基础力学课程思政教学理念与实践探索

摘要：全面推进课程思政建设是落实立德树人根本任务的有效措施，影响甚至决定着人才培养、国家长治久安、民族复兴和国家崛起等问题。基础力学是大多数理工科学生需掌握且较为重要的专业基础课，如何将课程思政教学理念融入基础力学、实现协同育人是广大力学教育工作者需要解决的问题。以基础力学课程为例，通过发挥教研室团队共建与实践探索，深度挖掘课程中蕴含的思政元素，探究课程思政教学案例与实施路径，为高校力学课程协同育人建设提供参考。首先，强调基础力学课程思政教学改革的必要性;其次，通过引入课程思政教学案例，培养学生爱国主义情怀与对科学不懈追求的精神，提升学生民族自豪感与文化自信，培养学生矛盾统一的辩证思维，塑造学生正确的人生观、价值观、工程伦理观;最后，提出多维度、多环节的课程思政实施路径，并将现代信息技术加入课程思政改革。

关键词：基础力学;课程思政;教学理念;实践探索

中图分类号：G641.0   文献标志码：A   文章编号：1005-2909（2021）02-0103-10

党的十八大以来，在习近平总书记关于教育的重要论述指导下，全国高校就“怎样培养人”的问题进行了不同程度的探索与思考。从2014年开始，中国部分高校积极开展教学改革工作，并形成一套具有时代感、使命感的思想政治理念与教育形式，即“课程思政”模式。高校结合专业特色打造课程思政试点课，如清华大学通信工程、兰州大学走进核科学技术、南京大学宇宙简史等课程;西南交通大学从2019年开始，推出思政育人工作实施方案，根据校史与专业特色建设课程思政新课，如铁路大发展中的交大人;武汉大学、华中科技大学等高校被湖北省认定为课程思政试点单位。

2020年4月，《教育部等八部门关于加快推进构建高校思想政治工作体系的意见》指出：“理学、工学类专业课程要注重科学思维方法训练和科技伦理观教育，培养学生探索未知、追求真理、勇攀科学高峰的责任感和使命感。”2020年6月1日，教育部《高等学校课程思政建设指导纲要》（下文简称《指导纲要》）指出：“要深刻认识全面推进高校课程思政建设的战略意义，充分发挥好专业课教师‘主力军，专业课教学‘主战场，专业课课堂‘主渠道的作用，推动课程思政建设不断取得新进展、新成效，使专业课与思政课同向同行，构建立德树人长效机制，实现全员全程全方位育人。”[1]

随着社会的发展，高校教师对大学生的培养不仅是知识的传递，更要注重对学生品行和能力的培养。根据大学毕业生工作调查显示，不足50%的毕业生从事与大学所学专业相关工作，更多的是依据自身兴趣爱好及社会责任感对社会做贡献。大学里，学生不仅要学习专业知识，更重要的是学会做一个有道德的人，这也是社会发展的本质回归。践行社会主义核心价值观和立德树人需要教师与学生共同参与，因此，在全国范围内开展课程思政教学改革、建立思政新课、推进思政项目、设立课程思政试点单位等相关举措势在必行，努力使专业课与思政课同向同行，深度挖掘课程育人内涵，将课程建设与全员、全程、全方位育人紧密结合[2]。

力学课程对学生来说并不陌生，日常生活和初中物理课都有涉及，到大学阶段，学生将更深层次挖掘力学内涵。力学是一门古老又十分重要的学科，强有力地推动着工程技术的发展。理工类专业人才培养方案普遍包含基础力学课程，如理论力学、材料力学、结构力学、工程力学等。基础力学是其他专业课的基础，能使学生了解所学专业的重要性和未来发展方向，产生专业认同感和自豪感，并能从课程中学会理论知识如何应用于实际工程，能培养学生探索未知、追求真理的科学思维方法。基础力学要求具备精准的计算能力和严谨的工作态度，为将来步入职业生涯树立正确的职业道德观。

通过近10年力学教学工作实践发现，学生普遍认为基础力学比较难掌握：计算量大、公式较难懂，对力学学习兴趣不大。将思想政治育人元素融入课程教学各个环节，主要包含正确价值观引领、思想政治教育理论知识、崇高的精神追求与社会主义核心价值观等，通过力学课程渗透，对学生的思想意识、行为举止产生影响，实现“如盐化水”“润物无声”的教学效果，实现专业课与思政课程同向同行、协同育人的良好态势，实现提升人才培养质量的教学目标。

一、基础力学课程思政教学理念

（一）基础力学课程的重要性

基础力学课程是土木工程、交通工程、道路桥梁与渡河工程、城市地下空间工程、航空航天工程、机械工程、建筑环境与能源应用工程、给排水科学与工程、建筑学、工程管理等诸多理工科专业基础课，是大部分学生在本科阶段较早接触的专业基础课，课程开始学期通常是在大一下学期或大二上学期，课程占1～3个学期不等，是土木工程、结构工程等专业专业课必修内容，也是国家注册一级结构工程师、岩土工程师必备的基本技能，承载着树立学生正确工程伦理观的重要任务。在力学课程中，结合教学内容，深入挖掘课程思政元素，并与课程教学有效融合，为其他专业课程的教学和课程思政的融入打下坚实基础。

（二）基礎力学课程可以培养学生探索未知、追求真理的科学思维方法

基础力学课程可以有效地培养学生的逻辑思维和创新意识，纵观力学的发展史不难发现，力学源于人对自然规律的认知，学好力学可以使学生在知识赋予的力量下，具备敢于探索未知、追求真理的勇气。力学的发展符合认识问题从简单到复杂的一般规律，而运用力学解决实际问题的思路通常相反，首先将实际问题简化为力学模型，在建模过程中保留主要因素而忽略次要因素，再将其转化为数学模型（即方程），如普通微分方程、偏微分方程等，最后通过手算或者借助软件编程求解。如在理论力学课程中主要研究物体的机械运动，忽略变形的影响，所以研究对象简化为刚体。而材料力学主要研究各种外力作用下构件产生的应变、应力、强度、刚度、稳定性和导致各种材料破坏的极限，侧重的是变形，所以研究对象为变形体，这其中就存在辩证统一关系。教师在讲课过程中，给学生渗透力学的发展史和解决问题的思路与方法，可以有效地训练学生在处理问题时科学思维方法的运用。

（三）基础力学课程可以激发学生科技报国的家国情怀

力学知识的运用涉及社会发展的方面，在教学过程中适当引入，实现与课程内容有效融合，可以激发学生科技报国的家国情怀。如理论力学课程中运动学或动力学的开篇，可以通过短视频或图片为学生简述中国航空航天科技迅猛发展的60年、从“两弹一星”的研制成功到“神州五号”载人飞船的顺利返航、从“嫦娥三号”无人登月探测器的着陆再到北斗导航系统的研发等航天梦的实现处处体现力学知识的运用。在材料力学的轴向拉、压或压杆的稳定性教学内容时，可以港珠澳大桥[3]工程为背景简述桥墩受力情况及稳定性的重要性，增强学生学好力学课程的社会责任感[4]和使命感。

二、基础力学课程思政实践探索

课程思政不是单指一门课或者一类课程，而是教育理念与课程的深度融合。融入课程思政教育理念的课程不仅具有传授知识、提高学生能力的作用，还承载着培养学生人生观、价值观、世界观等德育课程的作用。“课程思政”是“教书育人”的载体，“教书育人”是“课程思政”目标。课程思政旨在培养学生树立社会主义核心价值观，提升自身素质与品行，运用科学观与方法论，学会做人、做事，树立文化自信。

80%高校教师队伍为专业课教师，80%的课程为基础课和专业课，学生需用80%的时间学习专业知识。多年调查显示，80%的大学生认为，对自己成长影响最大的是专业课和专业课教师。据此，高教司吴岩司长在采访中曾说：“课程思政建设的重要抓手，即抓住专业课教师‘主力军，专业课教学‘主战场，专业课课堂‘主渠道，深入推动专业教育与思政教育的紧密融合。”力学课作为一门重要的专业基础课，应当在课程育人的改革中起引领作用。

为响应国家教育部、省教育厅对高等学校课程思政建设工作的号召，从2018年开始，长春建筑学院积极开展课程思政教学改革工作，以土木工程学院力学教研室课程思政建设工作为例，研究课程思政教学改革成果，见表1。

（一）以力学名家的感人事迹培养学生爱国主义情怀与对科学的不懈追求

以世界著名科学家、空气动力学家，中国载人航天奠基人钱学森先生为例，力学课堂上讲述其求学、科研及归国路。在钱学森先生逝世十周年之际，学生自发组织缅怀活动，为钱老默哀。以中国著名力学家、空气动力学家郭永怀院士为例，课堂上讲述其归国后在中国科学技术大学任教并承担中国核武器研制工作，用身体保护青海科研资料事迹[5]。

在结构力学静定平面桁架这一章，以茅以升与钱塘江大桥为例，介绍茅以升立志造中国自己的大桥，激励学生为梦想奋斗。

《指导纲要》明确指出：鼓励支持院士、‘杰青、国家级教学名师等带头开展课程思政建设。2019—2020年，组织教师学习北京航空航天大学王琪教授、西南交通大学沈火明教授、吉林大学张汉壮教授等国家级力学名师关于力学课程教学方法的分享和课程协同育人的报告。教师通过对教学研究孜孜不倦的态度实践立德树人，真正践行言传身教。

（二）通过学习力学发展史，提升学生民族自豪感与文化自信

根据教学内容，适当引入中华民族的传世成果，如发明、典籍及构（建）筑物，丰富学生课外知识的同时，增强学生的民族自豪感与文化自信，彰显前辈的劳动智慧。

静力学平面一般力系中平衡的概念，可以张衡与地动仪为例。张衡亲历地震后，经过长期研究，在阳嘉元年（公元132年）发明候风地动仪。利用这架仪器成功地测出了西部地区的一次地震，引起全国的重视。比起西方国家用仪器记录地震的历史早1 700多年。

胡克定律不仅适用于轴向拉压还适用于扭转，同时也可以推广到三维广义胡克定律，是英国科学家胡克在1676年发现的。春秋时期《考工记》中有相关记载，“量其力，有三均，均者三，谓之九和”。后经东汉时期的郑玄（公元127-200年）做出详细解释，即开弓的力和弓张开的大小成比例。即使从郑玄起，郑玄的论述比胡克早1 500多年。

在讲授提高梁弯曲强度措施时，梁横截面的合理設计是一种有效的措施，即当梁横截面分别为矩形、正方形、圆形且横截面面积相同的情况下，矩形截面的抗弯截面系数Wz最大，抗弯效果最好。为讲授更直观，可以设计问题：如何将圆木切割成矩形截面的梁，且材料得到充分利用，通过计算得出，矩形截面高度与宽度之比为2∶1时，抗弯效果达到最佳，这个结论同样记载在宋代李诫编写的《营造法式》中，此书以李诫修建工程经验为基础，通过参阅大量文献和旧有的规章制度，收集各工种操作规程、技术要领及建筑物构件的形制、加工方法，编制而成。英国托马斯·杨于1807年得出相似结论[6]。虽然，中国在宋代还未形成完整的力学体系，但是能够做到通过手工匠人的实践总结出经验并把经验编纂成册与后人分享，这就是典型的精益求精的工匠精神，同时也体现出中国古代匠人的睿智与才华。

材料力学中应力状态分析这一章内容相对抽象，学生刚接触时感到较难掌握。涉及三维应力与应变分析，在讲授中不易在课堂上做实物演示，结合课程思政协同育人目标，可以为学生介绍中国隋代石拱桥——赵州桥（如图1所示），由匠师李春设计建造，是世界上现存年代久远、跨度最大、保存最完整的石拱桥。赵州桥上的石材处于三向受压的应力状态（如图2所示），经过近1 500年仍然屹立不倒，主要靠脆性石材抗压性能优于抗拉性能的特性。例子的引入即能使学生对三向受压应力状态有进一步认识，还能起到回顾材料拉（压）力学性质的作用，同时，对提升学生民族自豪感、树立文化自信有深远影响。

（三）通过分析工程事故，树立正确工程伦理观

将国内外重大工程事故融入教学，对学生起警示作用，使学生明白无论从事设计还是施工等相关工作，要对生命充满敬畏感，培养学生严谨的工作态度、树立工程伦理观，以及良好的职业道德和职业素养。

以加拿大圣劳伦斯河上的魁北克大桥（Quebec Bridge）为例，设计师Theodore Cooper坚持把大桥的主跨由490 m延伸至550 m，以此节省建造桥墩基础成本。然而，

因过度降低建筑桥墩基础成本，在大桥即将竣工之际，发生两次工程事故，最终导致88人遇难，19 000吨钢材被浪费。以福建省泉州市鯉城区新冠肺炎隔离点欣佳酒店发生楼体整体坍塌

为例，分析事故原因：首先，楼体为无人监管的钢结构;其次，酒店为私自打隔断改建而成，疫情期间，住宿人数增多最终导致建筑受力过大而发生整体坍塌。还可以将上述两个例子融入材料力学刚度、强度、稳定性的校核中，突出经济与安全需同时兼顾的重要性;也可以结合结构力学平面体系的机动分析中几何不变体系和几何可变体系概念的讲解，突出几何不变体系在工程中的重要地位。

（四）培养学生矛盾统一的辩证思维

辩证唯物主义思想可以培养学生在矛盾中统一的辩证思维，理解矛盾的存在即具有普遍性又具有统一性等，提升学生的视野、开拓学生的胸襟。力学理论中也彰显辩证唯物主义。

以平衡与平衡条件——相对性与绝对性为例。平衡与平衡条件是静力学的核心，也是材料力学中分析5种基本变形的基础。平衡是相对的，客观世界没有绝对的平衡。而平衡条件是绝对的，即使有加速度的物体也可达到达朗贝尔原理中的平衡条件。世界是矛盾的统一体，应当用辩证思维看待世界，用科学的方法改造世界。以材料力学的研究任务——安全与经济为例。实际工程中，安全与经济两方面看似矛盾，却也存在统一性。材料力学的目的之一就在于为合理地解决这一矛盾，为实现既安全又经济的设计提供理论依据和计算方法。

（五）塑造学生豁达的人生观、正确的价值观

让学生掌握力学知识的同时，开阔眼界、宽广胸襟、提高站位、升华精神境界，坚定信心，更好地担负起实现民族复兴的历史使命，实现人生价值。

力的平移定理在静力学中有承上启下的作用，是分析平面一般力系有效的工具，通过工程实例——牛腿柱的受力情况，运用力的平移定理分析可知，站着扛东西比弯腰搬东西更省力。

力学启示是越害怕、越低头弯腰，困难也许会越大，所以，面对困难要挺胸抬头，心怀信念，勇敢面对，各个击破。

低碳钢拉伸的应力应变曲线也蕴含许多人生哲理。在遇到困难的时候，不钻牛角尖，适当放松（不要超越屈服阶段，沿弹性阶段适度回落），只要坚持不放弃，重整旗鼓之后会有更高突破（超越屈服阶段、强化阶段，达到强度极限）。另外，冷作硬化的过程也可视为不断挑战自我的过程，对塑性材料进行反复加载卸载的过程，就是对其进行加工与强化、逐步提高其屈服强度的过程。在遇到困难、攻坚克难时期，循序渐进突破极限、挑战自我，在这一过程中不断成长。

梁的弯曲变形是工程中最为常见的变形之一，通常是连续的、光滑的，可以用连续协调条件确定积分常数。如果梁在弯曲变形中发生局部破坏或开裂，不利于承受变形与荷载。如同社会是一个整体，强调和谐社会、社会主义核心价值观就是为团结一心，推动社会前进与发展。

三、基础力学课程思政实施路径

（一）开展多维度、多角度、多环节课程思政建设

将思政教育理念作为基础力学教学环节、课程内容的一部分，体现在人才培养方案、教学大纲、教案、课件、考试中，落实到课程目标设计中，贯穿于课堂授课、师生讨论、实验、实训、实践、作业、论文等环节，将力学基础中思政教育元素作为课程评价和授课考核的重要内容，让教师与学生都参与其中，提高学生主动参与的热情，引发学生的情感体验。

（二）推进现代信息技术在课程思政教学中的应用

通过现代信息技术创新课程思政教学方法与手段，激发学生学习兴趣，引导学生深入思考，提高课程思政内涵融入课堂教学水平。将含有课程思政元素的视频、文字、图片等内容制作成二维码，印在教材内对应的章节，学生翻阅教材时只需扫描对应的二维码，就能获取资源。还可以借助自建在线开放课程平台[8]、新媒体（如微信公众号“图形公式不烦恼”），或借助学习通APP中教学资源[9]推送课程思政资料，如图3所示。

（三）运用课堂主题演讲提升学生的课程思政参与度

笔者在2019年的结构力学课堂上，组织学生开展“对我影响最深刻的国内外著名的力学家或物理学家”为主题的演讲活动，如图4所示，课堂主题演讲要求学生3人一组，每节课由一组学生制作PPT进行演讲，时长5分钟，重点阐述从名家身上学到的科学家精神或者品质，获得的正能量，即激发学生对力学的学习兴趣，又提升学生课程思政的参与度，引发师生共情，拓展力学课程思政建设方法和途径。

四、基础力学课程思政成效

通过对长春建筑学院土木工程专业2018级1～4班共167人进行问卷调查（如表2），学生对力学课上开展课程思政教学法比较满意及以上的满意率达83.23%，有80%以上的学生表示愿意参与到课程思政的教学环节中。由此可见，基础力学与课程思政的融合受学生欢迎。

经过4个学期的力学课程思政教学改革实践证明，学生对力学育人课程不仅乐于接受，而且有耳目一新的感觉。（1）提升了学生品行与素养。多个力学知识与思政元素相融合部分有学生情不自禁的掌声。（2）提高学习力学的兴趣。学生更愿意与教师交流互动、分享心得，更加懂得感恩与诚信的重要性。（3）增加了学生自信心。自2019年学生首次在国际级建筑设计比赛上崭露头角后，在全国周培源大学生力学竞赛、结构设计大赛、城市地下空间工程专业大学生模型设计大赛等国家级比赛上，获奖的等级和数量有逐年增高、增多。（4）经过力学教研室教师的共同努力，建筑力学课程被确立为校级课程思政试点课，结构力学课程被确立为院级课程思政试点课，均于2019年底完成验收，并以此为基础申报吉林省高校课程思政教学改革“学科育人示范课程”和两项省级教学研究课题。

五、结语

基础力学课程思政建设经过实践与探索仍存在不足。在思政内容方面：（1）教师的思政知识储备仍需补充与丰富，课程思政要求教师具有良好的自身修养，还需具备一定的哲学、政治、历史、时事新闻的知识储备，对教师自身的要求较高，力学基础专业课教师知识储备还应继续提高;（2）课程思政与知识点的深度融合还需继续探索，两者的结合不能牵强附会、生拉硬套，与专业知识深度融合，力求做到意境贴切、引伸自然，不能喊口号[10]。在教学方法、手段方面：营造更加有趣、有效的智慧课堂，学习平台、高速网络覆盖等硬件条件还有待建设与完善。

针对上述问题，在今后的课程思政改革中可以从以下方面努力：（1）教师大量阅读书籍，在提高自身修养与师德的同时，丰富自身的知识储备，为日后更好地开展课程思政做充足準备;（2）依托教师教学发展中心，深入开展马克思主义、中国特色社会主义法治理论、工程伦理等专题培训，将课程思政纳入教师岗前培训、在岗培训和师德师风、教学能力专题培训等;（3）课程思政与知识点的深度融合和探索应形成教研室为核心的团队式、典型案例式，教研室教师对同一门课或同一类课定期进行课程思政案例探讨与交流，案例做到经得起推敲、有理有据，并力求做到意境贴切、引伸自然，研讨、分享好的案例，提高课程思政的覆盖面;（4）依托高校教师网络培训中心，充分利用现代信息技术手段，促进优质资源在高校间共享共用。参考文献：

[1]教育部.《高等学校课程思政建设指导纲要》[EB/OL].（2020-06-01）[2020-07-15]. http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7056/202006/t20200603_462437.html.

[2]叶志明， 汪德江， 赵慧玲. 课程、教书、育人——理工类学科与专业类课程思政之建设与实践[J]. 力学与实践， 2020， 42（2）： 214-218.

[3]袁军亭， 宋秋红， 张俊， 等. 《工程力学》课程思政的实施与思考[J]. 教育教学论坛， 2019（45）： 41-42.

[4]周岭. “材料力学”课程思政的教学探索[J]. 教育教学论坛， 2020（20）： 110-111.

[5]孟卓. 基础力学课程思政教育的实践与探索[J]. 教育教学论坛， 2020（13）： 8-10.

[6]史阳光， 刘磊. 基于课程思政-趣味教学下《材料力学》课程教学实践探索[J]. 广东化工， 2020， 47（7）： 217-218，224.

[7]宋秋红， 袁军亭， 张俊， 等. 《材料力学》课程思政建设实践探索[J]. 课程教育研究， 2019（5）： 64-65.

[8]郑训臻. 高校力学在线开放课程平台建设的研究[J]. 高等建筑教育， 2017， 26（3）： 116-118.

[9]郑训臻. 基于移动终端的交互式学习系统构建与实践——以工程力学课程为例[J]. 高等建筑教育， 2020， 29（4）： 137-144.

[10]吕晓寅， 吕敬， 郭易圆， 等. 专业基础课之课程育人的探索与实践[J]. 力学与实践， 2020， 42（3）： 359-362.

Teaching idea and practice exploration of ideological

and political of basic mechanics course

ZHENG Xunzhen

（School of Civil Engineering， Changchun University of Architecture and Civil Engineering， Changchun 130607，P. R. China）

Abstract：

To comprehensively promote the ideological and political construction of curriculum is an effective measure to fulfill the fundamental task of moral education， which affects and decides the problems of talent training， national stability， national rejuvenation and national rise. The basic mechanics course is a very important basic course for most science and engineering majors. How to integrate the ideological and political teaching idea into the basic mechanics course and realize the purpose of collaborative education are urgent problems for the majority of mechanics educators. Taking the course of basic mechanics as an example， by the team construction and practical exploration， the ideological and political elements contained in the course are deeply explored， and the course ideological and political teaching cases and implementation paths are explored， so as to provide reference for the collaborative education construction of the course of mechanics in colleges and universities. Firstly， it emphasizes the necessity of ideological and political teaching reform of basic mechanics course. Secondly， the course ideological and political teaching case can cultivate students patriotism and unremitting pursuit of science， improve students national pride and cultural confidence， cultivate students dialectical thinking， and shape students correct outlook on life， values and engineering ethics. Finally， the paper puts forward the implementation path of multi-dimensional and multi-link curriculum ideology and politics， and adds modern information technology and student participation into the reform of curriculum ideology and politics.

Key words：

basic mechanics course; ideological and political course; teaching idea; practice exploration

（责任编辑 邓 云）