课程思政视域下力学实验课程教学探索.pdf
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1、 西南交通大学学报(社会科学版)2023 年 2 月 JOURNAL OF SOUTHWEST JIAOTONG UNIVERSITY Feb.2023 第 24 卷 (Social Sciences)Vol.24 增刊第 2 期 实验教学 课程思政视域下力学实验课程教学探索 赵红晓(1.同济大学 航空航天与力学学院,上海 200092;2.同济大学 国家级力学实验教学示范中心,国家级力学虚拟仿真实验教学中心,上海 200092)摘 要:百年大计,教育为本,而教育之本在于立德树人。本文以基础力学实验课程为载体,采用案例式、参与式和线上线下结合的多元化教学方法,融入力学实验史和科学家的故事,激发
2、学生勇于创新的科学精神;引入重大工程中的“同济智慧”,培养学生的自信心和团队精神;引入工程事故实例,提升学生的责任心和职业素养;增强教师课程思政建设的意识和能力,实现培根铸魂、启智润心的根本任务,培养新世纪卓越拔尖人才。关键词:基础力学实验;课程思政;教学改革 基金项目:同济大学教学与改革项目(1330104145,1330104150)作者简介:赵红晓,博士,主要从事固体力学和实验力学的教学和科学研究。E-mail:。百年大计,教育为本,2020 年 5 月在教育部关于印发高等学校课程思政建设指导纲要中指出,高校课程思政建设是高校人才培养中的重要标准1。深入挖掘各类课程中的思想政治元素,使学
3、习者通过学习,掌握专业知识、塑造正确人生观。将课程中显性教育和隐性教育相融合,构建全方位育人大格局。基础力学实验是工科学生必修的专业实验课程,通过实验课程的学习,培养学生理论联系实际,学以致用,解决实际工程问题的实践能力、勇于探索的创新精神及团队协作意识。一、实验课程思政的内涵 需要从教学内容、模式、手段等多方面进行科学创新,要以新思维催生新思路、以新思路谋求新发展、以新发展推动新方法,以新方法解决新问题,切实落实课程思政的教学。教育部关于印发高等学校课程思政建设指导纲要指出1:对工科专业实验类课程,要在课程教学中把马克思主义立场观点方法的教育与科学精神的培养结合起来,提高学生正确认识问题、分
4、析问题和解决问题的能力,增强学生勇于探索的创新精神。将课程思政融入实验教学全过程,落实到实验教学的目标设计、大纲修订、实验指导书等各方面,作为实验教学评价的重要内容。78 西南交通大学学报(社会科学版)第 24 卷 许多高校在不同的工科专业展开思政教育实践,例如汤赫男等2以“机械设计基础”课程为例探索课程思政教学;谢春丽等3 研究了“新工科”背景下专业课程思政建设;谢国民等4 探索了工科专业课程思政建设的路径;曲淑英等5以“压杆稳定”为例,开展了材料力学疲劳与断裂;汤可可等6进行了工科特色理论力学课程育人的三维融合模式建设,同济大学 2021 年开展了“同济大学 2021教育思想大讨论”。在开
5、展基础力学实验教学的同时,通过案例教学法引导学生树立正确的人生观和价值观,为国家培养全面合格的新世纪人才。二、在基础力学实验教学中融入思政元素的途径 1.融入力学实验史和力学家的故事,培养学生科学奉献精神和创新能力 教师从力学实验发展历程挖掘思想政治教育资源,在实验教学中讲解力学实验的由来和最早做出此实验的科学家及其背后的励志故事,使学生在学习中领悟科学家们的创新思维、科学方法以及孜孜以求的探索精神。使学生参与和体验经典实验做的过程,复原伟大先驱们如何对概念的抽象、简化和创新设计的思维方式和方法,引导学生深入思考,培养学生的创新能力。伽利略(Galileo Galilei,15641642)是
6、第一个把科学实验引进力学的科学家,称为“科学实验之父”,开创自然科学领域的现象观察假说提出逻辑推理实验验证模式 7。伽里略在 17世纪 30 年代用实验方法研究了拉伸、压缩及弯曲现象。弹性力学实验始于胡克定律实验,即验证材料中的应力与应变之间成线性关系8。使同学们明白结构中杆件的拉伸、压缩、弯曲、剪切、扭转以及它们的组合变形都要通过实验提供材料的宏观力学性能,利用计算和实验保证受力构件在工作载荷下不破坏,不出现超过允许范围的变形,不发生屈曲和共振,能在高温或长时间下正常工作。根据给定载荷,工作环境和要求合理设计构件,确保工程结构安全可靠。流体力学实验首先是法国力学家马略特(Edm Mariot
7、te,16201684)研究的管流阻力实验;玻尔达(Jean-Charles Borda,17331799)研究了测量黏性流体阻力的实验;雷诺研究了关于管流的雷诺实验,整个航空空气动力学是从测量运动物体的升力开始的9。做“伯努利方程实验”时,融入这个实验的由来和故事。伯努利方程是瑞士科学家丹尼尔 伯努利(Daniel Bernoulli,17001782)通过大量流动实验研究,凭借深厚的微积分理论基础而建立的。丹尼尔 伯努利的父亲一直阻挠其进行科学研究,但他仍然坚持研究,且获得了很多的科学的奖项和荣誉,完成了最重要的著作流体动力学。这些科学成就的取得实属不易,离不开他在科学道路上异于常人的坚持
8、和不断的探索和研究10,这种精神永远值得我们学习。学生通过做伯努利方程实验,理解工程上伯努利方程的应用,启发学生在学习过程中要勤动手、善思考、多尝试、多总结,培养学生科学的思维方式和解决工程问题的科学方法,为其在日后的工作中打下坚实的基础。做明渠“堰流”实验时,融入都江堰与李冰的故事:公元前 272 年,秦蜀郡太守李冰奉秦昭王之命根治岷江水患而修建了都江堰水利工程。都江堰巧妙地兴建了鱼嘴、宝瓶口、飞沙堰、金刚堤、百丈堤等渠首工程11,历经 2200 多年而不衰;让学生学习前人在都江堰水利工程所体现的“因势利导、因地制宜”的哲学思想7、坚持不懈精神、创新思想和工匠精神等,从中汲取国人的智慧和探索
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