基于课程思政指导的后疫情时期结构力学融合教学探索

徐 兵，王照宇，王 慧

(盐城工学院 土木学院，江苏 盐城 224051)

我国的传统工程建设在人类史册中留下了中华民族特有的篇章[1]。从蓝田遗址到万里长城，近代的滇缅公路，现代的跨海大桥无一不向世界展示了中国民族的建造能力和中华民族的强大实力[2-4]。近代诸多伟大工程的建成，向全世界展示了团结奋进的中国人民摆脱了贫穷落后，奋力追赶并引领世界工程建设所做的努力；同时，相关工程建设的完成增强了建设伟大祖国的民族自信心和民族自豪感，也向全世界展示了中国伟大工程的建设实力[5,6]。土木工程是人类生存的保障，也是人类美好现代生活的基础。土木专业的毕业生是建设现代化伟大祖国卓越工程的建设者和实施者，是让我国屹立于世界民族之林的保障。土木专业教学集传道、授业、解惑、立自信，在培养学生卓越工程品质的同时，树立学生的职业自信和民族自信，用良好的世界观、价值观和人生观来迎接挑战。

土木工程将建筑和结构有机的融合，用结构力学构造框架，使结构具有足够的强度，保证结构可靠稳定。在工程教育体系中《结构力学》是极其重要的起着承上启下的作用[7-10]。通过学习，学生能够掌握结构体系分析、结构内力计算的方法，并研究移动荷载对结构的影响规律。授课过程中探索和实践将立德树人根本任务贯穿于人才培养和课堂教学的全过程，将社会主义核心价值观教育及思政教学有效的融入各课程环节之中，把课堂思政教育和专业知识讲述融为一体[11]，在学习专业知识、提高学生动手能力的同时，培养学生树立正确的世界观、人生观、价值观[12-13]。

1 后疫情下《结构力学》的学情分析

学生进入学校学习后，经历三个学期完成了结构力学的先修课程学习，大多数学生能较好地完成课程学习。由于疫情的影响，开展网络教育过程中学生学习状态难以监控，学习效果难以保证。为了排除学生的畏难情绪，教师在网络授课中尽量减少力学理论的讲解，以实际工程为背景，利用简化方法进行实际工程应用入手，讲解结构内力及其规律；在降低课程学习难度的同时，激发学生的学习兴趣，构建网络交流平台，增强师生互动。通过上述过程，在网络教学条件下，在教师的引导下，学生学习结构力学的同时还拓宽了专业知识面。关于力学概念的建立，需要一定的理论推导，相关教学过程网络难以实现较好的效果，则应进行线上线下的有机结合，采用多种方式结合的融合教学模式进行教学，保障学生的学习效果。

2 《结构力学》课程思政元素挖掘

2.1 《结构力学》课程思政的解释

《结构力学》是土木工程的专业基础课，授课内容多、学习难度大，是诸多学生为之头疼的科目之一；而思政课程要求学生从思想上认识自己、确立自己的位置、树立正确的价值观和人生观。基于《结构力学》课程的思政建设将两者最本质出发点相统一，将专业教学和思政建设相辅相成互相促进的，用思政的方法，激励学生的学习斗志，激发学习兴趣，增强学生的专业认知和专业自信，相关方法和形式符合教师立德树人的本质要求，为培养现代化卓越工程品质的专业技术人员服务。

2.2 《结构力学》课程中的思政“元素”

土木工程是应用性极强的工程学科，历经人类发展的全部历史，上下五千年的历史中留下的很多著名的建筑，成为我过工程领域的瑰宝。万里长城、赵州桥、应县木塔、虎丘、悬空寺等等，都是杰出先辈留给后人的传世之作，也是值得现代土木工程师借鉴的，这些具有悠久历史的建筑也承载着大量的课程思政元素。一方面这些传统建筑中的瑰宝，见证了历史的变迁过程，其承载时代文化是中华民族的骄傲；另外一方面，这些建筑是中国古代劳动人民智慧的结晶，精美的外形、坚固的结构、精巧的设计等都是古代人民精湛工艺的体现；此外，建筑工匠对建筑精益求精努力追求的精神也是建造社会主义强国所应具备良好品质。这些都和课程思政的内涵不谋而合，相关内容也可以是课程思政的良好载体。

3 基于课程思政指导的课程教学设计案例

3.1 树立自信，激励学习—课程引入

古代的工匠给人类文明留下了许多著名的建筑，如赵州桥、虎丘、应县木塔等。虎丘是千年苏州城的重要标志，是一座八角形仿木结构阁楼式砖身木檐塔，为唐末、五代江南仿木楼阁式多层砖石塔的典型代表，为现存江南仿木楼阁式塔年代较早者，还是江南楼阁式塔演变过程中的活化石。虎丘塔也被称为“中国的比萨斜塔”，它比西方的比萨斜塔还要早200年。这座塔是江南现存时代最早，规模宏大，结构精巧的一座佛塔。这座塔却是斜而不倒，全国仅存此例，因此该塔无论在建筑科学、造型艺术、历史研究等各方面都具有独特的重要地位，也是我国古代建筑工艺的完美结晶。

和比萨斜塔在建造过程中即发生倾斜不同，虎丘的倾斜开始于明代，塔身倾斜是由于虎丘地基下陷而引起的，塔身仅发生2°40′的倾角，塔顶中心偏离底层中心2.3米。近年文保部门频繁对已经倾斜的虎丘发出预警，要求控制游客数量并对塔身加固。为了保护这栋古老建筑，需要针塔身位移提出合理的保护措施，而这种塔身位移的计算方法。

3.2 课程教学内容设计

通过虎丘案例介绍，激发学生的民族自豪感，激励学生的学习热情。授课内容包含：虚功定义、虚功原理、例题和工程应用。授课中以结构的虚功为主线，引导课程教学全过程。教学流程和主要内容见图1。

图1 教学流程和授课内容

其中工程应用呼应课程导入中的虎丘塔倾斜位移的求解，做到授课内容有始有终。整个授课过程中，强调理论学习的同时，适度增加土建职业介绍，强调大国工匠精神，为学生提前树立良好的人生观做准备。

3.3 授课模式设计

在疫情条件下，根据学校的统一部署，开展网络教学，但是这种模式不适用于已经返校的学生，为了保障课程教学效果，展开了对已经返校学生的线下教学和未返校学生的线上教学的融合教学。借助于钉钉平台，对学生的课程签到情况，课程学习时长、听课位置等进行跟踪监督，利用群交流、群作业、群文件编辑等形式反馈学生学习情况，利用群投票和私人留言等形式了解学生学习情况和学习心里，及时调整授课方式和方法。通过线上和线下的融合教学，学生对课程的满意度位100%，优良率超过95%。说明这种融合教学模式适应于学生的需求，在后续正常课程中可以借鉴使用[13]。表1为课程满意度调查结果统计，说明学生对于线上线下融合教学满意度比较高。

表1 课程满意度调查结果统计[13] (单位：%)

3.4 结构力学在线实验设计

在疫情条件下，线上线下的融合教学成为教学常态。为了更好地服务于新的教学模式和教学需求，课程教师将传统实验搬移至网络，利用虚拟实验平台进行教学以适应当下新的实验教学模式，网络实验尤其是在线开放的实验教学环境的合理设计可以对疫情条件下的实验教学提供合理的解决方案。基于培养工程实践能力角度出发以电测实验为例进行了在线虚拟仿真实验设计。如图2为在线电测实验的设计图。

图2 在线电测实验设计

3.4.1 在线实验教学设计

在线电测实验主要包含实验教学和实验操作，因此课程设计过程中需要融合教学和操作两部分。在教学中主要讲解实验相关的电测原理和实验仪器操作方法，以微课的方式向学生讲述相关内容。而实验设备则以三维模型进行展示。实际操作中给模型预设相关功能开关，让学生在查看三维模型的过程中也能够得到功能的演示和操作。

3.4.2 在线实验设计

以多媒体手段，利用互联网空间搭建网络教学平台，以PHP+MYSQL模式管理和维护学生及实验内容。实验操作过程中合理设计网络控件，实现多种测量模式下的接线方案操作。在实验操作的同时，将学生的操作结果实时记录，并存储到数据库以供考核使用。

4 结 语

将思政内容融入土木工程专业教学是对立德树人理念的具体执行，合理的案例引入可以树立学生良好的民族自尊，激发学生的学习斗志，提高学习效果，增强学生知识应用的能力。

由于《结构力学》课程内容多，难度大，学生很容易产生学习倦怠。在结构力学课程中加入课程思政元素，有利于学习和理解相关力学知识，增加相关理论应用背景，便于学生将理论性较强的力学课程和行业应用有机的融合，课程实施中以知名实际工程应用为背景引入课程，从建筑历史角度分析建筑，用“课程思政”驱动的方法鼓励学习，激发学习兴趣；从传统结构中提取出课程中的知识元素，将枯燥的力学理论的真实应用场景找到，让学生掌握学以致用的基本思想，领悟课程的重要性和实际工程应用的重要意义。培养学生卓业工程师素养，树立良好的民族自尊心和自信心。