結合生活實例的生物力學課程思政建設探索與實踐

摘" 要：生物力學以工程力學理論為基礎，面向生物體的應用開展分析和建模，具有顯著交叉特性，是生物醫學工程專業中常見的專業課程。作為工科類課程，其教學實踐中的思政建設需要緊密結合學科與專業內容特點，實現隱性的融入，與教學全過程無縫結合?；谏锪W的內容與教學實踐，總結課程思政建設圍繞如下三個主要方面開展，培育家國情懷，增強民族自信心；弘揚大國工匠精神，提高職業素養；強化工程倫理教育，樹立以人為本的工程實踐觀。為充分收集與上述思政建設目標相符的素材，從主流媒體的客戶端和網址、日常生活和周邊可接觸的醫療器械、儀器以及自主創新的實例、理論學習材料等充分發現和提煉實例。針對思政教學具體實施，從課程導入、課程講解和思政評價三方面入手，結合例題、工程應用實例、新聞、時政等引導學生從實例中自然領悟思政元素，并在此基礎上用所學的專業知識解決工程實際問題。針對思政建設的評價，通過反饋和互動過程，對所舉出的例題引導學生開展思考，培養懷疑、批判、創新精神。生物力學課程思政建設在引導學生投身生物醫學工程領域，科技報國方面已初見成效，未來將繼續總結實踐經驗，開展團隊建設和輻射示范。

關鍵詞：生物力學；生活與時政；家國情懷；職業素養；工程倫理

中圖分類號：G641" " "文獻標志碼：A" " " " " 文章編號：2096-000X（2025）09-0171-05

Abstract： Biomechanics is rooted in the principles of engineering mechanics， aiming to analyze and model biological systems. It is an interdisciplinary course commonly found in biomedical engineering departments. As an engineering course， it is essential to integrate ideological education with the distinctive features of biomechanics during instruction. Drawing from teaching practices， our focus has been on three key aspects of ideological instruction： developing a patriotic spirit and enhancing national self-confidence; promoting the spirit of craftsmanship of a great nation and improving professional competence; strengthening engineering ethics education and establishing a people-oriented perspective on engineering practices. To facilitate ideological teaching， we utilize various materials collected from mainstream media websites， everyday medical equipment and devices， independent innovation cases， and classical political readings. The implementation of ideological teaching is centered around three key points： class introduction， explanation， and evaluation. Through using examples， engineering practices， and current news， students are engaged with ideological and political perspectives that enable them to apply their knowledge to real-life engineering problems. Regarding teaching evaluation， we encourage student feedback and interaction to nurture their ability to question， criticize， and innovate. The integration of ideological education into biomechanics has resulted in an increased number of students dedicated to the field of biomedical engineering and inspired to make contribution to our nation. Our future endeavors include team building and further promotion of ideological teaching.

Keywords： Biomechanics; life and current affairs; patriotism and national sentiments; professional competence; engineering ethics

課程思政建設已成為高校專業課教學中不可或缺的一部分，也是當前高校教學改革的重要方向之一[1]。圍繞如何開展好課程思政建設的做法已有很多探索[2-3]。其中，在涉及力學教學的相關專業課，諸如大學物理[4]、基礎力學[5]和生物力學[6]課程中，高校教師們都積極開展了思政建設與課程改革的探索。在工科的教學實踐中，思政建設不脫離學科與專業內容特點，實現隱性融入和教學全過程的結合，已逐漸成為共識[7]。

工科專業課程具有專業性較強的共性，而以力學理論為基礎的生物力學課程還具有較強的理論性。因此，課程思政建設始終需要解決以下問題：①思政元素的挖掘：怎樣根據教學特點挖掘思政元素。②思政元素的融合：如何在教學過程中自然融入思政元素。③思政建設效果評價：怎樣對思政建設的效果開展有效評估。

生物力學課程依托工程力學，為生物醫學工程相關專業學生提供扎實理論基礎，以應用為導向的工科專業課程。由于課程涵蓋較多力學基礎理論，包括剛體力學和可變形體力學，對于生物醫學工程專業的學生而言，已存在一定的學習難度。怎樣在保證教學質量的同時，將思政元素自然地融入課堂教學，做到“潤物細無聲”，既是本課程的教學挑戰，也是工科專業課程開展思政建設的普遍需求。

本文通過分析生物力學課程內容的特點，抓住生物力學實例與日常生活密切相關的特征，深挖德育內涵，將思政元素分解并融入到背景導入、課堂例題和提問交流各個環節中，實現課程教學與思政建設的有機結合。

一" 課程思政教育教學目標設計

秉承上海交通大學“價值引領、知識探究、能力建設、人格養成”四位一體人才培養理念，課程著重培養工程基礎扎實、具有多學科交叉素養的創新創業人才。結合當前高端醫療器械研發的國家需求，課程以生物力學理論和實際應用為抓手，通過分析教學內容，提煉思政元素，結合生活和時政實例，將思政元素融入課程。課程圍繞家國情懷、大國工匠、工程倫理三個主線，開展拓展和延伸，著力培養學生的扎實基礎，激發學生的學習熱情，增加學生的專業認同度，培養愛國奉獻精神和對國家、民族和文化的自信。

本課程的思政建設主要目標如下。

培育學生的家國情懷，增強民族自信心。通過日常生活和時政新聞中醫療器械和運動健康領域的案例，潛移默化提升學生對國家、民族和文化的自信，激發學生為國奉獻和科技報國的熱情。

弘揚大國工匠精神，提高學生職業素養。培養學生應用工程技術原理開展實踐，精益求精的敬業精神；培養學生專注堅韌，一絲不茍解決問題的精神；培養學生追求卓越，不斷創新的精神。

強化學生工程倫理教育，樹立以人為本的工程實踐觀。培養學生理論聯系實際，應用生物力學知識開展工程實踐，保證安全可靠設計的工程倫理意識；培養以人為本的工程實踐觀，在醫療器械研發和生物醫學工程研究中樹立良好的倫理觀。鼓勵學生開展討論、互評和交流，將質疑、批判、創新的理念傳遞給學生。

二" 課程思政內容體系開發

生物力學課程的主要特點在于工程力學基礎理論與應用豐富，易于學科交叉，有利于培養學生的工程應用技能和意識。因此，本課程思政的切入點在于一方面從課程內容出發，另一方面從日常生活和時政新聞出發，兩方交會對接，實現課程內容與思政元素的緊密結合，對學生起到潛移默化的價值引領作用。

基于上述分析，課程思政內容體系的開發包括如下三個主要方面。

第一，生物力學的應用面向醫療器械，與當前“健康中國2030”“四個面向”“大健康產業”等國家重點戰略緊密結合，進而培養學生家國情懷與科技報國熱情。同時，生物力學與生物醫學工程相關領域的大國工程緊密相關，便于提升學生對國家、民族和文化的自信。

第二，生物力學課程理論與應用內容豐富，與我國老一輩科學家大國工匠精神緊密相連。生物力學相關的諸多醫療領域的研發實例，可以很好地激勵和培養學生精益求精、專注堅韌、不斷創新的精神。

第三，課程包含大量應用力學理論開展生物結構分析和日常生物相關現象的解釋，便于培養學生工程倫理意識和以人為本的觀念；同時，課程包含大量醫療器械設計相關實例，易于向學生傳遞安全可靠工程設計的觀念。

三" 課程思政參考素材來源

圍繞上述思政要素，收集和整理相應的課程思政素材，發掘思政融入的素材。筆者基于教學實踐，提出如下思政元素和案例的來源庫以供參考。

主流媒體的客戶端和網址，包括《人民日報》《參考消息》《中國青年報》《央視新聞》《學習強國》及各類時政報刊等。這些主流媒體的客戶端和網址每日有最新的時政新聞推送，其中不乏與生物醫學工程相關領域和與人民生命健康相關的新聞。時時留心，常會發現許多可資利用的思政元素。例如，在我國舉辦冬季奧運會和亞運會期間，有大量與人體運動相關的實例。從中選取中國隊精彩表現的項目，如跳水、體操等，結合生物力學的理論分析，可以有效提升學生的國家民族自信。我國大工程和大項目的開展，往往會在時政新聞中報道。如航天工程中空間站的建設，其中航天員所處的特殊力學環境，包含典型生物力學相關應用，而大國工程建設實例，可以有效培養學生的家國情懷，激發科技報國熱情。

日常生活和周邊可接觸的醫療器械、人體工學相關裝置儀器、高端醫療器械國產化和自主創新的實例等。生物力學作為力學的分支學科，其本身即是由華人科學家馮元楨先生于20世紀60年代末創立。作為華人科學界的翹楚，其科學精神和事跡本身對于學生精益求精和不斷創新的精神有很好的激勵與示范。日常生活中大量存在的各類醫療器械和與人體工學相關的裝置，從簡單的拐杖到復雜的磁共振成像設備，均包含生物力學的元素。從中發掘和提取與生物力學理論密切相關的實例，有助于學生理論聯系實際，傳遞安全可靠工程設計的觀念，并培養學生工程倫理和以人為本的意識。例如，人體植入物和假肢的設計，生物力學的分析和計算至為關鍵。如何合理有效地開展設計，結合拉伸、彎曲和扭轉變形進行理論介紹和算例分析，可以讓學生很好理解可靠工程設計的理念。針對大量醫療領域“卡脖子”的問題，善于收集和發現其中與生物力學相關的內容，如彈性成像設備、心臟支架、人體外骨骼等，結合生物力學理論分析，潛移默化地傳遞我國科學家自主創新、攻堅克難、專注堅韌和不斷創新的精神，同時激發學生的科技報國熱情。

理論學習材料，包括日常院校下發的各類理論學習文件資料、經典理論著作以及中華傳統典籍。經典的馬克思理論、毛澤東思想、鄧小平理論和“三個代表”重要思想等經典理論著作具有很強的科學性、哲學性，蘊含著光輝的具有普世意義的理論。因此靈活地結合課程示例，可以很好地提升學生對國家、民族和文化的自信。例如，在基于生物力學基礎理論開展建模的過程，是一個典型的分析主要矛盾，以及抓住主要矛盾的主要方向的過程。結合矛盾論的相關理論，可以很好地傳遞唯物辯證法思想。再有，對已發表理論和文獻的批判和分析，結合“盡信書不如無書”的《孟子》經典，在加深學生對傳統文化的理解基礎上，也融入了思政元素。

圍繞課程思政內容體系開發的三個主要方面，積累相應的思政素材，將思政元素對應課程內容開展重構。通過在各個章節安排對應思政元素的時政新聞、內容導入事例和例題，合理設計課程內容（表1）。

四" 課程思政教學方法和載體途徑

融入思政元素后，教學內容的實施更加生動靈活。在課程導入環節，通過講解蘊含思政元素的鮮活事例，帶動教學氣氛，增加學生的學習興趣。在教學過程中，適當安排互動教學環節，通過簡單的教具（折紙、橡皮等），引導學生開展理論的理解和實踐。引入學生互評，結合課程設計和演講報告開展綜合評價，全方位對課程建設效果開展評估。

教學實施過程主要從如下三方面開展思政融入。

（一）" 課程導入方面

在課程導入方面，需要將與所講解內容的大背景相關、具有思政元素的事例、新聞、時政等作為導入講解。課程導入是在課程開始階段，采用背景渲染和故事烘托等方式作為主體授課內容的引子，起到承上啟下、提綱挈領、激發興趣的重要作用。

課程導入過程是融入課程思政的有效環節之一。例如，海內外的華人科學家在力學領域建樹頗多，生物力學的開創者馮元楨與我國力學科學家錢學森同時期均在美國加州理工學院求學，在首次課程的生物力學簡介部分，通過錢學森、馮元楨等事例的介紹，潛移默化地傳遞家國情懷理念、激勵科技報國理想。

剛體靜力學和動力學與人體的運動密切相關。在介紹剛體力學內容前，可以結合時事新聞，如北京冬奧會和杭州亞運會等國家舉辦的重要國際賽事中，將中國隊的驚艷表現引入靜力與運動分析之中?；趪H賽事的高水平運動競技的量化分析需求，自然過渡到人體相關運動學和動力學分析。這樣，剛體的靜力、運動和動力分析都變成了鮮活的體育比賽實例，結合中國隊奪金爭先的事例，傳遞國家、民族和文化的自信。

對于可變形體的分析，對于較為抽象的應力和應變的概念，在課程介紹之前，結合時政新聞中我國自主研發的空間站建設，將航天員從地面到太空中人體受力環境的改變，導致骨骼肌肉流失的例子，作為應力講解的導入。這樣，抽象的應力狀態就有了實際可以理解的場景，即在空間微重力環境下的應力狀態改變，有助于學生理解新概念，同時將科技報國的理念傳遞給學生。

進一步地，在介紹應力的一般定義前，通過汶川地震中被解救出的截肢女孩，雖然穿戴人工假體腿，依然在模特T臺自信走秀。由此自然引出人工假肢設計中三維應力的分析實例，從簡單平面應力狀態過渡到一般三維應力狀態分析。將積極陽光的鋼腿女孩實例，與醫療器械中所需要考慮的安全可靠設計和工程倫理觀念有機結合。

（二）" 課程講解方面

在理論講解過程中，注意結合例題、工程應用實例，讓學生了解所學的專業知識與社會需求之間的緊密關系，并在此基礎上引導學生用所學的專業知識解決工程實際問題。在此過程中，將工程倫理中以人為本、開展安全可靠的工程研究和工程設計理念傳遞給學生。

生物力學在生物醫學工程的前沿應用實例眾多，可以通過在課程中穿插引入相關前沿科技論文的研究前沿的形式，培養學生精益求精和學以致用精神。例如，在介紹應力基本概念的章節中，通過列舉腦組織生物力學測試相關論文，將剪切力學測試的實例改編為例題在課堂上講解。在介紹應力的一般定義中，通過前沿科技論文中應力的使用和計算，給學生以直觀示例，直接體會到現場學習的生物力學理論在科技創新中的應用。這樣，科技前沿應用就和生物力學基礎理論結合在一起，易于學生理解和體會科學研究的基本方法、基本思路，并有學以致用的收獲感，培養精益求精的精神。

在課堂講解的例題中，對應理論的應用實例，還可以列舉國內研發團隊開展科研攻關，趕超國際水平的事例，傳遞工程教育的職業精神。例如，在應用波動檢測組織力學特性的彈性成像儀器開發過程中，結合我國自主開發彈性成像設備的實例，給學生以直觀的應用體會，傳遞精益求精、攻堅克難和自主創新的理念。

同時，解決問題的過程，其方法論本身即包含了分析問題的主要矛盾，矛盾中的主要方面等唯物辯證法基本哲學方法。在建立模型，分析和解決生物力學過程中，適當提及一些經典理論方法，也有助于學生加深對方法論的認識。

（三）" 課程評價方面

針對思政建設的評價是工科專業課程教學的難點。為此，筆者主要通過反饋和互動過程，對所舉出的例題引導學生開展思考，培養懷疑、批判、創新精神，并通過授課過程中不同的階段，對授課的效果進行評估。

例如，在結合前沿科技論文開展例題講解的過程中，選取有筆誤的科技論文做示例。在理論講解后，讓學生閱讀論文的相關部分，引導學生自主發現論文中的筆誤。通過找錯誤的過程，學生不僅加深了對理論的理解和認識，也通過對科技論文的挑錯，體會到“不唯書、不唯上、只唯實”的懷疑和批判精神。

課程設置包含了大作業，其中有采用生物力學建模和分析，開展實驗醫療器械的設計內容。學生通過自主分析、設計和匯報，完成大作業的主體內容。大作業的評價包含匯報環節，通過開展互評，鼓勵學生開展批判和創新。

同時，筆者在課下常與開展交流溝通，了解學生對課程內容的理解和思想動態。通過交流互動，對課程思政效果進行評價。最后，課程后期安排有問卷調查，評估課程學習結束后，學生的職業選擇、對學科的興趣變化，以及學習和研究的工作思路方式影響。

五" 課程思政實施效果與分析

課程的思政教學效果評價將從學生評價、專家評價兩方面開展。

（一）" 學生評價方面

在課程結束后2個月內，筆者對授課學生進行了問卷調查，共回收有效問卷19份。雖然學生的選課動機各異，主要集中在“感興趣”“學習特定知識”“修學分”三個方面，但約95%的學生表示學完課程后實現了選課預期。針對家國情懷、大國工匠精神和工程倫理三個主要思政元素，調查結果堆積條形圖如圖1所示，小結評價結果如下。

1）對職業生涯規劃的影響（家國情懷）。全體學生表示課程學習對了解生物醫學工程專業領域有一定幫助或很有幫助，并有95%的學生表示課程學習有助于考慮在生物醫學工程相關方向發展。

2）對未來工作、學習和研究的影響（大國工匠精神）。約95%的學生表示，課程學習有助于增加和拓寬對醫療器械和儀器相關領域研究和開發的認識。

3）對開展生物醫學工程領域相關工作的影響（工程倫理）。所有學生在課程學習后都表示課程內容有助于增強安全可靠設計的理念。同時，95%的學生表示課程的學習、討論和課程設計有助于增強質疑、批判和創新的觀念。

（二）" 專家評價方面

依托學校教學發展中心和院校的教學部門，開展課程中期學生反饋（MSF）和課程的多元教學有效性評估（MATE）。其中MSF的評估中，通過與學生的交流，專家反映，上課學生沒有感覺到刻意的思政教學痕跡，表明“潤物細無聲”起到了實際效果。

六" 結果與討論

生物力學是一門基于工程力學理論，介紹生物力學基礎理論、建模方法和實際應用的課程。其挑戰在于力學理論豐富、應用場景眾多、建模分析復雜，對生物醫學工程背景學生具有一定難度[8]。總結本課程思政建設特色與創新，包括以下方面。

生物力學的理論與應用結合緊密，易于融入家國情懷理念。人體的運動、生理和疾病均包含力學元素，因此課程易于應用生物力學對日常生活中的現象、產品和國家大工程進行說明和聯系?；诖耍n程通過與新聞和時政結合開展課程思政建設，達到將對國家、民族和文化的自信自然融入教學，實現家國情懷理念傳遞的潤物細無聲，激發學生科技報國的理想。

生物力學課程易于將前沿研究方法、內容和成果結合大國工匠精神和工程倫理開展。課程教學內容屬于當前力學、影像、生物學等交叉科學前沿，通過在教學中引用研究實例、文獻和大國工程，達到生物力學理論與思政元素的自然結合，實現對學生精益求精、專注堅韌、不斷創新職業精神的培育，以及良好工程倫理觀念的建立，促使學生對生物醫學工程專業開展思考，并為未來職業發展做鋪墊，最終實現知識—應用—發展—貢獻的串聯。

思政元素的加入，使得背景導入、例題講解和提問交流均更加充盈，活躍了課堂氣氛，調動了學生積極性，增加了課程的趣味性學習興趣?？梢哉f，好的思政融入和講解，將傳統意義上的課堂“段子”進行了改造、升華和提煉，起到了促進學習的作用，有百益而無一害。因此，對于思政元素的多寡取舍，目前學界有不同的聲音。但是，筆者認為，思政元素的多寡，并不是判斷好壞的標準。思政元素能否“細無聲”地融入教學過程以及學生接受的程度，才是評判的標準。在一次授課的過程中，從課程導入，課程講解到課程互動的過程，均可以春風化雨般不留痕跡地融入思政元素，將價值理念傳遞給學生。

七" 結束語

總之，將思政元素與課程內容相結合，在課程導入、講解和評價中有機融入，通過大量實例的介紹、討論和引導，可以較好地實現工科專業課程思政教學的開展。生物力學課程通過多輪建設，已有學生于本科階段在相關期刊或會議上發表了學術論文，課程學習優秀的學生投身科技報國的企業也有一定比例。未來將進一步總結經驗，打造生物力學的標桿課程，并建立課程思政的教學示范點，積極配合學校學院開展示范輻射工作。

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