“车辆-轨道耦合动力学”课程思政改革探索

［摘 要］ 我国轨道交通成就斐然，是交通强国发展战略的重要组成。车辆专业研究生是轨道交通科技队伍的后备军和生力军，针对机车车辆类的研究生课程思政教学改革是十分必要的。以“车辆-轨道耦合动力学”课程为切入点，剖析了课程思政改革的必要性与难点，介绍了课程思政的建设目标，给出了围绕课程思政的课程教学改革总体构思。提出了思政教育融入课程的总体思路和具体措施，构建了融入价值观教育、民族精神、科学家精神、创新精神、职业精神教育等的课程思政主线，重点解析和挖掘了专业知识中的思政元素，有助于知识传授和课程思政的协同推进与有机融合。

［关键词］ 课程思政；轨道交通；耦合动力学；教学改革

［基金项目］ 2022年度河北省研究生课程思政建设项目“车辆-轨道耦合动力学”（YKCSZ2022085）

［作者简介］ 刘鹏飞（1986—），男，山西大同人，石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室副教授，主要从事机车车辆动力学研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2024）17-0121-04 ［收稿日期］ 2023-11-13

引言

截至2023年11月，我国铁路营业里程达15.55万公里，其中高铁4.37万公里，位居世界第一。铁路的大规模建设和发展为人畅其行、货畅其流提供了极大便捷，在技术、管理及服务等方面得到了综合全面的提高。在工程技术问题的研究层面上，铁路高速化、重载化发展，势必需要破解列车在增载、提速过程中的安全性及舒适性保障等系列难题。车辆-轨道耦合动力学的诞生为解决上述问题提供了有效且实用的研究方法［1］，在我国铁路提速、货运重载、基础设施设计及改造等重大工程中得到了广泛应用［2］。相关课程已在轨道交通类院校的研究生培养中普遍开设，正日益发挥出培养铁路工作者和科研人员的重要作用。

研究生专业课程发挥着传授专业知识的重要功能，也是课程体系的核心组成，更是落实立德树人根本任务的重要载体。面向新工科的轨道交通类课程思政实践正在不断探索，已为本科专业课程思政改革提供了可参考借鉴的经验［3-4］。“车辆-轨道耦合动力学”课程作为一门面向研究生开设的课程，在培育学生专业素养、激发学科交叉思想及系统工程思想等方面发挥了重要作用。进一步挖掘课程的思政教育功能，对于全面培养研究生的综合素质、科研能力，贯彻落实立德树人根本任务具有重要意义。为此，本文以石家庄铁道大学“车辆-轨道耦合动力学”课程思政建设为例，对课程思政元素的挖掘和素材的梳理进行系统介绍，并给出课上教学具体案例和相关做法。

一、课程简介

“车辆-轨道耦合动力学”是面向机车车辆工程专业及载运工具运用工程等相关专业研究生开设的一门重要的专业课程，兼具很强的理论性和实践性。设置该课程的目的是培养研究生针对机车车辆与轨道耦合振动问题的建模能力及分析能力，能够基于系统工程研究的思想，从车辆、轨道协同研究的维度去探索铁路车辆和轨道工程问题的解决方案，掌握该理论的新发展，从而为相关动力学研究工作提供指导。

值得注意的是，车辆-轨道耦合动力学的出现到发展各环节为课程思政建设的实施提供了丰富内涵。该理论诞生的90年代初，中国铁路以世界铁路6%的里程，完成了25%的世界运输总量，铁路长期处于高负荷运输状态，干扰着中国铁路长远发展。铁路人以路兴国，翟婉明院士在彼时的迫切需求下，迎难而上，提出了车/轨耦合动力学的学术思想，攻克了数值求解不收敛、轮轨动态耦合、快速数值求解等难题，推动了我国铁路提速和重载技术的极大进步。为了将优秀的思想政治元素融入“车辆-轨道耦合动力学”课程思政中，笔者在本课程知识讲授中融入思政元素案例，开展了课程思政改革的尝试和实践，希望通过每一章节案例的组合，突出该章节所要传达的思政主题，尝试从国家宏观战略到铁路技术的人文背景，再到科学精神与技术的关系等多个角度阐释思政元素。

二、课程思政的必要性与难点

（一）学情分析

低年级研究生经历了大学阶段的高等教育，思想较为成熟，综合素质高，较之本科学生认知能力更强，对社会的认知范围更广、程度更深。研究生年龄结构构成复杂，年龄跨度较大，个人思维模式与行为方式已基本养成，呈现出明显的个体差异性。上述特点需在课程教学安排中进行考虑，开展系统性学习和研讨。

另外，从学生已有知识经验来看，机械类专业学生已具备机械构造、机械原理、机械设计方法、材料力学、理论力学等基本知识，对车辆、机械装备有定性的认识，形成了对工程问题建模、工程技术创新和开发的基本能力，也熟悉了机械工程领域的基本研究方法，有一定的应用科学理论及方法开展实验、数据收集和数据分析的能力，一定程度上能够运用专业知识面向工程实际问题提出解决方案。这些知识都是本课程学习的基础。但在形成系统性、专业性知识体系构建和解决实际工程问题能力提升方面需要进一步加强。

在学习能力上，经过大学阶段学习，研究生具备利用周边资源进行主动学习、系统性学习的能力，研究生阶段更加注重科研能力、科研素质的培养，需要结合新时期机械工程、铁路工程领域的新特点和新发展，认识面临的机遇与挑战，在课题选择、创新方法、治学态度、团队精神等方面形成深度认识、理解和推动能力。

（二）课程思政的必要性与难点

“车辆-轨道耦合动力学”课程教授对象面向未来的铁路建设者和科研工作者，在讲授过程中，应牢固树立“以学生发展为中心”的教育理念，挖掘课程中蕴含的思想政治元素，着重打造大学生的创新精神、治学精神、实干精神、担当精神，这对于人才的高质量培养具有重要意义。

就课程的知识架构和思维特点而言，该课程介绍了铁路大系统动力学学科新领域的新的研究成果，具有很强的数学性、逻辑性，在关键科学问题的深入解析、机理探索，以及现实工程问题的剖析、动态仿真、解决过程中，均涉及车辆-轨道耦合系统的复杂建模方法和公式推导。这可视为课程的理性思维特点，与思政偏向于情感、责任等感性思维似乎较难深入融合。如何实现润物无声的思政教育效果，存在较大的挑战［5］。

（三）课程思政的建设目标

面向立德树人的总目标，本课程的课程思政建设目标包含以下三个方面。首先，通过课程思政建设，展现铁路行业在新时代的发展成效，感受现代化成就，促进学生对社会主义优越制度和社会主义核心价值观的认同，更加坚定信念；其次，在教学过程中融入知识点背后的价值、精神、文化等元素，传达正确的理想信念和价值追求，树立正确的人生观；最后，要引导学生能从全面、系统的角度去思考问题，具备从工程问题中挖掘科学问题的意识，树立积极的学习态度和价值观，要厚植“能为人民做什么，我们的责任是什么”的家国情怀，这对研究生教育和能力培养至关重要，让学生潜意识里有以科研为人民服务的动力。强调在科研实践中，通过科技发展需要，潜移默化引导学生去关注和关心所从事工作对社会的价值和意义。

三、围绕课程思政的课程教学改革总体构思

课程思政建设是长期任务，需结合时代发展、技术进步和知识体系的不断完善而持续推进。综合来看，在课程建设的其他方面，至少要开展以下工作。

（一）开展课程大纲修订

在大纲修订中明确价值引领、能力培养、知识传授“三位一体”的课程目标，并结合教学内容，明确思政元素融入点、方法和方式。

（二）推进评价机制建设

持续推进课程思政建设，吸收相关课程先进经验，探索课程思政的长效和常态化评价机制。

（三）授业德育协同推进

进一步解决课程思政元素的准确提取和融合问题，形成思政元素与专业知识润物无声的教育模式。

（四）形成辐射和带动作用

中青年教师参与度高，要联合青年教师，组建课程团队，形成对相关课程的辐射作用。

（五）获取有力保障

课程思政的建设，要充分利用各级各类平台资源，发挥科教融合、校企合作的力量，获得全方位支持和保障。

四、思政教育融入课程的思路

根据以上课程特点，结合新工科课程思政建设的实施路径等［6］，为深入开展课程思政改革、提高育人实效，结合石家庄铁道大学的办学特色、行业特点，制定思政教育融入课程的总体思路。

其一，对标课程建设要求，挖掘学校铁路特色。石家庄铁道大学以“铁路”为特色，机械工程学科在高铁施工机械、隧道施工机械和车辆动力学等研究方向上形成了鲜明的特色和优势，对标培养能够胜任机械工程专业技术或管理工作、具有创新能力、实践能力和良好的职业素养的复合型机械人才，在课程思政建设上，挖掘课程思政元素、进行人才的全面培养已是开展课程思政的内在要求。

其二，基于课程知识结构，溯源思政元素内涵。“车辆-轨道耦合动力学”课程以机车车辆和轨道系统为研究对象，两者是最为关键的载运装备和承载结构，且相互制约、相互影响，这是矛盾对立统一辩证原理的灵活运用。进一步开展课程思政建设，挖掘思政元素、汲取前行力量，是本课程实施价值塑造、知识传授和能力培养的重要抓手。

其三，深入课程思政建设，打造课程思政主线。通过课程思政建设，立足于展现轨道交通行业在新时期的发展成效，感悟现代化发展成就，促进学生对社会主义优越制度和社会主义核心价值观的认同，更加坚定信念；在教学过程中融入知识点背后的价值、精神、文化等元素，传达正确的理想信念和价值追求，树立正确的人生观；结合国情及行业情形，培养学生的大局意识，了解当前需要解决的关键问题等，能够从全局和自身出发思考问题，进一步明晰为更好地服务好社会应坚持的立场和付出的行动，将个人专业技术的成长与奉献社会联系起来。

五、思政教育融入课程的具体措施

面向“铁路”为核心的办学特色和车辆人才培养的专业特色，通过以下措施探索课程思政建设模式，促进“课程承载思政、思政寓于课程”的协同发展。课程可以用“交通强国，使命当前”为纲，融入价值观教育、民族精神、科学家精神、创新精神、职业精神教育等思政元素，突出以德育人的课程思政主线。同时，结合铁路发展新战略、行业技术新动态、科研攻关新事例等，通过熟悉的人、身边的事为案例来传递思政理念，在掌握知识同时体悟个人发展与行业、与国家的密切关系，以树立正确的人生观、价值观、职业观和科学素养。

（一）人生观、价值观的教育

在车辆-轨道耦合动力学的发展背景下，交代铁路的服务大众、情系民生精神和互利共享的理念，加强交通强国的使命教育和服务“一带一路”倡议的现实需求，认识铁路发展与社会发展、个人发展的协调与统一。铁路人同样应该具有服务大众的精神，安全舒适的交通运营保障是铁路人的初衷和使命，其背后是行业技术的进步，内涵于个人成就的实现，从“小我”走向“大我”，帮助学生树立正确的人生观和价值观。

（二）爱国主义为核心的民族精神的培养

结合车辆-轨道耦合动力学的技术突破，穿插铁路行业在跨越式发展经历的艰难发展过程，从孙中山“铁路梦”到实现“高铁梦”，从“万国牌”到自主创新，传递铁路人的家国情怀和民族精神；从制度发展来说明科学技术的同步推进，由此体现在机车车辆创新研发及铁路发展中我国社会主义制度的优越性，认识到行业的进步是铁路人不忘初心、努力奋斗的结果，这样的成果有了优越的社会主义制度才能进一步得到保障，从而增强学生的制度自信、文化自信。

（三）改革创新时代精神的传递

挖掘翟婉明院士在车辆-轨道耦合动力学求证、发展和演变中的科技攻关故事，科技进步的背后是孜孜以求无畏险阻的创新精神，攻坚克难的历程就是奋斗突破、勇于创新的过程，让学生了解科学研究的坎坷和辛劳，能够解放思想、大胆质疑、敢啃“硬骨头”。

（四）科学家精神的传承和弘扬

在车辆-轨道耦合动力学的理论推导及工程应用层面，引入关键科学问题及技术难点，发掘科学家的奉献精神和严谨治学精神。针对列车脱轨事故、列车失稳、高速铁路建设等案例的解决，引出核心问题，由此阐述科学家的接续努力和无私奉献，彰显服务人民、严谨治学、集智攻关、团结协作的科学家精神，引导学生在技术服务中要实事求是、端正态度。