课程思政教学案例---高春、张田梅、包文慧、何延宏：《材料力学》

课程名称        

《材料力学》）        

本次课程目标：        

知识目标：理解梁合理设计的理念和方法，掌握梁合理设计的措施，认识实际工程中的梁的合理设计。        

能力目标：会应用梁的合理设计知识完成实际工程中梁的初步设计，包括支座选取、截面形式选定等。        

素质目标：从梁结构的优化中培养学生科学严谨的创造性思维和创新能力。        

思政育人目标：        

1. 从最优的角度思考问题培养学生精益求精的工匠精神。        

2. 培养学生工程素养创造性思维。        

3. 从事故的严重性和危害性，塑造工程师爱岗敬业的使命感和责任感，培养安全的工程意识。        

一、实施过程        

教学实施流程图        

第一阶段：课前准备阶段        

1、课前布置任务        

给出本节课程的预习提纲，要求学生利用 “学习通”中任课教师建立的课程资源完成自学。并且按照预先布置的翻转课堂学习任务单，完成课前学习任务，并且提出学习中所遇到困惑。        

图1 学生课前预习任务单        

2、学情分析        

主要包括两方面的学情分析。        

知识背景：本章前几节学生已经学习了梁在各种荷载作用下的内力求解；梁的正应力强度和切应力强度计算。知识点基本理解但还不能够做到灵活运用，需要做好知识回顾与强化。        

学生背景：大部分学生按照要求完成预习任务，切学生思想活跃，学习自主性较好，便于翻转课堂的开展。但学生专业背景和功工程概念还比较薄弱，因此在授课时增加实际工程案例的引入，采用案例教学，从而提高学生的学习兴趣，培养解决复杂土木工程问题的能力。        

第二阶段：课堂阶段        

1. 课程导入（8分钟）        

2. 教学主体（30分钟）        

第三阶段：教学总结（5分钟）        

二、取得成效        

“梁的合理设计”这节课，教学的重点是让学生学会如何提高梁的强度，同时学会利用梁的弯曲理论进行梁结构的合理设计。我从教学内容和育人目标出发进行课堂的教学设计和组织。理论结合实际，不仅使学生掌握了知识，而且培养学生分析工程问题的能力，加强学生对工程结构认识的同时提高了应用能力的培养。        

图2 学生分组讨论        

图3 小组课堂汇报        

三、教学反思        

本节课的教学重点——梁的切应力强度条件、梁的合理设计方法。这节课教师应注重多媒体教学手段与传统教学模式相结合。改变考核方式，采用个人+小组，课内+课外等形式，提高学生学习能力。随着教学进度的深入，难度增大，必须通过多种方式增加学生学习的兴趣以及主动性。通过课堂表现可以看出学生的分析和表达能力有待进一步提高。        

案例思政要素的切入要更自然和多面，注重潜移默化地发挥教书育人效果。        

课程名称        

《材料力学》        

本次课程目标：        

知识目标：理解并建立压杆失稳的概念；理解并掌握细长中心受压直杆临界力的欧拉公式。        

能力目标：会分析压杆失稳现象，能够在工程实际中对于受压杆件建立稳定性概念。        

会应用欧拉公式计算中心受压直杆临界力。        

素质目标：加深学生对压杆问题的认识与重视，培养学生分析问题、解决问题的能力。        

思政育人目标：        

1.通过分析经典事故，工程实例，加深对压杆问题的认识与重视，培养学生力学思维及严谨认真的工作态度，让学生意识到严谨的工作作风和细致的试验研究的重要性。            

2.通过科学家的经历简介，激发他们的科学精神和责任意识，鼓励学生为科学的发展和社会的进步做出贡献。        

3.通过对事故带来的影响的分析，树立辩证思维意识，客观看待各种灾难事故对材料力学理论发展的推进作用。        

一、实施过程        

第一阶段：知识回顾、课程导入，提出问题。        

第二阶段：教学主体        

1.工程案例分析        

2.将工程和生产生活实际相联系        

   3.科学家欧拉简介及欧拉公式推导        

4.组织学生结合工程实际讨论公式的含义        

二、取得成效        

材料力学课程具有鲜明的职业性和实用性特点，与生产实践紧密结合。案例丰富，案例中内含的工程技术知识，思政要素可挖掘的点很多。学生是课程思政最直接的学习者、感受者、获益者，职业素养更需要课程思政教育，工程技能培训与应用型人才培养更需要思政教育的正确引导。本案例体现专业基础课程和思政课的显性教育和隐性教育融会贯通、实现知识内化与品德提升和谐统一，价值观塑造与能力培养、知识传授的有机统一。在教学过程中注意将工程教育认证理念一并融入其中，实现了教书育人的根本目的。        

三、教学反思        

本章前几节学生已经学习了梁在各种荷载作用下的内力求解；梁的正应力强度和切应力强度计算。知识点基本理解但还不能够做到灵活运用，需要做好知识回顾与强化。        

大部分学生按照要求完成预习任务，且学生思想活跃，学习自主性较好，便于翻转课堂的开展。但学生专业背景和功工程概念还比较薄弱，因此在授课时增加实际工程案例的引入，采用案例教学，从而提高学生的学习兴趣，培养解决复杂土木工程问题的能力。        

课程名称        

《材料力学》        

本次课程目标：        

知识目标：了解圣文南原理，理解集中应力概念、应力分布及应力集中系数。        

能力目标：在生活和实际工程中能关注应力集中，并会分析其成因及如何避免和利用。        

素质目标：通过对细节问题的分析和研究培养学生科学严谨的创造性思维和创新能力。        

思政育人目标：        

1. 鼓励学生在学习的过程中要勤于思考，严谨求学，树立“持之以恒，科学严谨，不惧困难， 勇于探索”的科学精神，培养学生正确的人生观和科学观，让学生明白科学研究永无止境。        

2. 面对艰苦环境时，敢于担当、勇于奉献的精神。        

3. 培养工程师的责任感和职业道德。        

（500字以上，图文并茂）        

一、实施过程        

第一阶段：知识回顾、课程导入，提出问题。        

第二阶段：教学主体        

1.基本概念讲解        

  2.工程案例分析        

 3.课堂讨论        

4.课外阅读作业        

二、取得成效        

“材料力学”是土木类学生在大学二年级开设的专业基础课程，课程本身很多知识点可以通过具体的工程案例进行讲解和分析，这就为我们通过这门课程融合思政元素进行教书育人提供了广阔的平台。通过一些典型工程融合型案例片段的学习，一方面可以避免在专业课程的课堂教学中特别安排时间去讲解、剖析思政要素，另一方面通过生动展现专业知识在工程案例中实际应用的场景与潜移默化的思政教育交互共存，大大提高了学生的学习兴趣和主动性及参与性，从而实现专业和思政教育并行共进的双赢模式。   在因新冠疫情学校无法开展正常的课堂教学阶段，轻松、活泼的课堂氛围，正能量的引导，良好的心理建设也是课程思政的一项成效。        

三、教学反思        

没有好的“思政”教育功能，课程教学就会失去“灵魂”，从而导致课程教学中知识传授、能力培养与价值引领之间的割裂甚至冲突。在现实的教学实践中有时也还存在专业课与“思政教育”各自为政的“两张皮”现象。一个重要原因就是在专业课教学中，尚缺少如何将思政要素融入专业课程、如何让学生在专业学习中潜移默化地受到育人教育等方面的教学经验和方法指导。        

因此，在材料力学课程教学中积极主动构建专业知识和思政要素共存的融合型工程案例就显得非常重要和关键。        

在整个“抗疫”和网络学习过程中，应更加注意结合一些典型案例的学习，培养了学生的爱国情怀、大局观念和责任担当意识。在工程案例学习时，通过采取问卷调查反馈、案例中涉及的结合工程实际的“材料力学”思考题以及最后提交案例学习的个人总结等方式，收集学生的意见和建议，特别是学生的学习体会和感悟。通过这些措施和间接的检验方式，可以跟进了解案例学习和“课程思政”的教学效果并可随时进行有针对性的改进。        

本次课程目标：        

知识目标：掌握梁的刚度校核方法，理解并掌握提高梁的刚度的措施。        

能力目标：能够在工程中应用梁的刚度校核方法解决刚度校核、截面设计、承载力设计三类实际问题。        

素质目标：通过梁的刚度校核方法的应用，培养学生在学习的过程中勤于思考，严谨求学，树立“持之以恒，科学严谨，不惧困难， 勇于探索”的科学精神。        

思政育人目标：        

1.通过讲解梁的刚度条件，并结合土木工程行业规范的条文规定，引导学生理解力学知识在专业问题上的应用，培养学生树立严格按照国家的有关规定、规范进行工程设计的工程安全设计理念，引导学生建立起土木工程师职业道德及社会责任感。        

2.通过梁的刚度校核方法的实际应用，培养学生在学习的过程中勤于思考，严谨求学，树立“持之以恒，科学严谨，不惧困难， 勇于探索”的科学精神。        

3.通过组织学生分组讨论提高梁刚度的措施，锻炼学生团队协作能力、创新思维能力。        

一、实施过程        

第一阶段：        

1.课程回顾：挠度与转角计算方法、最大挠度与最大转角。        

2.利用桥梁工程挠度测量、检测实例进行课程导入。提出问题：        

（1）工程上如何进行刚度校核？        

（2）若刚度不足，怎样有效提高受弯构件刚度？        

第二阶段：教学主体        

1. 讲解梁的刚度条件，并结合土木工程专业规范的条文规定，引导学生理解力学知识在专业问题上的应用，培养学生遵守土木工程师职业道德和职业规范。        

2. 工程实例的的分析与计算--刚度条件的应用：刚度校核、截面设计、承载力设计。        

3. 组织学生分组讨论提高梁刚度的措施，引导学生分析提高梁的强度措施与刚度措施的异同点，锻炼团队协作能力、创新思维能力。        

学生分组讨论        

二、取得成效        

“梁的刚度校核、提高梁的刚度措施”这节课，教学的重点是让学生掌握梁的刚度校核方法，理解并掌握提高梁的刚度的措施。课程教学中，在讲好理论知识的基础上，注重挖掘理论背后的思政，思政结合点要贴近学生生活、贴近专业，才能达到潜移默化、润物无声的效果。本节课通过专业规范中的条文规定、具体工程案例作为思政切入点，使得学生在掌握课程知识的同时，意识到自己将来作为土木工程师要遵守的职业道德和操守，建立起社会责任感。在解决具体工程案例时能够主动分析问题，科学严谨。在讨论环节学生很好的利用了圆桌会议的形式，集中探讨，思维开阔；学生分工明确，通过研究分析、查阅资料、整理记录、总结发言，培养了团队协作能力和互助精神。这样的思政内容和形式使得学生易于接受，乐于接受，达到了良好的教育教学效果。        

三、教学反思        

1.本节课的教学重点——梁的刚度校核。本节课之前应将所学的轴向拉压杆件、受扭圆轴的刚度校核的知识总结概括成一幅思维流程图，对图进行反思与引申，让学生对于材料力学中刚度问题形成一个高层次的整体性认识。        

2.随着教学理论内容的开展，难度逐渐加大，既要注重发掘力学知识与思政元素的良好结合点，同时也要研究课堂教学各环节的安排尤其是时间分配，根据学生课堂反馈情况及时进行调整。        

3.小组讨论的形式，能够激发学生的学习兴趣与主动性，教师要善于引导学生根据挠度公式分析各种影响因素，要分析全面；同时要引导、培养学生提炼总结能力、语言表达能力；注重学生在讨论时的参与程度。        

课程名称        

材料力学        

本次课程目标：        

材料力学的发展遵循人类认识自然的普遍规律，即：从实践中认识规律，再回到实践中指导实践。了解课程的性质、任务和研究对象；建立构件的强度、刚度、稳定性等基本概念；建立变形固体概念，理解并牢记其基本假设；了解材料弹性变形和塑性变形的基本特征；了解杆件的基本变形形式。        

思政育人目标：        

通过分析工程实例，加深对工程结构或机械的各组成部分在正常工作条件下应满足的强度、刚度和稳定性条件的认识与理解。培养学生的力学思维以及严谨认真的工作态度，让学生意识到这门学科对将来要从事相关工作的重要性，树立安全责任意识，鼓励学生为科学发展和社会的进步做出贡献。        

一、 实施过程        

第一阶段：知识回顾、课程导入，提出问题。        

主体1案例分析        

隋朝工匠李春建造的赵州桥（605年），应用浅拱结构，长50.82米﹐跨径达37.4米，宽10米，全部用石头砌成，下面没有桥墩，只有一个拱形的大桥洞，横跨在37米的河面，大桥洞顶上的左右两边，各有两个拱形小桥洞，平时河水从大桥洞流过，发大水时河水还可从四个小桥洞流动。这种设计在建桥史上是一个创举，既减轻流水对桥身的冲击力，使桥不容易被大水冲毁，又减轻了桥身重量节省石料。蕴含了近代杆、板、壳体设计的一些基本思想。        

主体2案例分析        

山西应县木塔的设计，广泛采用斗拱结构，每个斗拱都有一定的组合形式，有的将梁、坊、柱结成一个整体，每层都形成了一个八边形中空结构层。木塔各层塔檐基本平直，角翘十分平缓。平座以其水平方向与各层塔檐协调，又以其材料、色彩和处理手法与塔檐对比，与塔身协调，是塔檐和塔身的必要过渡。平座、塔身、塔檐重叠而上，区隔分明，交代清晰，强调了节奏，丰富了轮廓线，也增加了横向线条。底层的重檐处理更加强了全塔的稳定感。        

第二阶段：教学主体        

1. 基本概念讲解        

2. 工程案例分析        

3. 课堂讨论        

4. 课外阅读作业        

1.观看中国大学慕课、超星学习通等平台上的视频，阅读教材。        

2.搜集生活中由于强度、刚度、稳定性问题使构件失效的案例。        

二、取得成效        

课堂教学在内容、时间上更灵活，以学生为中心的课堂教学模式更易于实现。从传统的“一刀切”“固定模式”的教师讲解，转变为动态互动式教学模式，基于学生的所思所想，及时调整教学节奏，通过设计问题，调动学生参与课堂活动，使学生从被动学习地位转化为动脑思考、主动探究的教学“主角”。        

三、教学反思        

材料力学”是工科院校土木工程、机械工程和力学等专业重要的技术基础课程，是相关专业的学生了解和接触所学专业的第一门课程。“材料力学”概念发育、逻辑性强、工程意义浓厚，教师必须深入了解和掌握材料力学的基本概念、基本原理、基本方法和工程背景，才能很好地胜任这门课程的教学工作。        

    首先，“材料力学”的概念多、知识点多，要求学生在短时间内掌握很多内容比较难，且课堂灌输的内容多了，学生会感觉所学东西多而乱，加之该课程对学生的理解、分析和应用能力要求较强，大多数学生学起来有一定的困难。因此，课时数少是“材料力学”教学中的一大难题，很多教学内容因课时少就只能点到为止而不能充分拓展。        

“归零为整，以及删繁就简、突出概念”，适当的删减教学内容以外，还可对教学内容进行调整和设计来节约课时，这对提高教学效率是很好的方法。而“正本清源、理顺关系，修剪枝叶，确保主干”，可帮助学生解决对所学内容感到多而乱的困惑。这种教学内容调整的独到见解给了我很大的启示，也使我对“材料力学”教学的思路和方法有了更具体和清晰的概念。        

其次，通过上学期理论力学教学积攒的经验，为便于学生理解和记忆，一般情况我会尽力给学生推导公式，其结果是费了不少课时而收效甚微，还加重了学生惧怕学习的心理。公式讲解尽量简单、方法实用、少讲数学计算，但要保证力学的基本概念讲解清楚，让学生知道公式使用条件和会应用公式计算即可，这样既可以节约课时，又可以使问题简单化。学会如何在课时数少的情况下传授给学生最多的知识，掌握了“材料力学”的一些重点和难点知识的讲解方法，也见识到了教学信息化技术的先进性和优势，领会到了教学改革的创新性，这为我们今后的教学改革工作起到一定的启示和借鉴作用。