教育部于2020年5月颁布了《高等学校课程思政建设指导纲要》[1]，要求把思想政治教育贯穿人才培养体系，全面推进高校课程思政建设，发挥好每门课程的育人作用。对于理工科的专业课程，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、分析问题和解决问题的能力。基础力学课程包含了理论力学、材料力学和工程力学，不仅要求学生通过学习这几门课程的基本知识，掌握扎实的力学理论基础、计算方法和实验技术，更重要的是，要提高学生思想道德修养、人文素质、科学精神和认知能力，在潜移默化中坚定学生理想信念、厚植爱国主义情怀、加强品德修养、增长知识见识、培养奋斗精神，提升学生综合素质。

诸多教师对基础力学课程思政建设进行了思考和探索。李剑光[2]提出了“多路并进”的课程思政思路，将基础力学教学与党建、专业、伦理、热点和诗词相结合，进行课程思政的探索；孟卓[3]分析了基础力学课程在育人方面的优势，给出了在教学中融入思政元素的三个途径，为课程思政建设指明了方向。张建军等[4]针对材料力学课程中隐性思政元素的挖掘、梳理，以及显性教学目标的有机融合进行了探索研究。宋秋红等[5]在教学中融入了爱国主义教育、职业道德规范和环保等元素。李占芳等[6]给出了领略中国智慧、厚植工程伦理、增强人文素养等思政元素。

这些教学研究给出了基础力学课程思政建设的基本方向，对各高校结合自身教学特点开展思政实践有很好的参考价值。目前，就理论力学这门课，余为[7]、刘玉斌[8]作了初步探索，张娟[9]思考了课程思政融入课堂教学的模式，张会领等[10]考虑了专业知识与思政元素的结合点。而对这门课所有章节做全面思政设计的研究，还未见报道。作者所在的华南理工大学基础力学教学团队从理论力学的课程特色和专业优势出发，深度挖掘课程中每一章内容蕴含的思政元素，将思政教育与教学目标有机融合进行了多年教学实践与研究，总结出基础力学课程思政的教学方法。

一、思政教学设计

（一）绪论

理论力学的绪论部分可以进行思政教育的立足点比较多，通过理论力学的课程发展概况介绍本领域国际前沿理论及工程实践研究现状，特别是我国古代先人的智慧和现代科技工作者的贡献，激发学生的民族自豪与文化自信，鼓励学生树立献身祖国科技事业发展的远大志向，为中华民族伟大复兴奉献智慧和力量。阿基米德、达芬奇、胡克、牛顿、杨振宁、钱学森，这些大家耳熟能详的科学家的故事能加深学生对力学课程的兴趣。赵州桥、应县木塔、都江堰和斗拱结构，体现了我们古代高超的建造能力和力学水平；而南京长江大桥、国家体育场（鸟巢）、杭州湾大桥和港珠澳大桥，则是社会主义制度优越性的很好体现。

（二）静力学公理和物体的受力分析

这一章的教学中，可以先介绍史蒂芬如何解决斜面上的平衡问题，推导三力汇交平衡定理，并由此出发讨论力合成的平行四边形法则；再介绍伽利略、瓦利农、班锁等人的贡献，总结出静力学理论的建立历程，揭示力学中一个简单的结论需要经过很多科学家长期的研究才能总结出来，科学研究是一个漫长的、不断积累的过程。在进行力学分析时，必须强调力学模型的简化，受力分析的规范，要主动学习并强化这种素养；在讲述约束与自由的关系时，联系现实生活，强调“约束和自由是相对的，必须遵守法律的约束，自由要限制在法律约束和社会公德之内”。

（三）平面力系

平面力系这一章给出了刚体和平衡的概念，这两个概念都是相对的，客观世界不存在绝对的刚体和绝对的平衡，力作用于物体，会产生微小变形，变形随时间不断增大。但是，在进行客观分析时，需要抓住问题的核心，忽略次要因素，比如二力杆、平面简单桁架结构。这是科学的分析方法：把定性的哲学原理转换为定量的数理方程，把相对真理的哲学问题转换为绝对真理的科学问题。力偶与构成这力偶的力是一对矛盾，它们既对立又统一，并由此引出对立统一规律：无论在什么领域，任何事物的内部以及事物之间都包含着矛盾，这是唯物辩证法的基本规律之一。

（四）空间力系

在“重心”这一章节中，我们将深入探讨独柱墩桥梁设计所带来的安全风险。在过去的十多年里，国内发生了多起由于独柱墩设计缺陷导致的桥梁垮塌事件，例如2011年浙江上虞春晖立交桥因货车超载而引发的坍塌事故。这些事故提醒我们，超载会极大改变桥梁的重心，进而影响桥梁的整体稳定性，对行驶安全构成严重威胁。因此，未来的工程师们在设计过程中，必须严格遵循专业规范，并时刻保持对科学的敬畏之心。同时，他们也需要权衡结构设计的安全性与经济性，通过精湛的专业知识和技术，确保桥梁等结构在满足安全标准的同时，也符合经济效益。只有这样，我们才能建造出既安全可靠又经济实惠的桥梁，为人们的出行提供坚实的保障。

（五）摩擦

在介绍摩擦力的概念时，可先通过高速铁路和磁悬浮列车等工程案例引入摩擦问题，并由此介绍近年来我国高铁和磁悬浮列车的建设成就，勉励学生积极投身祖国交通建设的伟大事业当中。此外，介绍摩擦力可以对物体作正功（例如齿轮之间通过摩擦力进行传动），即给予物体正能量；也可以作负功，即给予负能量；同样，加热也是给予正能量，降温则是给予负能量。恰当、合理、正确地进行思想文化建设，是为社会主义建设提供正能量。有些时候摩擦是对运动不利的，而有些时候摩擦却是有利的，我们研究摩擦既要降低其有害影响，也要利用其积极的一面。人与人之间、国与国之间时常会出现摩擦，需要调动我们的智慧，本着平等互利的原则去处理，努力将摩擦转化为合作，将危机转变为契机。

（六）点的运动学

这一章的研究对象是质点，以行星运动分析的质点模型为例，说明建模是为了研究问题的方便，对研究对象忽略次要因素、抓住主要矛盾而建立的理想化物理模型，学生在做人生规划时要抓大放小：以长期规划为目标做短期规划，不要太计较当下的得失。接着利用教材思考题作思政引导：沿螺线自外向内运动的点，走过的弧长与时间成正比，速度大小不变，但加速度越来越大，与时间的流逝作类比，告诫学生要珍惜时光；对于事物的理解是从外围慢慢转向其本质，最后会趋于核心的那一点；再引出等速螺线，人类对自己、他人、世界及宇宙的理解和认识，都是从零开始逐渐向外延伸，不断接触更大的世界，需要有探索更多未知领域的勇气。

（七）刚体的简单运动

这一章我们通过卫星定位技术来引入思政教育。地球，这个巨大的定轴转动刚体，不仅是我们生活的星球，更是卫星定位与导航技术得以实施的基础。卫星定位技术，通过精准测量信号传播时间，利用围绕地球运转的卫星来确定具体位置，它依赖于复杂的运动学模型和算法。在这些技术的支持下，中国自主研发的北斗三号全球卫星导航系统应运而生，它以卓越的定位精度和多项创新功能，在全球范围内提供了精准可靠的导航服务，这不仅是中国科技进步的缩影，更是国家安全和发展的重要保障。然而，我们也应意识到，技术发展的同时，道德和伦理的考验也随之而来。例如，曾有一位中国留学生为追求个人利益，破解了北斗民用信号密码，这种行为虽展示了技术才华，却损害了国家和民族的利益。因此，我们必须明白，技术的真正价值不仅在于其先进性，更在于如何合理、道德地使用它。作为科技人才，我们应秉持高尚的职业道德，将技术用于正道，为国家和社会的发展贡献力量。

（八）点的合成运动

在介绍科氏加速度时，可以通过法国科学家傅科由单摆实验证实地球自转和科里奥利力存在的案例，阐明实践是检验真理的唯一标准，勉励学生求真务实，努力探索科学真理。同时也可以介绍科里奥利力的研究历史和发展[11]，强调科学研究要按认知习惯、循序渐进地分析，通过严谨的数学证明，顺思维习惯之势，分析科学问题。在介绍点的合成运动定理时，将宋朝陈与义的诗《襄邑道中》[12]引入课堂中，以简单的例子让学生理解一点、二系、三运动的概念，并且感受古典诗词语言之美，领会中华传统文化之深邃，有助于树立民族文化自信。

（九）刚体的平面运动

刚体的平面运动其实是以点的合成运动为基础，可以将平面运动分解为随基点的平移和绕基点的转动，如果基点是瞬心，就可用定轴转动的方法去研究刚体平面运动。在分析问题的时候，要抓住事物的本质，化繁为简。首先将复杂问题分解成若干个简单问题，当解决了简单问题后，再按照一定的规律和方式将这些简单的问题联系起来，整个复杂的问题也就解决了。在难度最大的运动学综合问题中，要以点的合成运动为基础，在三种运动分析中运用刚体平面运动的知识进行讨论；只要掌握基本原理和基本方法，无论问题怎么变，都能用统一的方法进行分析，掌握科学的研究方法是科学家、工程师的基本素质。

（十）质点动力学的基本方程

这一章介绍万有引力定律的发现历程，以及开普勒、笛卡尔、惠更斯、胡克、卡文迪许、牛顿等人在此过程中的贡献，强调该定律的发现是诸多科学家对天体运动不断探索的产物；该定律包含的物理意义和难度，不是一个人能独立完成的，引导学生讨论牛顿被一个苹果砸中而发现万有引力这个故事的真实性。牛顿的贡献在于，运用科学想象和推理，采用类比法、数学方法、演绎法、归纳法，总结出了万有引力定律，把一个技术研究升级为科学，他的结论在经过科学观察和科学实验的检验后，才得到普遍承认。科学研究是一个循序渐进的过程，必须掌握科学的方法，树立科学精神，形成科学素养，才能有大的成就。

（十一）动量定理

在动量守恒定理一节，我们讲述嫦娥四号探测器的登月和神舟十二号载人飞船的发射原理，介绍我国在火箭发射、航天技术领域取得的成就[13]，增强祖国认同感和民族自豪感。给出动量守恒的两个例子：两个小猴爬绳、太空拔河游戏，强调如果自己不努力，想用大自然的规律或搭乘别人的顺风车，坐享其成，有时能成，但大多数情况下是不可行的。提醒学生要重视量的积累，注意事物细小的变化，对于消极因素，要防微杜渐。由动量定理可以引出质量互变规律，是自然、社会和思维发展的普遍规律，也是唯物辩证法的三个基本规律之一。

（十二）动量矩定理

回转仪，这一动量矩守恒的生动实例，不仅揭示了物理学中的基本原理，更在现代科技中发挥着举足轻重的作用。其自动校正航行方向的特性，使得它在弹道导弹、飞机航行、自动驾驶汽车等高科技领域得到了广泛应用[14]。这不仅彰显了科学技术的强大力量，也激励着我们不断追求科学真理，勇于探索未知。在追寻科技的道路上，我们应该怀揣着对科学的热爱，将理论与实践紧密结合，致力于用科技的力量去改变世界。正如回转仪所体现的科学原理，在实际应用中展现了其巨大价值，我们也应将科学知识转化为实际的生产力，推动社会的进步和发展。

与此同时，在体育运动中，动量矩守恒的现象也屡见不鲜。跳水、滑冰、羽毛球等运动项目中，我们都可以观察到这一物理原理的实际应用。以体育运动为例，郭晶晶在跳水运动中展现的优雅身姿，羽生结弦在冰面上的旋转跳跃，以及林丹在羽毛球场上的腾空扣杀，都体现了力学原理与运动技巧的完美结合。在这些体育运动员的成功背后，力学和生理学的指导作用功不可没。科学的理论指导帮助他们更好地理解身体机能和运动规律，从而制定出更有效的训练计划，提升运动表现。对于学生来说，这些实例不仅激发了他们对科学的兴趣，也鼓励他们进行跨学科的研究。通过结合物理学、生理学等多个学科的知识，可以更深入地理解运动背后的科学原理，进而提升个人的综合素质和创新能力。

（十三）动能定理

动能的定义简洁，却经历了科学家们的长期探索。从惠更斯到牛顿，再到莱布尼兹和科里奥利，他们对物体运动的研究逐步揭示了动能的本质，体现了科学探索的艰辛与乐趣。机械能守恒定律作为物理学的基本原理，进一步引出了能量守恒定律，彰显了科学方法的魅力。在此过程中，我们学会基于事实和数据，进行大胆的假设与小心的求证。而通过对永动机不可能性的讨论，我们更深刻地理解了能量守恒的意义。现实生活中，机械能守恒的应用无处不在。例如，在工程设计领域，无论是过山车还是水力发电站，都体现了机械能守恒的重要性。这些实例不仅帮助学生理解物理原理，还激发了他们对工程技术的兴趣。此外，机械能守恒还引导我们思考如何在生活中实践节能环保。选择自行车代替汽车出行，就是减少能源消耗和碳排放的实际行动，体现了个人对环保的贡献。

动能与机械能守恒不仅是物理学的核心知识，更蕴含着对学习和生活的深刻启示。成功与幸福如同能量，不会凭空而来，需要我们凭借个人努力、团队协作和社会支持共同奋斗。让我们珍惜每一份“能量”，为实现更美好的未来而努力。

（十四）达朗贝尔原理

在这一章，先进行案例分析———汽轮机叶片动应力、定轴转动刚体的动应力、轮胎动平衡、爆破时烟囱的倒塌，引导学生进行创新思维，逐层深入了解达朗贝尔原理在工程中的应用。在总结动力学理论研究方法时，将达朗贝尔原理与动量定理和动量矩定理相对比，分析问题可以有不同的思路，但却有着相同的哲学思想。人们对力的认识经历了漫长而曲折的过程，很多物理学家为此付出了艰辛的努力，引出否定之否定规律，这是辩证法的三大基本规律之一：揭示了事物发展的前进性与曲折性的统一，表明了事物的发展不是直线式前进而是螺旋式上升的。

（十五）虚位移原理

在虚位移原理教学过程中，我们将深入探讨一个物理学中的重要概念———虚位移。虚位移，与可能位移和实位移之间存在着微妙而紧密的联系。我们将详细讨论虚位移定义的发展历程[15]，这一历程充满了科学家们的探索与争辩，是科学知识逐步积累和完善的一个缩影。通过这一讨论，我们希望能够向学生传达一个观念：科学的发展是一个循序渐进的过程。在这个过程中，即使是被写入教材的内容，也不一定就是绝对正确的。科学总是在不断地进步和修正中，新的发现和理解有时会颠覆我们过去的认知。因此，我们鼓励学生在学习过程中要勇于质疑，敢于挑战现有的知识和观点。质疑是科学进步的源泉，只有不断地提出问题，寻求答案，我们才能更深入地理解这个世界。

同时，人们对事物的认识也是一个逐步深化的过程。从最初的粗略了解，到全面的认识，再到深刻的体会，每一步都离不开我们的思考和实践。只有通过深入的思考，结合实际的观察和实验，我们才能真正地认识事物的本质。这个过程可能会充满挑战和困难，但正是这些挑战和困难，推动着我们不断探索、不断进步。

二、结束语

理论力学教学中进行全课程思政设计至关重要，其不仅关乎科学知识的传授，更在于科学思维方法的训练与价值观的塑造。在本课程的教学实践中，学生能够培养逻辑推理、分析问题和解决问题的能力，这是科学思维方法的重要体现。同时，融入科学伦理教育，引导学生明白科技发展的道德边界与社会责任。课程还应激发学生的探索精神，培养他们勇于挑战未知世界的勇气。更重要的是，要将科技报国的家国情怀和民族复兴的使命融入教学，增强学生的国家意识和历史使命感。教师在这一过程中必须与时俱进，自觉担负起思政教学的责任，并不断提升自身的教学能力，以确保课程思政建设的深入与有效。

参考文献:

[1]教育部.高等学校课程思政建设指导纲要[EB/OL].

[2]李剑光.多路并进:基础力学课课程思政的探索与实践[J].山东教育(高教),2020(Z1):63-64.

[3]孟卓.基础力学课程思政教育的实践与探索[J].教育教学论坛,2020(13):8-10.

[4]张建军,徐鹏,李海涛,等.思政元素在材料力学课程的挖掘､梳理和隐性融合的研究[J].教育教学论坛,2020(2):47-48.

[5]宋秋红,袁军亭,张俊,等.《材料力学》课程思政建设实践探索[J].课程教育研究,2019(5):64-65.

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[10]张会领,吴光林,孙一方.“理论力学”课程思政教学探索与实践[J].教育教学论坛,2023(31):109-112.

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[15]刘才山.分析动力学中的基本方程与非完整约束[J].北京大学学报(自然科学版),2016,52(4):756-766.

基金资助:广东省教育厅2021年省级一流本科课程“理论力学”(x2tj-C9227580);

文章来源:杨怡,张晓晴.理论力学课程思政元素的深度挖掘与教学融入研究[J].高教学刊,2024,10(32):181-184.