“三全育人”背景下“材料力學(xué)”課程教學(xué)設(shè)計(jì)與改革*

葉 卉，汪中厚，錢 煒

（上海理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，上海 200093）

2017年2月27 日，中共中央、國(guó)務(wù)院印發(fā)了《關(guān)于加強(qiáng)和改進(jìn)新形勢(shì)下高校思想政治工作的意見》，提出了堅(jiān)持全員全過程全方位育人（簡(jiǎn)稱“三全育人”）的要求[1]。“三全育人”改革是加強(qiáng)改進(jìn)新形勢(shì)下高校思想政治工作，全面落實(shí)立德樹人根本任務(wù)的戰(zhàn)略舉措[2]。

“材料力學(xué)”課程作為理工科專業(yè)學(xué)生直接面向工程設(shè)計(jì)和應(yīng)用的專業(yè)基礎(chǔ)課程，理論性較強(qiáng)，涉及知識(shí)面廣[3-5]。在“三全育人”背景下，將思政教育內(nèi)容以案例形式融入“材料力學(xué)”課程，并引導(dǎo)學(xué)生思考和分析案例中包含的力學(xué)問題，形成涉及課前、課中和課后各環(huán)節(jié)的“三步法”思政教學(xué)設(shè)計(jì)。同時(shí)，優(yōu)化“材料力學(xué)”課程評(píng)價(jià)模式，并構(gòu)建數(shù)字化思政案例庫。在教學(xué)全過程中踐行“三全育人”理念，構(gòu)建高校專業(yè)基礎(chǔ)課程的全程、全方位育人體系，不但提升了學(xué)生的思政素養(yǎng)，同時(shí)有利于培養(yǎng)理工科人才發(fā)現(xiàn)、分析、解決工程問題的能力。

1 “三步法”思政教學(xué)設(shè)計(jì)

目前，“材料力學(xué)”課程普遍存在的問題包括：教學(xué)過程過于注重公式推導(dǎo)和習(xí)題解答，但知識(shí)點(diǎn)與工程實(shí)際結(jié)合不夠充分，使工程應(yīng)用變成“紙上談兵”；相關(guān)知識(shí)缺乏拓展和延伸，老師講什么，學(xué)生就學(xué)什么，學(xué)生主動(dòng)探索的精神需要進(jìn)一步激發(fā)。因此，在“三全育人”背景下，提出包含課前導(dǎo)入、課中分析、課后延伸的“三步法”思政教學(xué)設(shè)計(jì)，將理工科專業(yè)基礎(chǔ)課變成有情懷、有溫度、有深度的課[6]。具體步驟如下。

1）在課程開始前，將與課程知識(shí)有關(guān)的中國(guó)古代經(jīng)典建筑、傳統(tǒng)詩詞歌賦或保家衛(wèi)國(guó)事跡等思政案例以故事或藝術(shù)鑒賞的形式向?qū)W生娓娓道來，結(jié)合小視頻、動(dòng)圖等素材講好中國(guó)故事，傳播中國(guó)文化，弘揚(yáng)中國(guó)精神，在課程開始前充分吸引學(xué)生的注意力，引起學(xué)生興趣，進(jìn)而對(duì)該案例所涉及的知識(shí)模塊進(jìn)行深入課堂教學(xué)。

2）在課堂教學(xué)中，除了傳統(tǒng)教學(xué)所包含的公式說明和習(xí)題求解（公式應(yīng)用）外，特別增加了案例解析，即用所講授的知識(shí)來分析課前思政案例中所包含的力學(xué)問題，加深學(xué)生對(duì)思政精神和工程知識(shí)的理解。同時(shí)，在公式說明部分，改變以往大量公式推導(dǎo)的枯燥過程，依托計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)獲得構(gòu)件變形動(dòng)圖和應(yīng)力應(yīng)變分布云圖，讓學(xué)生直觀地了解構(gòu)件的受力和變形特點(diǎn)，再進(jìn)一步說明求解應(yīng)力應(yīng)變的邏輯思路和關(guān)鍵公式。公式推導(dǎo)的詳細(xì)過程作為附錄讓學(xué)生課后自行學(xué)習(xí)，課堂上的寶貴時(shí)間主要用于知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)化和應(yīng)用。

3）在每一知識(shí)模塊講完后，都安排相應(yīng)的課后延伸與討論。主題一般是因設(shè)計(jì)或施工缺陷引發(fā)事故的反面思政案例，要求學(xué)生以小組為單位，利用課外時(shí)間查閱資料、交流討論，用力學(xué)知識(shí)分析事故發(fā)生的原因，并從中領(lǐng)悟工程技術(shù)人員的責(zé)任、擔(dān)當(dāng)和嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致作風(fēng)的重要性。此部分案例來源于近期的熱點(diǎn)新聞事件或國(guó)際上有重大影響力的歷史事件，容易引起學(xué)生關(guān)注和共鳴，學(xué)生會(huì)帶著興趣去深入探索和挖掘。

通過“三步法”教學(xué)設(shè)計(jì)，將思政內(nèi)容貫穿于“材料力學(xué)”教學(xué)全過程，做到思政精神與專業(yè)知識(shí)的融會(huì)貫通，引導(dǎo)學(xué)生領(lǐng)悟思政、延伸知識(shí)，實(shí)現(xiàn)時(shí)時(shí)處處育人。

2 “三步法”思政教學(xué)實(shí)踐

“材料力學(xué)”作為研究構(gòu)件強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性的學(xué)科，涉及拉壓、扭轉(zhuǎn)、彎曲變形及組合變形形式。因此，實(shí)際教學(xué)中將課程主要內(nèi)容分為“拉伸與壓縮”“剪切與擠壓”“圓周扭轉(zhuǎn)”“彎曲”和“壓桿穩(wěn)定”五大知識(shí)模塊，每一模塊的教學(xué)內(nèi)容都融入相應(yīng)的思政案例，如表1所示。

表1 各模塊知識(shí)及相應(yīng)“三步法”思政案例

以其中的“剪切和擠壓”知識(shí)模塊為例，說明“三步法”思政教學(xué)的具體實(shí)施過程。課程開始前，通過圖片向?qū)W生講述中華智慧和工匠精神的凝結(jié)——故宮恢弘建筑及歷史，如圖1所示，利用故宮模型的抗震測(cè)試小視頻和故宮結(jié)構(gòu)動(dòng)圖點(diǎn)明故宮建筑靈魂在于榫卯連接，同時(shí)在課上展示榫卯連接的孔明鎖，如圖2所示，將其作為教具讓學(xué)生近距離體會(huì)榫卯的智慧與魅力。以榫卯連接為切入點(diǎn)引出課程知識(shí)模塊——“剪切與擠壓”，講解包含榫接頭、鉚釘、螺栓、鍵等連接件的受力與變形特點(diǎn)、剪切（應(yīng)）力與擠壓（應(yīng)）力計(jì)算以及剪切面與擠壓面位置及尺寸，講解相關(guān)習(xí)題，進(jìn)而以簡(jiǎn)化的模型分析故宮建筑中涉及的榫接頭剪切與擠壓?jiǎn)栴}，與課前思政實(shí)例呼應(yīng)。課后延伸討論案例為“泰坦尼克號(hào)沉船事故與48顆鉚釘?shù)年P(guān)系”，讓學(xué)生查閱資料，從力學(xué)角度說明沉船悲劇發(fā)生的原因并思考如何能夠避免該事故。

圖1 故宮木構(gòu)建筑群

圖2 孔明鎖展示

3 全面的課程評(píng)價(jià)模式

在“三步法”思政課程實(shí)踐模式下，課程考核模式隨之創(chuàng)新。除了包含出勤、課后作業(yè)和期末考試外，新的課程評(píng)價(jià)模式增加了以小組為單位的課程思政和工程能力考查。學(xué)生5～8人為一組，每組抽取表1中知識(shí)模塊的一個(gè)課后思政案例進(jìn)行討論與交流，在下一次課上由該組學(xué)生代表用5 min～10 min對(duì)案例進(jìn)行分析和講解，考查小組學(xué)生對(duì)事故案例中思政含義和專業(yè)知識(shí)的理解深度，講完后由其他組同學(xué)打分，各組平均分作為該小組的最后得分。通過學(xué)生自主案例解析，既完成了對(duì)上節(jié)課關(guān)鍵知識(shí)的復(fù)習(xí)，又實(shí)現(xiàn)了全員育人的思政浸潤(rùn)。

4 數(shù)字化思政案例庫建設(shè)

2020年3 月，上海理工大學(xué)全面啟用了基于“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)的教學(xué)互動(dòng)平臺(tái)——超星課程門戶，并基于該平臺(tái)構(gòu)建包含課堂案例和學(xué)生搜集案例的數(shù)字化思政案例庫，方便學(xué)生反復(fù)學(xué)習(xí)、觀看。一方面，教師將課前、課中及課后涉及的思政案例進(jìn)行整理后，以視頻結(jié)合課件或文檔的形式傳至互動(dòng)平臺(tái)；另一方面，教師定期在網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)平臺(tái)上發(fā)布搜集的思政案例素材，鼓勵(lì)學(xué)生多留意身邊點(diǎn)滴、關(guān)注實(shí)時(shí)熱點(diǎn)新聞、在生活中尋找“材料力學(xué)”課程思政元素，然后教師從中遴選優(yōu)秀案例傳至互動(dòng)平臺(tái)，定期對(duì)案例庫內(nèi)素材進(jìn)行補(bǔ)充和更新。最終，各知識(shí)模塊都有充足的思政內(nèi)容支撐，思政案例庫在未來的教學(xué)中能夠被借鑒使用并保持動(dòng)態(tài)優(yōu)化。

5 總結(jié)

“三全育人”背景下，將豐富的思政教育內(nèi)容與材料力學(xué)專業(yè)知識(shí)無縫結(jié)合，寓教于樂，寓學(xué)于趣。教師認(rèn)真挖掘中華文化元素，關(guān)注國(guó)內(nèi)外工程技術(shù)發(fā)展，利用正面案例弘揚(yáng)大國(guó)工匠精神，樹立學(xué)生的文化自信；通過反面案例增強(qiáng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感和使命感。通過課前引導(dǎo)、課中分析、課后延伸的“三步法”教學(xué)設(shè)計(jì)以及全面的課程評(píng)價(jià)模式與數(shù)字化思政案例庫，將思政元素貫穿教育教學(xué)全過程，為中華民族崛起和騰飛培養(yǎng)德才兼?zhèn)涞膬?yōu)秀人才。