工科专业课教学中课程思政有机融合方法浅析

［摘 要］ 工科专业课往往具有工程背景强、人文背景弱、数理深度大、政治理论少等课程特点，这些特点导致该类课程难以有机融入课程思政。为解决这一问题，通过以塑造学生正确的人生观、价值观为核心，探索工科专业课教学过程中课程思政有机融入方法，给出了“一中心、二保障、三原则”的工科课程思政建设基本理念，以及“三层次、两反馈、一格局”的具体建设方案，并以“有限元分析及应用”“机械控制工程”两门课程为例开展了实践探索，旨在促使学生专业知识和思想政治水平在潜移默化中同步提高。

［关键词］ 课程思政；思政案例；有限元；控制工程；工科专业课

［基金项目］ 2021年度黑龙江省高等教育教学改革一般项目“‘思—学—践—创’一体化系统观人才培养模式探索——以‘系统设计与计算’为例”（SJGY20210230）

［作者简介］ 宋得宁（1991—），男，黑龙江绥化人，博士，哈尔滨工程大学机电工程学院副教授，主要从事数控技术与智能制造领域研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2024）42-0013-04 ［收稿日期］ 2023-05-12

思想政治工作是学校各项工作的生命线。习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上强调，要坚持把立德树人作为中心环节，把思想政治工作贯穿教育教学全过程，实现全程育人、全方位育人，努力开创我国高等教育事业发展新局面［1］。我们要高度重视对青年一代的思想政治工作，完善思想政治工作体系，不断创新思想政治工作内容和形式［2］。

为了满足上述要求，高等教育过程中进行课程思政改革至关重要，其核心在于如何潜移默化地将“课程”和“思政”有机融合起来，在于如何能够自然而然地通过课程思政承载思想政治教育功能，在于如何于每一节课中提升学生的思想政治修养［3-5］。

对于工科专业课而言，常规教学方法重点在于如何提升专业技术知识的教学效果，而忽略了学生思想政治水平的提升，因此亟须探索此类课程的课程思政建设策略。然而，工科专业课往往具有工程背景强、人文背景弱、数理深度大、政治理论少等课程特点，这些特点使工科专业课程融入课程思政难，有机融入课程思政更难［6-7］。

针对上述问题，本文以塑造学生正确的人生观、价值观为核心，以锻炼解决问题的方法论和科学认识改造世界的思想方法为目标，提出了基于“一中心、二保障、三原则”的工科课程思政建设基本理念，给出了“三层次、两反馈、一格局”的具体实施方案，并以“有限元分析及应用”“机械控制工程”两门工科核心专业课为例，开展了实践探索，旨在促使学生专业知识和思想政治水平在潜移默化中同步提高。这些方法和策略可供同类型工科专业课程有机融入课程思政参考和借鉴。

一、“一中心、二保障、三原则”的工科专业课程思政建设理念

为贯彻“把思想政治工作贯穿教育教学全过程”的课程思政建设理念，在课程思政改革的过程中始终把握举重若轻地传授课程知识和潜移默化地融入思政教育两个基本点，最终形成知识传授与价值塑造相协同的教学创新，总结为“一中心、二保障、三原则”的总体课程思政建设理念。其中，“一中心”指的是以课程即思政为中心；“二保障”指的是以持续的课程思政建设方法学习、科研反哺教学为持续改进保障；“三原则”指的是有机原则——糅合思政知识、杜绝填鸭教学，有用原则——塑造科学思维、防止墨守成规，有情原则——明确初心使命、注重言传身教。在总体课程思政建设理念的落实下，不仅能够解决思政知识与课程专业知识糅合的难点，还能持续改进，使得总体的课程思政的改革方案向好发展。

二、“三层次、二反馈、一格局”的实施方案

在紧紧遵循课程思政改革的顶层设计下，课堂教学的实际实施过程同样应从“全程育人、全方位育人”的理念出发，立足各学校办学方略和人才培养战略，培养国家建设急需适应工业化与信息化发展的创新型精英人才。结合工科专业课逻辑性强、理论深度大、层次分明和数学推导严密的特点，通过实际课堂教学的不断迭代优化，建立了“三层次、二反馈、一格局”的思政教学实践方案，从课程讲授的知识点入手，寻找其与思政点的内在联系，通过二者有机结合达到相辅相成的目标。在教授的过程中，打破固有思维，将学生能力与方法论的培养贯穿始终，通过言传身教情景带入，在潜移默化下完成课程知识与思政知识的教授。

（一）“三层次”

思政教学实践方案的三层次指的是，第一层次——以史为鉴，第二层次——寓思于学，第三层次——育人无痕。通过这“三层次”，打破工科课程人文背景弱、政治理论少等特点为课程思政融入所带来的瓶颈问题。

1.第一层次——以史为鉴。对于大部分工科课程，虽然人文背景弱，但一定会有一些做出重要贡献的历史人物、历史事件以及历史遗迹等。例如，“有限元分析及应用”课程中与拓扑优化相关的历史建筑——赵州桥；“机械控制工程”课程中，控制领域的重要人物——钱学森；等等。抓住这些历史所蕴含的思政元素，即可将课程知识点讲解与思政建设有机融合起来。

2.第二层次——寓思于学。对于工科专业课程，往往具有一系列公式推导、逻辑推理等，这些表面上与思政教育毫无关系，但仍然可以通过挖掘这些公式、推理过程背后的物理含义、客观事实等，建立数理理论与万物客观规律之间的辩证统一关系，寓思于学，实现讲解数理公式、逻辑推理的过程中蕴含有助于人生启迪的道理，实现知识点与思政点之间的相互促进。

3.第三层次——育人无痕。对于工科专业课，涉及的政治理论少，看似难以融入思政教育。为了打破这一难点，本文以“课程即思政”为指导思想，通过总结工科技术知识的创造过程，凝练面对工程问题如何分析问题并解决问题的方法论，改革传统的“先讲知识点，再举例应用”的典型教学模式，以解决问题方法论的思想渗透为主要教学目标，经过分析知识点的创造过程，以育人无痕的方式，在讲解知识点的过程中完成科学方法论的塑造。

综上，“以史为鉴”旨在挖掘工科专业课相关历史中蕴含的思政点，“寓思于学”旨在建立工科专业课数理理论与客观规律之间的辩证统一关系，“育人无痕”旨在以工科知识点的创造过程为载体实现科学方法论塑造。以上“三层次”实施方案之间相互耦合，达到课程思政有机融入的教学效果。其中，“以史为鉴”是指借助历史案例向学生灌输正确的人生观、价值观，“寓思于学”是指在理工科公式推导过程中引导学生进行独立思考以杜绝“填鸭式”教学，“育人无痕”是指在课程知识教授过程中育人无痕地融入思政知识点的传达。通过此思政教学方案的三个层次之间相互耦合作用，最终达到理想的教学效果。

（二）“二反馈、一格局”

在基本的思政教学实践方案的“三层次”的方法指导下，为了保证教学改革质量与不断推陈出新地促进课程思政向好发展，还需引入反馈评价方案，即思政教学实践方案的“二反馈”。此部分含义包含两方面内容：一方面，通过线上课程开启弹幕、线下课程自由发言的氛围营造，对学生思政切入点受教情况实时把握；另一方面，通过在作业和考核中增加思政开放扩展题目，实现对学生思政学习效果的评价。二者相辅相成，不断完善调整思政教学方式和内容，实现预期思政教学目标。

综合“三层次”的课程思政设计方案以及“二反馈”的持续改进策略，教师在课程思政建设过程中注重言传身教和换位思考，通过创新教学方法，达到糅合德智塑造、强化过程思辨的效果，在潜移默化过程中，培养志存高远、德才并重、情理兼修、勇于开拓的新时代接班人，达到“育人无痕”的工科专业课课程思政建设“大格局”。

三、课程思政实践案例

基于本文提出的“一中心、二保障、三原则”工科专业课程思政建设理念和“三层次、二反馈、一格局”实施策略，以“有限元分析及应用”“机械控制工程”两门工科专业课为例，给出了“以史为鉴”“寓思于学”“育人无痕”三层次实施策略指导下所形成的课程思政具体案例。

（一）“以史为鉴”指导的课程思政案例

在“有限元分析及应用”课程第一节“有限元法的意义”知识点讲授中，通过讲述塔科马大桥坍塌的案例，引出我国优秀物质文化遗产——赵州桥，通过塔科马大桥建成4个月后发生坍塌事故与我国赵州桥历经沧桑仍巍然而立的案例形成强烈对比。一方面，提升学生对于我国优秀物质文化遗产的认识，了解中华民族特有的精神价值、思维方式与智慧结晶，从而增强民族自豪感、文化自信和民族归属感；另一方面，引出学生对于两种结构带来两种结果的原因的思考，深化学生对有限元法作用的理解。在为什么不同结构带来不同结果的问题引导下，继续讲解赵州桥背后蕴含的有限元方法拓扑优化的作用，通过讲授使学生建立以科学的思维看待事物，寻找事物背后的科学原理，培养学生善于发现的能力。

在“机械控制工程”课程第一节“控制理论发展历史”知识点讲授中，讲授中国科学家钱学森对于控制论发展的极大贡献，着重强调在科学技术极度落后的情况下，我国学者对于学科发展的贡献仍毫不逊色于外国学者。引起学生的共鸣与自豪感，增强国家归属感与自我认同感，增强文化自信。讲授钱学森在控制论发展中的贡献时，引出钱学森“五年归国路，十年两弹成”的主要事迹。详尽介绍钱学森在祖国需要之时毅然放弃美国优厚待遇，在美国不惜代价、万般阻挠的情况下，历尽五年艰险终于回到祖国投身国防建设的艰辛历程。通过榜样的力量塑造学生迎难而上、艰苦奋斗和纯洁高尚的科学家精神，增强学生的家国情怀。最后，回顾当时中国所处的极端艰难的“世情、国情、社情”，引出目前我国社会主义建设虽已取得阶段性成就与积累，但处于当今“百年未有之大变局”的世界格局之内，中华民族的伟大复兴仍任重而道远，需要我们继承先辈意志，培养远大志向，继往开来地投身于中华民族伟大复兴的社会主义建设。

（二）“寓思于学”指导的课程思政案例

在“有限元分析及应用”课程里最小势能原理内容中应变能计算公式推导过程中，如图1所示，将材料与生俱来的固有属性“弹性模量”类比为人的“天赋”，将反映受外力加载而产生的“应变”类比为人的“后天努力”，将“应变势能”类比为“能力”，最终得出“后天努力对能力起着决定性作用”的结论。由此教授“勤能补拙”的思想，树立正确的人生观和价值观，同时从反面入手，告诫学生切莫“恃才傲物”，由天资聪慧到才能渐退最终泯然众人。

进一步，在物体总势能的计算中，除应力产生的势能外，还有外力作用在虚位移上所产生的势能，这个势能一方面比较抽象，另一方面关于计算公式与往常能量公式计算相比缺少“1/2”系数，学生理解起来存在一定困难。针对该问题，讲解学术界关于外力势能的内涵，不同学者之间存在不同看法的事实，让学生去体会、理解和思考不同阐释方法的优劣，培养学生辩证看待科学知识的能力，从不盲从书本知识提升到人生不要随波逐流，只有善于思考、善于发现并拥有自己独到的见解才能产生科学创新，培养批判性思维，将否定之否定原理灵活运用在问题解决过程当中，人生才能越过“惊涛骇浪”。

（三）“育人无痕”指导的课程思政案例

在“机械控制工程”课程中的“Bode图”知识点讲解过程中，不是直接给出Bode图画法，而是通过回顾实际控制系统开环传函大多由简单环节串联而成来引导学生思考“如何根据简单环节的频率特性图形直接求出实际复杂串联系统的频率特性图形？”的问题，进而引导学生从猜测当时Bode如何解决此问题开始，逐步复现Bode图的推导发明过程，针对推导过程中的种种问题采取问题牵引的模式来激发学生思考解决问题的策略。通过复现过程，一方面加深学生对于知识的理解深度和记忆；另一方面培养学生发现问题、分析问题并解决问题的科学思维方式，感受在解决问题过程中导致新问题出现而反复研究思考的做学问的基本思路，实现科学方法论的培养。

在“有限元分析及应用”课程的“弹性力学三大基本方程”知识点讲解过程中，改变常规直接给出三大方程计算公式，进而联系其应用的教学方法，而是从大家都熟知的“一维问题”入手，总结归纳出其中的一般规律，再将所总结出的一般规律推广到“二维问题”和“三维问题”当中，解决新问题。该过程即为典型的“透过现象看本质”原理的实际应用，通过该案例不仅了解了政治理论，还有助于学生对“三大方程”专业知识的理解，具有很好的思政点和知识点相互促进的作用。