“材料力學”課程思政元素的探索與融合

鄧愛民 王向東 殷德順 曹茂森

[摘 要] 立德樹人是教書育人的根本，而課程思政是立德樹人的根本，在課程教學中推進思想政治建設、落實立德樹人，構建全方位育人格局是高校教師最為重要的本職工作。在“材料力學”課程教學中，充分利用課程內容中辯證與統一的哲學思想，深入挖掘課程蘊含的辯證唯物主義的哲學觀和方法論，將國家重大工程和力學發展史融入教學，穿插工程事故案例，樹立學生的職業精神，增強社會責任感和危機意識，激發學生的民族自豪感。通過課程教學融入思想政治元素的方式，培養新時代具有愛國情懷的高素質人才。

[關鍵詞] 課程思政;辯證與統一;材料力學;民族自豪感;職業精神

[基金項目] 2015年度江蘇高校品牌專業建設工程項目“工程力學”（PPZY2015A019）

[作者簡介] 鄧愛民（1977—），男，湖南永州人，博士，河海大學力學與材料學院講師，主要從事基礎力學研究;王向東（1965—），女，山西聞喜人，博士，河海大學力學與材料學院教授，主要從事固體力學研究;殷德順（1972—），男，山東萊州人，博士，河海大學力學與材料學院教授，主要從事工程力學研究。

[中圖分類號] G641? ?[文獻標識碼] A? ?[文章編號] 1674-9324（2021）50-0089-04? ? [收稿日期] 2021-09-07

一、引言

黨的十九大報告指出，經過長期努力，中國特色社會主義進入了新時代，意味著近代以來久經磨難的中華民族迎來了從站起來、富起來到強起來的偉大飛躍，迎來了實現中華民族偉大復興的光明前景，報告再次指出了思想政治教育在新時代的定位[1]。思想政治工作實際上是一個釋疑解惑的過程，宏觀上是回答為誰培養人、培養什么樣的人、怎樣培養人的問題，微觀上是為學生解答人生應該在哪用力、對誰用情、如何用心、做什么樣的人的過程[2]。2020年5月，教育部印發的《高等學校課程思政建設指導綱要》提出，要緊緊抓住教師隊伍“主力軍”、課程建設“主戰場”、課堂教學“主渠道”，讓所有高校、所有教師、所有課程都承擔好育人責任，守好一段渠、種好責任田，使各類課程與思想政治理論課程同向同行，將顯性教育與隱性教育相統一，形成協同效應[3]。在此背景下，如何在課程中推進思想政治建設，落實立德樹人根本任務，構建全方位育人格局成為教育工作者必須思考的重要問題。“材料力學”是工科院校廣泛開設的專業基礎必修課程，是專業課程與基礎課程之間的橋梁，因此，如何在“材料力學”教學過程中既向學生講解理論知識，又恰當地引入課程思政內容，是目前材料力學課程教學實踐中需要探討的問題[4-10 ]。

二、“材料力學”中的研究方法體現了馬克思主義唯物辯證法的規律

“材料力學”課程強調理論與實踐相結合，完美體現了辯證與統一的思想。材料力學是通過受力構件的內力、應力和變形分析，結合理論和實驗，進行桿件的強度、剛度和穩定性計算，以此為依據進行構件的設計。在工程中構件設計時，既要滿足構件安全的要求，即滿足強度、剛度和穩定性，又要降低工程成本，節約資金，降低材料消耗。為了保證工程的安全，滿足構件強度、剛度和穩定性三大要求，就需要構件材料足夠好、尺寸足夠大，但是若使用優質材料，或者加大構件尺寸，必將增加工程成本，可見這兩者之間是矛盾的。材料力學在構件的設計中，基于強度、剛度和穩定性條件，完美地破解了這一矛盾，同時，力學學科在解決新矛盾的過程中不斷向前發展。

在諸多矛盾中，起主導和決定作用的叫主要矛盾，處于從屬地位，起次要作用的為次要矛盾，處理問題，就必須以解決主要矛盾為主。相對于理論力學的研究對象剛體而言，材料力學的研究對象是更貼近工程問題實際情況的可變形固體。由于需要考慮構件的變形，理論分析就變得更加復雜，這種情況下，材料力學基于工程實際，通過提出一些假設，如連續性假設、均勻性假設、各向同性假設、線彈性假設、小變形假設和平面假設等，忽略影響小的次要因素，減少分析計算難度，這個過程體現了主要矛盾與次要矛盾的辯證統一思想。

辯證唯物主義的方法論和哲學觀在材料力學內容的研究方法上體現得淋漓盡致[ 11 ]。在分析基本變形桿件時，其強度條件是危險點的工作應力必須低于桿件材料的容許應力，推導危險點工作應力公式時，綜合了力學的三大律，即幾何變形關系（協調律）、材料物理本構關系（本構律）和靜力學中力系的簡化和平衡（平衡律），這是事物的特殊性反映。在分析組合變形桿件時，其強度條件是危險點的相當應力必須低于桿件材料的容許應力，根據桿件的變形表象與破壞具有本質聯系，相當應力的計算采用強度理論分析，并將強度計算條件用統一形式表示。在工程實際問題中，桿件變形多是復雜多變的，引入強度理論分析，反映了事物的普遍性。上述研究進程，正是實踐到理論再到實踐這一普遍規律的反映，也體現了矛盾的特殊性與普遍性。在這個過程中，拋出哲學命題——“白馬非馬”，不僅課堂氣氛得到了活躍，學生思維得到了拓寬，學生對知識的探索熱情也得到了激發。

三、融入力學發展史和國家建設工程，增強學生危機意識和民族自豪感

“材料力學”是一門經典的力學課程，隨著人類對自然規律認知的不斷深入，是固體力學最早發展起來的一個分支，對其他分支學科的發展具有啟蒙和奠基的作用。在力學發展的長河中，我國做出了很多貢獻，但是在材料力學教材中的經典理論，都冠以國外學者的名字，如大家朗朗上口的圣維南、胡克、泊松、歐拉和托馬斯·楊等。這就需要我們一代又一代中國人在以后的學習中，更加發憤圖強，以爭取學術話語權。

當然，我們國人一直在不斷努力，也取得輝煌成績[3]，特別是在我國古代，力學方面一直處于領先地位。杠桿平衡問題和力的概念就是戰國時期我國墨翟和他的弟子提出的;東漢時期張衡研制出地動儀;東漢鄭玄最早描述了彈性定律，在《考工記·馬人》中指出弓的彈力與弓的變形成正比，這個結論在1500多年后，英國科學家胡克才在論文中提出;趙州橋在隋代建成，現在仍為橋梁奇觀;矩形截面梁的合理截面在宋代工匠李誡的建筑學著作——《營造法式》中開始研究，而這一成果比英國托馬斯·楊的著作《自然哲學與機械技術講義》早了700年。1949年之后，我國力學得到長足發展，科技發展日新月異，南京長江大橋于1968年竣工，這是我國第一座自行設計建造的跨江大橋，50年后，港珠澳大橋順利竣工通車，目前為止，這是“橋梁界的珠穆朗瑪峰”。

將力學發展史融入“材料力學”教學過程，不僅能夠加深學生對材料力學知識的理解，還能拓展學生的視野，無論在廣度（世界層面）還是深度（歷史層面）上，激發了學生學習材料力學的興趣，促進學生發揮主觀能動性。將國家重大工程和我國在力學方面的成就融入教學活動中，用大國工匠精神教育學生，增強他們的自信心和民族自豪感。

四、以工程事故為警鐘，樹立學生的職業精神和社會責任感

“材料力學”課程緊密結合工程實際，隨著時代發展，工程問題也日趨復雜，促使材料力學不斷前進。穩定性問題是材料力學的三大任務之一，但是一直以來沒有得到重視，這直接導致了1907年魁北克大橋的坍塌，事故中75人遇難，一萬九千噸鋼材變為廢鐵。橋梁坍塌的主要原因是橋梁的跨度過大，導致其中兩根受壓弦桿出現失穩破壞。作為警示，加拿大七大工程院事后買下全部事故殘骸，并且打造成戒指，以畢業禮物的形式發給畢業生。2016年冬季，江西豐城電廠冷卻塔施工平臺坍塌，事故中74人遇難，同時導致上億元的直接經濟損失。事故的直接原因是施工單位在冷卻塔第50節筒壁混凝土強度沒有達到設計要求，提前拆除了模板，導致筒壁混凝土底部最薄弱處發生強度破壞，最終出現平橋整體倒塌[7]。20世紀80年代，南京秦淮河某一橋梁，由于設計中遺漏水下地基土的揚壓力，導致橋梁完建后，整體隆起、橋面開裂，無法通行，最后只能在橋的兩端L型橋臺處加設兩排橋樁，并鏟除部分橋面瀝青混凝土，以輕質材料代之減輕橋梁自重，這不僅降低了橋梁的通行能力，還減小了橋下空間，導致橋下泥沙淤積嚴重，影響了河流航運能力，事后，設計師因此入獄三年。泰坦尼克號豪華游輪號稱“永不沉沒”，卻在1912年春季的首航過程中撞上北大西洋海面冰山，沉入海底，造成一千五百余人遇難。事后為分析事故原因，打撈了船體殘骸，分析結果表明，造船時為了增加鋼的強度，添加了大量的硫化物，導致鋼材的脆性加大，首航時，環境溫度偏低，使鋼材韌性降低，脆性進一步增大，鋼材出現脆性斷裂。

上述4個案例可以在講授壓桿穩定、混凝土材料的力學性質、梁的強度設計和強度理論這些知識點時分別穿插介紹。在教學中穿插這些案例，強調雖然應力分析是保證結構安全的重要一環，但是結構的形式和材料的力學性能也同樣重要;同時，為了更好地指導工程實踐，科學也必須要不斷進步。在實際工程中，這些案例不勝枚舉，因此，在“材料力學”教學過程中要根據學生情況，適當穿插介紹這些案例，既能樹立學生的職業精神和社會責任感，又能活躍課堂氛圍。

五、結語

立德樹人是教書育人的根本，而課程思政又是立德樹人的根本。將思想政治元素合理融入課程教學，使學生在潤物細無聲中啟迪思想，感受教學內容的豐富多彩，提高學習的主動性。在新的歷史時期，我們需要培養具有廣博扎實的專業知識、勇于拼搏和不怕吃苦的大國工匠精神，以及強烈責任感的大學生。在“材料力學”課程教學實踐中，教學內容巧妙融入思想政治元素，對學生成長成才、樹立正確的世界觀、價值觀和人生觀有很大幫助。教師要落實立德樹人根本任務，在教學中進一步堅定理想信念，實施課程思政，將我國的歷史成就和貢獻，以及當前所面臨的國內外環境在“材料力學”教學全過程中潤物無聲地體現，讓學生增強文化自信的同時，也要深刻認識到他們必須肩負的責任擔當和歷史使命。教師也要明白，課程思政不同于思想政治理論課程，專業課程的課堂教學不能脫離該門課程的性質和特點，不能一味強調思想政治，弱化、降低專業課程的深度與難度。專業課程教師要結合課程教學的具體內容，深入挖掘教學內容中的思想政治元素，思想政治理論課教師要發揮自己專業的思想政治知識和深厚的人文素養，只有二者相輔相成，才能實現立德樹人這一教書育人的根本目標。

參考文獻

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