[出处] 教育教学论坛_2022年第19期

杨从娟 向敏 任剑莹

[关键词] 桥梁工程;结构力学;课程思政教学

[基金项目] 2019年度河北省教育厅高等教育教学研究与实践项目“结合网络及思政以‘提升学生学习动力’为目标的‘结构力学’教学和考核方式研究”（2019GJJG241）;2021年度石家庄铁道大学高教研究项目“新时代背景下‘结构力学’课程思政教学创新研究与实践”（Z2021-17）

[作者简介] 杨从娟（1973—），女，河北晋州人，工学硕士，石家庄铁道大学工程力学系副教授，主要从事结构力学教学及桥梁工程结构力学行为分析研究;向 敏（1968—），男，山东威海人，工学硕士，石家庄铁道大学土木工程学院教授，主要从事桥梁工程教学及桥梁结构力学行为分析及桥梁抗震研究;任剑莹（1977—），女，河北平山人，工学博士，石家庄铁道大学工程力学系副教授，主要从事结构力学教学工作及桥梁动力学研究。

[中图分类号] G642.0;TU997 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324（2022）19-0077-04 [收稿日期] 2022-01-08

教育部发布的《关于一流本科课程建设的实施意见》指出：“课程是人才培养的核心要素，课程质量直接决定人才培养质量”。当前，立德树人成效是检验高校工作的根本标准，习近平总书记强调，“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。”[1]

“结构力学”是土木工程专业（桥梁工程专业方向）一门重要的技术基础课。学习该课程需要学生掌握其基本理论、概念、算法和技巧，为后续专业课的学习奠定基础，为将来工作后成为合格的工程技术人才进行必要的知识储备。在新的教育理念指导下深入挖掘本课程蕴含的思政元素，把课程知识和思想政治教育有效结合，通过润物无声的方式传授给学生，以更好的完成教书育人的使命，是新时代本科教育的要求，也是对大学教师提出的新要求。下面是笔者在“结构力学”课程授课中思想政治教学的几点做法。

一、从课程内容本身挖掘其蕴含的人文思想、生命哲理和生活准则

“结构力学”的力学基本概念、受力特征和知识点中，课程内容本身就蕴含着丰富的人文思想和生命哲理，可以在课程学习过程中巧妙地渗透思想政治教育[2]。

（一）从“结构”的组成规则培养学生的规则意识和团队精神

“结构”是工程中用于承受荷载骨架作用的部件或整体，是一个建筑物的关键部分。它的构成涉及“刚片”“自由度”“约束”等基本概念，以及“几何不变体系”的组成规则。不计材料变形时，一根“杆件”可看作一个“刚片”;“自由度”指体系运动时可独立改变几何参数，平面内一个刚片有三个自由度;“约束”是减少体系独立运动参数的装置，使体系减少一个独立运动参数的装置称为一个约束。地基的自由度为零，与地基连在一起的几何不变体系自由度为零，几何不变体系即为“结构”。即若干杆件和地基若要联成一个“结构”，就必须按照一定的“规则”加入一定的“约束”，组成“自由度”是零的体系。可见，要想成为栋梁之材，必须要受到一定的约束，遵循一定的规则。

由此，引申到人在社会中生存，如果我们把整个社会看作是一个“结构”，那么在其中活动的每一个个体的人，就可以看作组成这个“结构”中的杆件，每个人必须遵循社會规则的限制，才能成为社会的有用之材。而社会稳定，才能正常运转，发挥其正常功能，否则只能是一盘散沙。另外，从若干“单个杆件”可构成功能更强大的“结构”这一道理中，我们体会团队的力量要胜过一个人的单打独斗，多方共同协作，才能使社会体系的功能更强大，效能更高。

（二）从“多余约束”的概念中培养学生的辩证思维和人为素养

在做几何组成分析时，我们把不能减少体系自由度的约束称为“多余约束”。所谓“多余”是指这个约束在保持体系的几何不变性方面来说是不必要的，但其并非属于“无用”的约束。虽然其对于保持体系的几何不变性来说是“无用”的，但对于改善结构的受力等方面却是“有用”的。当一个静定结构加入“多余约束”后，结构就成为超静定结构，超静定结构在整体刚度、整体稳定及战略安全方面都优于静定结构，同样的荷载下，其受力、变形和静定结构完全不同。正如庄子所言“人皆知有用之用，而莫知无用之用也”（出自《庄子·人世间》），学生明白了这个道理，可以培养自己的辩证思维。学习之余，可以读一些“无用”的书，做一些“无用”的事，陶冶情操、滋养精神、提高自己的人文素养，或许有意想不到的收获。

（三）由“计算简图”的选取，培养学生做人做事要懂得“抓重点、抓关键”

“计算简图”指在结构计算中，用以代替实际结构，并反映实际结构主要受力和变形特点的计算模型。其选取原则为：既要反映实际结构主要受力变形特征，又要便于计算。计算简图的选取原则体现了一种“抓主要因素，略次要因素”，而其计算结果又满足工程结构分析需要的特点。比如要计算钢桁梁、钢网架这类结构时，就可以考虑其杆件主要是承受轴力，相比轴力其弯矩和剪力为次内力的特点，在分析这类结构选取“计算简图”时，可将其简化为“理想桁架”计算，这样结构中的各杆件均为“二力杆”。

由此，可引申到每位学生在大学期间，有主要任务和次要任务之分，在这一阶段的主要任务就是要“好好学习”，学习知识的同时，更要学习其背后的思维和方法，夯实了理论基础和专业素养，打好人生后期提升的基础，做到格物致知。同时，也提醒学生做事情不要本末倒置，要学会“抓大放小、抓重放轻”，要有奋斗的方向和目标，在努力的路上做好“统筹兼顾，适当安排”。

（四）基于结构受力必须满足“平衡条件”这一特征，培养学生良好心态，感悟生命哲理

“平衡条件”是贯穿结构力学受力分析的一个条件，无论静定结构或超静定结构，都要满足“平衡条件”。讲课过程中，可以由这个概念引申开去，达到提高学生思想观、价值观的目的。平衡本就是大自然本身的一个法则，世间万事万物之所以能不停地运动发展前进，一个重要的方面就是保持了平衡。因此，对于个人，从小的方面来说，我们应该懂得保持平衡的心理状态，要善于学习、纠正不足、处理好与他人的关系，尽量做到“胜不骄、败不馁”“拿得起、放得下”，这样生命才不会步入歧途;从大的方面来说，一个社会正常运转和前进也要保持各方面的平衡，这就需要处在其中的每一个人全心全意维持这个大系统的平衡，识大体、顾大局，不做法则的破坏者、不做大道的拦路虎，做社会平衡的维护者。

（五）基于“影响线（影响面）”的概念，培养学生传递“正能量”时掌握科学的研究方法

影响线（影响面）指的是一个单位荷载（通常是竖直向下的）在平面（空间）结构上移动引起结构的某一截面、某一内力变化规律的图形。其进一步的应用为解决移动荷载在结构上移动时可引起结构的各位置、各内力（量值）变化情况的问题。

由此，如果我们把一个班集体比作一个“结构”，班集体中每位学生的所作所为可理解为作用在结构上的“移动荷载”，其行为会对整个集体的其他构成产生作用，或者说影响。正能量行为会对整个集体的其他构成产生好的影响，如果众多学生的行为是正能量，必将对整体引起好的共鸣，对整个班集体的发展产生更大的促进作用。反之亦然。所以每位学生做人做事应多多传递正能量，共同营造一个积极向上的班集体。

另外，从“影响线（影响面）”的定义来看，做“影响线（影响面）”时，采用的是一个“单位集中荷载”在结构上的移动，而实际工程中，移动荷载的种类是比较多而且包含多个集中力或均布荷载。实际研究时，不可能把每一种移动荷载下某个量值的变化规律都一一计算一遍，这显然是不现实的。于是，研究者采用了这些移动荷载中包含的一个基本的“单位力”进行“影响线（影响面）”的计算，然后再利用其计算实际移动荷载作用下对结构各量值的影响。这本身就是一种科学而巧妙的研究方法，把烦琐复杂的事情简单化，也是值得学生思考和学习的。

（六）从结构稳定分析中，培养学生之间的互助意识，提高抗挫折能力

在结构的稳定分析中，保持结构稳定的条件时，应将其“压杆”受到的压力小于临界荷载，当受到的荷载小于临界荷载时，结构受到轻微的干扰偏离平稳位置后，还能返回到初始平衡位置，否则它会远离初始平稳位置打破原来的平衡形式，距离平衡位置越来越远。现实中有些桥梁或其他结构发生失稳，通常因为结构中压杆或柱子的失稳、梁的空间失稳、拱肋（拱桥中）的空间失稳。为了增加这三类结构或构件中“单个构件”的承载力，进一步提高的整体稳定性，常用的做法是：对压杆或柱子增加侧向约束，对单榀梁增加梁的榀数通过横向联结互相支撑组成多榀梁，增加拱肋榀数通过横向联结互相支撑组成多榀拱肋。

在人生的道路中，每一个人就像一个“受压的结构或构件”，要想自身处于稳定状态，前提条件是承受的外界压力要小于自身能承受的压力，否则自身会被压垮。另外，也可以通过得到周围人帮助的方法，或与他人协作互助的方法来提高自身承受外界各种压力的能力，形成“哥俩好”“1+1>2”的模式，正如那首歌所唱“一个篱笆三个桩，一个好汉三个帮”。一个人强大自信了，整个国家才能更加强大和自信，才能从容面对来自各方面的压力和声音。

二、从我国历代桥梁建设中挖掘典型案例，培养学生的创新精神和工匠精神，提升家国情怀和专业自信

在我国历代桥梁建造史上，有许多堪称典范的桥梁建筑让国人为之骄傲自豪，选取适当的案例和课程结合，对学生进行爱国主义教育[3]。

（一）通过古代桥梁典型案例，激发学生民族自豪感

在講“拱结构”的应用时，给学生介绍我国著名桥梁结构案例——赵州桥。赵州桥由隋代匠师李春设计建造，距今已有1400多年历史，是目前世界上现存年代久远、保存最完整的石拱桥。上课时通过图片及文字相结合的方式，让学生详细了解赵州桥的构造、建筑年代、艺术价值，特别是其创新点（首次采用圆弧拱、敞肩拱、拱圈并列砌筑等）及其在国际国内土木界所具有的地位及“里程碑”式意义。让学生深入理解我国古代人民的智慧，激发他们的民族自豪感，培养其创新精神和工匠精神。

（二）通过近代和建国初期桥梁典型案例，培养学生的爱国热情

在讲“桁架”结构的应用时，可以结合我国“近代和建国初期”几座著名的公铁两用钢桁梁桥讲解，比如：钱塘江大桥（我国自行设计、建造的第一座双层公铁两用桥）、武汉长江大桥（中华人民共和国第一桥），以及南京长江大桥（自力更生、艰苦奋斗的精神代表）等。特别讲述钱塘江大桥的设计、建造过程中具有传奇色彩的故事，和茅以升先生在炸桥前所写的诗（斗地风云突变色，挥泪炸桥断通途，五行缺火真来火，不复原桥不丈夫）中反映的精神，了解其在抗日战争中的重要意义，让学生知道钱塘江大桥是一座包含着民族苦难的大桥，是中国桥梁建筑史上的一座“里程碑”。通过这些桥梁的介绍，让学生理解中国桥梁的建设和发展的艰辛与不易，以及我国老一辈桥梁人不屈不挠、敢于牺牲、敢为天下先的民族精神，从而培养学生的爱国情怀，鼓舞新一代青年桥梁人为中国的桥梁事业继续奋斗。

（三）通过现代桥梁的建设成就，增强学生专业自信

目前，我国土木基本建设发展迅速，高速铁路发展领先于世界，各种桥梁的建设也走在世界前列。我国在现代拱桥的建设方面，各种类型的拱桥，而且跨度最大的桥梁都在我国，这些世界之最，在讲“拱结构”时也可以有机融入课堂，比如：目前各类跨径最大的拱桥——山西晋城丹河桥（石拱桥）、广西平南大桥（钢管混凝土拱桥）、上海卢浦大桥（钢箱拱桥）、重庆朝天门长江大桥（钢桁拱桥、桥梁美学与工程美学结合的精品工程）。另外，可以通过其他方式，比如：视频，图片配合教师讲解等方式，让学生了解祖国现代桥梁建设的新成就，如港珠澳大桥、沪通大桥（世界跨度最大公铁两用斜拉桥）及五峰山大桥（中国跨度最大公铁两用悬索桥）等的建设，让学生了解祖国的强大，从而增强专业自信。

三、教師于教学过程的点滴小事中培养学生的道德情操

除了通过知识点及典型案例融入思想政治教育外，作为教师要以身作则，从点点滴滴的小事中去影响学生。认真做好上课的每一个环节，再课堂上传递正能量，传递正确的人生观和价值观，严格要求学生，做到严中有爱、严中有度，对学生一视同仁，不放弃每一个学生，用自己的执着与爱心感化学生，于润物无声中培养学生积极的学习态度和良好的道德情操。

结语

本文针对桥梁工程专业“结构力学”课程中对学生开展课程思政教学的部分做法，课题组对这门课程挖掘思想政治教育达50多个结合点，取得了较好的思想政治教育效果。作为教师，深知在新时代的教育背景下，思想政治教育的道路任重道远，需要进一步提升教师自身的思想修养、专业素养及各方面的综合素养，更好的达到“三位一体”的育人效果。