后疫情时期土木工程力学课程思政探索与实践

郑国栋 李校兵

摘  要：文章针对土木工程力学课程体系的特点，并结合后疫情时期的新挑战，研究土木工程力学课程思政建设的基本条件和要求，以及多渠道融入思政教育元素的手段和方法，主要包括树立民族自豪感，培养学生的爱国情怀;引导学生进行哲学思考，强化辩证唯物主义和历史唯物主义思想;培养学生的团结合作精神及创新思维;加强专业知识与社会责任感的有效联系。最后对课时矛盾和评价体系等存在的问题及解决途径进行研究。

关键词：后疫情时期;土木工程力学;课程思政

中图分类号：G641      文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2022）13-0001-05

Abstract： According to the characteristics of the course system of Civil Engineering Mechanics， combined with the new challenges in the post-epidemic period， the paper studies the basic conditions and requirements of the ideological and political construction of the course of Civil Engineering Mechanics and the means and methods of integrating the elements of ideological and political education through multiple channels. It mainly consists of establishing a sense of national pride to cultivate students' patriotic feelings; guiding students to philosophical thinking to strengthen dialectical materialism and historical materialism; cultivating students' spirit of unity and cooperation and innovative thinking， and strengthening the effective connection between professional knowledge and social responsibility. Finally， the problems and solutions of the class contradictions and evaluation system are studied.

Keywords： post-epidemic period; Civil Engineering Mechanics; curriculum ideological and political education

土木工程力学体系一般由理论力学、材料力学、结构力学及选修课弹性力学等课程构成，这些课程内容体系复杂，难度较大，课时较为紧张。另一方面，疫情的常态化和持久性给思政教育带来了新的机遇和挑战。在此情况下，结合后疫情时代的特点，研究如何进行土木工程力学课程体系的思政教育融合，是一项具有实际意义和较为迫切的任务。

一、土木工程力学课程思政改革的意义

（一）课程思政改革是贯彻中央相关会议精神的体现

习近平在全国高校思想政治工作会议上，指出“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”“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]”

2017年，中共中央、国务院印发的《关于加强和改进新形势下高校思想政治工作的意见》指出，要坚持全员全过程全方位育人，把思想价值引领贯穿教育教学全过程和各环节。要引导师生深刻领会党中央治国理政新理念新思想新战略，坚定中国特色社会主义道路自信、理论自信、制度自信、文化自信。要把社会主义核心价值观体现到教书育人全过程，引导师生树立正确的世界观、人生观、价值观。要弘扬中华优秀传统文化和革命文化、社会主义先进文化，实施中华文化传承工程，推动中华优秀传统文化融入教育教学，弘扬以爱国主义为核心的民族精神和以改革创新为核心的时代精神。同时强调要加强哲学社会科学学科体系建设，强化马克思主义理论学科的引领作用[2]。

（二）土木工程力学课程思政教育是培养学生奋斗精神和创造性思维的重要保障

习近平在2018年全国教育大会讲话中指出：要在培养奋斗精神上下功夫，教育引导学生树立高远志向，历练敢于担当、不懈奋斗的精神，具有勇于奋斗的精神状态、乐观向上的人生态度，做到刚健有为、自强不息。要在增强综合素质上下功夫，教育引导学生培養综合能力，培养创新思维[3]。

后疫情时期，是疫情跌宕起伏的时期，疫情随时都有可能在一定范围内爆发，而且持续较长一段时间，给人们的生活包括土木工程相关活动带来一定影响。行业内的公平和效率、增长和分配、技术和就业等矛盾更加突出。因此，在当前统筹常态化疫情防控和教育教学工作过程中，在国际风云变幻的背景下，新一代土木工程专业人才的培养必须更加注重不怕吃苦的奋斗精神和创造性思维，而课程思政正是实现这一目标的重要途径和保障。

二、土木工程力学课程思政建设的基本条件和要求

1. 提升专业教师队伍的课程思政育人能力和水平，实现知识传授与价值引领同频共振。教师队伍要全面系统学习习近平总书记相关重要论述，深入挖掘抗击新冠肺炎疫情中生动丰富的思政育人元素，针对后疫情时期的新特点展开课程教学研究，梳理土木工程力学课程中蕴含的思想政治教育元素，关注理论发展的新动向，不断探究将其融入课程教学的方式方法，实现思想政治教育与知识体系教育的有机统一。

2. 合理选取思政教学素材并加以整理，建立思政素材数据库。将其嵌入课堂教学的各个知识点中，不断补充和更新后疫情时期国内外典型事例与中央相关重要文件和讲话精神，使课程思政与时俱进，充满活力，提高在学生中的认同和接受程度。

3. 认真研究各门力学课程之间的联系、力学基础课程与后续专业课程之间的联系，以及课程思政与思政课程之间的辩证关系。习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上强调：“要用好课堂教学这个主渠道，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。”2018年6月，教育部在成都市召开新时代全国高等学校本科教育工作会议上，陈宝生部长指出，要坚持正确政治方向，促进专业知识教育与思想政治教育相结合，用知识体系教、价值体系育、创新体系做，倾心培养建设者和接班人[4]。土木工程力学课程思政建设必须与专业课及思政课多点和谐共振，达到协同育人的局面，打破思政教育与专业教育“两张皮”的困境，必须明确各门课程之间，包括力学课程与思政课程之间的关系并非简单的从属关系。相关课程的思政建设应围绕土木工程专业人才培养目标中的“情感目标”，认真研究课程间的相关关系，合理分配思政建设目标，有机融合，共同发展。

三、土木工程力学课程中融入思政元素的途径

（一）结合中国古代的力学智慧，树立民族自豪感，培养学生的爱国情怀

在中国几千年的发展过程中，中华民族创造了灿烂的文明，这其中就有很多土木工程力学方面的实例。课堂教学中如能在介绍基本力学理论的同时，结合经典古代工程进行剖析，往往能激发学生的民族自信心和自豪感，使社会主义核心价值观润物细无声地浸润学生们的心田。这不仅局限于长城、都江堰等单个工程的介绍，更应将古代建筑对称性的广泛应用与力学中固有的对称、和谐、简单及统一等力学之美结合起来，展示给学生，使学生在获得知识的同时，品味和欣赏自然之美、结构之美及力学之美[5]。同时可将后续抗震课程中质量中心和刚度中心如相距太大，在水平荷载作用下会造成较大扭矩，不利于结构抗震等概念与对称美学结合起来，让学生自己体会对称性的好处，以及中国古代智慧的伟大之处。

在介绍构件抗弯和抗扭性能时，可以从最简单的古代竹结构导入，从竹子本身的空心截面和多个竹节特点，以及空心截面的极惯性矩、惯性矩在抗弯和抗扭方面的优势，引入到古代塔形结构的平面布置，并以山西应县木塔为例，说明其受力方面的特点。在介绍拱的合理拱轴线方程时，可让学生查阅赵州桥的相关数据资料，说明其主拱圈的线型与合理拱轴线的接近程度，以及在三向压应力条件下其受力性能的改善，让学生在潜移默化中增强力学概念及对古代结构的再认识。

（二）结合力学的发展历史和现状，引导学生进行哲学思考，强化辩证唯物主义和历史唯物主义思想

力学的发展过程充分体现了马克思主义关于事物发展的哲学观点，在课堂教学中融入力学史的部分内容，可以推动学生进行哲学思考，进一步增强学生的价值判断能力、价值选择能力、价值塑造能力，引领学生健康成长。具体实例如下。

1. 在介绍轴向拉伸与压缩的发展过程时，可简单回顾一下其历史发展背景：14世纪以来在意大利、法国土木工程等的发展使人们积累了大量经验，对石料和木材的强度实验，以及初等几何静力平衡理论，使达芬奇首次用试验的方法来确定材料的强度，并提出柱的强度与长度成反比，而与横截面积成某种正比的一般结论。这就说明理论和实践，二者缺一不可，实践是理论的基础，即实践对理论具有决定作用，理论对实践具有指导作用。理论产生的最终目的是为了更好地指导实践。理论和实践是相辅相成的，缺一不可的，不能任意割裂两者的辩证关系，孤立地强调一个方面。1638年，伽利略在《两种新科学的对话》中得到了承载能力与横截面积成正比而与材料长度无关的结论。以1678年的胡克定理为基础，柯西在1822-1828年发表的一系列论文中明确地提出了应变、应变分量、应力和应力分量概念，建立了各向同性和各向异性材料的广义胡克定律。在整个发展过程中，人们对轴向拉压问题的认识是逐渐深化的，在研究过程中引入的诸多假设也印证了“去粗取精”“去伪存真”的抓住事物主要方面的哲学理论。

2. 在超静定结构的计算过程中，力法又称柔度法，是麦克斯韦在1864年和莫尔在1874年首先提出来的，但是用其求解高次超靜定问题时计算量太大。位移法又称刚度法，1826年纳维首先选取结点位移为基本未知量，然后写出两个平衡方程，解出一个两次超静定刚架，后来克莱布施（Clebsch）在1862年将刚度法用于桁架体系的计算作了一般性描述。刚度法对平面刚架的应用是1914年由本迪克森（Bendixen）首创的，而其基本计算方法和公式是由奥斯特菲尔德（Ostenfeld）在1926年作出的。位移法跟力法不同，在求解时不是撤除多余约束，而是增加约束，其基本未知量不是力法中的多余未知力，而是结点位移，所建立的基本方程不是力法中的位移协调方程，而是静力学平衡方程。从与力法相反的角度进行思考，却完美地解决了高次超静定问题。正是基于位移法的基本原理，林同炎等发展了力矩分配法等近似计算理论，进一步深化了位移法的基本思想。这一发展历程揭示了事物发展的对立统一规律，是对学生进行哲学思想教育最有力的生动例证。

3. 在介绍材料的基本力学性能时，也可融入哲学中内因外因的相互关系及外部条件的重要作用。马克思主义认为，事物的发展是内外因共同起作用的结果，内因是事物发展的根据，是第一位的，决定着事物发展的基本趋向;外因是事物发展的外部条件，是第二位的，对事物的发展起着加速或延缓的作用。外因必须通过内因而起作用，内因和外因相互依赖、相互联系，在一定条件下还可以相互转化。如低碳钢在单向拉伸实验时，不同种类材料的力学性能差别很大，说明决定事物发展变化的主要因素为内因，但如果加载条件即外因发生改变，如加载时的温度、湿度和加载制度，也会在很大程度上影响实验结果。在三向拉伸时，低碳钢也会发生脆性断裂，三向压缩时，铸铁也会发生塑性屈服，这些例子生动说明了条件对事物发展变化的重要性。

4. 一切事物都充满了各种各样的变化，但是都统一于某一形式规律之中。变化与统一是同一事物两个方面的对立统一，是事物发展的根本规律，也是客观事物所具有的特性。变化与统一是总的艺术法则，两者既相互对立又相互依存，寓变化于统一中，统一之中又有变化。例如在用力法解决刚架问题的计算时，可引用图1（a）所示刚架，并比较梁柱刚度比对内力计算结果的影响。

对比刚度比的变化可知：

（1）当k=0，即E1I1很小或E2I2很大，则可见，柱AB相当于在横梁BC的B端提供了固定约束（如圖1（b）所示）。

（2）当k=1，刚架弯矩图如图1（c）所示。

（3）当k=∞，即E1I1很大或E2I2很小。由于柱AB抗弯刚度趋近于零，只提供轴向支撑，故梁BC相当于简支梁，弯矩图如图1（d）所示。

可见，梁柱刚度比的变化对整个结构的内力产生了极大影响。设计中既要注意整个结构的形式，又要考察内部的参数变化对整个结构内力的影响，在统一和变化中寻求其内力变化的规律。

5. 对梁的初等理论的研究过程中，可重点介绍中性轴位置的寻求过程及平截面假定的否定过程。首先引入著名的伽利略问题，引起学生的思考兴趣。然后介绍法国科学家马略特（Mariotte）、瓦利农（Pierre Varignon）、帕让（Parent）和纳维（Navier）为寻求中性层的位置做的大量研究工作。在平截面假定的研究方面，著名力学家铁摩辛柯于1921年提出了贝努利梁的修正理论。其中最重要的改进是考虑了梁的剪切变形的一阶近似，放弃了平截面假定。从平截面假定的引入到否定，说明事物的发展是分成多个阶段的，对事物的认识过程是螺旋式上升和波浪式前进的过程。课堂讲授时可引入马克思主义哲学中否定之否定的唯物辩证法的基本规律。引申到对疫情的认识过程及后疫情时期不断发展变化的各种情况，应该运用科学的方法进行认识和处理。

（三）培养学生的团结合作精神及创新思维

2020年，一场突如其来的疫情迅速影响到中华大地。在这历史关键时刻，全国各族人民积极响应党中央的号召，立即投身到伟大的抗疫斗争中，谱写了一曲曲感人至深的赞歌。从土木工程专业角度，力学课程思政建设中可融入这些生动的事例。例如，武汉“火神山”医院1月23日下达任务，2月2日完工交付。总建筑面积3.39万平方米，这个建筑面积相当于半个北京“水立方”的“战地医院”，从开始设计到建成完工，历时仅10天。小汤山“非典”医院设计方迅速参与。中信建筑设计院等设计机构组成60多人的应急项目团队，5小时内就拿出设计方案，不到24小时绘出设计图。多家建筑企业踊跃请战。指挥部最终确定由中建三局、武汉建工、武汉航发、汉阳市政四家企业参建，明确施工任务，立下“军令状”，迅速组织开工[6]。这些例子不仅可以增强学生的中国特色社会主义道路自信和制度自信，还从一个侧面说明了不仅在战争年代我们需要团结合作精神，在和平年代尤其是突发事件发生时，仍然需要团结合作精神。

另外，还可将装配式建筑和“信息基建”的概念、力学特点与雷神山医院建设相结合。雷神山医院建设全面采用工业化建造技术，实现设计标准化、生产工厂化、建造装配化、施工一体化、管理信息化，最大限度地兼顾了效率与品质。其中医疗病区综合采用箱式板房和钢结构建筑，医护生活区则采用场地和吊装要求低的K式板房。通过综合采用不同的拼装方式，将现场施工和整体吊装穿插进行，大幅减少现场作业的工作量，节约了大量时间，实现现场吊装作业效率最大化[7]。

该过程的介绍中，可以让学生查找有关雷神山医院及其他装配式建筑的构造和力学特点，分析其优缺点，尤其是节点处的力学模型，并考虑在施工中如何保证其受力性能。结合我国国情，可从环境保护、工匠精神等方面总结装配式建筑的发展，培养学生的爱国情怀。

（四）加强专业知识与社会责任感的有效联系

习近平总书记在2014年同北京师范大学师生代表座谈时的讲话中指出：要使社会主义核心价值观润物细无声地浸润学生们的心田、转化为日常行为，增强学生的价值判断能力、价值选择能力、价值塑造能力，引领学生健康成长[8]。土木工程力学核心问题就是要解决在保证结构构件强度、刚度、稳定性的基础上，以最经济、最适宜的方式设计构件并确定构件的尺寸和形状，节省材料和造价，解决结构基本性能最大化与造价最低之间的矛盾。例如以下几个力学实例。

1. 实心圆截面轴Ⅰ和空心圆截面轴Ⅱ（α=d2/D2=0.8）的材料、扭转力偶矩Me和长度l均相同。试求在两圆轴发挥同样强度功能即横截面上最大切应力相等的情况下，D2/d1之比以及两轴的重量比。

2. 等强度设计概念：已知图2水平杆长度为l，各杆材料相同，[σt]=[σc]=[σ]，F的大小与方向。在不考虑失稳的条件下，变换可改变的量α及两杆横截面面积A1、A2，使结构最轻。

3. 如图3所示，对于拉、压强度不相等的铸铁等脆性材料制成的梁，为充分发挥材料的强度，最合理的设计应使截面满足什么特点？

通过这些力学实例，让学生进一步思考合理设计的概念及其工程意义、社会效益，进一步树立社会责任感。

社会主义核心价值观的个人层面要求“爱国、敬业、诚信、友善”不仅是土木工程师应具有的基本素质，也应是专业知识与社会责任感有机结合的基本要求。围绕立德树人这个核心，从育人维度实现课程价值，树立“知识传授与价值引领相结合”的课程目标，才能从根本上实现这种结合。

在将疫情时期的“治病救人”理念与力学概念相结合时，可有机融入土木工程师的职责和担当。在疫情期间，治病救人是广大医护人员的职责，所以他们义无反顾地冲在疫情第一线。结合建筑结构在实际地震中的震害情况，可向学生展示结构在地震中发生了什么形式的破坏，以及导致破坏的力学原因是什么，如何才能在突如其来的地震中迅速找到问题所在，实现对土木工程结构的“治病救人”。在后疫情时期，与时刻注意疫情反复一样，作为一个土木工程师，如何在对结构的日常监测中做到防患于未然。融入这些疫情思政元素，不仅能触发学生的社会责任感，而且使枯燥无味的力学课程变得生动活泼。

四、存在问题及解决途径

（一）课时问题

既要将力学基本知识框架建构起来，又要体现“高阶性”“创新性”和“挑战度”，课时与内容拓展之间的矛盾显而易见。在这种情况下，在课堂讲授中单独辟出时间进行思政教育尤为困难。但考虑到课程思政元素都隐含在具体知识点中，采取知识点中融入思政模式，以知识点的历史研究背景或工程背景为基础，进行价值观和思想的融入，即可巧妙地解决这类问题。这就要求在备课时提前做好课程规划，在引入时做到自然衔接。

（二）评价体系的建立

课程思政的评价体系是当前研究的一个热点。评价体系既要区别于以往一锤定音的方式，又要避免走入与思政课程重复的老路。将课程思政内容纳入课程考核方案的过程中，很多研究者进行了大胆尝试。如文献[9]确定将课程专业知识模块的考核比例压缩至80%，将课程思政模块的考核比例提高至20%。

笔者认为，要进行科学评价，除了在期末考核时纳入适当比例的考核外，加大平时思政元素的评价力度也是一个重要途径。如在单门力学课程评价时采用“N+1+1”的模式，其中“N”为综合元素，包括考勤、作业、实验、课堂提问等，另外两个“1”则代表“综合素质测评”与“期末考试”。综合素质测评有多种表现方式，既可以是体现“两性一度”的结构竞赛作品，也可以包括对某个模块或感兴趣的专题进行深入学习后撰写的论文，在这些素质测评的过程中进行思政元素的要求和评价，既有一定的可操作性，又培养学生在专业领域一丝不苟、谨小慎微的工作作风。

五、结束语

课程思政建设是一项复杂的系统性工程。本文基于土木工程专业的特点，结合后疫情时期思政建设的特点和需要，就土木工程力学课程中融入思政元素进行了一些探索和尝试，在各门课程之间的结合、课时安排以及思政元素的挖掘和嵌入等方面得到了一些初步经验。2020年9月9日，在第36个教师节到来之际，习近平总书记发表教师节重要寄语[10]，对广大教师在抗击新冠肺炎疫情和教育脱贫攻坚中的突出贡献予以充分肯定，提出殷切期望，對各级党委和政府做好教师工作提出明确要求，对统筹常态化疫情防控和教育教学工作作出重要指示。因此，在后续的课程实践中，还应重点研究线上线下的结合、深入挖掘课程思政网络资源以及数据库的建设等，使学生真正增强“四个自信”，让爱国主义精神在学生心中牢牢扎根，为培养新一代高素质土木工程合格人才而努力。

参考文献：

[1]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[N].人民日报，2016-12-09.

[2]关于加强和改进新形势下高校思想政治工作的意见（中发〔2016〕31号）[Z].

[3]习近平在全国教育大会上强调：坚持中国特色社会主义教育发展道路 培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人[N].人民日报，2018-9-10.

[4]陈宝生.在新时代全国高等学校本科教育工作会议上的讲话[EB/OL].（2018-6-21）.http：//www.moe.gov.cn/jyb_xwfb/gzdt_gzdt/moe_1485/201806/t20180621_340586.html.

[5]袁军亭，宋秋红，张俊，等. 《工程力学》课程思政的实施与思考[J].教育教学论坛.2019（45）：41-42.

[6]从火神山到雷神山，不愧为中国速度[EB/OL].https：//www.sohu.com/a/370568702_100082135.

[7]火神山、雷神山医院的“中国速度” 是中国建筑的最优答卷[EB/OL].http：//finance.sina.com.cn/stock/relnews/cn/2020-02-13/doc-iimxxstf1155921.shtml.

[8]习近平.做党和人民满意的好老师——同北京师范大学师生代表座谈时的讲话[EB/OL].http：//www.dangjian.cn/bqzz/201409/P020140912574891114396.pdf.

[9]付冬娟，夏晓川，张贺秋，等.《微电子技术导论》课程思政改革的探索与实践[J].高教学刊，2020（18）：177-179.

[10]教育部关于学习贯彻习近平总书记教师节重要寄语精神的通知（教师〔2020〕9号）[Z].