“基础力学”课程思政协同育人的探索与实践

［摘 要］ 全球化进程加速，人们价值取向呈现多样化趋势，大多数国家为了使国民适应当前形势的发展都很重视思想政治教育。教育工作者要把思想政治工作贯穿教育教学全过程，实现全员育人、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。课程思政是新形势下贯彻各类课程与思政课程同向同行，形成协同效应的重要举措。阐述了“基础力学”课程作为理工科学生专业课学习的重要组成部分，在培养学生专业能力、塑造学生政治素养等方面的重要作用。分析了“基础力学”课程思政的教学案例挖掘方向、实施路径、教学设计等对实现课程协同育人目标的作用，为高校课程思政建设提供参考。

［关键词］ 课程思政；“基础力学”课程；专业能力；政治素养；教学设计

［基金项目］ 2021年度江西省高等学校教学改革研究课题“基础力学课课程思政协同育人的探索与实践”（JXJG-21-8-5）

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

［中图分类号］ G641 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2024）48-0103-04 ［收稿日期］ 2023-10-25

引言

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］全国多所高校已开展了关于课程思政的探讨和尝试，取得了良好效果［2］。从这些成功案例不难看出，专业基础课作为理工科专业前期必修课，具有与学生接触早、受众广的特点，为全面推动课程思政改革提供了突破点，更应强调专业基础课在价值引领中的重要作用［3-5］。本文重点围绕“基础力学”课程思政的教学案例挖掘方向、实施路径、教学设计三方面问题，阐述“基础力学”课程在课程协同育人中的重要作用［6-7］。

一、“基础力学”课程思政教学案例挖掘方向

课程思政是当前“三全育人”背景下的改革必需产物。新形势下，专业课与思政元素融合，在专业课教学中形成思政教育思维，是高等教育的一个重要方向。“基础力学”课程具有丰富的思政元素，其在课程思政教学中具有先天的优势，应从以下几个方向挖掘思政案例。

（一）“基础力学”课程中的民族自豪感

在讲解力学在建筑及桥梁上的应用时，典型的案例就是山西应县木塔。该木塔没有使用任何一颗铁钉，3 000吨木质构件互相连接形成塔体，历经多次地震雷劈、枪击炮轰，千年不倒。讲解赵州桥的敞肩拱设计是“世界桥梁的鼻祖”，虎门大桥、杭州湾大桥、港珠澳大桥等桥梁均都是世界桥梁史上的经典之作。英国T.Young在1807年著的《自然哲学与机械技术讲义》一书中给出矩形木梁合理的高宽比。北宋李诫在1100年著的《营造法式》一书中就已经给出了矩形木梁合理的高宽比，比西方早了707年。胡克定律是英国科学家胡克1678年首先提出来的，实际上东汉经学家郑玄对《考工记·弓人》中“量其力，有三钧”就做了注释“假令弓力胜三石，引之中三尺，弛其弦，以绳缓擐之，每加物一石，则张一尺”。

（二）“基础力学”课程中的工匠精神

党的二十大报告中的中国式现代化正是对大国工匠精神强有力的支持。工匠精神就是精益求精、追求完美的精神，它源于传统手工艺人对手工制品的追求和执着。我国古代的许多著名建筑、水利工程和军事设施都是工匠精神最好的展示，也是“基础力学”课程思政中工匠精神的最好案例。

荀子说：“人积耨耕而为农夫，积斫削而为工匠。”长期从事农业生产的人为农夫，长期使用斧头等工具的人为工匠。自古以来，任何一个从事工艺劳动的工匠，都是以其毕生精力献身于这一工艺领域的。《庄子》以庖丁解牛、匠石运斧、老汉粘蝉等生动事例告诉人们，古代匠人的技艺能够达到鬼斧神工的至高境界，即所谓“臣之所好者，道也，进乎技矣”。万物的本性都是道的体现，匠工蕴道，这个道，是技艺之道，同时也是得天理之道。

都江堰水利工程至今依旧在灌溉田畴，是造福人民的伟大水利工程。其以年代久、无坝引水为特征，是世界水利文化的鼻祖。都江堰不仅是中国古代水利工程技术的伟大奇迹，也是世界水利工程的璀璨明珠。

（三）“基础力学”课程中的社会责任感

习近平总书记在纪念五四运动100周年大会上的讲话强调：“在实现中华民族伟大复兴的新征程上，应对重大挑战、抵御重大风险、克服重大阻力、解决重大矛盾，迫切需要迎难而上、挺身而出的担当精神。”［8］在工程建设史上，不乏成功的经典案例，也有不少失败的案例。除了要培养学生的专业技术知识外，强化工程师的社会责任担当意识也同样重要。

加拿大的魁北克大桥就是一个典型的案例，在介绍压杆失稳的概念时可引入该案例。1907年，位于加拿大圣劳伦斯河上的魁北克大桥在建设过程中，由于设计师过度增大桥梁的跨度，导致悬臂结构的下弦杆失稳而发生整体坍塌，70多名施工人员遇难。1995年6月29日下午，韩国三丰百货大楼由于盲目扩建、加层，致使大楼四五层立柱不堪重负而产生失稳破坏，大楼倒塌共造成502人死亡，937人受伤，失踪113人。

（四）“基础力学”课程中的哲学原理

力学起源于哲学，在“基础力学”课程中融入哲学理念也是课程思政的重要方面。

讨论梁的强度问题中，由于切应力的影响很小，通常以梁纯弯曲没有切应力的模型为例，建立弯曲正应力的计算公式，推广到有切应力的横力弯曲梁正应力的计算。这一方法体现了工程中解决具体问题时，由于问题本身和环境条件等的复杂性，不可能考虑到所有的影响因素，先考虑对其有主要影响的因素，抓住事物的主要矛盾，这也是力学学科在解决工程实际问题时要进行建模简化的常用方法。

在分析疲劳破坏的规律时，疲劳破坏经历了裂纹萌生—裂纹扩展—断裂的过程，一般的疲劳破坏需要一段时间的累积，反映了从量变到质变的哲学道理。超静定结构主要体现在有多余约束上，正是由于多余约束使得超静定结构受力更为均匀，刚度和稳定性更高。这反映出“有用”和“多余”的哲学辩证关系。

二、“基础力学”教学中课程思政的实施路径

力学是一门历史悠久的学科。在授课过程中结合“基础力学”课程自身特点，注重价值观的设计、古代经典文献的应用、多学科交叉融合、文理融合、红色基因融入等途径，在润物无声中实现课程的育人功能。

（一）注重知识与技能、过程与方法、情感态度和价值观的设计

知识与技能、过程与方法、情感态度和价值观三个维度的教学目标体现了“基础力学”课程教学的基本理念，是学生全面和谐发展、个性发展和终身发展的客观要求。

例如，做力学实验时须做好爱护设备、规范测量、尊重数据、交流合作、注意倾听、注意安全等内容设计，这些既是力学实验教学的内容，同时也是思政课程的内容。思政课程中是以说理式教学为主，而力学课程则是以操作式教学为主。力学课程中课程思政是通过具体的一点来实现立德树人的目标，它比思政课程更具体。在培养学生掌握实验的基本操作、基本技能和基本知识的同时，也培养学生严肃认真、实事求是的科学态度和作风，创新意识与创新能力，以及实验的安全意识，并要求学生能运用所学的力学理论知识去解决实验中遇到的各种实际问题。

（二）注重古代经典文献的应用和力学家的名人效应

力学理论的发展和完善蕴含着科学家坚持不懈的探索精神。在力学教学过程中讲述科学家探求真知的过程和奇闻轶事，可以让学生在轻松的氛围中接受知识，同时领略科学家的科学精神。

阿基米德在聚精会神地研究科学问题时，全然不知罗马士兵已经攻破城门，他不让罗马士兵触碰他摆放的几何图形，结果被士兵残忍杀害。欧拉13岁入读巴塞尔大学，15岁大学毕业，16岁获得硕士学位，26岁成为彼得堡科学院院士，在与友人进餐时讨论计算新发现的天王星轨道方案，逝世当天下午还在石板上演算。我国力学家郭永怀在飞机失事时为了保护研究资料，与他的警卫员拥抱在一起，用身体护住了研究资料避免被损毁，为科学研究献出了自己宝贵的生命。这些故事能够为力学课堂增添人文色彩，增加课程的趣味性，也有助于激发学生生命不息、研究不止的科学探索精神。

（三）注重力学与其他学科的交叉和渗透

力学作为一门基础自然学科，不仅是诸多理工类学科的基石，在与其他学科之间的交叉、渗透和综合过程中也在不断完善和发展自己。力学作为一门技术学科，已经在航空航天、机械工程、能源动力、土木建筑、材料科学、智能控制、生物工程等领域发挥重要作用。

例如，在讲材料力学性能实验时，测定材料在不同工况下的工作状况的力学性能，提出复合材料比重轻、刚度大、强度高的优异性能，特别是纤维增强型复合材料在工程中各个领域得到广泛应用。复合材料的运用给力学提出了新要求，相比于传统的金属和合金材料，复合材料是各向异性的，其力学行为更加复杂，给科技工作者提出了更高的要求。

在讲解梁纯弯曲时指出，为了充分利用木梁沿着纤维方向的抗拉性能，工程中人字形屋架作为主梁时，上方会通过支座垫连一个次梁结构，将屋顶的载荷分成两个集中力作用在主梁上；讲解等强度梁设计时，引入工程中的鱼腹梁结构，以及商周时期的青铜器都是采用了等强度梁的设计理念。

（四）注重在“基础力学”课程中渗透人文思想和红色文化

基础力学是有很强应用背景的自然学科，对于中国式现代化要求培养出高素质的人才，必须拓宽基础力学的内涵，实现人文精神与科学思想的相互融合。

例如，在讲解点的合成运动时，引入宋代陈与义的诗句“飞花两岸照船红，百里榆堤半日风。卧看满天云不动，不知云与我俱东”，引导学生体会运动是相对参考坐标系的，不同的坐标系得到的运动不相同，进而引出动点和动系的概念。讲解压杆稳定时，诵读宋代刘学箕的诗句“野馆春归后，横塘席柳绵。轻风翻麦浪，细雨落花天。草褥迷三径，苔纹叠万钱。山禽自呼唤，水竹倍清妍”，引导学生建立麦秆的模型，属于一端固定、一端自由的压杆，这种杆件容易失稳，引出压杆稳定性的概念。

三、“基础力学”教学中课程思政的教学设计

实现课程的思想政治教育功能的有意识的育人行为，重在润物无声、潜移默化、浸润式的育人效果。构建有目标、有设计、有方案、有评价的专业课课程思政“四有”实施框架，设置“德育”和“智育”目标。

（一）构建教学目标

工程技术人员都是社会主义建设者和接班人，培育具备社会主义核心价值观的技术人才，根据岗位技能的要求，确定知识目标和能力目标。根据企业对素质培养的需求，以社会主义核心价值观为导向，明确爱国、敬业、诚信、友善的素质培养目标。

（二）设计教学内容

针对以上课程目标，教学团队确定了以学生全面发展为中心，从理论到实验，从实验到创新实践的一体化教学内容体系，结合航空背景、工程背景、科研项目背景设计教学案例。以“工程问题力学化，力学结果工程化”为主线重塑教学内容，提升学生“建模—分析—设计”的综合能力。强调力学和航空宇航、材料、机械等学科交叉融通，增强学生解决复杂工程实际问题的综合能力。根据教学目标和工作过程将传统的教学内容进行重构。

（三）实施教学方案

课前在学习通发布课前预习任务，观看视频、搜集相关资料、完成课前预习任务单。在课前任务中体现德育考核，学生自评、小组互评、教师评价。培养自学自律，加强团队协作。课堂教学在不改变课程原有体系和教学规律的前提下，采用案例警示、全面浸润、正向引导的模式进行。课后开展大学生力学竞赛等课外拓展活动，邀请力学专家为学生开讲座、录视频、传精神，从而落实爱国、敬业、诚信、友善全面的课后价值引领。