理论力学课程思政教学实践与探索
作者:高俊义 吴 乔
发布时间:2025-05-20 11:00:22 来源:陕西教育·高教
[摘 要]教书育人的根本是立德树人,而立德树人的根本是课程思政,在课程教学中持续推进思想政治教育、落实立德树人,促进学生的德、智、体、美、劳全面发展是高校教师最为重要的本职工作。为了促使学生实现德、智、体、美、劳全面发展,文章首先阐述了理论力学课程的特点,然后介绍了理论力学课程中挖掘思政元素的途径,最后分析了理论力学课程融入思政元素的成效,以期为提高人才培养质量提供参考。
[关键词]理论力学 课程思政 教学实践 土木工程专业
基金资助:2021年度延安大学产学研合作培育项目“地热井不同布置模式对热采效率影响机理研究”。
力学作为一门基础学科与工程学科之间的桥梁,在现代社会发展中发挥着非常重要的作用。力学学科是现代社会发展的重要支撑学科之一,在国防军工、航空航天、汽车航运、土木建筑、智能制造、石化容器、动力机械、能源工程等重大工程中发挥非常重要的作用,承载着保家卫国、打造大国重器的伟大使命。理论力学课程是土木工程、机械工程、采矿工程等专业重要的基础课程之一。在理论力学课程教学中,应深度融入思政教育元素,将课程内容与社会主义核心价值观培育紧密相连,致力于培养德才兼备、心系家国的科技人才。将力学知识教育和思想政治教育进行深度融合,可培养学生的民族自豪感、社会责任感、优良的职业道德和爱国奉献精神,使理论力学课程与思想政治理论课同向同行,形成协同效应,达到专业课程教书育人的目标。
理论力学作为工科专业的重要专业基础课,其课程体系既有自然科学的属性,又有工程科学的属性。所谓“师傅领进门,修行在个人”,学生掌握了正确的力学思维,才能具备应用力学思维分析、解决复杂工程问题的能力。将思政元素融入理论力学课程,既能让学生掌握理论力学内容,又能帮助学生塑造正确的世界观、人生观和价值观。理论力学课程思政建设应以立德树人为根本,将价值塑造、知识传授和能力培养三者融为一体。
理论力学课程的特点
理论力学既是各门后续材料力学课程、结构力学课程、工程力学课程的理论基础,又是一门具有完整体系并持续发展的独立学科,主要包括静力学、运动学、动力学三部分。静力学部分主要研究受力物体平衡时作用力应满足的条件,同时也研究物体受力的分析方法,以及力系简化的方法等。运动学部分从几何角度研究物体的运动,如轨迹、速度和加速度等,而不研究引起物体运动的物理原因。动力学部分研究受力物体的运动与作用力之间的关系。理论力学要求教师和学生具有良好的数学和物理知识,故要想学好理论力学课程,需要扎实的数理基础。
理论力学课程中挖掘思政元素的途径
1.在理论教学中挖掘思政元素
理论力学的知识体系与物理和数学学科密切相关,故单纯进行思政教育不符合实际情况,需要教师在熟练掌握学科知识点的基础上,广泛学习哲学类人文知识,以准确开展思政元素与学科知识点的有效衔接。只有吃透专业教材,才能更好地找到思政元素的融入点。
下面就理论力学课程中几个较重要的知识内容展开研究,可融入思政元素的知识点如表1所示。
(1)物体的重心确定方法(认识与实践是相互依存、相互作用的辩证关系;真理的条件性和具体性)
重心是指地球对物体中每一个微小部分引力的合力作用点。首先,重心对于物体的平衡起着决定性的作用。其次,重心对物体的运动状态有着重要的影响。最后,重心是判断物体稳定性的重要指标。物体重心的确定方法是理论力学课程中重要理论之一,其突出特点是体现了实践是认识的基础这一原理。实践是认识的来源,是认识发展的动力,是检验认识的唯一标准,是认识的最终目的。真理的条件性是指任何真理都有自己适用的条件和范围。真理的具体性则是相对于特定的过程来说的,是主观与客观、理论与实践的统一。在物体静力学中,重心被用来计算物体所对应的重力和受力的分配。如果你想放置一个物体,使得它能保持临时的平衡,你必须让它的重心放在支撑平面的正上方。这样,它就不会倾倒或者滑动。在静力学的应用中,重心的位置非常关键。在建筑物设计中,重心的位置同样很重要。例如,在建造高楼大厦时,建筑师必须考虑重心的位置,以确保大楼的稳定性和安全性。如果一栋建筑物的重心过高,它可能在地震等外力作用下容易倾倒。因此,对于建筑物的设计者来说,重心是一个非常关键的问题。物体的重心确定方法有三种,第一种方法为对称确定法。均质物体(固体)若有几何对称面、对称轴或对称点(真理的条件性),则此物体的重心必定在对称面、对称轴或对称点上(真理的具体性)。第二种方法为实验测定法。工程中经常遇到形状复杂或非均质的物体(真理的条件性),此时其重心的位置可用实验法确定(真理的具体性),该方法有悬挂法和称重法。第三种方法为解析计算法。重心是物体在空间的一个点(真理的条件性),在空间中确定一个点需要3个坐标,在坐标系下计算物体重心坐标的公式称为解析计算法(真理的具体性),包括有限分割法和负重量(面积、体积)法。
(2)静定与超静定问题(量变到质变;稳操胜券、万无一失)
静定与超静定问题力系平衡时,未知数(包括未知力的大小、方向或物体的平衡位置)数目与平衡方程的数目相等时,可由静力学平衡方程求出全部未知数,称为静定问题。如果未知数数目大于平衡方程数,则不能通过平衡方程解出全部未知数,称为超静定问题。例如一根铰支梁处于静定结构时,受到3个力的作用(2个竖向力与1个水平力),这根梁处于静定状态;若再施加1个力,梁则处于超静定状态,这里体现了从量变到质变的哲学思想。将该力学问题引申到实际生活中,可以解读为做一件事情,本来已经可以完成,但是这个完成有正好可以完成的临界状态的含义,类似于静定结构;如果继续做非常充分的准备,做到了稳操胜券、万无一失的地步,则类似于超静定结构。具体如图1所示。
(3)点与刚体的运动(运动是物质的固有性质和存在方式,是物质所固有的根本属性;运动和静止的辩证关系)
点的运动学是研究点相对某一个参考系的几何位置随时间变动的规律。刚体是由无数点组成的,在点的运动学基础上研究刚体的运动,研究刚体整体的运动及其与刚体上各点运动之间的关系。辩证唯物主义认为,运动是物质的固有性质和存在方式,是物质所固有的根本属性,没有不能运动的物质,也没有离开物质的运动。运动具有守恒性,即运动既不能被创造又不能被消灭,其具体形式则是多样的并且互相转化,在转化中运动总量不变。辩证唯物主义主张从运动和静止的辩证关系中理解运动,既承认运动具有绝对性又承认事物具有相对静止的状态。人类对于运动的理解经历了一个不断发展的过程。
2.在互动环节启迪学生挖掘思政元素
教师教育的对象是学生,教学效果最终由学生来体现,所以学生是课堂的主体,没有学生积极主动参与的课堂是一言堂,教学过程枯燥无味。笔者总结了多年的教学经验:当教师发现学生注意力分散,如睡觉、看手机等时,可以走下讲台,走向存在问题的学生旁边,用余光注视一会儿,就会起到较好效果。例如,教师讲授摩擦知识点时可以提问学生:“你觉得物理学中的摩擦是有害还是有益的?”若学生只回答有害或有益,显然是片面的。这时,教师可以进行点评,从答案的不一定,引申到要“具体问题具体分析、具体情况具体对待”这一哲学问题。如,人的行走,脚底摩擦是有益的,否则人一旦走起来就不能停,而汽车行走中齿轮与轴承的摩擦是有害的,为了减小摩擦,工程师会在齿轮与轴承接触面上涂抹润滑油。但是,汽车轮胎与地面的摩擦是有益的,在实际运动中为了增大摩擦,会把轮胎表面加工成凹凸花纹。
随后,教师再启发学生讨论生活中人与人之间的摩擦是有害还是有益的。若学生只回答有害或有益,同样也是片面的。教师应及时对学生的观点进行点评:这个问题的结论是“仁者见仁、智者见智”。可能有的情况对于一些同学来说是有害的,因为它给自己带来了不愉快,失去了交朋友的信心;而对另一些同学来说又是有益的,因为虽然它暂时带来了不愉快,但也能促使自己进行反省,到底是对方有意的错误还是无意的错误,还是自身制造了错误,需要澄清。如是别人的错误,也要善解人意,可分析别人是否有意制造摩擦;即使是有意,也要找出问题根源,从而解决;如是自己的问题,更需要多反省,开展自我批评,争取以后不犯同样的错误。马克思主义哲学认为,生活中时时处处都存在矛盾,没有矛盾就没有发展,矛盾是事物发展的根本动力。若学生基于这类观点去看待问题,则可能自己的思想境界会再一次得到升华。不管是哪一种摩擦,都是对自我的一种历练与成长,都要愉悦地接纳。互动环节学生量化考核标准如表2所示。
3.鼓励学生课后结合问题挖掘思政元素
学完理论力学课程每一章节之后,教师应适当布置有代表性的习题让学生课后完成。在学生完成规定的问题后,为激发学生的学习积极性,提高德育效果,教师可鼓励学生进一步挖掘每道题后的相关思政元素。根据学生回答的情况,给其附加分值。这样的话,一方面,提高了学生学习的积极性;另一方面,也加深了学生对知识点掌握的程度,同时还拓展了学生对知识演化的广度。
例如习题:什么叫二力构件?二力构件与构件的形状有关吗?答:二力构件是指在两个力作用下处于平衡状态的物体。二力构件的受力与构件的形状没有关系。学生答到这个程度,可认为他已经掌握了知识点。如学生进一步将二力构件的受力类比为两个人之间的关系——能够经常互相帮助、互相关心的关系,这种关系与个人的高低胖瘦无关,只与良好的品质有关,这样双方才能长久维持良好的关系。如果学生能深入到这种回答,可在其作业总分上附加一定分值。学生课后作业量化考核标准表见表3所示。
理论力学课程融入思政元素的成效
1.教师价值塑造能力提升
教师要意识到思想政治教育与专业知识传授是相辅相成、缺一不可的。这意味着教师在传授专业知识的同时,要结合课程内容,引导学生通过互联网关注国际国内大事、了解社会动态,培养学生的社会责任感和家国情怀。教师应不断加强自身德育意识,提高思想政治觉悟,通过参加培训、研讨会等方式,学习先进的教学理念和方法,提升自身思政融合的教学能力。同时,还应积极参与到高校、企业与政府的三方联动与合作之中,通过这些经历让学生接触行业前沿动态和实际工作经验。
教师在高校传统美德教育实践中承担着重要角色。新时代背景下,由于互联网的普及,新事物的传播速度比以往更加方便快捷,学习思政类、人文类知识的渠道更加多元化。所以,高校教师要加强学习,夯实专业知识、提高教育技能、增强挑战能力,以实现教学相长,使教师的价值塑造能力进一步提升。
2.学生综合素质提升
实践证明,在理论力学课程中融入思政元素后,学生的责任感与使命感进一步加强,形成了具有土木工程专业特色的生活与学习氛围。学生学以致用,多次开展了关于传承工匠精神、共筑美丽校园的学雷锋主题活动,以及大学生暑期“三下乡”社会实践活动。与部分学生交流得知,学生普遍反映思政结合专业课的教学效果良好,比以往的课堂学习更有意思了,打破了传统灌输式的教学模式。有的学生原来对思政类、人文类知识兴趣淡薄,然而自从实施课程思政教育以后,学生参加思政人文类选修课的积极性提高了,还申报了学校各类大学生创新创业训练计划项目、资政育人调研项目、中国“互联网+”大学生创新创业大赛项目、全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛项目等,育人成效显著。
3.用人单位对学生声誉度提升
由于在专业课教学中融入了更多的思政元素,使得学生对于专业知识的理解更加具体化,能够从广度和深度上去提炼知识,并有思想上的升华。从访谈的情况看,用人单位普遍反映毕业生的思想政治素质高、理论基础和专业知识过硬,工作中吃苦耐劳、勤学好问、上进心强,对毕业生的社会实践能力、敬业精神、团队协作意识等给予了充分肯定。
结 语
在理论力学课程教学中,要发挥思政元素的引领作用,构建课程思政行之有效的育人途径,还需要任课教师在长期的教学实践中不断加深对专业知识的理解与掌握,并努力学习相关哲学类人文知识和习近平总书记关于教育的讲话精神。教师应做学生锤炼品格的引路人、做学生学习知识的引路人、做学生创新思维的引路人、做学生奉献祖国的引路人的“四个引路人”,努力成为新时代背景下有理想信念、有道德情操、有扎实学识、有仁爱之心的“四有”好老师,这样才能更好地落实立德树人根本任务。
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(高俊义:延安大学建筑工程学院;吴乔:延安大学网络信息中心)
