材料力學(xué)課程思政研究與思政元素挖掘

魏 剛，宋淑萍，胡建強(qiáng)，劉文權(quán)

（中國(guó)民航大學(xué)航空工程學(xué)院，天津 300300）

引言

材料力學(xué)課是機(jī)械、土木、航空航天類專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課，在這些專業(yè)的課程體系中起到承前啟后的作用[1]。同時(shí)，材料力學(xué)課程中的很多原理、公式也可以直接指導(dǎo)工程實(shí)踐，解決一些實(shí)際問(wèn)題。材料力學(xué)課程在我校安排在第四學(xué)期，正好處在學(xué)生高中學(xué)習(xí)慣性基本用盡，學(xué)習(xí)狀態(tài)開始出現(xiàn)較大分化的階段。因此，材料力學(xué)課程除了傳統(tǒng)的知識(shí)傳授和科技能力培養(yǎng)以外，還應(yīng)該起到幫助學(xué)生在思想上平穩(wěn)過(guò)渡的作用。

在這樣的背景下，如何在“材料力學(xué)”這門專業(yè)基礎(chǔ)課程中融入思政元素，使基礎(chǔ)力學(xué)知識(shí)與思政元素有機(jī)結(jié)合，從而更好地實(shí)現(xiàn)立德樹人的目的，是材料力學(xué)課程改革應(yīng)該考慮的重要方面[2-4]。近年來(lái)，材料力學(xué)課程思政教育改革已經(jīng)在部分高校開始進(jìn)行[5,6]，但多是基于自己學(xué)校的專業(yè)特點(diǎn)，提出相關(guān)案例，對(duì)民航類院校的材料力學(xué)課程思政實(shí)施參考價(jià)值不是太強(qiáng)。

本文結(jié)合材料力學(xué)課程授課經(jīng)驗(yàn)和民航類院校相關(guān)專業(yè)的行業(yè)背景特色，探索了一些材料力學(xué)課程思政實(shí)施措施及相關(guān)案例，以期為本校及相關(guān)院校同行提供一些參考。

1 材料力學(xué)課程思政建設(shè)的目的

課程思政是指通過(guò)某門課程的教學(xué)實(shí)施過(guò)程，在教授學(xué)生理論知識(shí)的同時(shí)，對(duì)其進(jìn)行思想政治教育，最終達(dá)到思想育人、價(jià)值引領(lǐng)的目的[7,8]。

材料力學(xué)課程作為一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，除了承擔(dān)專業(yè)課程體系中從基礎(chǔ)到應(yīng)用的過(guò)渡作用，以及為工程實(shí)踐打下一定的基礎(chǔ)之外，還應(yīng)該承擔(dān)起對(duì)學(xué)生進(jìn)行思想引領(lǐng)和價(jià)值塑造的功能，使學(xué)生在思想水平、政治覺悟、道德品質(zhì)、文化素養(yǎng)等方面得到全面的發(fā)展[9]。因此，有必要通過(guò)材料力學(xué)課程中思政元素的挖掘和思政案例的建設(shè)，為更好地思政育人提供基礎(chǔ)保障。

2 材料力學(xué)課程思政教育的實(shí)施途徑探索

材料力學(xué)課程思政的實(shí)施離不開專業(yè)教師的積極努力，在課堂教學(xué)中教師通過(guò)言傳身教，積極融入思政內(nèi)容，同時(shí)在工作生活中嚴(yán)格要求自己，為學(xué)生樹立好的榜樣。這就要求教師除了材料力學(xué)課程本身知識(shí)的積累以外，還要不斷加強(qiáng)思想政治學(xué)習(xí)，并且在專業(yè)課堂中積極而適當(dāng)?shù)貞?yīng)用。每位教師都應(yīng)將“堅(jiān)定理想信念”擺在教書育人工作的首要位置，教育引導(dǎo)學(xué)生樹立共產(chǎn)主義的遠(yuǎn)大理想，切實(shí)堅(jiān)持“四個(gè)自信”，立志擔(dān)負(fù)起民族復(fù)興的光榮使命[10]。

在材料力學(xué)課程教學(xué)中進(jìn)行課程思政教育，應(yīng)該區(qū)別于思政課程的教育模式，需主動(dòng)發(fā)揮課程內(nèi)容優(yōu)勢(shì)，在課程教學(xué)之中潛移默化地融入適當(dāng)?shù)乃颊亍＝處煈?yīng)當(dāng)主動(dòng)挖掘適合材料力學(xué)課程的思政教育知識(shí)點(diǎn)，將中華民族優(yōu)秀的傳統(tǒng)文化與偉大復(fù)興的社會(huì)實(shí)踐融合進(jìn)知識(shí)傳授過(guò)程中，進(jìn)而激發(fā)學(xué)生的愛國(guó)情懷和敬業(yè)精神。

3 材料力學(xué)課程中思政元素案例列舉

要想潛移默化地開展課程思政教育，使學(xué)生在學(xué)好專業(yè)知識(shí)的同時(shí)受到思想政治教育，豐富的課程思政案例必不可少。下面結(jié)合作者授課經(jīng)驗(yàn)，舉幾個(gè)材料力學(xué)知識(shí)點(diǎn)與課程思政元素相關(guān)聯(lián)的案例，以期起到拋磚引玉的效果。

（1）材料力學(xué)課程的主要任務(wù)是解決構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性問(wèn)題，這與強(qiáng)調(diào)“防范重大風(fēng)險(xiǎn)的底線思維”這一思政元素高度契合；滿足強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性要求是工程中構(gòu)件能夠安全使用的最低要求，而材料力學(xué)理論提供構(gòu)件設(shè)計(jì)和校核的方法則是保證構(gòu)件安全的具體手段。在航空運(yùn)輸領(lǐng)域，安全是生命線，強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性是安全最基礎(chǔ)的保證，與行業(yè)背景相聯(lián)系，可以有效激發(fā)學(xué)生對(duì)材料力學(xué)課程的學(xué)習(xí)熱情。

（2）在學(xué)習(xí)拉壓桿變形分析時(shí)，桁架結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)位移的計(jì)算是一個(gè)重點(diǎn)，也是一個(gè)難點(diǎn)。在計(jì)算節(jié)點(diǎn)位移之前，通常需要計(jì)算桁架結(jié)構(gòu)中拉壓桿的內(nèi)力，這時(shí)必須考慮小變形假設(shè)，即計(jì)算內(nèi)力時(shí)認(rèn)為各桿均不變形，這樣才能用理論力學(xué)的知識(shí)進(jìn)行求解。求出各桿內(nèi)力，再考慮桿的變形，根據(jù)各桿變形協(xié)調(diào)關(guān)系來(lái)確定節(jié)點(diǎn)位移。如果一開始就把桿看成是可變形的，在列平衡方程的時(shí)候考慮桿的變形的影響，題目就很難解出來(lái)了，往往容易陷入局部小循環(huán)，把自己給繞進(jìn)去。通過(guò)這個(gè)知識(shí)點(diǎn)，可以培養(yǎng)學(xué)生抓住主要矛盾的能力，能夠抓住主要矛盾，問(wèn)題往往迎刃而解，找不到主要矛盾，或者不清楚哪些次要矛盾可以忽略，解決問(wèn)題往往就找不到頭緒。求內(nèi)力時(shí)，桿的變形是次要矛盾，可以忽略，如果不忽略，則問(wèn)題將變得復(fù)雜。求節(jié)點(diǎn)位移時(shí)，桿的變形又變成了主要矛盾，如果忽略了桿的變形，不可能求出節(jié)點(diǎn)位移。從這個(gè)例子可以強(qiáng)化抓住主要矛盾的重要性，還有主要矛盾在事物發(fā)展的不同階段不是一成不變的，一個(gè)階段的次要矛盾可能會(huì)轉(zhuǎn)化為下一個(gè)階段的主要矛盾。過(guò)去幾十年，特別是進(jìn)入21世紀(jì)，我國(guó)社會(huì)的主要矛盾是“落后的生產(chǎn)力與人們的物質(zhì)文化需求的快速提升不匹配”，但是目前主要矛盾已經(jīng)轉(zhuǎn)化為“人民對(duì)美好生活的需求和發(fā)展不平衡之間的矛盾”。通過(guò)融入這一思政元素，使學(xué)生更深刻認(rèn)識(shí)到我國(guó)近幾十年在共產(chǎn)黨的領(lǐng)導(dǎo)下堅(jiān)定走中國(guó)特色社會(huì)主義發(fā)展道路，取得了舉世矚目的成就。同時(shí)也讓學(xué)生認(rèn)識(shí)清楚目前社會(huì)的主要矛盾，為實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的中國(guó)夢(mèng)而努力學(xué)習(xí)。

（3）在講應(yīng)力集中的概念時(shí)，引入韓非子的名句：“千里之堤，潰于蟻穴”。一方面幫助學(xué)生非常形象地認(rèn)識(shí)到應(yīng)力集中的現(xiàn)象，另一方面強(qiáng)調(diào)中國(guó)古人的智慧，增強(qiáng)學(xué)生的文化自信。同時(shí)再引入日常生活和工程實(shí)踐中利用應(yīng)力集中的例子，例如塑料袋鋸齒形的封口，撕膠帶時(shí)先剪個(gè)缺口等，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到應(yīng)力集中并不一定是壞現(xiàn)象，要看是在什么情況下出現(xiàn)。通過(guò)這個(gè)知識(shí)點(diǎn)可以引申一下，告訴學(xué)生看問(wèn)題要全面，同樣一個(gè)現(xiàn)象，在不同場(chǎng)合可能造成完全不同的結(jié)果。在網(wǎng)絡(luò)上看到一些言論，不要盲從，一定要弄清楚來(lái)龍去脈再下結(jié)論，否則容易被別有用心的人誤導(dǎo)，犯了大錯(cuò)而不自知。另外，通過(guò)這個(gè)知識(shí)點(diǎn)還可以引申出我們國(guó)家“集中力量辦大事”的優(yōu)勢(shì)，把力量用在合適的地方，往往能體現(xiàn)出事半功倍的效果。

（4）在講組合變形時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到各種復(fù)雜的組合變形看似解決起來(lái)很困難，但只要抽絲剝繭，最終都能變成基本變形的組合，從而把復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)單化。工程實(shí)踐中，往往也是這樣，看似復(fù)雜的問(wèn)題，通過(guò)詳細(xì)分析、合理簡(jiǎn)化，最終將復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)單化，從而解決問(wèn)題。通過(guò)這個(gè)知識(shí)點(diǎn)，可以使學(xué)生認(rèn)識(shí)到，在課上學(xué)的基本理論、基本方法是有用的，雖然工程實(shí)際問(wèn)題中很少有能用這些基本的理論直接解決的情況，但通過(guò)把復(fù)雜問(wèn)題分解成若干個(gè)簡(jiǎn)單問(wèn)題，往往最終都可以通過(guò)基本理論和基本方法來(lái)解決。當(dāng)然，正確地把復(fù)雜問(wèn)題變成若干簡(jiǎn)單問(wèn)題組合的過(guò)程也是體現(xiàn)一個(gè)人思想和能力的地方，同學(xué)們需要通過(guò)有意識(shí)的訓(xùn)練，增強(qiáng)解決工程上復(fù)雜問(wèn)題的能力。

（5）偏心壓縮構(gòu)件中，“截面核心”是一個(gè)非常重要的區(qū)域，壓縮載荷作用在這一區(qū)域內(nèi)，整個(gè)立柱內(nèi)沒有拉應(yīng)力存在，這對(duì)于工程上常用的混凝立柱至關(guān)重要，因?yàn)榛炷敛牧峡估瓘?qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)弱于抗壓強(qiáng)度，如果立柱中存在拉應(yīng)力，則非常容易發(fā)生斷裂破壞。截面核心區(qū)域理論推導(dǎo)相對(duì)比較麻煩，從推導(dǎo)講起學(xué)生往往理解不太清楚。考慮到本校學(xué)生的特點(diǎn)，弱化理論推導(dǎo)，重點(diǎn)講物理意義，可以起到較好的教學(xué)效果。同時(shí)，還可以引申一下，將截面核心區(qū)域比作黨中央，截面形心比作習(xí)近平總書記，那么壓縮載荷作用在截面核心內(nèi)，可以比作“只要團(tuán)結(jié)在以習(xí)近平同志為核心的黨中央周圍，中國(guó)就會(huì)健康發(fā)展，內(nèi)部矛盾比較小；相反，如果偏離了黨中央的領(lǐng)導(dǎo)，國(guó)家發(fā)展可能就會(huì)存在比較大的問(wèn)題”。通過(guò)這一思政元素的引入，不僅強(qiáng)化了學(xué)生截面核心的概念，同時(shí)給學(xué)生宣傳了我們黨和國(guó)家的基本政策。

（6）在學(xué)習(xí)安全系數(shù)的概念時(shí)，引入民航史上因?yàn)樵O(shè)計(jì)問(wèn)題而造成飛機(jī)重大事故的案例，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到安全對(duì)于飛機(jī)是多么的重要。進(jìn)而強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)時(shí)不能用材料的極限應(yīng)力作為許用應(yīng)力，因?yàn)樯杂休d荷偏差就可能發(fā)生超出極限應(yīng)力從而破壞的問(wèn)題。那么為了在各種極端載荷條件下都能保證安全，就必須留出足夠的安全裕度，自然就引出了安全系數(shù)的概念。這一課程思政元素的引入，有利于學(xué)生正確理解安全系數(shù)的作用，同時(shí)對(duì)以后工程設(shè)計(jì)中考慮的因素也會(huì)更加全面。

4 結(jié)語(yǔ)

“材料力學(xué)”作為一門基礎(chǔ)力學(xué)課程，應(yīng)深入挖掘思政元素，與理論教學(xué)相結(jié)合，更好地起到思政育人的作用。

本文探討了民航類院校材料力學(xué)課程思政教育的實(shí)施方法及典型案例。材料力學(xué)課程思政育人還需要教師充分挖掘課程中蘊(yùn)含的思政元素，利用好課堂教學(xué)“主戰(zhàn)場(chǎng)”，將課程思政教育融入材料力學(xué)課程教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)。