“工程力学”课程思政的探索与实践

［摘 要］ “工程力学”是高等院校大多数工科专业必修的一门重要基础课程，以“工程力学”课程为载体，提出了课程思政建设的思路。首先，对各高等院校“工程力学”课程思政的成果进行总结与分析；其次，提出“工程力学”课程思政建设中需要解决的关键问题，并对思政元素与课程内容的有机结合提出四个建议；最后，以三个案例为例，阐述了以整个课程教学设计为基础的思政元素的规划和案例设计。

［关键词］ 工程力学；课程思政；关键问题；思政元素；案例设计

［基金项目］ 2022年度北京交通大学校级教改项目“‘工程力学（D）’课程思政建设”

［作者简介］ 山美娟（1991—），女，陕西西安人，博士，北京交通大学物理科学与工程学院讲师，硕士生导师，主要从事先进复合材料和结构的失效机理及强度分析方法研究；税国双（1971—），男，四川射洪人，博士，北京交通大学物理科学与工程学院教授，博士生导师，主要从事复杂介质和结构的波动力学及应用研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2023）36-0086-05 ［收稿日期］ 2022-08-08

引言

2016年12月，在全国高校思想政治工作会议上，习近平总书记强调：“使各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应。”［1］2018年，教育部在《关于加快建设高水平本科教育全面提高人才培养能力的意见》中提出，要强化课程思政和专业思政，着力推动高校全面加强课程思政建设，做好整体设计。2020年，教育部印发《高等学校课程思政建设指导纲要》，旨在全面推进高校课程思政建设，发挥好每门课程的育人作用，提高高校人才培养质量。从课程思政概念的提出至今各高等院校都在积极推进课程思政建设，业已产生了丰富的建设成果。随着国家政策要求的细化，以及对课程思政建设内涵理解的更加深入，课程思政必将迎来新一轮建设高潮。

“工程力学”是高等院校大多数工科类专业必修的一门重要的理论基础课，在高校的课程体系中占据着重要地位。该课程为“结构力学”“结构动力学”“机械原理”等专业课程提供了理论基础。“工程力学”也是一门解决实际工程问题的课程，涉及的力学理论在航空航天装备、微电子设备、多功能材料、大型桥梁和隧道等研发和设计中有广泛应用。

综上可见，“工程力学”课程与其他专业课相比具有更广的覆盖面。因此，开展“工程力学”课程的思政建设尤为重要。

一、研究现状及发展动态分析

通过对“工程力学”课程思政建设的相关文献进行详细调研，发现西南交通大学、北京工业大学、上海海洋大学等多所高校已提出了“工程力学”课程思政建设项目，从教学目标的改进、教学大纲的修订、教学内容的调整、教学方法的创新等系列改革措施出发，进行了课程思政建设的探索。

西南交通大学的沈火明和刘娟［2］从2018年开始，以“工程力学”课程为载体，加强课程育人实践，积极探索课程思政，充分挖掘课程内容中的思政元素，创新课程教学方法，强化课程育人功能，并将课程思政作为一流课程建设的重要内容与教学改革的重要方面，取得了实效。

北京工业大学的杨庆生等［3］在校级教育教学重点项目、面上项目以及教育部项目的资助下，于2018年开始了“工程力学”课程思政建设探索，取得了丰硕的成果。他们提出将课程思政融入慕课与新形态教材，利用现代信息传播手段，形成多侧面、多媒体的课程思政格局。目前，他们已建立了包含课程思政元素的“工程力学”慕课，已出版了包含多个课程思政案例的“工程力学”教材。

上海海洋大学的袁军亭等［4］在校级课程思政项目的支持下，从教学内容的特点、教学方法的改进出发实施“工程力学”课程思政。他们在原有课程内容中引入自然界或工程中的案例，激发学生的学习兴趣，同时以设计失败的案例来警示学生从事工程设计一定要有严谨的科学态度。

青岛科技大学的孙双双等［5］在广泛调研、多次参会学习的基础上，制订了以师资队伍建设为保障、以课程建设为基础、以工程教育专业认证的标准和毕业要求为指导的“工程力学”课程思政教育教学改革方案。

内蒙古科技大学的贾宝华等［6］在校级课程思政教学改革研究项目的支持下，在课程原有目标的基础上，增加了思想政治教育目标，并对教学大纲进行修订，从爱国主义教育、思辨能力培养、励志案例引导、工程素养培养四个方面出发，在课程内容中增加了思想政治教育的典型案例。

此外，还有多所高校业已开展了“工程力学”课程思政建设，取得了一定的进展和成果［7-12］。尽管目前针对“工程力学”课程思政已进行了大量的探索和实践，但仍存在一些问题。例如，当前高校本科生课程改革导致理论课学时普遍被压缩，“工程力学”课程也面临同样的问题。在学时减少的情况下，在保证课程教学质量的前提下，完成原有课程教学内容的同时，在课堂上还要规划时间引入思政元素和案例，这对于“工程力学”课程思政建设无疑是一个巨大挑战。现有思想政治教育方案存在的一个问题是没有考虑课程学时，难以在课堂上实施，有纸上谈兵之嫌。另外，众所周知，思政元素只有有效融入课堂教学才能达成思想政治教育的目标。若将思政元素生搬硬套地塞进课堂，不仅会让学生产生一种被强行灌输的感觉，引起学生的反感，影响思想政治教育效果，还会打乱授课的逻辑和节奏，影响理论知识的教学效果。

二、课程思政建设中的关键问题

要想使课程思政无痕地融入教学，达到润物无声的效果，首先要解决的一个关键问题就是“工程力学”课程学时紧张与思政元素引入必要性之间的矛盾。为此，需要对实施课程思政的课程进行全面改革，包括教学目标中思想政治教育目标的补充、教学大纲的修订、先进教学方法的探索、教学内容的扩充、课程教案的重新设计等。以课程思政为基础的新一轮课程改革目标应是以基本理论知识讲解为主线，以贯穿知识点的逻辑分析为引导，以力学与工程、生活实践的联系为切入点，在各个知识点中挖掘合适且关联性强的思政元素，并合理规划思政元素的学时分配，从而实现知识传授、能力培养和价值塑造“三位一体”的教学目标。

在进行基于课程思政的全面改革时，可从以下方面出发进行思政元素与课程内容的有机结合，具体为：（1）结合授课学生专业、课程学时、教学大纲要求，挖掘与课程内容相关的思政元素，建立思政元素与各个知识点之间的有机联系，并按一定课时比例引入思政元素，即对思政元素所占的课时比例进行精准设计。（2）以整个课程内容为基础，对思政元素的分布进行规划，保证思政元素分散在课程的各个知识点中。这是为了避免在某一个知识点集中讲述大量思政案例，既影响理论内容的教学效果，又容易引起学生的反感。（3）在设计思政元素时，应有所侧重。例如，针对重点和难点内容设计思政示范案例，以帮助学生理解课程内容，加深记忆。（4）课程思政的关键在于落实，即在课堂上，课程组所有教师要能够将思政元素自觉地融入教学。

三、课程思政元素的规划与案例设计

以“工程力学”课程为载体，开展课程思政建设，需要在整个课程的教学设计中融入思政元素。本节以三个案例为例，阐述思政元素的规划与案例设计。

（一）贯穿整个课程的思维导图

对于非力学类的工科专业而言，“工程力学”课程的课时安排较少，教师无法全面、系统地讲授“工程力学”的知识点。在课程讲授中，除了理论和方法外，还应使学生掌握力学中解决问题的逻辑思维，建立科学的思维方式。这种科学的思维方式的培养，对于学生今后的课程学习以及工作都意义重大。

由于“工程力学”课程包含“静力学”和“材料力学”两部分内容，这两部分内容之间的区别和联系是学生最大的疑问。对于这两部分内容区别和联系的理解，有助于学生建立明确、清晰的逻辑思维图。因此，在绪论部分课程中，在说明静力学和材料力学的研究内容后，需要说明两部分内容之间的关系。如图1所示，设计两个逻辑关系图来说明静力学和材料力学内容之间的联系和区别。

另外，在材料力学的研究内容中，基本变形属于重点，而各个基本变形的分析思路类似，讲述与分析的逻辑相同，若能采用类比的方法进行讲授与学习，能做到事半功倍。为此，针对不同知识点设计了包含重点和难点内容的思维导图，引导学生采用类比法学习，并帮助他们建立起材料力学各个知识点之间的联系，将学生认为乏味、抽象的知识点变得简单易懂。图2给出了轴向拉压、剪切与挤压、扭转、弯曲部分的思维导图，这些思维导图可以引导学生进行联想记忆。

（二）贯穿整个课程的励志案例引导：力学发展与力学家的故事

通过对力学发展历程的介绍，让学生对力学与科学精神、力学与工程的关系建立起清晰的认知。例如，在推导纯弯曲梁横截面上的正应力时，可简要介绍弯曲正应力分布规律的研究历程。伽利略认为弯曲正应力沿高度均匀分布，马略特则认为其从下边缘的零值线性增加至上边缘达到最大值，直到胡克提出正应力是以梁的中性层为零值的线性分布。可见，科学家提出的假设不一定正确，课程中介绍的理论公式看似简单，实际上是经过力学家多年研究得到的结论。

通过对著名力学家的生平事迹和科学贡献的介绍，激励学生即使遇到困境也不要忘记本心，培养学生的爱国主义精神和严谨的科学精神。例如，在讲解平面简单桁架的内力计算部分，介绍桁架在工程设计中的应用时，以钱塘江大桥为例，简要介绍钱塘江大桥在桥梁建设中的地位，以及茅以升从小立志要掌握建桥技术及建桥炸桥的故事。另外，在分析低碳钢拉伸曲线时，引入胡克定律，可简要介绍科学家胡克，他不仅在力学领域有重大成就，而且在光学、天文学、生物学以及城市设计与建筑方面也有卓越的贡献，激励学生要广泛培养兴趣爱好，提高综合素质。在稳定性分析中，介绍欧拉公式时，可简要介绍著名科学家欧拉，通过他身残志坚的生平介绍，引导学生面对困境时要增强信心，要以坚韧不拔的毅力克服困难。

（三）贯穿整个课程的力学与工程、力学与生活的新闻、视频、话题讨论

“工程力学”课程的特点是理论性较强，但趣味性不足。为此，在设计思政元素时，可将力学与工程、力学与生活联系起来，以激发学生的学习兴趣。

一方面，在中国科技发展、装备制造等的新闻里寻找力学理论的应用，在课间播放利用力学知识解决工程问题的纪录片或视频，既是对授课内容的有益补充，又能潜移默化地激发学生的学习动力以及对科学研究的兴趣。例如，在扭转变形概述时，可播放“蓝鲸2号”钻井平台探测可燃冰的视频，引导学生分析转轴的变形，并说明“蓝鲸2号”钻井平台的突破及其重大意义，在引导学生思考的同时，将课程内容与我国社会发展中的重大装备研制联系了起来。在压杆稳定概述中，引入南京电视台演播中心由于脚手架失稳造成屋顶模板倒塌、加拿大魁北克大桥失稳破坏等反面案例，借助这些失败的工程案例，突出强调科学合理的力学设计以及保质保量的工程施工对工程结构安全性的决定性作用，强化学生的责任心与使命感。

另一方面，介绍实际生活中巧妙应用力学理论的案例，让学生感知生活中的力学，意识到力学原理应用之广，鼓励学生善于观察、勇于探索与实践。例如，对应力集中的理解伴随社会的发展和进步，从最初忽略应力集中导致重大事故，到尽量避免应力集中来改进设计，直到现在利用应力集中解决问题。生活中，食品包装袋的锯齿或切缝设计、砍树时的三角形豁口、玻璃切割时表面的划痕，都是应力集中的应用。可见，力学并不“高冷”，力学知识伴随我们的生活。

此外，鉴于课堂教学时间有限，可利用课程微信群、课程平台等发布相关素材，例如国产大飞机C919试飞、港珠澳大桥建成通车等，鼓励学生对感兴趣的内容留言，谈谈自己的理解和感悟，以启发和引导学生。

结语

本文提出了“工程力学”课程思政建设的思路。首先，对各个高等院校“工程力学”课程思政的成果进行了总结与分析；其次，提出了“工程力学”课程思政建设中需要解决的关键问题，并对思政元素与课程内容的有机结合提出了四个建议；最后，以三个案例为例，阐述了以整个课程教学设计为基础的思政元素规划和案例设计。