［摘 要］ 新工科背景下，各學(xué)科之間相互融合，作為專業(yè)背景課程的“工程力學(xué)”，應(yīng)全面貫徹新時(shí)代軍事教育方針，以戰(zhàn)抓教，課程建設(shè)應(yīng)緊緊圍繞這個(gè)主責(zé)主線，以教材作為課程建設(shè)的基礎(chǔ)，根據(jù)軍事院校的特點(diǎn)，對(duì)自編教材建設(shè)進(jìn)行了一些有益的探討。通過將課程思政、軍事裝備、多媒體動(dòng)畫、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)融入教材，對(duì)提升學(xué)員的政治素養(yǎng)、軍事素養(yǎng)及創(chuàng)新精神進(jìn)行了有益的探討。教材作為課程內(nèi)容的直接表達(dá)，是學(xué)員獲取知識(shí)的主要源泉，優(yōu)化教材體系，將課程思政建設(shè)與教材建設(shè)融為一體，為提升課程教學(xué)質(zhì)量奠定一定的基礎(chǔ)，對(duì)專業(yè)背景課程類課程教材建設(shè)提供了一定的參考。

［關(guān)鍵詞］ 工程力學(xué)；教材建設(shè)；新工科；思政元素

［基金項(xiàng)目］ 2020年度海軍航空大學(xué)教學(xué)成果立項(xiàng)培育項(xiàng)目“德與技同行、軍與工相融——面向航空機(jī)務(wù)類專業(yè)‘工程力學(xué)’教材建設(shè)與實(shí)踐”（海航參教〔2020〕787號(hào)）

［作者簡(jiǎn)介］ 屈彩虹（1976—），女，江蘇徐州人，碩士，海軍航空大學(xué)航空基礎(chǔ)學(xué)院副教授，主要從事機(jī)械設(shè)計(jì)及理論和有限元分析研究。

［中圖分類號(hào)］ G642.0 ［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］ A ［文章編號(hào)］ 1674-9324（2024）33-0107-04 ［收稿日期］ 2024-03-15

“工程力學(xué)”課程作為海軍航空大學(xué)多個(gè)專業(yè)的專業(yè)背景課程，是基礎(chǔ)課與專業(yè)課的“橋梁”，在學(xué)員學(xué)習(xí)過程中起著舉足輕重的作用?！肮こ塘W(xué)”課程不但理論性較強(qiáng)，且與工程結(jié)合也比較緊密。隨著社會(huì)的進(jìn)步，教育的目標(biāo)不再僅關(guān)注知識(shí)的傳授，而是在關(guān)注知識(shí)傳授的同時(shí)還要注重對(duì)學(xué)員綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，教育要做到德技同行，厚德精技。面對(duì)課程內(nèi)容較多，而學(xué)時(shí)越來越少的矛盾，任課教員對(duì)于課程的教學(xué)方法模式等進(jìn)行了多方面研究與探討。教材是學(xué)員發(fā)展的文化中介，為學(xué)校育人提供了有效的知識(shí)載體，能夠有效提升教學(xué)效果和學(xué)習(xí)效率［1］。教材作為學(xué)員學(xué)習(xí)的第一手資料，在學(xué)員學(xué)習(xí)過程中起著非常重要的作用。通過多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過幾年的探索，根據(jù)新的人才培養(yǎng)方案需求及海軍航空兵和岸防兵的教學(xué)需求，任課教員自編了“工程力學(xué)”課程教材。對(duì)于工程力學(xué)教材的建設(shè)，筆者有如下思考。

一、將課程思政融入教材

習(xí)近平總書記在全國(guó)高校思想政治工作會(huì)議上強(qiáng)調(diào)：要堅(jiān)持把立德樹人作為中心環(huán)節(jié)，把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過程，實(shí)現(xiàn)全程育人、全方位育人，努力開創(chuàng)我國(guó)高等教育事業(yè)發(fā)展新局面［2］。作為軍事高等院校，更應(yīng)該注重對(duì)學(xué)員價(jià)值觀的培養(yǎng)。而教材作為學(xué)員學(xué)習(xí)的第一手資料，是高校落實(shí)立德樹人根本任務(wù)的重要載體，是實(shí)現(xiàn)課程思政與習(xí)近平新時(shí)代中國(guó)特色社會(huì)主義思想進(jìn)教材、進(jìn)課堂、進(jìn)頭腦一體化設(shè)計(jì)的重要載體，也是課程與教材內(nèi)容一體化設(shè)計(jì)、融合、創(chuàng)新的重要載體。為落實(shí)立德樹人根本任務(wù)，必須將價(jià)值塑造、知識(shí)傳授和能力培養(yǎng)三者融為一體，不可割裂。在設(shè)計(jì)教材時(shí)，在每章的開始部分設(shè)置了歷史引讀，包含與本章知識(shí)點(diǎn)相關(guān)的我國(guó)或世界做出相關(guān)貢獻(xiàn)的科學(xué)家，或者是發(fā)明的相關(guān)成果，以故事的形式開啟新知識(shí)的學(xué)習(xí)，學(xué)員學(xué)習(xí)起來比較容易接受，也更容易感興趣，通過故事的形式，使思政如鹽入水，在不知不覺間增強(qiáng)了學(xué)員的愛國(guó)主義情懷，提升民族自豪感和民族自信心。歷史引讀中也包含理論知識(shí)的來源過程，各位科學(xué)家的貢獻(xiàn)等內(nèi)容能夠使閱讀者了解歷史發(fā)展歷程，在提升專業(yè)知識(shí)的同時(shí)使學(xué)員的人文情懷和思想修養(yǎng)得到升華。2019年，習(xí)近平主席視察陸軍步兵學(xué)院時(shí)指出，學(xué)校是立德樹人的地方，必須堅(jiān)持堅(jiān)定正確政治方向［3］。愛國(guó)主義是中華民族的民族心、民族魂。培養(yǎng)社會(huì)主義建設(shè)者和接班人首先要培養(yǎng)學(xué)員的愛國(guó)主義情懷。課堂是教育的“主戰(zhàn)場(chǎng)”，教材作為學(xué)員學(xué)習(xí)的第一手資料，將思政元素融入教材是大勢(shì)所趨，經(jīng)過調(diào)研，加入歷史引讀部分是學(xué)員比較容易接受的。

二、將相關(guān)軍事裝備知識(shí)融入教材

在教材每章的結(jié)尾部分，設(shè)置了知識(shí)拓展部分，該部分內(nèi)容以與軍事裝備相關(guān)的內(nèi)容為主。該部分內(nèi)容是將軍事裝備相關(guān)出現(xiàn)的問題或現(xiàn)象與本章知識(shí)點(diǎn)相結(jié)合，對(duì)出現(xiàn)該現(xiàn)象或問題進(jìn)行簡(jiǎn)要的解釋或說明，然后以此為契機(jī)介紹相關(guān)的部隊(duì)裝備情況。此方式可以提升學(xué)員的學(xué)習(xí)興趣，而且能夠使學(xué)員提前了解裝備，為后續(xù)專業(yè)課程儲(chǔ)備一定的知識(shí)，完成與專業(yè)課的無縫銜接。在點(diǎn)的復(fù)合運(yùn)動(dòng)章節(jié)中，知識(shí)拓展內(nèi)容為直升機(jī)的揮舞（見圖1）。該現(xiàn)象是由于直升機(jī)螺旋槳槳葉上的點(diǎn)的速度不同（速度合成可以根據(jù)本章學(xué)習(xí)的點(diǎn)的速度合成定理進(jìn)行解決），由于直升機(jī)螺旋槳在轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，槳葉的旋轉(zhuǎn)區(qū)域分為前行槳葉區(qū)和后行槳葉區(qū)，使得螺旋槳在旋轉(zhuǎn)過程中升力不同，導(dǎo)致槳葉上下擺動(dòng)，從而引起揮舞現(xiàn)象。而揮舞現(xiàn)象的出現(xiàn)導(dǎo)致槳葉形心相對(duì)于漿軸的坐標(biāo)發(fā)生變化，使得形心相對(duì)漿軸有了相對(duì)速度，從而在漿軸轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，槳葉產(chǎn)生了科氏加速度，使得槳葉在旋轉(zhuǎn)的過程中產(chǎn)生了相對(duì)于漿軸的前后擺動(dòng)。通過介紹揮舞產(chǎn)生的原因，讓學(xué)員更容易了解所學(xué)知識(shí)點(diǎn)能應(yīng)用什么場(chǎng)合、能夠解決什么問題，有利于提升學(xué)員學(xué)習(xí)興趣，在學(xué)習(xí)知識(shí)的同時(shí)，培養(yǎng)其發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)員的創(chuàng)新實(shí)踐能力有很大幫助。

在材料力學(xué)部分彎曲章節(jié)中，知識(shí)拓展部分為“解體的F-15”，通過對(duì)美軍訓(xùn)練中出現(xiàn)的F-15飛機(jī)解體事件的分析，使學(xué)員明白飛機(jī)解體的原因是主梁強(qiáng)度不夠，也通過事故讓學(xué)員明白強(qiáng)度計(jì)算的重要性，并以此為契機(jī)，介紹我國(guó)目前艦載機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和創(chuàng)新結(jié)構(gòu)部分，使學(xué)員對(duì)我國(guó)軍事裝備有初步了解。讓學(xué)員體驗(yàn)和領(lǐng)會(huì)探究問題的整個(gè)思路和過程，遵循“問題牽引”，引領(lǐng)學(xué)員學(xué)習(xí)認(rèn)知問題、解決問題的科學(xué)思路，讓學(xué)員充分體驗(yàn)參與感、獲得感以及成就感［4］。知識(shí)拓展內(nèi)容只是拋磚引玉，學(xué)員如果想將該部分提出的問題徹底搞清楚，還需要課后自己通過網(wǎng)絡(luò)等其他資源進(jìn)行自主學(xué)習(xí)或探索，通過該環(huán)節(jié)亦可培養(yǎng)部分學(xué)員的探索精神。

三、將多媒體動(dòng)畫融入教材

“工程力學(xué)”課程是學(xué)員接觸的第一門專業(yè)背景課程，課程的內(nèi)容不但有嚴(yán)密的理論知識(shí)，還有與工程密切相關(guān)的工程實(shí)例。對(duì)于剛開始接觸工程實(shí)例的學(xué)員來說，許多機(jī)械的運(yùn)動(dòng)難以想象出來，通過對(duì)學(xué)員進(jìn)行調(diào)查，了解到學(xué)員對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的學(xué)習(xí)困難度較高，這時(shí)借助信息化手段，通過多媒體動(dòng)畫將難以想象的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)展現(xiàn)出來，對(duì)于學(xué)員的學(xué)習(xí)有莫大的幫助。應(yīng)用模擬仿真、視頻等信息化技術(shù)動(dòng)態(tài)揭示與工程力學(xué)相關(guān)的生活經(jīng)驗(yàn)、工程事故形成等案例，通過感性、直觀、形象地學(xué)習(xí)機(jī)械工程力學(xué)關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)、技能點(diǎn)與理論推導(dǎo)、抽象思維等傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方法有機(jī)結(jié)合［5］。所以教材中一些復(fù)雜的理論推導(dǎo)過程以及工程中的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)可借助信息平臺(tái)以動(dòng)畫形式展現(xiàn)給學(xué)員，讓抽象的理論形象化，對(duì)于降低學(xué)員的學(xué)習(xí)難度、提高學(xué)習(xí)興趣，能夠起到很大的輔助作用?！肮こ塘W(xué)”課程理論性較強(qiáng)，很多學(xué)員反映課程難學(xué)、聽不懂，有了動(dòng)畫模型模擬機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，將大大降低學(xué)員在理解機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，特別是運(yùn)動(dòng)學(xué)部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)難度。所以在教材編寫過程中，教員團(tuán)隊(duì)制作了很多機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)動(dòng)畫演示，并將學(xué)員反映比較難以理解的概念，如牽連點(diǎn)的定義等也以動(dòng)畫的形式進(jìn)行展現(xiàn)，選用了不同的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，通過動(dòng)畫的形式展現(xiàn)牽連點(diǎn)，以及牽連運(yùn)動(dòng)；同時(shí)與其相關(guān)聯(lián)的動(dòng)點(diǎn)、相對(duì)運(yùn)動(dòng)和絕對(duì)運(yùn)動(dòng)一起通過動(dòng)畫的形式進(jìn)行展現(xiàn)。例如，螺旋槳飛機(jī)的進(jìn)動(dòng)問題，利用模具也不易表達(dá)清楚，利用模型動(dòng)畫、模具輔助的形式進(jìn)行展現(xiàn)，學(xué)員學(xué)習(xí)起來就會(huì)容易很多。學(xué)員普遍反映，這種形式能夠提升解決問題的興趣。這樣，學(xué)員即使在課堂上沒有完全理解，課后也可以通過閱讀教材、通過動(dòng)畫演示，很好地理解該部分內(nèi)容，多媒體動(dòng)畫入教材成了許多學(xué)員的福音，成了他們破解難點(diǎn)的有力助手。

四、將計(jì)算機(jī)仿真融入教材

在新工科理念下，各學(xué)科相互交叉、相互融合，“工程力學(xué)”課程作為與工程實(shí)際息息相關(guān)的專業(yè)背景課，將“工程力學(xué)”課程與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，利用計(jì)算機(jī)仿真應(yīng)用軟件將課程中難以理解的理論圖像化、可視化，讓看不見摸不著的理論計(jì)算數(shù)值形象化，既能提升學(xué)員對(duì)課程的學(xué)習(xí)興趣，又能提前讓學(xué)員對(duì)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)有所了解和認(rèn)識(shí)，為后續(xù)計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。在靜力學(xué)部分，學(xué)員對(duì)于一些構(gòu)件的受力情況感覺難以理解，就可借助有限元分析軟件對(duì)結(jié)構(gòu)的受力進(jìn)行分析，然后以動(dòng)畫的形式進(jìn)行展現(xiàn)，讓學(xué)員看到桿件的受力過程，這樣形象化的表現(xiàn)方式讓學(xué)員感覺更容易接受，并在教材中以二維碼的形式跟隨教材同步展示。

在材料力學(xué)部分中，理論計(jì)算得到的應(yīng)力值和變形值，特別對(duì)于應(yīng)力的分布情況，只是計(jì)算的一個(gè)個(gè)數(shù)據(jù)，對(duì)于初學(xué)者來說，沒有圖像來得形象化，這時(shí)如果給學(xué)員展現(xiàn)有限元分析的應(yīng)力云圖則會(huì)使學(xué)員產(chǎn)生更加直觀的認(rèn)識(shí)（如圖2、圖3）。應(yīng)力集中現(xiàn)象學(xué)習(xí)時(shí)教師理論推導(dǎo)演繹、學(xué)員抽象思維理解都很吃力，學(xué)習(xí)效果不佳，但通過觀看模擬仿真利用有限元軟件計(jì)算尺寸、形狀有突變處在應(yīng)力作用下構(gòu)件局部破壞演變結(jié)果，學(xué)員很快就能理解應(yīng)力集中的利弊［5］。這是教學(xué)過程中的共識(shí)，也是教學(xué)過程中存在的普遍現(xiàn)象。在實(shí)驗(yàn)中也設(shè)置了虛擬仿真，學(xué)員可以通過仿真對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行觀察，后期再通過實(shí)驗(yàn)實(shí)操驗(yàn)證應(yīng)力分布情況，對(duì)于理論知識(shí)學(xué)習(xí)從多方面入手，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)員的創(chuàng)新精神，跨學(xué)科、實(shí)踐教育，以及科學(xué)精神、工程素養(yǎng)都具有重要意義。

五、充分了解學(xué)員意愿

教材的主要服務(wù)對(duì)象是學(xué)員，因此教材的編寫要充分考慮學(xué)員的意愿。通過問卷調(diào)查的形式了解學(xué)員想要閱讀的知識(shí)內(nèi)容，在不影響教材整體體系的前提下，可以安排一些學(xué)員更想了解的內(nèi)容。在教材編寫過程中，我們對(duì)學(xué)員進(jìn)行了充分調(diào)研，對(duì)不同批次的學(xué)員均進(jìn)行了問卷調(diào)查，了解大部分學(xué)員想要讀到的內(nèi)容，然后根據(jù)學(xué)員意愿進(jìn)行了部分內(nèi)容的編寫。調(diào)查問卷如圖4所示。

課后習(xí)題的設(shè)置也充分考慮了學(xué)員的學(xué)習(xí)規(guī)律，教材中課后設(shè)置了思考題和練習(xí)題，思考題一般難度系數(shù)較小，練習(xí)題難度系數(shù)不一，以便學(xué)員根據(jù)自己情況進(jìn)行有針對(duì)性練習(xí)，教員可根據(jù)學(xué)員上課表現(xiàn)情況有針對(duì)性地布置作業(yè)。

結(jié)語(yǔ)

教材建設(shè)是課程建設(shè)的基礎(chǔ)，使學(xué)員德技同行，德才兼?zhèn)?，全面發(fā)展，使學(xué)員既有學(xué)習(xí)熱情，還有愛國(guó)激情，真正成長(zhǎng)為對(duì)國(guó)家有用的棟梁之材。在科學(xué)理論中滲透辯證思維，在傳授技術(shù)應(yīng)用中弘揚(yáng)工匠精神，在教材建設(shè)同步隨行，刻不容緩。教材建設(shè)隨著時(shí)代發(fā)展和科技的進(jìn)步，其內(nèi)容與形式也在不斷豐富，智慧教材的應(yīng)用使枯燥的理論學(xué)習(xí)成為一種享受變成了可能，為培養(yǎng)思想過硬、軍事合格的高素質(zhì)軍事人才提供更多可能。

參考文獻(xiàn)

［1］陳浩.以新形態(tài)教材建設(shè)助力應(yīng)用型高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)［J］.科教導(dǎo)刊，2023（17）：1-3.

［2］習(xí)近平在全國(guó)高校思想政治工作會(huì)議上強(qiáng)調(diào) 把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過程 開創(chuàng)我國(guó)高等教育事業(yè)發(fā)展新局面［N］.人民日?qǐng)?bào)，2016-12-09（1）.

［3］習(xí)近平視察陸軍步兵學(xué)院［EB/OL］.（2019-05-21）［2024-02-15］.https：//www.gov.cn/xinwen/2019-05/21/content_5393515.htm.

［4］屈彩虹，王朋朋，張智.信息化條件下工程力學(xué)課程教學(xué)模式探析［J］.高教學(xué)刊，2022，8（14）：98-101.

［5］陳在鐵.“在線課程、新形態(tài)一體化教材、優(yōu)秀教學(xué)團(tuán)隊(duì)”協(xié)同建設(shè)探索：以工程力學(xué)為例［J］.泰州職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2019，19（5）：1-3.

Practical Exploration on the Construction of Intelligent Teaching Materials for Engineering Mechanics

QU Cai-hong

（School Of Basic For Aviation， Naval Aeronautical University， Yantai， Shandong 264001， China）

Abstract： Under the background of new engineering， all disciplines are integrated with each other， as a professional background course of Engineering Mechanics， we should carry out the military education policy in the new era. As the foundation of curriculum construction， the teaching material is discussed in the course of self-compiled teaching material construction according to the characteristics of military academies. This paper discussed how to improve the students’ political and military literacy and innovation spirit by integrating the political， military equipment， multimedia animation and computer simulation technology into the teaching materials. As the direct expression of the course content， the teaching material is the main source that the student obtains the knowledge. This paper optimizes the teaching material system， merges the curriculum ideology and politics construction and provides a certain reference for the construction of teaching materials with professional background and lays certain foundation for promoting the teaching quality.

Key words： Engineering Mechanics; teaching material construction; new engineering; ideological and political elements