張頃頃,張華賓*,吳 迪
(1.遼寧工程技術(shù)大學(xué)力學(xué)與工程學(xué)院 遼寧 阜新 123000;2.遼寧工程技術(shù)大學(xué)國(guó)家級(jí)力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心 遼寧 阜新 123000)
2016 年12 月,習(xí)近平總書(shū)記在全國(guó)高校思想政治工作會(huì)議中強(qiáng)調(diào)高校要堅(jiān)持把思想政治工作貫穿到教育教學(xué)的全過(guò)程中,各類課程應(yīng)與思想政治理論課同向同行[1]。2017 年2 月,中共中央、國(guó)務(wù)院印發(fā)的《關(guān)于加強(qiáng)和改進(jìn)新形勢(shì)下高校思想政治工作的意見(jiàn)》中提出加強(qiáng)和改進(jìn)高校思想政治工作是一項(xiàng)重大的政治任務(wù)和戰(zhàn)略工程[2]。2020年6 月,教育部印發(fā)的《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》中強(qiáng)調(diào)了高校專業(yè)課程教師作為“主力軍”在課程思政教育中的重要作用,提出專業(yè)課與思政課應(yīng)同向同行。區(qū)別于思政課程的教學(xué)模式,結(jié)合專業(yè)課特點(diǎn),通過(guò)挖掘?qū)I(yè)課中蘊(yùn)涵的思想政治育人元素,進(jìn)行科學(xué)的課程設(shè)計(jì),在傳授專業(yè)知識(shí)的同時(shí)使學(xué)生樹(shù)立正確的三觀[3]。
工程力學(xué)的主要內(nèi)容包括“理論力學(xué)”的靜力學(xué)和“材料力學(xué)”的部分,是研究物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)和構(gòu)件承載能力的科學(xué)。該課程是各工科專業(yè)重要的基礎(chǔ)課程,與諸多工程技術(shù)領(lǐng)域結(jié)合緊密[4]。在課程思政的背景下,將思政教育巧妙地融入專業(yè)基礎(chǔ)課當(dāng)中實(shí)現(xiàn)知識(shí)傳授、能力培養(yǎng)與價(jià)值塑造三位一體的目標(biāo)對(duì)高校課程思政建設(shè)工作具有重要意義。
工程力學(xué)是遼寧工程技術(shù)大學(xué)機(jī)電、采礦、環(huán)境等工科專業(yè)的力學(xué)基礎(chǔ)課程之一,為后續(xù)相關(guān)課程的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。課程要求學(xué)生有一定的數(shù)理基礎(chǔ),理論內(nèi)容多且抽象、邏輯性強(qiáng),部分?jǐn)?shù)理基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)理解有難度,具有一定的畏難情緒。隨著課程思政建設(shè)的發(fā)展,大國(guó)工匠精神、創(chuàng)新精神等內(nèi)容春風(fēng)化雨般的巧妙融入,增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與專業(yè)志趣。
在大思政背景下,工程力學(xué)課程思政建設(shè)過(guò)程中仍存在一些現(xiàn)象亟待改善。①“傳道”與“授業(yè)”相脫節(jié)的現(xiàn)象依然存在,部分教師認(rèn)為簡(jiǎn)單地增加思政內(nèi)容便是課程思政,授課方式方法單一。②忽視學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力的提高。③重科研輕教學(xué)的思想影響下,部分教師對(duì)課程思政建設(shè)的重視度有待提高。④考評(píng)忽略了對(duì)學(xué)生科學(xué)態(tài)度等德育方面的考核。
針對(duì)課程特點(diǎn)和課程思政的發(fā)展,以課前-課中-課后為時(shí)間線從教師層面、學(xué)生學(xué)習(xí)和評(píng)價(jià)機(jī)制三個(gè)維度細(xì)化了課程改革方式和課程思政建設(shè)過(guò)程,如圖1 所示。
2010 年,《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020 年)》強(qiáng)調(diào)了建立學(xué)分積累與互換制度的重要性。2011 年,遼寧省自主研發(fā)了在線學(xué)習(xí)平臺(tái)。遼寧省教育廳于2014 年9 月首次開(kāi)展了普通高??缧P拮x學(xué)分的工作,諸多高校積極響應(yīng)政策。平臺(tái)的教學(xué)資源給學(xué)生的學(xué)習(xí)時(shí)間帶來(lái)了靈活性,跨校修讀學(xué)分目前已經(jīng)取得了一定的成效。但由于跨校修讀學(xué)分平臺(tái)的監(jiān)管功能還處于發(fā)展階段,部分主動(dòng)性較差的學(xué)生存在機(jī)械刷分、視頻空放等投機(jī)取巧的行為,一定程度上降低了學(xué)生的真實(shí)參與度。還有部分學(xué)生通過(guò)線上學(xué)習(xí)后,感覺(jué)自己已經(jīng)掌握了課程內(nèi)容,線下授課過(guò)程中開(kāi)始低頭玩手機(jī),心不在焉,導(dǎo)致對(duì)知識(shí)點(diǎn)一知半解,掌握不牢。
為解決以上問(wèn)題,教師對(duì)學(xué)生的管理至關(guān)重要。通過(guò)課前建立班級(jí)學(xué)習(xí)群,劃分學(xué)習(xí)小組,便于生生互動(dòng)和師生互動(dòng)。課前,教師通過(guò)學(xué)習(xí)群發(fā)放問(wèn)題,學(xué)生借助“遼寧高校MOOC 中心”的資源進(jìn)行有針對(duì)性的預(yù)習(xí)。課中,隨機(jī)抽取小組回答課前作業(yè),由教師和其他小組對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)。課程中關(guān)于公式的推導(dǎo)等理論部分學(xué)生已通過(guò)線上課程進(jìn)行學(xué)習(xí),從而可以在課堂上加大習(xí)題的講與練,盡可能地避免大量重復(fù)線上教學(xué)的理論知識(shí)灌輸,解決了學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)掌握不牢的問(wèn)題。課后,教師從題庫(kù)中抽取本節(jié)知識(shí)相關(guān)習(xí)題,由同學(xué)們復(fù)習(xí)鞏固。實(shí)現(xiàn)線上線下的高度融合,以提問(wèn)促學(xué),以討論促學(xué),以分享促學(xué),以練習(xí)促學(xué),激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)生動(dòng)力,提高學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)掌握的深度,培養(yǎng)了學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。
實(shí)際工程中有諸多凝聚著工匠們智慧的案例,同時(shí)也存在著因工程師的不當(dāng)行為而引發(fā)的典型案例。課堂中通過(guò)正、反典型案例的分析,培養(yǎng)學(xué)生大國(guó)工匠精神的同時(shí),教育同學(xué)們向正面看齊,以反面為鑒,厚植工程倫理,增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任意識(shí)。
在緒論中講解力學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史。古有秦朝修建的都江堰、鄭國(guó)渠歷經(jīng)了兩千多年的風(fēng)雨考驗(yàn),現(xiàn)有600 米高的廣州塔,世界上最長(zhǎng)的港珠澳大橋等。在軸向拉壓及應(yīng)力狀態(tài)分析的模塊引入經(jīng)歷了10 次水災(zāi),8 次戰(zhàn)亂和多次地震而沒(méi)發(fā)生損壞的趙州橋。據(jù)世界橋梁考證,類似這樣的橋梁歐洲比我國(guó)晚了一千二百多年。軸向拉壓知識(shí)模塊中引入東漢經(jīng)學(xué)家鄭玄注的“假令弓力勝三石,引之中三尺,弛其弦以繩緩擐之,每加物一石,則張一尺?!标P(guān)于變形與力之間關(guān)系的闡述比胡克定律早1500 多年[5]。引入韓國(guó)三豐百貨大樓的例子,在利益趨導(dǎo)下甲方擅自修改初始設(shè)計(jì),大樓于1995 年6 月倒塌,傷亡慘重[6]。通過(guò)古代建筑進(jìn)課堂,弱化學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的抵觸心理,感受我國(guó)古代匠人的睿智,踐行文化自信。而反面案例的引入警示同學(xué)們將經(jīng)濟(jì)與安全這對(duì)矛盾問(wèn)題統(tǒng)一起來(lái),增強(qiáng)法律意識(shí),強(qiáng)化社會(huì)責(zé)任感。
經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn),在課間5 分鐘的休息時(shí)間內(nèi),多數(shù)同學(xué)選擇打游戲或趴在桌子上小憩度過(guò)。對(duì)于一門64 學(xué)時(shí)的課程,有30 多個(gè)課間,利用課余時(shí)間安排學(xué)習(xí)小組分享力學(xué)名人故事,成立“課間故事坊”。學(xué)習(xí)小組分享科學(xué)故事時(shí),其他小組給分享者進(jìn)行評(píng)分。
以國(guó)內(nèi)著名力學(xué)家的故事強(qiáng)化學(xué)生的民族自豪感。如新中國(guó)成立后錢學(xué)森抵擋了國(guó)外的利益誘惑,冒著生命危險(xiǎn)克服重重困難回國(guó)效力;“中國(guó)近代力學(xué)之父”錢偉長(zhǎng)、“中國(guó)原子彈之父”錢三強(qiáng)也懷著精忠報(bào)國(guó)的赤子之心回來(lái)建設(shè)祖國(guó);周培源先生堅(jiān)決不當(dāng)美國(guó)公民;郭永懷先生用自己的生命保護(hù)了中國(guó)核武器的研究資料等。國(guó)內(nèi)力學(xué)家的故事可以激發(fā)學(xué)生科技報(bào)國(guó)的家國(guó)情懷與使命擔(dān)當(dāng),踐行社會(huì)主義核心價(jià)值觀,堅(jiān)定四個(gè)自信,堅(jiān)定理想信念。
勵(lì)志科學(xué)家的故事。如壓桿穩(wěn)定知識(shí)模塊學(xué)習(xí)前,抽取學(xué)習(xí)小組分享歐拉的故事。他克服貧困和疾病的毅力具有很強(qiáng)的教育意義。在雙目失明的狀態(tài)下仍堅(jiān)持科學(xué)研究。激發(fā)學(xué)生在困難面前增強(qiáng)信心,不斷探索真理,勇攀高峰。
工程力學(xué)課程離不開(kāi)實(shí)驗(yàn),實(shí)踐-理論-實(shí)踐是該課程的主要學(xué)習(xí)方法。在傳統(tǒng)的低碳鋼拉伸、扭轉(zhuǎn)等大綱范圍內(nèi)的實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象及材料性能均在課堂中有詳細(xì)介紹,學(xué)生只需按老師講解的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、步驟參與實(shí)驗(yàn)[7]。這種填鴨式教學(xué)方法亟須改革,使學(xué)生由被動(dòng)地學(xué)習(xí)變主動(dòng)參與。深層次鍛煉學(xué)生解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力,培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和大國(guó)工匠精神,激發(fā)學(xué)生探索問(wèn)題的興趣。
基于國(guó)家級(jí)力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心平臺(tái),在平面一般力系和摩擦模塊學(xué)習(xí)之后,通過(guò)拓展式教學(xué)方法,設(shè)立開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,測(cè)量不同物體間滑動(dòng)摩擦系數(shù)、不規(guī)則物體的重心。區(qū)別于傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課程,此過(guò)程需要學(xué)習(xí)小組成員間相互配合,查閱相關(guān)文獻(xiàn),自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,建立力學(xué)模型,進(jìn)行受力分析,對(duì)測(cè)量過(guò)程中的誤差進(jìn)行總結(jié)分析。而教師在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中只是輔導(dǎo)的角色。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,指導(dǎo)教師對(duì)各小組打分,同時(shí)小組成員內(nèi)部也互相評(píng)分,避免有學(xué)生偷懶。從而強(qiáng)化其對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解,提高解決實(shí)際問(wèn)題的能力,培養(yǎng)精益求精的科學(xué)態(tài)度。
靜力學(xué)與材料力學(xué)部分內(nèi)容上有諸多相近之處,將其歸類講解,即采用貫通式教學(xué),使內(nèi)容更系統(tǒng)化,有利于學(xué)生理解和掌握。如靜力學(xué)與材料力學(xué)中平衡法的貫通,內(nèi)力與外力的貫通,剛體和變形體的貫通等。在貫通式教學(xué)的基礎(chǔ)上,給學(xué)生留出一定的思維空間,比如在講述平面和空間平衡方程的多種形式時(shí),將其附加條件點(diǎn)到為止,讓學(xué)生有問(wèn)題可想,有問(wèn)題可研究,從而提高學(xué)生分析問(wèn)題的能力。
學(xué)習(xí)方法中滲透素質(zhì)教育,如研究桿件的變形時(shí),涉及實(shí)踐-理論-實(shí)踐的方法,抓住事物的主要矛盾等,這些方法中蘊(yùn)涵著哲學(xué)思想;計(jì)算桁架的軸力時(shí),將其抽象為剛體,然而計(jì)算節(jié)點(diǎn)的位移時(shí),將其視為可變形固體,體現(xiàn)了辯證法的思想;在外力和內(nèi)力的學(xué)習(xí)中、在塑性和脆性材料的區(qū)分中,使學(xué)生意識(shí)到了辯證關(guān)系的存在。鼓勵(lì)學(xué)生聯(lián)想思維,創(chuàng)新想法。教學(xué)全過(guò)程中,始終貫穿啟發(fā)性的教學(xué)方法,強(qiáng)化素質(zhì)教育。
教學(xué)改革不僅僅是教與學(xué)的改革,需要同步進(jìn)行考核模式的改革,方能將改革落到實(shí)處。傳統(tǒng)的工程力學(xué)課程考核方式注重學(xué)生期末試卷的正確率。在實(shí)施課程思政的基礎(chǔ)上,本課程提高了平時(shí)成績(jī)占比,增加學(xué)生科學(xué)思維、創(chuàng)新能力等多方面的考核,課程考核架構(gòu)如表1(p133)。平時(shí)成績(jī)主要由遼寧高校MOOC 中心平臺(tái)成績(jī)、課間故事分享、開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)、小組成員互評(píng)、出勤、課堂互動(dòng)、平時(shí)作業(yè)等構(gòu)成。同時(shí),多樣化卷面考核形式,試卷上給出多于必答題數(shù)目的題目,讓學(xué)生對(duì)考題有選擇性,增加思政元素類考題。增加主觀題,例如用力線平移定理解釋生活中的一個(gè)現(xiàn)象,激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維。制定合理的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),試卷評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)在解題方法、解題方案、解題思路科學(xué)性方面給予得分點(diǎn)。
表1 工程力學(xué)課程考核架構(gòu)
為驗(yàn)證課程思政改革的成效,對(duì)全校各工科專業(yè)的工程力學(xué)課程成績(jī)進(jìn)行了總結(jié)分析,采礦、機(jī)電、成型、能源等14 個(gè)工科專業(yè)均開(kāi)設(shè)了工程力學(xué)課程,由于2020 學(xué)年受疫情影響進(jìn)行了線上授課與考核的方式,因此不作為研究對(duì)象,本次數(shù)據(jù)選取2021 學(xué)年與2019 學(xué)年的成績(jī)進(jìn)行分析,全校各工科專業(yè)的工程力學(xué)成績(jī)分布如圖2 所示。2021學(xué)年針對(duì)本校機(jī)電專業(yè)展開(kāi)了課程思政模式改革,機(jī)電專業(yè)學(xué)生不及格率較全校各工科專業(yè)的均值低16 個(gè)百分點(diǎn),在各工科專業(yè)中不及格率最低,比2019 學(xué)年沒(méi)有開(kāi)展課程改革的同專業(yè)數(shù)值降低了 6 個(gè)百分點(diǎn)。學(xué)生優(yōu)秀率達(dá)到5%,較全校各工科專業(yè)的平均值高出3 個(gè)百分點(diǎn),與同專業(yè)19 學(xué)年未參與課程改革的學(xué)生相比上升了4 個(gè)百分點(diǎn)。
通過(guò)施行跨校區(qū)修讀學(xué)分,采用多維度、多空間的方式進(jìn)行課程思政的建設(shè),利用拓展式和貫通式的教學(xué)方法,課堂中通過(guò)典型案例的分析,課間通過(guò)分享融入力學(xué)家的故事,基于國(guó)家力學(xué)實(shí)驗(yàn)中心平臺(tái)開(kāi)展開(kāi)放性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,建立完善的考評(píng)機(jī)制,工程力學(xué)課程的教學(xué)效果有了顯著提升,學(xué)生成為課程思政教學(xué)模式改革的直接受益者。