《材料力學》課程思政探討與實踐

譚冬蓮 李 杏

（上海應用技術大學 上海 201418）

0 引言

《材料力學》課程是機械類、土木類等工科專業的必修課，是基礎課與專業核心課程之間密切聯系的紐帶，也是理論與實際密切結合的橋梁，能有效地培養學生科學地批判精神和質疑精神的學科。因此，《材料力學》課程在學生專業知識培養中占有重要的地位。習近平總書記在全國高校思想政治工作會議上指出“高校思想政治工作關系著高校培養什么樣的人、如何培養人以及為誰培養人這個根本問題。要把立德樹人作為中心環節，把思想政治工作貫穿教育教學全過程，實現全程育人、全方位育人這一目標。要用好課堂教學這個主渠道，各門課都要守好一段渠、種好責任田，使各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協同效應”。為響應總書記的談話并且回答好總書記提出的這一根本問題，結合個人教學實踐與經驗，提出《材料力學》課程思政改革方法。

材料力學是研究構件強度、剛度及穩定性的學科，是土木類專業的必修科目，一般在大二上學期開設，課時為64學時，銜接理論力學與結構力學，并稱三大力學。且其與各門專業課緊密相關，凸顯出它的基礎性與重要性。因此在《材料力學》的課堂上開展課程思政非常合適。秉承“課程承載思政”“思政融于課程”的理念，挖掘材料力學課程中豐富的思政元素，從專業角度培養學生遵紀守法的職業道德，嚴謹負責的職業操守，在思想上培育他們勇于創新，敢于質疑的精神，鍛煉學生探索真理百折不撓的勇氣和終身學習的能力，樹立正確的人生觀、價值觀。

1 課程思政的含義

課程思政中的“思政”，突出價值導向，是將社會主義核心價值觀的基本內容轉化為家國情懷、法制意識、社會責任、文化自信、人文關懷等價值情感和理想信念，將教學要求中的“高素質”“健全人格”等抽象概念細化為具體的教學元素，實現教書育人的效果。課程思政又不能做成思政課，不能牽強附會、把一些無關的“金句良言”硬塞進來，要與專業知識深度融合，要力求做到意境貼切、引申自然。

《材料力學》課程思政包含《材料力學》課程教學與思政教育兩個方面，主體是工科大二學生，這一理念包含“把握當下”與“展望未來”兩個方面。前者即指課程教育應做到使學生在課堂上學有所思學有所悟，充分掌握教學內容，讓學生富有積極性，讓課堂具有深刻性；后者指開展課程時應密切聯系大學生未來發展，讓課堂真正實現教書育人的作用，教授學生為人處事的道理，指引他們走出迷惘與困境，樹立正確的人生觀與價值觀。

2 材料力學課程思政實踐

結合材料力學課程特點、思維方法和價值理念，有機融入課程教學，達到潤物無聲的育人效果。圖1給出了材料力學課程思政建設實踐的基本框架。

圖1：材料力學課程思政的基本框架

2.1 挖掘發展史中里程碑意義事件

在《材料力學》從無到有從只有骨架到四肢健全的漫長過程中，是無數科學家為之共同奉獻的結果。例如，通常認為，意大利科學家伽利略《關于力學和局部運動的兩門新科學的對話和數學證明》—書的發表（1638年）是材料力學開始形成一門獨立學科的標志。在該書中這位科學巨匠嘗試用科學的解析方法確定構件的尺寸，討論的第—問題是直桿軸向拉伸問題，得到承載能力與橫截面積成正比而與長度無關的正確結論。早在1620年荷蘭物理學家和力學家比克門發現，梁彎曲時一側纖維伸長、另一側纖維縮短，必然存在既不伸長也不縮短的中性層。英國科學家胡克于1678年也闡述了同樣的現象，但他們都沒有述及中性層位置問題。首先論及中性層位置的是法國科學家馬略特。其后萊布尼茲、雅科布·伯努利、伐里農等人及其他學者的研究工作盡管都涉及了這一問題，但都沒有得出正確的結論。18世紀初，法國學者帕倫對這一問題的研究取得了突破性的進展。直到1826年納維才在他的材料力學講義中給出正確的結論：中性層過橫截面的形心。泊松比是泊松在1829年發表的《彈性體平衡和運動研究報告》一文中，用分子間相互作用的理論導出彈性體的運動方程，發現在彈性介質中可以傳播縱波和橫波，并且從理論上推演出各向同性彈性桿在受到縱向拉伸時，橫向收縮應變與縱向伸長應變之比是一常數，其值為四分之一。但這一數值和實驗有差距，如1848年G.維爾泰姆根據實驗就認為這個值應是三分之一。

在講課過程中加入這些有趣的科學發現的小故事，學生不僅掌握先輩們得出這些公式與定理的理論推導與實踐證明，還通過這一過程掌握了通往科學的道路，了解科學探究進程，知其然并知其所以然，充分掌握知識的來龍去脈，將知識充分吸收。在這一過程當中，科學家們展現出的質疑、創新、不畏挑戰、保持初心的科研精神更是讓課堂得到升華。學生把這些偉人作為標桿，幫助他們樹立遠大目標，建立正確的人生觀與價值觀。

2.2 與社會熱點密切結合

2019年10月10日晚，江蘇無錫北環路附近一高架橋發生倒塌。為獨柱墩橋梁由于重車嚴重超載發生的側翻事件，與材料力學中提到的穩定性原理息息相關。再如2018年8月14日，意大利熱那亞莫蘭迪公路橋突然垮塌，事故造成43人死亡，多人受傷。事件造成大橋周圍600多名居民被迫撤離，熱那亞和意大利西北部地區及其通往法國的交通網絡受到嚴重影響。經過一年多的調查發現造成大橋坍塌的主要原因是對大橋的保養維護不善。由于大橋處于近海環境，橋梁的鋼筋長期暴露在外，直接造成了硫化物和氯化物的腐蝕，致使鋼筋銹蝕，從而降低了大橋承載能力。這一事件表明材料強度和剛度會隨著使用時間發展而發生變化，最終會導致不能繼續承載，需要保養維護甚至重新修建。

2.3 加入名人軼事

《材料力學》發展涌現出了不少大師，包括鄭玄，羅伯特·胡克，圣維南等等，通過講述這些大師的生平事跡，以及他們對材料力學所做的突出貢獻如胡克定律的重要性，會讓整個課堂增添不少樂趣，激發學生的興趣，讓這樣一門理論專業課不枯燥，讓課堂活起來。通過對名人大師的了解，激發學生的崇拜之情，對他們樹立人生榜樣有激勵作用。

通常認為拉壓彈性變形規律是由英國科學家胡克提出來的，所以有了胡克定律，但是比胡克早1500年左右的東漢經學家鄭玄就提出了“每加物一石，則張一尺”，胡克在后續發表的論文中特別說明他是在鄭玄的基礎上總結出來的。建于北宋的洛陽橋距今962年之久，是一座跨海大橋，洛陽橋址位于福建省江海匯合處，江潮洶涌，浪濤搏擊，近千年前的中國橋梁工程師們，就是在這種困難的條件下，首創了一種直到近代才被人們所認識的新型橋基——“筏形基礎”；所謂“筏形基礎”，就是用船載石沿著橋梁中線拋下大量石塊，使江底形成一條矮石堤，然后在堤上建橋墩；洛陽橋橋墩全中用長條石交錯壘砌，兩頭尖，以分水勢，減輕浪濤對橋墩的沖擊；為了鞏固基石，中國古代勞動人民還首創了“養蠣固基法”，即在基石上養殖牡蠣，使之膠結成牢固的中流砥柱，這是世界上把生物學應用于橋梁工程中的先例，仍可以從那些綴滿白色蠣房痕跡的橋墩石，洛陽橋的建造，使洛陽江天塹變通途。它為南宋時期泉州漳州出現的大規模造橋工程，提供了豐富的經驗。

3 結語

總的來說，《材料力學》是一門經典的“老”課程，但仍需要更多的“新”血液的注入，一同創造出新方法與新思路，以更加完善的方式培育學生全面發展，這就是課程改革的意義。《材料力學》課程思政改革對教師提出了更高的要求，不僅需要帶領學生掌握好理論知識，還需要更深入地去思考書本理論與工程實踐如何更好的聯系起來以及課堂教學如何與學生未來產生聯系。教師應不斷完善個人魅力，將學科內涵與自身修養融合，上好《材料力學》這門基礎課程，實現《材料力學》與課程思政的完美結合，在潛移默化中發揮其教書育人的作用，培養學生的學科熱情及樹立契合社會主義核心價值觀的人生觀與價值觀，契合社會主義核心價值觀的職業道德觀，在未來的職業生涯中以工科學生特有的沉穩與嚴謹的態度戰勝一個又一個的難關，成為建設祖國的得力干將。