基础课程“工程力学”思政元素挖掘与教学融入探讨

杨 武，汪艺义

（新疆农业大学水利与土木工程学院，新疆 乌鲁木齐 830052）

目前，大学本科的招生规模及毕业大学生呈逐年增长态势，高等学校的教育对于整个社会都起到至关重要作用。课程思政是将高校思想政治教育融入课程教学的各个环节，促进课程思政与思政课程同向同行、协同育人，实现课程思政与立德树人有机结合[1-2]。在大学生的所学课程中融入思想政治教育，对培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人尤为重要。工程力学是一门专业基础课，旨在使学生掌握力学的基本理论和基本方法，使学生建立出基本力学概念，初步具有运用力学的相关知识对简单工程构件进行分析和设计的能力，体现了高等学校应用型人才培养的特点。工程力学是与后续的专业核心课程衔接的桥梁纽带，也是工科类本科生所接触到的第一门和工程实际相联系的课程，力学的相关知识与我们的生产生活、自然现象息息相关并一脉相连，生产生活中基础设施事业的迅速发展和力学知识密切相关，所以说工程力学课程既是培养学生逻辑思维能力的课程，又是培养学生解决实际工程问题的课程。但工程力学课程为自然学科，偏理论，抽象难懂，与教学内容匹配的思政元素不易挖掘，融入时机、方式难以把握，如何能够在这样具有很强逻辑性专业知识讲授过程中融入课程思政元素是授课过程中亟待解决的一个问题。在授课过程中，创新地开展教学研究，并积极探索课程思政对专业课教学的途径，能够获得更好的育人效果。

结合笔者的授课经验以及对课程思政的理解，对课程思政在力学授课过程中的融入进行了总结。通过挖掘思政元素，从而进行合理地教学设计，将思政元素潜移默化[3]地融入课程教学，本文以弯曲内力内容为例，举例说明在教学过程中是怎样融入课程思政的教学设计的。

1 力学课程融入课程思政的难点

在新的培养方案中总学分不断降低，以至于力学课程的学时也大幅减少，因此课程难度大、学时量少的冲突成为力学课程建设中融入课程思政的主要难点。有些教师认为需要学生掌握的基础知识都讲授不完，更没有时间讲授课程思政。力学课程具有很强的理论性，要求学生具有一定的系统性、逻辑性、空间想象力，同时涉及了大量高等数学中的微分、积分、数学公式的推导等，并且要求学生掌握相关的物理知识，部分同学的其他课程学习不好，将给教师授课及学生学习带来一定的困难。由于力学课程需要大量的高等数学知识做先导，在逐渐深入的过程中，教师会用大篇幅的时间讲授课程本身的知识，以便于学生充分地消化吸收。

因此，教师如何巧妙地挖掘课程知识点蕴含的思政元素、合理地进行教学设计并将思政元素潜移默化地融入课程内容中，使二者融为一体，是解决上述难点的关键所在。在讲授知识的同时巧妙地融入课程思政的内容，使学生既可以学到了知识，又明白了许多做人做事的道理，既不占用课时，也能润物细无声地育人。事实上，专业知识与思政元素并不存在相互冲突，而恰恰相反的是如果设计得当，专业知识和思政元素相互烘托，甚至能够达到更好的教学效果。

2 力学课程教学中思政元素的挖掘

课程思政的建设依托于课程授课，所以需要教师认真地梳理教学内容，才能将其有机融入课程教学之中[4]。结合力学课程的特点深入挖掘课程思政元素，将其有机融入课程教学中，达到润物细无声的育人效果。笔者根据水利水电工程管理的专业特色及力学课程的学科背景，从以下两个方面进行了课程思政元素的挖掘研究。

2.1 基于专业特色挖掘思政元素

新疆农业大学水利工程专业是自治区重点专业之一，专门培养能掌握大中型水电站、水库及水工建筑物设计基本理论和施工管理方法和技能、具有创新精神和实践能力的水利水电工程技术人才。毕业后主要从事水利水电工程勘测、规划、设计、施工、科研和管理工作。根据专业特色和培养目标，在力学课程授课中，思政元素要注重突出个人奉献精神，以及为我国建设发展事业做出贡献的科学家的故事。比如，在讲解材料力学课程时，将轴向拉伸和压缩试验中杆件所受应力进行讲解时，中间给学生穿插讲述我国拥有的亚洲规模最大的风洞群、风洞群所在的试验基地，以及为组建该基地做出贡献的我国科学家钱学森的故事。让学生能够感受到，奉献精神不是一个口号，而是一个能够看得见、摸得着，并且能够做得到的事情。同时，让学生根据所学的知识，自行推导杆件受到轴向拉伸和压缩时的理论公式，启发学生将理论知识与实际应用相结合，培养学生学以致用。

在讲到轴向拉伸和压缩的胡克定律方程时，通过向学生展示低碳钢拉伸破坏的小实验，首先让学生从感性认识上体会到想象和实际情况的不同，通过胡克定律计算公式的学习，最终能够解释实验现象，让学生认识到任何物理现象都要通过实践来验证，培养学生脚踏实地、实事求是的科学精神，同时可以让学生能够体会到工程师大无畏的奉献精神，坚定学生为学习努力奋斗的信念。

2.2 根据课程内容传递思政元素

我们日常的生产生活中很多现象是与力学知识相关的，根据讲授的内容，深挖思政元素，培养学生的爱国情怀，增强学生的民族自信心。在绪论部分，给学生讲解历史悠久的水利工程都江堰，公元前256年，战国时期秦国蜀郡太守李冰率众修建的都江堰水利工程，位于四川成都平原西部都江堰市西侧的岷江上，距成都56公里。该大型水利工程现存至今依旧在灌溉田畴，是造福人民的伟大水利工程。其以年代久、无坝引水为特征，是世界水利文化的鼻祖。都江堰可以起到分水、溢洪排沙、引水灌溉的功能，两千多年来依然发挥着巨大的作用。让学生从这些事例中感受到民族自豪感，建立文化自信。所以，学生要努力学习，才能实现大国重器掌握在自己手里，培养更多的大国工匠，建设更多造福于人民的水利工程，使我们国家更加繁荣富强，从而激发学生努力学习的使命感与责任心。

在课堂教学上，进一步加强了课程理论性与应用性的有机结合，突出案例分析和实践研究；将此成果成功推广到了结构工程、土木工程专业学生的培养过程中，通过近年来的工程服务领域的拓展，专业交叉、学科交叉迫使我们与水利工程其他领域教师进行交流与合作[5]。在静力学部分讲到力的平衡方程时，先把宋朝《捞铁牛》的问题抛出来，让学生用学过的浮力知识想办法解决，之后讲述我国古代怀丙捞铁牛的故事，学生经过思考后，再听到这个故事，能够更深入地体会我们祖先的智慧，以及如何运用理论知识去解决实际问题。

3 融入课程思政的实践

进行合理的教学设计，在备课时需要从不同知识点探索思政元素，才能更巧妙地融入专业课程知识的讲授中[6]。本节将以弯曲内力为例，进一步解释说明再教学设计中怎样更好地融入课程思政。

关于弯曲内力的教学设计是从吊车梁运送货物这一章节开始进行导入的，让学生首先从感性认识层面了解吊车梁在运送货物时物体的自重对吊车梁上弯曲的影响，引起对这种物理现象学习的兴趣，虽然我们看不见肉眼实际产生的弯曲的情况，这也符合我们材料力学中对构件进行小变形假设的条件，进而引入理论知识，通过理论知识的学习让学生认识到这种变形的物理现象，从而达到学习过程从感性认识上升到理论理解，进而再落脚到具体的工程应用中。最后，将知识延伸扩展，加深学生对知识的理解和运用能力。具体过程如下。

（1）正式上课之前，为同学们播放歌曲，比如杨培安的《我相信》，《我相信》曲调高昂，是一首激励人心的励志歌曲，无论是旋律还是歌词，都使人激昂振奋，具有鼓舞人心的力量。“我相信希望……我相信明天……”，对于目前处于青春道路上追求梦想的莘莘学子，这首歌都能给他们带去永不妥协和积极向上的拼搏精神，同时可以使每位同学拥有相对愉悦的心情，只有在课前充分地放松同时具有很浓厚的学习兴趣，才能使每位同学都喜欢听也愿意更好地去接受和理解这门课程。（课前5分钟）

（2）正式上课时以视频形式导入本节课的所要讲解的内容。播放吊车梁如何进行工作的视频。同时提出问题：吊车梁在进行运送货物时，前进和后退为什么是一样的？找出梁的轴线和截面的对称轴？引导学生进行思考并激起学习的兴趣。（5分钟）

（3）讲解弯曲内力的知识点。对梁进行分析计算时，首先需要将实际构件简化为一个计算简图，并按照吊车梁的形式进行举例说明。由于界面的形状和尺寸对内力的计算毫无影响，可其轴线来进行表示，电葫芦的轮距远小于梁的长度，可以认为电葫芦对梁产生的压力为集中力，而梁是由钢结构材料所组成，因此可将吊车梁的自重简化为沿梁长均匀分布的荷载；行车时吊车梁左右偏移，但一端轨道能够起到阻止的作用，故可将吊车梁一端认为是固定铰支座，可约束其左右偏移，另一端为可动铰支座。（10分钟）

（4）通过对弯曲构件简化的讲解，使每位学生都明白在分析计算一个弯曲构件时，都需要进行三个方面的简化，一是构件几何形状的简化，二是对施加的荷载进行简化，三是对支座的简化。分小组让学生其余典型构件的简化方式，如悬臂的托架以及在机械传动中常使用的斜齿轮和锥齿轮，它们在进行简化时应该怎样进行弯曲构件的简化？并考虑到这些梁何支座的约束力能否采用静力方程进行求解？讨论结束后，各小组推选一名成员发言。（10分钟）

（5）引入课程思政。各小组成员发言结束后，教师点评，并进行延伸拓展，详细的解释说明弯曲内力、弯曲应力以及弯曲变形所产生的原因。给学生约1分钟的时间进行思考，之后将理论知识与日常生活联系起来，用弯曲内力的公式进行详细的讲解在实际工程中的设计方式，进一步拓展学生对所学知识的实际应用能力，让学生从工程实际的角度思考问题，这样可以进一步让学生树立行业信心、激发责任感和使命感。同时，学生也可以明白正是基于前人这种精神下，国民经济和社会发展取得了长足进步，各个专业也发生了日新月异的变化，使我们国家不断发展壮大。课堂教学内容如果不能和工程实际相结合，学生很难理解现在所学的知识对将来的工作有什么样的实际意义，容易造成学生学习态度不明确，学习的主动性不高，缺乏创新性。这样使学生由被动的参与者，转到主动的学习者。同时还可加强师生互动，提高教学效果，激发他们主动学习的动力，把远大抱负落实到实际行动中，落实到中华民族伟大复兴的不懈奋斗中。（15分钟）

（6）应用与总结。总结本节课所学习到的概念和知识点。以2道典型的例题来进行讲解，让学生明白公式的实际应用并可以加强对复杂公式的记忆。（10分钟）

4 结语

（1）力学课程作为工程类学生的一门基础课，要以讲授工程实际问题为重点，鼓励学生以工程师的角度去看待每一个问题，结合我们所学习到的知识去进行分析，凝练科学问题并开展研究。课程思政是给这样的课程内容中增加大量的趣味性、理论性以及学生的参与性，才能很好地激发学生的学习热情，但不是每节课都要进行课程思政，何时加入、加入多少要取决于具体讲授的专业内容。

（2）课堂是教学主战场，更是抓好高校思想政治工作的重要阵地。在课堂教学时，教师的课程思政融入不需要长篇大论，而是画龙点睛几句话的融入，就能达到恰到好处的效果，激起学生学习内动力。在育人的过程中，不仅需要将专业知识进行很好的讲解前更要在这个过程中对每一位学生进行思想政治教育，这样的教育一定是潜移默化的，看似无心实则有意的，这样才能将课堂思政元素与讲授内容完美结合起来，两者相互支撑，才能在无形中将正确的三观让学生“化于内而形于外”。

（3）在进行面授课程时，教师一定要起到以身作则的榜样。除了必需的一些课件的准备要充分、公式的讲解和推导过程合理并且严谨以外。教师的衣装需要穿着得体，不能蓬头垢面，甚至教室中的一言一行都在每时每刻地影响着学生，也就是教师展现出来的言谈举止会是每一名学生产生最生动的思想政治教育方式。