(diǎn)項(xiàng)目“以產(chǎn)出為導(dǎo)向的基礎(chǔ)力學(xué)一流課程評(píng)價(jià)體系構(gòu)建與實(shí)踐”，項(xiàng)目編號(hào)：Z2021282。

（作者單位：山東理工大學(xué)交通與車輛工程學(xué)院）