立德树人背景下“工程力学”课程思政建设的探索与实践

［摘 要］ 课程思政建设是高校全面提高人才培养质量的重要任务，也是每门专业课课程改革中的首要任务。在立德树人的教育理念下，专业课程与思想政治教育形成协同效应，在课程教学中与思想政治育人同向同行。围绕“工程力学”课程思政的育人目标，结合课程内容，着力寻找专业伦理、职业操守、人文精神、家国情怀、社会主义核心价值观等德育元素的融入点。提出了课程思政的教学方法和手段，探索了“工程力学”课程思政考核方式，为“工程力学”课程思政教学提供了参考。

［关键词］ 课程思政；工程力学；立德树人；教学设计

［基金项目］ 2021年度河南省一流本科课程“工程力学”（教高2021-174号）；2020年度河南省本科高校第二批课程思政项目“土木工程专业核心课程群思政教学团队”（教高2020-432号）；2021年度河南理工大学课程思政样板课程“工程力学”（教务-2021-21号）；2020年度河南省本科高校课程思政样板课程“结构力学”（教高2020-531号）

［作者简介］ 杨大方（1984—），女，河南沁阳人，博士，河南理工大学土木工程学院副教授，主要从事土木工程及力学研究。

［中图分类号］ G641 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2023）18-0093-04 ［收稿日期］ 2022-07-04

2016年，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”“要用好课堂教学这个主渠道”［1］。2020年，教育部印发的《高等学校课程思政建设指导纲要》指出：“落实立德树人根本任务，必须将价值塑造、知识传授和能力培养三者融为一体、不可割裂。”［2］“工程力学”是工科院校重要的专业基础课，也是众多学生的必修课程［3］。在“工程力学”课程建设中，充分提炼其蕴含的价值基因，通过隐形渗透、元素融合等方式，帮助学生树立正确的世界观、人生观、价值观。将立德树人贯穿课堂教学的全员、全过程、全方位，推动思想政治理论课与课程思政协同前行，达到润物无声的思想政治教育效果，从而提高学生的获得感和幸福感，实现思想启迪和价值引领，使课程思政和“工程力学”课程相得益彰［4］。

一、“工程力学”课程思政育人目标

第一，结合本门课程静力学部分中力及力系平衡的知识目标，向学生展现力与美、平衡与和谐的统一，挖掘其中蕴含的艰苦奋斗与奉献精神、尖端科技与创新精神，培养学生精益求精的大国工匠精神和创新意识，树立民族自豪感，激发学生的爱国热情，实现个人价值与社会价值的统一。

第二，结合本门课程材料力学部分中设计安全构件的知识目标，厚植工程伦理，强化学生的责任心及使命感，塑造学生关爱生命、关爱自然、尊重公平正义的可持续价值观。

第三，结合本门课程实验教学，遵循“实践—理论—实践”的认识规律，提高学生的动手能力，增强学生的团队协作意识，促使学生养成认真严谨、实事求是的工作作风，培养学生良好的职业素养。

第四，结合中国科学家在力学方面所做的贡献和对社会发展的促进作用，将人文教育融入工程人才培养的全过程，为学生提高文化素养提供丰厚滋养，引导学生自觉践行文化自信。

二、“工程力学”课程思政教育的融入点

（一）结合典型建筑中蕴含的力学原理，提升学生的民族自豪感

鉴赏古今建筑的力学与美，在我国特色建筑文化中践行文化自信，激发学生的民族自豪感［5］。例如隋代赵州桥，通过扶拱敞肩的结构改善上部荷载分布情况，使主拱结构部分产生微弱的拉应力。这一巧妙的设计一方面充分利用了石料抗压的特性，另一方面削弱了拱轴线截面上的拉应力，从而增强了桥身结构的稳定性。此外，我国设计建造的港珠澳大桥，采用双塔式斜拉结构，悬索使用预应力钢丝索，钢索作为连接体将桥梁上的主要承重力传递到主塔。古代建筑千余年来历经风雨仍完好无损，现代技术展现了当代中国的先进建造水平，这些都体现了设计中的智慧和巧妙。

（二）结合著名科学家的科研事迹，培养学生的爱国主义精神

振兴中国科技，是科学家的时代使命，而爱国主义正是科学家精神的根本所在和重要内容。例如钱伟长弃文从理，他坚信只有科学才能救国。抗战胜利后，他毅然放弃美国的优越生活，回到祖国。归国后的钱伟长依旧致力于力学研究，填补了我国力学领域的多个空白，在自己的领域不断钻研和进取，为我国的力学研究和发展夯实了基础。科学家爱国敬业、无私无畏的精神及把个人价值和社会价值高度统一是学生学习的目标。

（三）结合实际工程案例，加强对学生的工程伦理教育

结合在工程中因设计或者施工不当导致不可挽回的工程案例，为即将从事工程建设的学生敲响警钟，使学生明白做事要有严谨的态度和良好的职业素养，体现了诚信的社会主义核心价值观［6］。在讲解某一专业内容时，融入实际工程反面案例，使学生有更直观的、触及心灵的感受。例如在讲解压杆稳定时，可列举由于脚手架失稳造成南京电视台演播中心屋顶模板倒塌等事件。通过讲解工程案例强化学生的社会责任感，培养良好的职业素养。

（四）结合类比材料变化特性，培养学生乐观向上的精神

大学生活是一段追梦历程，大学生是有着追梦情结的群体。将力学专业知识与逐梦教育相结合，将抽象的概念通俗化、深奥的理论大众化、单调的形式鲜活化，用富含人文关怀和生活气息的内容和方式教育引导学生。例如，在讲解低碳钢拉伸应力-应变不同阶段的材料变化特性时，将“屈服”阶段类比为日常生活中遇到的问题与挫折，但通过不懈的努力、树立直面挫折的勇气，困难终会迎刃而解，这一转化可以类比为“强化”阶段，以此激励学生勇于面对困难，培养学生乐观向上、自强不息的精神。

（五）结合物体系平衡，培养学生的大局观，使其坚定“四个自信”

大学生是祖国的新生力量，是祖国未来的希望，肩负弘扬社会主义核心价值观的大任。因此，在课程中融入集体精神和社会主义核心价值观，坚定当代大学生“四个自信”意义重大。例如，在讲解物体系的平衡问题时，采用先整体后隔离的思想，首先通过整体分析求出支座反力，接着对要具体分析的部分单独求解。借用这一思想教育学生在面对事情时要有大局意识，整体是由每一小部分联合在一起构成的，个体之间及个体在集体中都要和谐统一。

（六）结合课下实验课程，培养学生追求真理的精神

“工程力学”中诸多理论都是沿着“实践—理论—实践”的科学方法建立的，在学习“工程力学”课程时要有对知识实事求是的态度及辩证唯物主义世界观［7］。例如，在讲解纯弯梁正应力部分时，首先在课堂上对梁正应力的求解公式进行推导与讲解，使学生明白各个符号代表的含义，对公式有直观的认识与理解；接着让学生结合课上讲解的内容，在课下设计相关实验方案，以此验证理论层面与实际操作中是否存在偏差；最后，遵循“实践—理论—实践”认识规律，通过实验课学生亲自动手操作，加深学生对知识点的理解，同时增强学生勇于探索、分析问题的能力。

三、“工程力学”课程思政教学方法和手段

“工程力学”课程思政教学基于OBE理念，采用线上与线下、理论与实验、调查反馈与总结相结合的方式进行课程思政教学。第一，线上与线下相结合。为达到更好的课堂学习效果，在课程开始前，通过建立课程QQ群，以群作业的形式发布课程预习任务，或通过大学生MOOC同步进行，以便学生对授课知识的消化吸收。课后，将课程资料通过网络平台进行发布，学生课上未理解的知识可通过QQ群或MOOC与教师沟通，及时进行线上解答。第二，理论与实验相统一。在完成课上理论知识教学的同时，及时结合一定课时的实验课程，实现实践教学与理论教学的融合。在实验过程中，学生独立思考并动手实验，实验中可能会遇到很多不确定因素，如实验测得数据与理论计算结果有偏差、测试设备出现故障及实际操作中的参数设置问题等，这就需要学生之间相互帮助、共同探讨、取长补短，找出原因并制订解决方案，加强学生的沟通与解决问题的能力。第三，调查反馈与总结。通过问卷调查等形式及时了解学生对思政元素融入课堂效果的反馈，了解学生学习的实际情况，并及时总结，针对多数人出现的关键性问题再次优化教学内容。“工程力学”课程教学原则是：复杂知识简单化、枯燥知识有趣化、教学方法多样化、教学反馈及时化。在课程思政建设与探索中，采用的授课方式如下。

（一）引申教学法

以教学知识点为基础，采用引申法，加深学生对知识的理解和记忆，培养学生解决问题的思维方式。例如，讲解物体受力分析时，关键的知识点是区别外力和内力。课堂上讲解先确定研究对象，其受到的主动力和约束力为外力，而构件之间的受力为内力，整体受力分析时内力不考虑。为了便于理解，这一知识点可以引申为：国家和民族是一个整体，在国际舞台上，涉及国家和民族大义时，国家的内政（内力）不受外来势力（外力）干涉。通过这样的引申，学生不但能迅速理解和掌握知识点，也体现了课程思政的内容，让学生从整体和大局来看待分析问题，培养学生的爱国情怀，使其重大局、重大义。

（二）暗号教学法

有趣的教学方式不仅能够调节课堂节奏、激发学生学习的兴趣，更能直接影响课堂教学的效率。暗号法即将一大一小两个内容联系起来，在课堂教学中，提到两个内容中的其中一个，学生便迅速反应出对应的另一个内容，从而能够快速确定思路。例如提到强度迅速反应出应力，相反的提到应力学生能够迅速反应出强度，类似的还有刚度与变形、稳定性与临界力。这样更有利于学生在兴趣中理解掌握材料力学部分的核心内容（研究杆件受到外力后的三方面安全性问题）。这种方法可以培养学生的联想能力，在脑海中能够闪现万事万物的联系，快速响应，增强自信。

（三）直观演示教学法

对于抽象的概念，通过实物或模型模拟，进行示范性展示，为学生提供观察学习的机会。这种方法缩短了理论与实践的距离，教师和学生可同时进行言语交流和视觉呈现。如讲解静位移时，通过模型梁和橡皮进行模拟，橡皮相当于重物，把橡皮放在模型梁上，橡皮的重力就是静载荷，由于橡皮的重量所产生的在放置处沿铅锤方向的位移就是静位移。这样可以培养学生的观察能力，使学生获得丰富的感性材料，加深对知识的印象，发挥学生的主观能动性。

（四）专题嵌入式教学法

坚持以学生为中心的理念，采用“教师主导+学生自主”相结合的教学方式，让学生真正成为学习的主体和中心，促进学生建构知识体系。如在材料力学部分研究构件的强度问题时，课本中的讲解思路是按照杆件受到外力发生不同的变形形式介绍的。可以尝试以强度问题为专题集中介绍，先通过播放强度问题带来的工程事故（包含不同变形引发的强度安全事故）视频资料直观地引起学生的重视，接着对强度问题的概念、求解等先做集中的讲解，然后介绍一个变形下的强度问题，其余变形下的强度问题可以引领学生自主学习。这样，既节省了课堂学时，又提高了学生的学习效率，同时培养了学生独立自主思考和解决问题的能力。

（五）启发式教学法

启发式教学将以学生为中心作为教育教学理念，在教学过程中重在引导学生，培养学生面对问题时独立思考的能力。例如在讲解组合变形时，以卷扬机为例，引导学生看到这一问题时首先思考如何进行建模，完成建模后考虑如何进行受力分解与分析，接着引导学生利用所学知识验证传动轴的强度是否满足要求。若满足则即为所求，若不满足，则进一步引导学生考虑如何进行修正能够使其满足强度要求。

（六）互动式教学法

以问题为导向、以解决问题为目标对各问题进行互动讨论，进而开展对各知识点的学习和深入理解。例如，在讲解如何提高梁的强度和刚度措施内容时，进行互动式讨论教学，提示以所学应力和变形两个物理量着手进行小组互动讨论，接着进行集体式互动，使人人都能参与其中。这种教学方式可以培养学生的思考主动性及课堂参与感，且在课程中融入集体精神和社会主义核心价值观，进而达到课程教学目标，培养学生的团结协作精神。