基于“课程思政”的基础力学教学实践思考.pdf

西南交通大学学报（社会科学版）2023 年 2 月 JOURNAL OF SOUTHWEST JIAOTONG UNIVERSITY Feb.2023 第 24 卷 （Social Sciences)Vol.24 增刊第 2 期 课程思政 基于“课程思政”的基础力学教学实践思考 李欣业1，韩明江2，李晓雷1，叶 楠1 （1.河北工业大学 机械工程学院，天津 300401；2.中国人民解放军陆军工程大学 石家庄校区，石家庄 050004）摘 要：发挥课堂教学在大学生思想政治教育中的主渠道作用，注重挖掘和运用各学科所蕴含的思想政治教育资源，引导大学生树立正确的世界观、人生观和价值观，是我们党在新时代关于“培养什么样的人、如何培养人以及为谁培养人”这个根本问题上对高校加强和改进思想政治教育和人才培养的新定位、新要求、新任务。本文以基础力学教学为依托，阐述了可以通过哪些渠道融入课程思政元素并基于此应着力培养哪些能力以及提升哪些素质。本文的观点同样适合于除了基础力学之外的其他课程的“课程思政”；不仅适合本科生教学的“课程思政”也适合于研究生教学的“课程思政”。关键词：基础力学教学；课程思政；能力培养；素质提升 作者简介：韩明江，中国人民解放军陆军工程大学，讲师，主要从事非线性动力学理论及工程应用，E-mail：；李晓雷，河北工业大学副教授，主要从事现代光测实验技术和数字图像处理、复合材料界面性能及破坏机理，E-mail：；叶楠，河北工业大学讲师，主要从事爆炸与冲击动力学；可靠性设计理论与实验，E-mail：。通讯作者：李欣业，男，河北工业大学教授，博导，主要从事复杂机械系统的动力学建模、理论分析与数字化仿真、非线性振动系统动力学行为的分岔与控制及动力系统的运动稳定性，E-mail：。一、引言 习近平总书记在党的十九大报告和全国教育大会讲话中强调“立德树人”是教育的根本任务。在全国高校思想政治工作会议中，习近平总书记在会上强调，高校思想政治工作关系高校培养什么样的人、如何培养人以及为谁培养人这个根本问题。要坚持把立德树人作为中心环节，把思想政治工作贯彻教育教学全过程，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1。这些重要的论述为新时期高校课程思政建设指明了方向，为如何立足学科特色发挥专业课程的思政育人功能提供了新的切入点和立足点。增刊第 2 期 245 李欣业 基于“课程思政”的基础力学教学实践思考 力学是与数、理、化、天、地、生并列的七大基础学科之一。它研究的是呈各种形态（汽、液、固）的物体在受力后运动的规律以及变形的规律。仰望星空，俯瞰大地，大到宇宙天体、小到分子原子；从人们的日常生活和生产实践，到现代科技的快速发展，几乎所有的工程技术领域都离不开力学。力学虽属于基础学科，但又有很强的应用性。大学工科各专业如机械工程、土木工程、车辆工程、矿业工程、石油工程、水利电力工程、能源与动力工程、船舶与海洋工程、航空航天工程、港口航道与海岸工程、兵器工程等都与力学密切相关。力学学科的基础性与应用性决定了它在课程思政以及学生的能力与素质培养方面有着不可替代的作用。挖掘力学课程教学过程中的思政元素，并与学生的能力培养及素质提升相结合是当前亟需研究和实施的重要课题。事实上，大学工科各专业所开设的力学课程包括很多，如理论力学、材料力学、流体力学、结构力学、弹性力学、塑性力学、振动力学、土力学、水力学等。比较而言，在以上诸多力学课程中，理论力学和材料力学的受众面最广，也最基础。因而本文以下的论述主要是基于作者讲授理论力学和材料力学的教学实践。二、基础力学教学过程中课程思政元素的融入 在各类非思政课程的教学过程中，如何实现课程思政，显然是一个非常现实的问题。笔者认为在基础力学类课程的教学过程中可以从以下几个方面融入思政元素。结合专业特点有机地融入思政元素。由于工科各专业主要培养面向各类工程实际的技术人才，因此课程思政元素的融入必要结合专业特点。毋庸置疑，在许多工程技术领域，我们与发达国家相比还有很大的差距。结合专业特点介绍各个不同领域的先进的技术，既可以开阔学生的工程视野，又可以激发学习热情。例如机械工程类专业中的盾构机、采煤机、无人机、智能机器人，土木工程类专业中的港珠澳大桥、虎门大桥风致振动、深圳赛格大厦风致振动、博大精深的中国古代建筑中的隼铆结构，能源与动力工程类专业中的燃气轮机、风力发电机、核电站，航空航天工程类专业中的航空发动机、复合材料与新型功能材料，车辆工程中的高速铁路列车与磁悬浮列车都是非常好的素材。结合课程特点有机地融入思政元素。在理论力学和材料力学课程中，有许多概念和案例适合于融入思政元素。例如借助于好莱坞巨作而广为人知的泰坦尼克号事件（1912 年 4 月 15 日凌晨，由英国南安普顿驶往美国纽约的处女航途中，在北大西洋撞上冰山而沉没，导致至少 1523 人遇难。），其原因是由于夜间航行时舵手没能及时发现而撞上了冰山。根据网上的资料，作为当时世界上最大、最豪华的邮轮，哪怕其六个水密舱中的一个没有因为撞击而进水，就还有足够的时间等待救援船只的到来；如果其中的两个水密舱没有因为撞击而进水，就还可以勉强驶回港口。但是六个水密舱全都不可思议地漏了，导致该船在两个小时内沉入海底。其残骸并非像人们想像的那样一分为二，而是留下了六个大小相差无几的裂缝，而且裂缝都位于船舱接口处本应由铆钉固定的位置。在接近零度的海水中铆钉的强度问题成为了“压死骆驼的最后一根稻草”。事实上，连接件（如铆钉、销钉、螺栓）广泛应用于机械系统、结构系统、航空航天系统、船舶系统等，其强度计算是材料力学的一个独立章节。这件事启发我们，只有把每一件事情都做好，把每一个环节都做好，我国才能成为一个科技强国、经济强国，而不仅仅是一个人口大国、制造大国、经济大国。结合大学生的特点有机地融入思政元素。因为课程思政的对象是有思想有情操的个体，所以课程思政必须动之以情、晓之以理，而不能是强加的说教。课程思政的实质即教师在日常授课中，将“做人做事的基本道理、社会主义核心价值观和实现民族复兴的理想与责任”，潜移默化、润物无声的传授给学生，达到立德树人的目标。课程思政就246 西南交通大学学报（社会科学版）第 24 卷 是要将专业知识教育同价值观教育结合、寻找专业学科知识体系与德育知识体系的“通点”以达到“润物细无声”的德育效果。作为当代青年的优秀群体，大学生承载着国家发展与民族复兴的重任，是具有开拓性的建设与创造的主力军，是推动社会进步的栋梁之才，是新技术、新思想的前沿群体、国家培养的高级专门专业人才。所以理当养成自律、自强、自主学习等优良的品质和习惯，勤奋学习，努力掌握现代科学文化知识，立志成为既有个人理想、又有远大抱负，既有专业技能、又有道德操守的社会主义现代化建设事业的合格人才。将报答父母与报效国家、个人发展与国家强大融于一体，做一个有动力、有追求的时代青年。力学科学家的故事可以深深地触动年青人的内心，因而也是课程思政的极佳切入点。例如被称为导弹之父的空气动力学家钱学森，当年被美国军方称为“他无论到哪里都抵得上五个师的兵力”，得知新中国成立的消息后毅然放弃国外优渥的待遇，冲破重重阻碍回到了百废待兴的祖国，为我国航天事业的发展作出了许多具有里程碑式意义的贡献。1940 年 8 月，钱伟长一行人乘船去加拿大留学。他对前来送行的四叔钱穆说：“我此次西行，绝不是为了自己，也不是为了家庭，而是走向一条科学救国的道路。”在多伦多大学，由于在板壳统一内禀理论方面取得的巨大成就，钱伟长得到了世界导弹之父冯卡门的赏识，并于 1942 年被其召到身边在美国加州理工学院和美国国家喷射推进研究所做博士后研究。身在异国他乡，他时刻准备用所学报效祖国。在得知国内抗战胜利的消息后，钱伟长向冯卡门提出回国请求。由于他在美国从事的是火箭、导弹技术研究，美国有关方面极力劝阻，而且冯卡门也始终不肯答应。无奈，钱伟长便以思念家人和不曾见面的 6 岁儿子为由，申请回国探亲。1946 年 8 月 6 日，这位一心报国的科学家只随身带了简单的行李和几本书籍，一路辗转，回到了北京的清华园，并最终成为中国近代力学的奠基人。2010 年钱伟长当选为“感动中国”年度人物，组委会给予他的评价是“，无名无利无悔，有情有义有祖国。”结合当代人类社会发展的特点有机地融入思政元素。在现代社会中，人类的一切活动都带有很深的时代烙印，所以课程思政也要与时俱进，而不能墨守陈规。当代社会就是通常所说的科技社会。在当代社会中，科学技术的发展在一定程度上能够带动社会各方面的进步和发展。所以有一个得到普遍认同的说法，即国家之间的竞争即综合国力的竞争，本质上是科技的竞争、但归根结底还是人才的竞争。现代社会对人才的要求越来越高，除了专业能力方面的要求，还有职业道德、团队精神等方面的要求。所以为适应社会的发展，使自己成为有理想、有担当、有能力的人就必须珍惜在校学习的大好时光、不断充实自己，全方位提升自己的综合实力。结合中国国情的特点有机地融入思政元素。我国目前还是一个发展中国家，虽然已经消灭了贫困人口，但是仍不富裕，所以做事仍然要厉行节约。而兼顾安全性和经济性则是材料力学中强度设计、刚度设计和稳定性设计的基本要求。任何设计方案，满足技术要求都是第一位的，但从选材、工艺到维护也必须同时考虑经济性的要求，并不是安全裕度越大越好。事实上，作为一个人口大国，现代人类社会面临的三大问题，即人口问题、环境问题和资源问题在中国表现得都更加突出。例如我国有 45 种主要矿产资源的人均占有量不足世界人均水平的一半,许多重要资源更是远低于世界平均水平。今天的中国经济仍以制造业为主体，这也就意味着更多的资源消耗。因此我们要实现向以服务业为主的创新、品牌经济转型，还有很长的路要走。美国的强大正是由于其具备精细机械和高科技制造的优势，进而掌握着半导体等多种高端制造业的市场，才能够对我国的科技企业卡脖子。增刊第 2 期 247 李欣业 基于“课程思政”的基础力学教学实践思考 三、围绕课程思政应着力加强的能力培养及素质提升 课程思政的本质是通过思政元素的有机融入，唤醒学生为民族腾飞和国家富强而自省、自强，因而充分调动学生的热情，变被动学习为主动学习，并使他们的综合能力与素养得到大幅提升。（一）现代分析方法与新技术的渗透 虽然运用理论力学和材料力学的知识也能解决一些简单的工程实际问题，但毕竟工程实际中的问题往往要复杂得多。虽然教学内容不可能涉及复杂的工程实际问题，但在基础力学的教学过程中仍然可以适当地渗透一些先进的设计理念或设计方法以及一些不能详细讲授的概念。例如在讲授点的相对运动和刚体的平面运动时，可以介绍 ADAMS 仿真软件；在讲授梁的强度计算时可以介绍优化设计的概念；在讲授变截面杆和应力集中的概念时，可以介绍有限元分析技术；在讲授交变应力时，可以介绍基于机器学习的故障诊断技术；在讲授单摆的自由振动时，可以介绍非线性的概念；在讲授刚体和变形体的概念时，可以介绍刚柔耦合的概念；在讲授梁的变形时，除介绍位移边界条件外，还可以介绍力边界条件；在讲授受压杆的稳定性时，还可以介绍动态系统的稳定性；在讲授金属材料的拉压实验和纯弯曲梁的电测实验时，还可以介绍动态应力测量；在讲授速度瞬心时，还可以介绍加速度瞬心的概念；在讲授牛顿第二定律时，还可以介绍变质量系统的概念。（二）终身学习能力培养 终身学习的最权威表述是“终身学习是一个不断的支持过程来发挥人类的潜能。它激励并使人们有权利去获得终身所需要的全部知识、价值、技能与理解，并在任何任务、情况和环境中有信心、有创造性和愉快地应用它们”。人类社会发展到今天，新知识、新技术层出不穷，真正是到了活到老学到老的时代。知识传授的过程更应体现“授之以渔”，而不是单纯的“授之以鱼”。终身学习的理念已经越来越被认可，从外卖小哥到耄耋老人，人们的生活方式越来越被打上更多的现代化的烙印。终身学习的关键在于主动学习意识和自学能力的培养，这些意识形成和能力培养的关键阶段在于全日制学校教育尤其是普通高等教育阶段。终身学习不仅仅是经济社会发展的要求，也是人自身生存和发展的要求。工科专业实践性强，要求毕业生具有深厚的理论基础和宽广的专业知识。科学技术的快速发展决定了工科专业学生必须具备终身学 习的能力和意识。大学阶段终身学习教育的重点在于学生思想观念的转变和自主学习习惯的养成。在基础力学的教学环节，有许多教材上的内容并不在授课计划内，也会有其他教材出现许多其他内容的情况。这主要是由于教学时数限制的缘故，并非这些内容可有可无。无论是从教材内容的完整性还是实用性来看，这些内容都会在后续课程中被涉及。例如理论力学中的机械振动基础以及材料力学中的动载荷和交变应力，现在许多学校都不再讲授。但对于从事课外科研活动和那些学有余力的学生而言，实际上是非常好的阅读素材，这些内容都是与工程实际紧密相关的，对扩大学术和工程视野都是非常有帮助的。在基础力学的教学过程中，应该让学生们知道“生有涯而学无涯”。无论将来从事什么职业，都要不断地“充电”。（三）科学素养提升 国际上普遍将科学素养概括为三个组成部分，即了解科学知识、了解科学的研究过程和方法、了解科学技术对社会和个人所产生的影响。公众科学素养关乎综合国力。在科学技术正日益深刻影响我们生活的今天，一个人的科学素养248 西南交通大学学报（社会科学版）第 24 卷 的高低，绝不是无关紧要的，已经开始影响到一个现代社会中的人的生活质量，同时也在不断影响和改变国民的价值观和对许多问题的看法。随着科学技术的发展，今后需要有效地借鉴科学技术知识才能得以解决的公共政策问题越来越多，科学技术决策的民主化进程与公众科学素养水平的提高的进度具有密切的相关性。对科研方法的了解关乎人的综合素质。卡尔萨根说过：“科学方法似乎毫无趣味、很难理解，但是它比科学上的发现要重要得多。”国际科普理论学者认为，科学方法是科学素养中最重要的内容，公众理解科学，最重要的就是要理解科学方法并应用这些科学方法解决自己生活和工作中的各种问题。相较于其他人群，大学生群体的科学素养提升更应体现在第二个方面。本质上说，科学研究就是探究真理、挖掘真相。虽然在科学研究的过程中，天赋和灵感也非常重要，但对大多数人而言，科学的方法论却是更加重要的。教育是影响各国公民科学素养的主要因素，而高等教育则是提高公民科学素养的关键。在基础力学的教学过程中，“假设-推理-验证”这一方法论对培养学生的科学思维非常有益。从理论力学中的刚体假设，到材料力学中的小变形假设、平面假设以及强度理论，这不仅是科学研究的方法论，也是解决工程实际问题的方法论。基于经验和灵感提出的假设往往是重大科学发现的前提，但有时也可能是错误的。基于此通过逻辑演绎（理论分析）所得的结论是否正确，只能接受实践的检验，正所谓实践是检验真理的唯一标准。有了科学的方法论的指导，在实际工作中就可以少走弯路。（四）工匠精神培养 工匠精神是指在制作或工作过程中践行一丝不苟、精益求精、持之以恒、追求卓越的态度与品质。其表现是围绕某一部件、某一产品、某一行业、某一产业，能够做到对设计独具匠心、对质量精益求精、对技艺不断改进、为制作不竭余力。随着我国制造业发展水平及科技创新能力的不断提升，在全力振兴我国制造业的重要战略期，国家领导人切合时宜地提出了弘扬“工匠精神”的战略思想。中国工程院原副院长潘云鹤院士曾对当前我国工科大学生的培养表示了担忧，指出大多数工科大学生对于工程特性的学习和研究都十分缺乏，他们需要获得从宏观上认识工程活动和工程师职业的一系列新观点、新思路和新视野。事实上，工匠精神的提倡已经不再局限于生产领域，而是延伸到了非生产领域，例如管理领域和服务领域。“工匠精神”追求把一件事情做到极致，做到最好。课程思政的核心则是通过各类非思政课程的教学唤醒学生为国家富强、民族进步而读书、而努力、而成才；能够认识到我们与发达国家在各方面的差距，并能转化为自己奋进的动力。显然，加强课程思政与追求工匠精神完全是相辅相成的。如果我们每一个人包括在校学生和从业者都能够恪守工匠精神，把每一件事情在理所能及的范围内都能做到最好，那我们的教育、科技、国防、经济的发展水平就必然会有很大的提高，必然能够实现国富民强、民族腾飞。因此，从这个意义上说，我们可以把工匠精神理解为课程思政的一个具体物化。四、讨论与结论 人才培养是实现国家富强和民族腾飞的关键。课程思政就是要充分发挥课堂教学在大学生思想政治教育中的主渠道作用，注重挖掘和运用各学科所蕴含的思想政治教育资源，从而培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人、培养担负民族复兴大任的“有理想、有本领、有担当”的时代新人。增刊第 2 期 249 李欣业 基于“课程思政”的基础力学教学实践思考 本文所讨论的主要是基于理论力学与材料力学的研究对象、研究内容和研究方法提出的。对在流体力学、结构力学、弹性力学、塑性力学、土力学、水力学等课程中课程思政元素的嵌入亦有参考意义。同时很显然，本文所提的观点至少是部分对非力学类课程也是适用的。本文所提观点，不仅适用于授课对象为本科生的课程，也适用于研究生课程。参考文献:1李延芳，苏勇，金莹.“材料力学”课程思政教学模式研究J.科技文汇，2020，(31)：75-76.2路俊哲，吕军，劳娜.“课程思政”在力学教学中的实践研究J.新疆师范大学学报（自然科学版），2020，39(2)：58-60.3梅瑞斌，包立，王小强，等.塑性力学类课程思政改革与实践J.机械设计，2020，37(S2)：281-285.4李娜，张乃芳，王嶂琦.“点线面”结合构建“材料力学”课程思政体系J.教育教学论坛，2020，(48)：81-83.5刘庆刚，朱海荣，彭培英.工科专业大学生终身学习能力与意识培养刍议J.河北师范大学学报(教育科学版)，2018，20(3)：124-128.6胡景谱，易显飞.工科专业大学生“工匠精神”培育现状与路径J.长沙理工大学学报（社会科学版），2017，32(4)：137-142.7李占芳，仝军令.工程力学课程思政的教学设计探索J.教育现代化，2019，(45):248-249.8任鹏，宋向荣.新形式下课程思政协同育人的基础力学课程实践研究J.中国教育技术装备，2020，(2)：90-91+96.9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J.大学教育，2020，(10)：83-85.10曹慧，李振涛.材料力学思政元素的挖掘融合与实践探索J.科技视界，2020，(10)：10-12.11魏征，张娅，赵军，等.工程力学课程教学中的一些思考J.高教学刊，2017，(22)：138-140.12陆夏美.科学素养的培养：工程力学教学应关注的视点J.黑龙江高教研究，2007，(10)：177-178.13朱梦洁.“课程思政”的探索与实践以专业课为视角D.上海:上海外国语大学,2019.Thinking on the teaching practice of basic mechanics based on“curriculum thought and politics”Xinye Li，Mingjiang Han，Xiaolei Li，Nan Ye Abstract:Giving full play to the role of classroom teaching as the main channel in the ideological and political education of college students,focusing on tapping and using the ideological and political education resources contained in various disciplines,and guiding college students to establish a correct outlook on the world,life and values.These are our partys new orientation,new requirements and new tasks for colleges and universities to strengthen and improve ideological and political education and talent training on the fundamental issues of what kind of people to train,how to train and for whom in the new era.Based on the teaching of basic mechanics,this paper expounds which channels can be integrated into the ideological and political elements of the curriculum,and based on this,what abilities should be cultivated and what qualities should be improved.The viewpoint of this paper is also suitable for the curriculum thought and politics of other courses,not only for undergraduates,but also for postgraduates.Keywords：Basic mechanics teaching;Curriculum thought and politics;Ability training;Quality improvement