基于混合式教学的工程力学课程思政教学实践.pdf

130STONE2023 No.10STONE教学探索石材基于混合式教学的课程思政教学实践韩芳，周俊汝，李明方（武汉科技大学理学院，湖北武汉4 30 0 8 1）摘要：工程力学是理工科学生的专业基础课程，基于优课联盟（UOOC）线上线下混合式教学平台，融入课程思政元素，把知识点传授与学生价值观引领结合起来，激发学生自主学习的动力和热情，引导学生形成正确的人生观、世界观和价值观，培养学生高度的社会责任感和良好的工程职业道德，并以压杆稳定章节中欧拉公式推导为例探讨基于混合式教学的课程思政教学实践。关键词：工程力学；课程思政；混合式教学；教学实践中图分类号：G642.0文献标识码：A一、引言工程力学是我校理工科专业学生的必修课，既是学生从基础课学习向专业课学习过渡的桥梁，又是培养学生工程应用能力和科学研究素养的重要课程。该课程包含理论力学的静力学和材料力学两部分内容，主要研究杆、轴、梁等工程基本构件在荷载作用下的平衡问题及强度、刚度、稳定性问题 2 1 3。该课程具有知识点多、逻辑性强、计算量大等特点，学生普遍反映课程枯燥抽象、学习兴趣不高。为了响应教育部关于课程思政建设的号召 4 ，充分发挥课堂教学在高校思想政治工作中的前沿阵地作用，同时也为了更好地帮助学生学习理解工程力学课程，工程力学教学团队基于自建的线上线下混合式教学平台，融合课程思政元素，对课程进行教学改革和创新实践，凝练出工程力学课程思政的有效融入途径，达到知识点传授与课程思政协调育人的教学效果。二、构建线上线下混合式教学平台根据教育部关于一流本科课程建设的实施意见，线上线下混合式一流课程要安排2 0%5 0%的教学时间实施学生线上自主学习。以工程力学为例，48学时包含2 4 学时课堂授课、1 8 学时线上自主学习以及6 学时实验，其中线上内容侧重于基本知识点的学习，线下内容侧重于应用能力训练。线上线下混合式教学实践具体包括课前线上自主学习阶段、课中翻转课堂学习阶段及课后线上拓展学习三个阶段。教学团队秉承学生为中心、持续改进的原则，重构了工程力学知识模块，包括“静力学与力系平衡问题”、“杆件基本受力与变形”、“强度、刚度、稳定性计算”、“力学性能实验”四大模块；此外，构建了“工程中的力学”、“生活中的力学”、“力学学科前沿”、“赛教融合”四个互动讨论板块。2 0 2 1 年先后出版了工程力学和工程力学实验教材；2 0 2 1 年课程在国家级平台“优课联盟”（U O 0 C）上线。截止2 0 2 3年7 月，授课视频4 2 个，总时长5 9 0 分钟，非视频资源9 7 个，习题库6 31 个，累积互动4 36 1 次，累计选课院校1 2 个，累积选课人数9 6 4人，课程综合评分4.8 分（满分5 分）。通过平台，与课程思政相关的图片、视频、讨论话题可以更直观展示给学生进行学习互动；平台从签到、视频学习、问题讨论、知识拓展、作业、考试等多角度对学生的学习过程进行评价和考核，考查学生综合素质的发展，全方位助力课程思政建设。具体教学设计过程如图1 所示。三、课程思政的有效融入途径教学团队充分挖掘教学内容中蕴含的思政元素，把知识点传授与学生能力培养、价值塑造结合起来，激发学生自主学习的动力和热情，培养学生家国情怀、工匠精神、文化自信、社会责任感等优秀品质。各章节思政元素如图2 所示。（一）构建课程思政专题案例库在引人力学概念、阐述力学定理、推导力学公式过程中，有机融人思政元素，达到“润物细无声”的131石材2023年1 0 期SHICAI教学探索课前课中课后结合力学史，培养学生爱国情怀，增强民族自工程力学的基本概念、研究内容、发展简史及工绪论豪感和民族自信心程力学的研究方法和研究主线科学思维和研究方法，培养学生严谨求实的科静力学公理及推论、约束及约束反力、力系简静力学学态度，从实践到认识再到实践、抓住事物主化、受力分析图、建立平衡方程并求解要矛盾的唯物辩证思想科学思维和研究方法，对立和统一的唯物辩证基本变形与组合截面法求杆件内力，绘制内力图，应力与变形计思想，科学思维和研究方法，培养学生严谨的变形算，强度与刚度校核科学态度、社会责任感与忧患意识应力状态与强强化学生对客观物质世界的认识，扎实促进唯应力状态分析，四种强度理论及应用度理论物主义世界观的形成，激发学生作为力学工程师的责任感，塑造学生”关爱生命、关爱自然、尊重公平正义 的价值观压杆稳定压杆稳定的概念与临界载荷，压杆稳定性校核与设计引导学生体会自然力学之美、结构之美，培养学生高度的社会责任感和工程职业道德实验教学材料在拉伸、压缩、扭转、弯曲及组合变形条件下的力学性能培养学生工程意识、求真务实、团队协作能力图1 融人思政元素的线上线下混合式教学设计课前课中课后学生讨论评价优课联盟科技论坛竞赛网站提出问题自由探究个人演示支持小组竞赛聚合优秀作拓展任品展示务训练交流自测解快问题总结融合激励奖励合作共赢主导反馈优质资明确目标源共享反馈总结教师考核测试思政案例，激发兴趣思政元素融入知识要点，知识传授思政元素融入实践活动，价值引领“价值塑造+知识传授+能力培养”三位一体的培养目标图2 课程内容与思政元素有机融合效果。具体来说，以讲解科学家的励志故事为融人点，激励学生家国情怀、培养学生的爱国主义精神；以中国文学著作、诗词经典中的力学描述为融人点，增强学生文化自信；以中国近现代力学发展在航空航天工程、机械工程、土木工程等领域的巨大成就为融人点，增强学生的民族自尊心和自信心，激发学生学以报国的家国情怀。（二）密切联系工程实践和生活实际力学作为工科专业的基础 5 ，既是基础学科，又是具有极强引领性和普适性的技术学科，在先进制造132STONE2023 No.10STONE教学探索石材业、基础设施建设等行业起着核心与主导作用。课程思政教学中要注意结合日常生活、工程实际中的力学例子，使得讲解更通俗易懂、生动活泼。例如：以“韩国首尔三丰百货大楼发生塌”反面案例为融人点，结构设计中随意变更设计方案、拆除承受立柱、加盖楼层对结构有什么影响？通过分析事故原因培养学生的高度的社会责任感和工程职业道德。此外，以日常生活中的力学小问题为融人点，培养学生身实践、理论联系实际的能力。（三）引导学生从辩证唯物主义角度思考工程力学是人们在工程实践中经过长期总结揭示的力学基本规律，蕴含着许多哲学思想 6 。例如：安全性与经济性之间、施力物体和受力物体之间、约束与被约束物体之间、刚体与变形体之间存在着对立与统一、普遍性与特殊性、绝对与相对的关系，符合马克思主义唯物辩证法的矛盾规律，可以引导学生从哲学思维角度去学习和理解内容四、以欧拉公式为例进行课程思政教学实践压杆稳定章节是工程力学的教学难点)。工程经验表明，临界力和压杆的材料性质、截面性质、长度尺寸、约束情况关系密切。欧拉公式的推导过程因涉及二阶齐次常微分方程，对学生的数学基础知识要求较高，更是教学中重要环节。（一）思政切人点1）课前线上预习，引人稳定概念：通过UOOC平台，上传小球在凹面、凸面和平面的运动状态以及细长压杆屈曲失稳的视频资料，通过对比分析，培养学生唯物辩证哲学思维：自然界和人类社会中的物体大多数处于静止的稳定状态中，事物及系统状态会随着环境条件的变化而发展演化，表现出稳定平衡、随遇平衡（临界状态）和不稳定平衡。2）课中授课环节，推导欧拉公式：欧拉是瑞士伟大的数学家及物理学家，他在双目失明的情况下仍口述四百多篇论文，著作数量惊人，他把一生奉献给了热爱的科学事业，号召大家学习欧拉顽强拼搏、严谨求实、孜孜不倦求学的奋斗精神。3）课中授课环节，求解欧拉公式：对理想压杆微弯的平衡状态进行分析和计算，求解微分方程的前提条件是理想压杆的假设，建立“理想化”思维方法，培养学生研究复杂问题中“抓住主要矛盾或矛盾的主要方面”的科学思维方法。4）课中授课环节，分析压杆稳定的影响因素：压杆的临界压力Fcr与抗弯刚度EI成正比，与杆件长度L的平方成反比。以某工地脚手架因设计不合理、材料强度不足而造成失稳、模板倒塌为反面案例，讲述压杆失稳造成的沉痛教训，通过播放图片、视频资料，培养学生高度的社会责任感和工程职业道德。5）课中讨论环节，生活中压杆稳定的现象：古诗云“有节骨乃坚，无心品自端。几经狂风骤雨，宁折不易弯”。竹子具有“虚心、有节”的力学特征，以中国诗词文化为融人点，增强学生文化自信，塑造学生坚韧不屈的优秀品格。袁隆平院士团队攻坚克难、辛勤培育“抗倒伏”高产量水稻，植株具有“矮化粗壮，基部节间短，根须发达”的力学特征，向袁隆平院士勇攀高峰、追求真理、敢为人先的科研精神和胸怀天下苍生的情怀致敬。6）课后拓展环节，压杆稳定与生活：我们在日常生活中遇到压力该如何处理？以力学概念和学生成才发展为融人点，培养学生面对压力时不放弃、不退缩、勇敢乐观、积极向上的拼搏奋斗精神。国家面对压力如何应对？引用习总书记的教导，我们有“路虽远，行则将至；事虽难，做则必成”的决心！我们有“点点星火、汇聚成炬”的中国力量！7）课后拓展环节，压杆稳定与工程：台北1 0 1 大楼的外形借鉴了竹节，提高了抗失稳能力，大自然给建筑设计带来灵感。通过拓展学习，引导学生留意身边科学，敬畏自然的同时也向自然学习。(二)教学评价从学生角度，通过线上线下混合式教学平台，融人思政元素后，力学课堂变得生动有趣了，学生对力学学习兴趣更加浓厚，课堂气氛更加活跃，学习效果更好。思政元素涉及到科技进展、历史故事、人物传记、工程案例等，这些素材都是学生关心和感兴趣的话题，通过引入思政元素，大力缓解了力学课堂上枯燥的公式推导过程，极大地激发了学生对课程自主学习的兴趣。学生对教师和课堂的认可度更高，工程力学的课程评教分达到9 3.4 1 分，身全校前3%。（下转第1 4 1 页）141石材2023年1 0 期SHICAI检测技术的意义，要想提高试验检测工作的效果，就必须要与时俱进，并根据项目的具体情况，对试验检测的标准进行完善和完善，将新的资料技术纳人到规定的内容之中，从而促进技术的进步，从而可以有效地降低作业的发生几率，同时，有关部门要对建设单位和试验检测工作进行监管。通过自我约束自检和互相监督检查，提高了试验检测人员的监督意识，切实贯彻了监管职责，保证了取样检查工作的质量，从而推进了工程试验检测工作的发展(4 。4.严格执行取样标准。施工单位在对建材的选用上，多数采用了大量的建材。所以，在进行物质抽样工作的时候，建筑施工公司也要加强工作的规范化和规范化程度，用更加科学、更加理性的方法来进行抽样工作，最终实现期望的抽样标准和质量。其次，各相关单位要高度关注采样工作，并在此基础上，利用各自的功能和监管的优点，确保采样工作的专业化；在采样过程中，应保证采样工作可以按照样品的代表程度有重点地进行，并突出不同批次和不同类型样品的采样要求。在选取样品的时候，也要将实际的品质作为选取的重要标准，防止采样样品无法体现物质的实际状况，从而极大地提升建筑的品质和安全。（上接1 3 2 页）从教师角度，通过线上线下混合式教学平台的技术支持，课程思政促进了教师不断反思和提高教学质量，教学相长，相得益彰。课程思政教学改革不是简单的贴标签，而是要遵循“盐溶于汤”的原则，重在把握好“度”。了解学生的内在需求和思想动态，从学生感兴趣的例子出发，选择学生乐于接受的教学方式，使得教与学产生心理共振，于潜移默化中达到事半功倍的教学效果。因此，课程融入思政元素后，要求教师对教学过程进行全新设计，对教学理念、教学内容、教学手段和教学方法进行改善，提高教学质量。五、结束语工程力学课程蕴含着丰富的思政元素，通过线上线下混合式教学平台，教师合理设计教学过程，有机融合思政元素，不仅能丰富教学内容，使力学课程不再嗨涩难懂，还能使学生在潜移默化中获得启示，实5.强化人才培养力度。建设项目的测试人员是决定测试工作的品质的重要因素，在这方面，相关的建筑建设公司必须提高自已的测试技术和测试人员的职业素养。首先，建设单位要在培养方面增加经费，保证检验员工可以接受公司内部的专业训练，使第一线检验员工的整体素养和业务技能大幅度提升。其次，在训练的过程中，建设单位要有弹性，不能照搬以往的训练方法，而要在训练过程中融人目前国家的测试标准和要求，并且要让测试员们熟悉各种测试技术，使他们的职业素质得到极大的提升。同时，还要加强对测试人员的装备运用技能，让他们对各种特殊装备、工具的运用有一定的认识，从而极大地提升测试工作的科学水平。参考文献1】靳晶,张奇.建筑工程材料检测试验常见的问题及应对方法D.四川建材,2 0 2 2(0 0 5):0 4 8.2】曲振宇.建筑工程材料检测试验常见的问题及应对方法D.华东科技（综合）,2 0 2 1(0 0 9):0 0 0.3羊建信.建筑工程材料检测试验常见的问题及应对分析D.四川水泥,2 0 2 0(7):1 8-1 9.4袁建勇.建筑工程材料试验检测时存在的问题及改进方法D.建筑工程技术与设计，2 0 1 8,0 0 0(0 2 2):4 54 5.现对学生“价值塑造+知识传授+能力培养”三位一体的培养目标，达到培根铸魂、启智润心、立德树人的目的。参考文献1孙双双,袁向丽,郭建章,等.工程力学课程思政教育教学改革探索与实践D).大学教育.2 0 2 2,1 0(4):8 3-8 5.2刘艳芬,王佳丽,刘晨晨,等.力学教学中课程思政元素融合策略D).高师理科学刊.2 0 2 2,4 2(4):9 3-9 7.3】杨光弟，傅永平，杨忠金.力学教学中课程思政的实践D.高师理科学刊.2 0 2 1,4 1(5):1 0 3-1 0 6.4吴晶，胡浩.习近平在全国高校思想政治工作会议上强调把思想政治工作贯穿教育教学全过程开创我国高等教育事业发展新局面D).中国高等教育,2 0 1 6,(2 4):5-7.5白冰,王炜富,张羽恬.工程力学课程思政建设的教学分析D).石材.2 0 2 3,(8):1 3 7-1 3 9.6陈建忠.浅谈工程力学教学中的哲学思维D.科技信息.2010,(28):371-372.7】曲淑英,卢玉龙,宋良,等.材料力学课程思政教学实践-以压杆稳定为例D).力学与实践.2 0 2 1,4 3(6):9 6 0-9 6 3.