新时代背景下“工程力学”课程思政的教学探索与实践

［摘 要］ 立德树人是新时代背景下高等教育的根本任务，课程思政是理工科高校实现这—根本任务的重要途径之一。以南昌航空大学“工程力学”课程为案例，增加课程思政教学目标，深入挖掘课程教学内容中的思政元素，将这些元素润物无声地融入课程教学中，同时以“提高压杆稳定性的措施”教学内容作为课程思政的实践案例，验证课程教学。课程思政全面提升了课程的育人效果，实现了课程知识传授、能力培养、价值塑造“三位一体”的育人理念。

［关键词］ 立德树人；工程力学；课程思政

［基金项目］ 2024年度南昌航空大学校级教改课“基于知识图谱的‘工程力学’课程教学改革探索与实践”（JY24003）；2022年度南昌航空大学校级“课程思政”示范课程建设“工程力学B”（SZ2235）

［作者简介］ 汤玉刚（1988—），男，江西南昌人，博士，南昌航空大学飞行器工程学院讲师，主要从事纳米复合材料的动力学特性研究；赵艳影（1977—），女，吉林榆树人，博士，南昌航空大学飞行器工程学院教授，副院长，主要从事非线性系统振动及控制研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2024）44-0109-04 ［收稿日期］ 2023-09-20

引言

习近平总书记在2016年12月召开的全国高校思想政治工作会议发表重要讲话，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”“要用好课堂教学这个主渠道”“其他各门课都要守好一段渠、种好责任田，使各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应”［1］。2020年5月，教育部印发《高等学校课程思政建设指导纲要》，提出全面推进课程思政建设是落实立德树人根本任务的战略举措［2］。响应党和国家对高等教育课程要求，做好各类课程思政建设，是一项十分重要且较为迫切的工作。

“工程力学”是理工科高校一门重要且高度普及的专业基础课，在工程教育中占有重要的地位。以南昌航空大学为例，每一学年的授课班级40个左右，人数约1200人，授课专业有金属材料工程、高分子材料与工程、无机非金属材料工程、复合材料与工程和环境工程等十几个专业。由于“工程力学”课程涉及专业面广泛，学生人数众多，如何利用课程对学生进行思想政治教育显得尤为重要。在这样的背景下，课程团队从教学目标、教学内容和教学模式等方面对“工程力学”课程思政建设进行了探索与实践，在教学目标环节增加思政教学目标，充分挖掘“工程力学”课程教学内容中的思政元素，利用线上+线下教学模式从课前、课中和课后三个环节将这些元素引入并润物无声地融入“工程力学”课程教学中，做到了课程全过程育人，让工程力学专业教育与思政教育紧密结合，做到专业教育和思政教育并行共进的双赢模式。

一、“工程力学”课程思政教学探索

（一）课程教学目标的重构

基于课程思政理念下，课程团队对“工程力学”课程教学目标进行了重新设计，包含了知识目标和能力目标。知识目标1：掌握物体的受力分析方法、力系的简化方法和平衡条件，能够对实际工程中物体进行简化，建立其力学模型，求解其静力学问题。知识目标2：掌握构件在各种基本变形形式下的应力与变形的测试方法，能操作常用实验仪器采集和处理实验数据，能对实际工程中构件的强度、刚度和稳定性进行分析和求解。能力目标：具备观察问题、分析问题和利用力学知识解决工程实际问题的素质与能力。另外还增加了思政目标：培养学生正确的世界观、人生观和价值观，勇于探索的科学精神，爱国主义精神，工匠精神，良好的职业素养，强烈的社会责任感，增强学生的民族自豪感和文化自信。

（二）课程内容思政元素的挖掘

1.哲学思想。培养学生正确的世界观、人生观和价值观。“工程力学”课程内容蕴含着丰富的哲学思想——辩证唯物主义思想［3-5］。辩证唯物主义思想是马克思哲学的重要组成部分，将辩证唯物主义思想融入“工程力学”的教学内容，不仅能提高学生的学习兴趣，使其快速掌握课程知识，还能引导他们树立正确的世界观、人生观和价值观。在静力学约束与约束力这章节内容，介绍自由与约束两个相互对立的概念，自然界和人类社会的万事万物都是在一定规则约束下稳健有序地运转，如行驶在道路上的汽车受到交通规则的约束。在材料力学轴向拉压、扭转和弯曲三种基本变形的横截面上应力章节内容，首先需要通过实验观察横截面的变形情况，接着推导横截面上应力公式，最后利用应力公式校核工程实际中杆件的强度问题，这与马克思主义辩证唯物主义思想中的实践到理论再到实践不谋而合。

2.优秀科学家奋斗史和成长史。培养学生的爱国主义情怀和勇于探索的科学精神。讲解“工程力学”课程知识时非常有必要引入一些著名科学家的故事。在绪论这章节内容，介绍钱学森和钱伟长的故事，两位科学家都是放弃国外优厚的待遇毅然回到祖国。回国后，他们利用自己所学知识投入新中国的航空航天事业中，为我国的航空航天事业建立了不朽的功勋。在桁架内力计算这章节内容，讲解桁架桥的内力计算案例，同时会引入中国第一座自主建设桁架钱塘江大桥设计者桥梁专家茅以升的故事。茅以升大师从小立志建造最结实的桥，美国学成归来立即投入新中国的桥梁事业中，同样为我国的桥梁事业建立了不朽的功勋，2019年被评为“最美奋斗者”。在提高压杆稳定性这章节内容，讲解欧拉公式，介绍瑞士数学家莱昂哈德·欧拉背后的故事：28岁右眼几乎失明，59岁左眼几乎失明，在这艰难困苦的情况下，没有放弃追求科学真理，写出了大量的数学和力学经典著作。通过这些经典人物的例子，培养学生的爱国主义精神和勇于探索的科学精神。

3.中华优秀传统文化。增强学生的民族自豪感和文化自信。我国是具有5000多年悠久历史的东方文明国家，在科学技术方面取得了一些非常重要的成就，挖掘这些优秀的文化元素，融入“工程力学”教学实践中，不仅可以增加课堂的趣味性，还有助于学生增强对中华优秀传统文化的认识。在绪论这一章节内容，介绍赵州桥案例，它始建于隋朝，距今1400多年，是世界上现存跨度最大的敞肩石拱桥，也是世界上首创“敞肩拱”结构形式，对于这种敞肩拱结构，欧洲大陆直到19世纪中期才出现，整整比我国晚了1200多年。在弯曲应力这章节内容，介绍矩形横截面最佳尺寸案例，在公元1100年，北宋著名建筑学家李诫的《营造法式》指出：矩形木梁的合理高宽比为3∶2。在提高弯曲强度的措施这章节内容，讲解合理安排梁的受力情况，介绍故宫的宫殿案例，通过挑檐和多柱设计，不仅减小了宫殿梁的受力，还增加了宫殿美感，同时故宫的宫殿群也是世界上现存规模最大、保存最为完整的木质结构古建筑群之一，被列为世界文化遗产。在提高压杆稳定性这章节内容，讲解应县木塔案例：木塔高60多米，纯木结构，重2600 吨。应县木塔与意大利比萨斜塔、巴黎埃菲尔铁塔并称为世界三大奇塔，是中华民族的骄傲。通过这些融入中华优秀传统文化的案例帮助学生认识到先辈们极具创造力和创新性。

4.工程实际应用案例。培养学生的工匠精神、良好的职业素养和强烈的社会责任感。“工程力学”课程的知识与实际工程是紧密联系在一起的，挖掘工程实际生活案例中的思政元素，培养学生的工匠精神、良好的职业素养和强烈的社会责任感，使其日后成为专业基础扎实、有理想信念、有担当的卓越工程师，同时让学生意识到“工程力学”这门课程知识不是纯理论、虚无缥缈的，而是真真切切地服务工程实际，可以提升学生对这门课程的沉浸感，提高学生的学习积极性。在讲解拉伸、压缩和剪切章节内容时，介绍全国著名的悬索桥工程案例，悬索桥杆件的长短不一是利用拉伸的变形来设计的，同时讲解重庆鹅公岩轨道大桥悬索杆件因强度不够发生断裂，导致地铁停运，给老百姓的出行带来极大不便。在弯曲应力章节内容，讲解等强度梁的概念，介绍第五代隐形战斗机歼-20和新一代军用大型运输机运-20机翼的变截面设计来减小自身的重量。讲解提高材料的力学性能和梁的合理截面，介绍中国高铁铁轨案例，铁轨选择工字型截面提高抗弯截面系数，高铁铁轨的力学性能比普通铁轨的要好，同时介绍中国高铁总里程数世界第一，还向国外输出。在压杆稳定章节内容，讲解湖南长沙自建房坍塌事故，造成53人遇难，事故原因：房东追求更多的房租，不断加高房屋的楼层，不顾墙体的承载能力。通过这个案例告诉学生工作后不要只考虑经济因素，要有良好的职业素养和强烈的社会责任感。

（三）课程教学模式的新探索

为提高学生的学习积极性，提升课程育人效果，课程团队积极探索新的教学模式：线上+线下混合式教学。上课前，将与课程知识有关的中国古代和现代经典建筑、工程事故等思政案例在学习通平台发布，吸引学生的注意力，激发学生自主预习课程知识的动力。课堂教学中，除了传统教学所包含的公式说明和习题求解外，特别增加案例解析，学生以小组为单位，采用翻转课堂模式讨论和分析课前思政案例和专业相关的工程案例，同时工程案例中的思政元素以润物无声的方式融入课程知识，使课程知识与思政教育融为一体，提高了学生的学习兴趣，提升了课堂的教学效果。课后，学习通发布课后作业和预习任务，微信群和学习通在线为学生答疑，确保教学质量。这样形成了课前引导、课中分析、课后延伸的课程全过程育人模式。

二、“工程力学”课程思政教学实践

近年来，为了让“工程力学”的思政元素与专业知识紧密结合，课程团队不断改进课程的教学设计和教学方法，让这些思政元素润物无声地融入课程教学中。本文把“工程力学”中“提高压杆稳定性的措施”教学内容作为课程思政课堂教学的实践案例。经过多年的课程教学实践与完善，该章节内容课程思政教学设计如下。

（一）教学目标

1.知识目标。能够从优化结构方面提高压杆稳定性，理解减小压杆长度的最有效方法；能够从矩形、圆形、空心矩形和圆环形等截面形式中分析出最合理截面形式；能够选用高强度材料来提高稳定性的原理。

2.能力目标。培养学生观察问题、分析问题和利用力学知识解决问题的能力。

3.思政目标。培养学生良好的职业素养和强烈的社会责任感、勇于探索的科学精神、工匠精神，树立学生的民族自豪感和文化自信。

（二）教学过程

1.课前：发布案例，引发思考。教师上课前在学习通平台上发布长沙自建居民房发生坍塌，造成53人遇难，采取什么措施可避免自建房坍塌？通过工程事故的导入，激发学生的学习兴趣和求知欲。

2.课中：介绍公式，探究新知。介绍欧拉公式，得到提高压杆强度的三种方法，同时讲述数学家莱昂哈德·欧拉背后故事：欧拉28岁时，右眼几乎失明，后来59岁左眼也几乎失明，在双眼失明的情况下，完成了大量的数学和力学经典著作。以此培养学生勇于探索的科学精神。

3.课后：实践真知，巩固升华。课后作业：设计制作一个木塔，使其能够承载一定的载荷。布置学生课后亲自动手操作，加深巩固其对提高压杆稳定性各种措施的力学原理的理解。

结语

“工程力学”课程思政始终坚持以立德树人为根本任务，从哲学思想、优秀科学家奋斗史和成长史、中华优秀传统文化和工程实际应用案例四个方面挖掘课程教学内容中的思政元素，从课前、课中和课后三个环节将这些元素融入“工程力学”课程教学中，做到了课程全过程育人，培养了学生正确的世界观、人生观和价值观，勇于探索的科学精神，爱国主义精神，工匠精神，良好的职业素养，强烈的社会责任感，增强了学生的中华民族自豪感和文化自信，实现了由注重知识传授教学模式向知识传授、能力培养、价值塑造“三位一体”教学模式的转变。

参考文献

［1］习近平在全国高校思想政治工作会议上强调 把思想政治工作贯穿教育教学全过程 开创我国高等教育事业发展新局面［N］.人民日报，2016-12-09（1）.

［2］教育部.关于印发《高等学校课程思政建设指导纲要》的通知：教高〔2020〕3号［A/OL］.（2020-05-28）［2022-04-01］.http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7056/202006/t20200603_462437.html.

［3］祁武超，田素梅.理论力学课程“五位一体”思政教育模式探索［J］.高教学刊，2022，8（23）：168-172.

［4］浦玉学，许海燕，胡宗军.“理论力学”课程思政实践与探索［J］.教育教学论坛，2021（2）：105-108.

［5］王淼，张博，王迪.“后疫情时代”下材料力学课程思政教学实践探讨［J］.高教学刊，2022，8（10）：17-20.

Teaching Exploration and Practice of Ideological and Political Education in Engineering Mechanics under the Background of the New Era