融入哲学元素的结构力学课程思政方式研究

王艺霖 林 彦 曲 爽 张玉明

(山东建筑大学土木工程学院，济南 250101)

一、引言

《结构力学》是土木工程专业的重要基础课程，为后面学习混凝土结构、钢结构、砌体结构、高层建筑结构等专业课程提供必需的力学基础。为在此课程中贯彻落实课程思政理念、实现“全方位育人、全过程育人”[1][2，需深入探讨课程内容与思政的有机结合方式。为此，陈卓[3]研究了在《结构力学》课程的教学过程中渗透人文素养的切入点与视角，有助于实现知识传授与价值引领的有机统一；吴平川等[4]针对线上教学情况下的《结构力学》课程思政开展，从特殊背景素材融入、课题互动交流及增加人文关怀三个方面介绍了实施思考与体会。但由于《结构力学》课程的知识客观性突出、教学抽象性也很明显，仍需继续挖掘合理的思政元素，才能达到理想的育人效果。

《结构力学》课程的研究对象与方法主要来源于工程实践，重要知识点大多由各类具体问题的分析过程抽象升华而来。对于在校生来说，日常学习与工程实践相对脱节，普遍缺乏实践经验以及对日常自然规律的认知，因此普遍感觉课程内容难以理解、不易吸收，也成为专业培养中的“痛点”。鉴于此，在课程思政的思想启迪下，可从加强“联系性”入手，将抽象晦涩的概念、理论、知识与具体、形象、生动的生活实景联系起来，则有望取得教学效果与思政育人的双突破。

这一思想的理论基础在于马克思主义哲学的基本观点——“事物的普遍联系性”：整个世界是一个普遍联系着的统一整体，没有任一事物是孤立存在的；每个事物都处于普遍联系之中，从内部构成及其与周围事物的联系来看都是普遍联系的，同时该事物的现状与其过去、将来的状态也是普遍联系的[5][6。联系性的根源是客观世界的物质统一性。作为人类，必须承认并利用这种联系的客观性，进而才能发挥自身能力去建立新的具体联系，体现出唯物论和辩证法的统一[7]。

基于这一哲学论断，《结构力学》课程内容的天然客观性，正说明其与生活实景有着千丝万缕的联系。在挖掘这种联系性的基础上，可将课程中的很多概念与方法用结合实景的方式来讲解，则有望在哲学思想的引领下达到良好的育人与教学效果。

更具体来说，可在哲学理念的引领下，从以下两方面来突出课程知识与实景的结合：(1)结构类型与实景的结合。课程研究了很多种结构类型，各自都有专有名词。这些专有名词大多不能“望文生义”，需要专门记忆，增加了学习障碍。因此可根据事物的普遍联系性，在介绍这些结构类型的名词时配上相应的实景照片以达到“一目了然”的效果，实现结合实景的结构类型讲解。(2)具体题目与实景的结合。课程中有很多具体题目，也可根据事物的普遍联系性，将题目的本质用实景照片展示出来，实现结合实景的具体题目辅助学习。

采用案例教学法可方便实现课堂教学中的具体落实，进而建立融入哲学元素的《结构力学》课程思政方式。具体说明如下：

二、结构类型与实景的结合案例

(一)简支梁

简支梁及其受均布荷载的工况是结构力学中非常常见的一类情况，需要计算相应的内力、位移等。对此情况可用图1来进行实景展示。

图1 均布荷载作用下的简支梁及实景照片

(二)桁架

桁架也是结构力学中出现频率很高的结构类型，它有两个基本的力学特征：

1.各结点处可认为是铰接。一般结构都达不到这种很理想的状态，属于近似对应。例如图2所示的某车库入口顶棚桁架结构的结点，采用的是焊接连接，就认为不能完全限制转动，可近似为铰接点。

2.理想的桁架只在结点处承受荷载。图3所示就基本属于这种情况，上部屋面的支撑杆件正好布置在桁架结点处。

图3 只在结点处承受荷载的桁架

(三)悬臂刚架

悬臂刚架属于静定结构，图4生动形象地展示了实际工程中的这类结构。

图4 悬臂刚架的简图及实景

(四)二力杆

二力杆是两端均为铰接的杆件，端部不能承受弯矩，杆内只能有拉、压两种轴力。实际工程中也可以找到很多二力杆的实例，如图5所示。

图5 二力杆实景

(五)一类超静定梁

结构力学课程中涉及到一类超静定梁(如图6所示)的分析和计算。它对应的实景如图7所示：

图6 一类超静定梁

图7 一类超静定梁的实景1

图6中的梁也可以是倾斜布置的，不影响其结构类型，这种情况的实景如图8所示。图8中倾斜的葫芦就相当于图6中的梁倾斜布置。

图8 一类超静定梁的实景2

图6中B点的链杆支撑也可以是由上往下的拉结支撑，不影响其结构类型。这种情况的实景如图9所示，在实际工程中非常常见。

图9 一类超静定梁的实景3

(六)一类超静定刚架

结构力学中涉及的一类超静定刚架及其实例如图10所示。

图10 一类超静定刚架

(七)三角形刚架

刚架不一定都是矩形的，也可以是三角形，如图11所示。

图11 三角形刚架实景(济南植物园南门)

它同样是典型的超静定刚架，有3个多余约束。

三、具体题目与实景的结合案例

(一)某三角形桁架的内力计算

某三角形桁架内力计算的题目如图12所示。如果在讲解计算方法之前配上图13所示的实景图片，显然可以激发学生对内力的好奇心，增强学习兴趣。

图12 某三角形桁架内力计算题目

图13 三角形桁架实景

(二)某梯形桁架的内力计算

某梯形桁架内力计算的题目如图14所示。如果在讲解计算方法之前配上图15所示的实景图片，也能提升教学效果。

图14 某梯形桁架内力计算题目

图15 某梯形桁架实景

(三)超静定桁架的内力计算

某超静定桁架内力计算的题目及其实景如图16所示。

图16 某超静定桁架内力计算题目及实景

(四)对称刚架的内力计算

某对称刚架内力计算的题目及其实景如图17所示。

图17 某对称刚架内力计算题目及实景1

另一种对称刚架内力计算的题目及其实景如图18所示。

图18 某对称刚架内力计算题目及实景2

四、实施效果

基于课堂多媒体技术的加持，可轻松实现“实景展示入课堂”。教学实践表明，融入哲学元素的课程思政方式具有良好的可行性与有效性。通过深刻理解事物的普遍联系性，可以在课堂教学中提供很多具体形象的实景案例，清楚地传递重要知识，加深学生对重要概念、知识、原理的本质性理解，同时能显著增强学习兴趣，并引发深入思考。

问卷调查和期中教学检查中的学生座谈会反馈表明，通过本思政方式的实施：1.学生明显感受到了《结构力学》课程中的思政元素，找到了抽象的哲学观点与具体课程知识的结合点，同时也找到了抽象的力学知识与现实生活场景的结合点，切实感受到了结构力学知识的实用性；2.思维更加开阔与灵活，显著增强了分析与解决力学问题的实际能力；3.在哲学观念的引领下启迪了创新意识，利用事物的普遍联系性可从看似不相关的角度入手来解决问题，感受到了创新思维的源泉；4.获得的思维锻炼与能力提升也明显有助于其他专业课程的学习，进而促进专业水平与素养的整体提高。

五、结语

基于“事物的普遍联系性”这一重要哲学观点，本文建立了将其融入《结构力学》课程教学的课程思政新方式。在实施层面采用案例教学法实现了专业知识与生活实景的有机关联，并利用多媒体技术进行课堂实景展示。应用实践表明，融入哲学元素的《结构力学》课程思政方式能在传递哲学理念、宏观引领课程学习的同时，有效破解课程教学的抽象性与枯燥性，达到良好的课堂教学效果，帮助学生建构所学内容的意义，感受哲学智慧的熏陶，并显著促进工程意识的建立，提升学习能力及思考能力。