德技同行的“工程力学”教学模式探索

屈彩虹，王朋朋，张 慧

（海军航空大学 航空基础学院，山东 烟台 264001）

2016年12月，习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上强调：“要坚持把立德树人作为中心环节，把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。”“要用好课堂教学这个主渠道，思想政治理论课要坚持在改进中加强，提升思想政治教育亲和力和针对性，满足学生成长发展需求和期待，其他各门课都要守好一段渠、种好责任田，使各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应。”［1］

为贯彻落实立德树人的教育理念，践行习近平总书记的教育方略，全国各地高校展开了如火如荼的思想政治教育。“工程力学”课程作为工科专业必修的专业基础课程，在课堂教学中进行思想政治教育，义不容辞。它用严谨的语句阐述力学的概念与规律，是与工程结合较为紧密的课程［2］，所有授课教师在教学过程中都应积极开展课堂思想政治教育，特别对于选课学生多、课时较多的“工程力学”课程开展思想政治教育，学生的覆盖面及受益面将会大幅度提升［3］。对学生进行思想政治教育时，教师优良的品德和专业的知识技能缺一不可，要同向同行。经过多年的教学探索与实践，从以下几个方面使学生德技同行，提升学生的综合素质。

一、通过课程思政，达到立德树人的效果

将育人理念内化到课程内容、教学方法和考核评价中，彰显了教师践行教育者的初心和使命。教师的作用是传道授业解惑，传道是精神的塑造、思维的启迪，教书首先要育人，所以思想政治教育是教书的本意。教师在课堂中不但要教授学生基本知识技能，还应传授学生做人的道理，先做人再做事，故传道处处可及。

（一）以我国科学家为实例，激发学生的爱国主义情怀

我国力学领域出现了许许多多的科学家，如为我国力学事业做出重要贡献的科学家周培源、钱学森、郭永怀、钱三强等，让学生了解我国力学的发展史，了解我国伟大科学家的奉献精神，使学生产生共鸣。1952年，我国第一个力学专业由周培源先生在北京大学创建，也就是力学与工程科学系的前身。在创立之初，仅有三个教员，周培源被誉为“三个教员办力学”，从“三个教员办力学”到如今北京大学的新工科建设扬帆远航，周培源培养了多位“两弹一星”元勋。作为一代宗师的周培源先生用自己的行动阐述了何为爱国，在烽火硝烟中的祖国，需要更多的青年才俊，周培源通过自己的勤奋努力取得优异成绩，来报效祖国。周培源常说：“我并不聪明，但十分勤奋。中国有句俗话，以勤补拙，我就是这样做的。”作为一名在爱因斯坦身边长期从事相对论研究的中国人，其在相对论研究上取得了卓效成果，但他仍然坚持转变了研究方向。周培源先生说：“相对论不能直接为抗战服务，作为一名科学家必须以科学救国。”周培源先生用自己的行动谱写了一部部爱国篇章，他带给北大的爱国、创新、求实、奉献、协同、育人的精神谱系，源远流长。另外，还有许多科学家的实例，如钱学森抛弃国外的优越条件毅然回国报效祖国，郭永怀用自己的身体保护了国家重要资料等。通过这些实实在在的例子，让学生明白爱国不是一句空话，许多的前辈在用自己的实际行动践行着爱国主义情怀。在教学过程中将思政元素与力学知识巧妙融合，在引导学生思考力学问题的同时，使学生在潜移默化中领悟力学发展对科技发展的作用，体会科学家的科学精神和为人类文明所做出的伟大贡献，激发学生的爱国热情［4］。

（二）以传统文化为切入点，培养学生的文化自信

力学是一门历史悠久的学科，对于一般工科学生来讲，“工程力学”课程是连接基础课程与专业课程的纽带，因此“工程力学”被定性为专业基础课程或专业背景课程。对于工业技术发展而言，力学架起了理论科学与工程技术的桥梁，有人说，力学是数学这棵大树上结出的果实。就社会进步而言，力学覆盖了人类近代文明的前半页，所以力学的发展史也是一部近代人类文明史。学生一般对牛顿、伽利略等科学家耳熟能详，却对我国古人对于力学的研究史缺乏认识，勤劳的中国人在生产劳动和对自然现象观测的基础上积累了最初的力学知识，逐渐形成一些概念，然后再对一些现象的规律进行描述，这种描述先是定性的，后是定量的。春秋末期战国初期的宋国人墨子，是中国古代的思想家、教育家、科学家和军事家，是墨家学派的创始人和主要代表人物，其对于物理学的研究涉及了力学的很多方面，并给出了很多物理学概念。那个时期，墨子就对力进行了表述。《墨子·经上》所著：“力，刑（形）之所以奋也。”意思是力是物体运动状态改变的原因。《墨子·经说上》所著：“力：重之谓。下与重，奋也。”意思是物体的重量是由重力导致。物体在重力作用下下落，是加速运动。北宋李诫所著写的《营造法式》一书中，指出矩形截面木梁的合理高宽比为3∶2，根据现在的理论计算，矩形截面梁使其强度最大时，高宽比值为1.414，矩形截面梁使其刚度最大值时，高宽比值为1.732，而李诫指出的矩形截面木梁的合理高宽比值刚好在这两者之间，并且与这两者都比较接近。这说明了我国古人的睿智，由此来激发学生的民族自豪感并树立文化自信。

（三）从工程实例出发，树立学生的责任感和使命感

“工程力学”这门课程本身与工程实际联系较为紧密，课程的学习目的就是为设计既经济又安全的构件提供理论分析的方法，所以课程本身就与工程密切相关，特别是课程中的材料力学部分，更是与工程实际息息相关，其中强度条件就是保证设计构件的安全性。通过桥梁设计时的稳定性问题导致其坍塌的工程事故，飞机为了节约材料或减轻重量，导致强度不足从而发生了飞机解体的事故等一些工程实例，说明“工程力学”课程的重要性。他们笔下的一个个数字，有可能就会引起惨重的工程事故，所以通过一个个实例，培养学生的工匠精神。我国一项项世界瞩目的建造技术，刷新了一项项世界纪录，世界上最高的大桥是中国的北盘江大桥，世界上最长的大桥是中国的丹昆特大桥，这些大桥的设计离不开工程力学中构件强度和刚度的计算，每一个构件其强度和刚度都要符合要求，这些工程都是由我国工程师克服一项项难题，攻克一个个难关，最终获得了成功。这些工程师的工匠精神，如盐溶于水，润物无声地影响学生的思想，使学生树立报效祖国的责任感和使命感，激发学生的家国情怀。

二、改革教学方法，提升创新精神

随着科技的进步与发展，高校培养的人才不仅要有基本的知识技能，更重要的是还应具有创新精神和团队合作意识，传统的“填鸭式”教学方法将不能满足培养学生创新能力的要求，因此对于教学方法的改革也要同步进行。经过多年的探索与实践，采用了问题式教学模式和线上线下混合式教学模式，对传统教学模式进行补充。这种启发式教学方法在中国古代就已经应用。中国古代伟大的思想家、政治家、教育家孔子曾曰：“不愤不启，不悱不发”（《论语·述而》），意思是不到他努力想弄明白而得不到的程度不要去开导他，不到他心里明白却不能完善表达出来的程度不要去启发他。在这里，他提出了启发式教学的思想。从教学方面而言，他反对“填鸭式”“满堂灌”的做法，要求学生能够举一反三，在学生充分进行独立思考的基础上，再对他们进行启发、开导，这是符合教学基本规律的，而且具有深远的影响，在现在的教学过程中仍可以加以借鉴。

（一）问题式教学模式提升学生的创新能力

问题式教学模式以问题为牵引，使学生清楚需要解决的问题，明确学习目的，一般教师发放给学生的任务单凭个体力量很难完成，需要小组集体力量，分工合作，群策群力，在分析问题时，小组成员各抒己见，各种奇思妙想被不断提出，各种思想进行碰撞，同一个问题可以得到很多种不同的解决方法，使学生的创新能力得到大大提升，同时学生的团队合作能力也能得到很大提升。

自学和教师课堂讲授。学生可以在基础力学自主式网络学习平台进行自学，也可以分组讨论共同完成自学内容，共同设计制作自学汇报PPT。教师课堂讲授的内容主要是每部分的重点和难点，强调分析问题和解决问题的方法，对共性问题组织学生进行课堂研究讨论，使学生在讨论中提高自己分析问题和解决问题的能力。在学生学习过程中贯穿过程考核，对学生自学效果进行评价，在课程结束后进行终期考核，检验学生学习的总体效果。学生在答辩时，教师应从学生回答问题是否准确清晰，总结反思是否贴切实际，临场表述是否严谨流畅，自身感悟是否用心等几个方面进行评价。这种教学模式，引领学生学习认知问题、解决问题的科学思路，让学生充分体验参与感、获得感以及成就感，使学习过程由盲目的、被动的慢慢变为主动的、期待的［5］。

（二）线上线下混合教学模式提升学生的自主学习能力

“授人以鱼，不如授人以渔”，教授给学生专业技术知识固然重要，但传授给学生学习方法更有利于提升学生的个人能力。线上线下混合式教学模式对于提升学生专业知识和学习能力是比较有利的方式，通过几个学期的探索与实践，摸索出了一些行之有效的教学模式。

传授学生学习的方法和学习过程中解决问题的方法一直是“工程力学”教学过程中比较注重的内容，“工程力学”课程理论性较强，由于客观原因，线上教学的内容在一些班次增加许多。通过问卷调查了解学生的学习情况，收集学生的学习问题以及后期学习效果的评价，对于有一定难度的内容，线上学习效果明显不如线下课堂教学，学生反映跟不上教学节奏，整个过程下来，似懂非懂，自己解决问题更是无从下手。所以在进行混合式教学时，要合理分配教学内容，对于有一定难度、理论性较强的部分，为保障教学效果，该部分内容要放在线下进行课堂讲授，讲授过程中要注意教授学生分析问题的方法，这样在遇到新问题时，学生才能知道解决问题的方法，而不是只会解决这一个问题，也就是要授人以渔。在学生自主学习时，教师要明确提出学习的任务及需要解决的问题，这样才能让学生抓住学习重点，既学会了科学知识，又提升了自主学习的能力。为保障学习效果和有效利用学生的课后时间，一般对学生进行分组，每组的学习任务不同，通过小组汇报的形式检验自主学习效果。自主汇报的时间与以往教师课堂教授的时间相比短很多，对于日趋减少的课程学时，这种方法无疑是一种比较可取的教学方法。后期对于毕业学生进行了解，有不少学生反映，当时自己自主学习的部分印象深刻，内容吃得很透，直到毕业后部分内容还有很深的印象，并且通过查阅资源制作PPT，虽然辛苦，但很乐意去做，将灌输性学习方式变为主动获取性学习方式，对提高学生素质起到了很重要的作用。这种方式，需要教师和学生都要在课后花费更多的时间，学生要用更多的时间进行查阅资料，在遇到小组成员都解决不了的问题时，教师要及时予以答疑解惑。虽然花费的时间很多，但这种模式的学习效果也是显而易见的，学生的积极主动性以及自身的学习能力都得到了很大提升。

结语

培养全面发展的人才是高校的任务，在立德树人的基础上，完成知识目标、能力目标的培养。通过对我国古代与现代科学家精神的弘扬，培养学生的民族自信、文化自信以及爱国主义情怀。通过课程思政的融入，培养思想过硬、政治过硬的新时代高等人才。通过知识的传授，使学生具有过硬的技术本领、创新能力和终身学习的能力，既有个人独立学习能力，又要有团队协作精神；使学生德技同行、德才兼备、全面发展；使学生既有学习的热情，又有爱国的激情，真正成长为对国家有用的栋梁之材。