哈尔滨工业大学力学中的数学方法课程思政教学研究

基金项目：哈尔滨工业大学研究生课程思政教学改革项目“力学中的数学方法”（XYSZ2022033）；哈尔滨工业大学研究生教育教学改革研究项目“硕博共选课程《力学中的数学方法》教学改革研究”（22MS001）；哈尔滨工业大学研究生精品课程培育项目“力学中的数学方法”（JPPY-2023057）；黑龙江省自然科学基金项目优秀青年基金“非均质复合材料热-力耦合问题的非线性跨尺度方法研究”（YQ2021A005）

第一作者简介：杨志强（1984-），男，汉族，黑龙江齐齐哈尔人，博士，副教授，博士研究生导师。研究方向为复合材料多尺度计算。

DOI：10.19980/j.CN23-1593/G4.2024.22.010

摘  要：习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上发表的重要讲话明确指出，高校立身之本在于立德树人。因此，高校要坚持把立德树人作为中心环节，将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。力学中的数学方法课程涉及固体力学、流体力学等多个领域，具备基础性强、覆盖面广、课时较长等特点，有利于从知识结构、思想教育方面对学生进行教育。该文针对力学中的数学方法课程所蕴含的思政要素和德育功能进行挖掘、提炼，从教学内容、教学设计、教学方法等方面进行构思设计，旨在通过该课程推进人才全面培养，助力一流学科建设。

关键词：力学中的数学方法；课程思政；教学内容；教学设计；人才全面培养

中图分类号：G642      文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2024）22-0044-05

Abstract： President Xi Jinping clearly pointed out at the National Conference on Ideological and Political Work in Colleges and Universities that the foundation of colleges and universities is to establish morality and cultivate people. Therefore， the universities should adhere to the central link of establishing morality and cultivating people， run the ideological and political work through the whole process of education and teaching， realize the whole process and all-round education and strive to create a new situation for the development of China's higher education. The course Mathematical Methods in Mechanics involves solid mechanics， fluid mechanics and other fields. It has the characteristics of strong foundation， wide coverage， long class hours， etc.， and is conducive to educating students in terms of knowledge structure and ideological education. This paper explores and refines the ideological and political elements and moral education functions contained in the course Mathematical Methods in Mechanics， and designs the ideas from the aspects of teaching content， teaching design， syllabus， etc.， aiming to promote the comprehensive cultivation of talents through this course and help the construction of first-class disciplines.

Keywords： Mathematical Methods in Mechanics; curriculum ideology and politics; content of courses; teaching design; comprehensive training of talents

力学是一门历史非常悠久的学科，也是现代科学的开端。国内外力学家创造性地将数学方法应用到力学学科中，已经取得了丰硕的成果。进入21世纪，各种数学方法和理论，如变分原理、摄动法、辛几何和动力系统等，已经渗透到固体力学、流体力学、一般力学和工程力学等领域，极大地促进了力学学科的发展。目前，力学中的数学方法是高校重要的基础课程，因此本文选择该课程作为开展思政教育的载体。

党的二十大明确提出：教育是国之大计、党之大计。培养什么人、怎样培养人、为谁培养人是教育的根本问题。育人的根本在于立德。全面贯彻党的教育方针，落实立德树人根本任务，培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人。立德树人，加强思政教育已经成为高校教育的重要组成部分，直接关系到高校的人才培养。

面对世界“新科技革命”竞争态势，我国高等工程教育界针对课程思政研究面临空前的机遇和挑战。郎振红[1]从理工类学科建设课程思政的意义着手，系统归纳了课程思政建设的逻辑架构并提出了具体的实施措施。王轶卿等[2]从两方面将课程思政融入教学改革当中，初步构建了新工科建设中的中国理论体系。邹君等[3]以理论力学为例将教学内容与课程历史、人文素材、民航案例等相结合，有效地将价值观引导融入课堂教学。郭林等[4]以博士课程材料力学行为为例通过引入历史文化等四个方面来深入挖掘课程思政元素，开阔博士生们的视野，培养家国情怀使他们能更好地成为实现中华民族伟大复兴的中坚力量。孟丽岩等[5]以结构抗震设计课程为例，对课程中的思政元素进行了深入研究，这也为落实课程思政实践提供了一些依据。各高校均在不同课程中开展思政教学，但针对力学中的数学方法课程的思政教学研究还很少。

综上，针对力学中的数学方法开展思政教学方法研究，是课程改革的发展方向，更是高校人才培养的迫切需求。

一  高校思政教育现状及存在问题

要想结合课程思政[6]建设好“双一流”大学力学中的数学方法这门课，需要先了解并分析我国一流高校在课程内容教授中的现状，以期提出适用于国内力学中的数学方法的改革措施。近年来，我国高校纷纷开展思政课程建设，发展速度快、成效显著，但通过分析、调研，发现部分高校仍存在一些问题。

（一）  任课教师对思政教育的重视程度有待提高

思政教育对学生的人生观、世界观和价值观都有着非常重要的积极引导作用，老师作为思政教育的主导者，必须充分重视思政教育的作用和意义，才能从主观上认真设计课程内容、有计划地开展教学。而目前，很多高校教师虽然开展了思政教育，但对思政教育缺乏重视，教学环节缺少思政教育的精心设计，讲解生硬无趣、教学手段单一、内容枯燥乏味，对学生缺少吸引力，教学效果自然不会理想。因此，思政教育顺利开展的第一步，就需要任课教师对思政教育高度重视，课程设计可以多样化，运用新闻、视频等方式，丰富教学手段，结合时事分析，鼓励学生发言、讨论，从而引导学生自发进行价值塑造，强化思政教育效果。

（二）  政治性与学理性缺乏统一

政治引导是思政课的基本功能。而政治引导不是政治宣传，部分高校的思政教育以政治宣传为主，没有用透彻的学理分析、回应学生的问题，强行灌输理论，缺少思维引导，不能以有力的思想理论说服学生，使得思政教育略显空洞、流于形式，无法引导、激发学生从根本上提升认识。高校思政教育应该以分析代替宣传，由浅入深、层层递进，通过案例阐释理论，将思政教育的政治性与学理性相统一，引起学生共鸣，激发学生的主观能动性，鼓励学生思考。

（三）  需要将课程的价值性和知识性融合

思想政治教育贯穿于整个教学中，价值观依托于知识点。既不能空洞说教，忽视知识讲解，也不能一味强调知识，不注重引导学生。目前，高校思政教育与课堂知识之间缺乏自然联系，不能充分融合，出现课堂知识内容与思政教育脱节的情况。知识是载体，价值是目的，因此需要教师在课程知识点讲解清晰明确的基础上，恰当引入思政教育，将价值观融入知识传授之中，做到“润物细无声”。

针对以上问题，结合力学中的数学方法课程本身分析：课程传统内容基本上由理论推导和抽象的数学分析构成[7-8]，该部分内容难度系数较高，概念太过抽象，非常不易掌握，纯粹的黑板板书讲解无法促进学生对该部分内容的掌握和灵活运用，对教师的知识讲解能力要求较高。同时，由于更多的数学方法在力学研究过程中得到发展，许多新的理论与技术需要扩充到课程内容中来。因此，亟需对本课程的知识进行优化，分析并合理加入思政内容，紧跟时代步伐改革教学内容，应用以现代计算工具为平台包括交互式图形界面等新型的教学工具作为新式的教学手段，旨在打造完整的知识结构体系和全面的思想教育架构。另外，目前的试卷考核方式并不能真实地反映出学生对该课程的掌握程度，应进一步改善，鼓励学生将该课程运用于解决实际问题。

二  研究内容

力学中的数学方法是利用数学的理论知识分析和计算力学在实际工程中的应用。其是对复杂、大型工程结构进行严密和精确的强度、刚度和稳定性分析必备的基础理论。可以从专业课知识点和社会热点中发掘思政元素。

（一）  进行爱国主义教育，传承哈工大精神

结合多尺度方法在热力耦合问题应用，讲述我国近几十年在航空航天探月工程中的探索历程、取得的优异成绩，增强学生的民族自豪感和自信心；进一步介绍哈尔滨工业大学（以下简称“哈工大”）在我国航天领域的卓越贡献，培养学生爱国、爱校，增强作为哈工大一员的自豪感。高阶多尺度方法能够给出更高的求解精度，由此引导学生在科研、学习和工作中，要做到精益求精，无论做人做事都要高标准严要求，规格严格，功夫到家，传承哈工大精神。

在举例讲解有限差分、无网格、有限体积边界元等数值方法时，需要提到相应的软件。由此展开，讲述我国工业软件的现状和困境，并分析现在的国际形势——以美国为首的西方对我国进行制裁，哈尔滨工业大学称MATLAB软件也被列入制裁名单，以此切入进行剖析，让学生更深刻地认识到学习的紧迫性和科技强国的重要性等，增强学生为国家振兴贡献力量的责任感和使命感。

（二）  发挥榜样力量，树立远大理想

中华人民共和国成立初期，我国数值求解弹性力学领域的开拓者冯康院士在艰苦条件下建立了有限元方法，教学过程中将通过讲述老一辈科学家筚路蓝缕、艰苦奋斗的科研历程，教育学生要坚定科研信念，珍惜现在的美好生活和国家提供的优越的科研环境，努力学习、克难攻坚。

介绍刘永坦院士、孙家栋院士等为国家科研事业作出杰出贡献的优秀校友，充分发挥榜样的作用，以此激励学生奋发图强，为学生树立成为国之栋梁的远大理想。