OBE理念下“材料力學”思政教學的研究

彭 玲* 姚 力 靳曉慶 黃明娟

（河北建筑工程學院數理系 河北·張家口 075000）

0 引言

本文在“OBE”的理念下進行研究，OBE的含義是成果導向教育，它是Outcomes-based Education的英文縮寫，這種教育理念主張反向設計教學過程，把最終的需求既當作起點又當作終點，這樣就使教育目標與結果的一致性得到了極大的保障[1]。在二十世紀80年代，著名教育家Spady發表了《成果導向教學管理:以社會學的視角》文章中，這篇文章中第一次引出了“OBE”這一概念[2]。

為充分實現習近平主席“挖好一道渠，種好試驗田”的倡導，拓展思政工作的外延，為思想政治做好“材料力學課程”這份答卷，本文結合“材料力學”的課程特征，重點探究如何在“材料力學”課程中進行思政教學元素的挖掘。課程思政可通過哲學思想、工程案例、情感共振等多種教學模式，實現德育雙休的目的[3]。怎樣加強專業基礎課知識教育和育人培養的有機融合是一大難題。本文立足工科院校工程人才培育，在“材料力學”課程中摸索知識與思政元素的結合點，培育學生專業的工程素養及熱愛專業的情懷，使學生成長為具有社會主義核心價值觀的合格的工程人才。

1 課程性質與目標

1.1 課程性質

材料力學是高等學校專業必修的基礎課程，又是一門與科學精神及職業素養培養相關的最基本最重要的課程。該課程密切聯系工程實際，立足桿件的安全問題，圍繞構件的強度、硬度及牢固性的驗算，讓學生掌握構件設計的基本方法，解決在構件設計中出現的安全與經濟的矛盾，在交通、機械、土木建筑等諸多領域中培養具備較高素質工程技術人才。該課程知識既為后繼課程的學習提供必要的理論基礎，也可用其理論和方法解決相關的工程實際問題。

1.2 課程目標

“材料力學”的課程目標為明確桿件的強度、硬度和固定性的基本概念；掌握四種基本變形的特征及其相對應的內力、應力及變形的計算方法；能夠熟練運用強度、剛度條件對構件進行相關計算；理解應力狀態的基本概念及其分析方法；了解廣義胡克定律的導出及應用；明確強度理論的概念及其建立過程，掌握四種基本強度理論及其運用條件；理解組合變形的基本概念，掌握幾種基本組合變形時的計算方法；理解壓桿失穩、臨界荷載及臨界應力等概念；掌握歐拉公式的適用范圍，并能夠進行壓桿穩定計算的方法；初步學會材料力學性能的測定方法；培養學生愛國敬業、團隊合作、自強不息、勇于擔當、勇于創新的認識，樹立求真、嚴謹、創新的科學精神，促進學生知識運用能力及人格素養的提升。

2 “材料力學”課程思政元素的挖掘

高等學校思政教育在意在引導學生堅定馬克思主義哲學信仰、加強學生對現代化建設的信心、強化學生對政府和黨的信任等方面，起著非常重要的作用。材料力學課程教學主要從哲學元素、工程元素及人物故事元素三方面來挖掘相關課程的思政元素。

2.1 哲學元素

整個材料力學的研究過程，是建立在實踐的基礎上，通過對工程實踐的觀察分析，利用假設、分析、推理工程問題表象與本質間的必然聯系，最后得到相應的理論，然后再把得到的理論應用于工程實踐，在實踐中修正、完善構件設計驗算的理論。這一過程和馬克思主義哲學的認識論是統一的。

材料力學的研究對象是可變形固體，具有普遍性，研究方法適用在材料力學的特殊情況中，并推廣應用到其更普遍的情況。如梁彎曲正應力的推導，整個過程就是在純彎曲的情況下來推導，推導后的結果用到了橫力彎曲中正應力的計算。這個推廣應用的過程是辯證唯物主義認識論中認識事物具有普遍性和特殊性的又一次論證。

整個“材料力學”的學習過程中，就是運用強度、剛度以及穩定性計算的手段來解決構件設計時安全與經濟的矛盾等問題。正如事物的發展是在矛盾的推動下進行的，材料力學的發展也是在解決工程實踐矛盾中發展而來的。一切事物都包含矛盾，要引導學生體會、運用辯證唯物主義方法論中的矛盾分析法，并學會將這種方法應用到工程實踐中去。

力學的進步發展植根于哲學思想的不斷發展，整個力學的發展史就是哲學思想在科學領域中的具體化[5]。

2.2 工程案例元素

在“材料力學”課程教學過程中結合基礎知識的講解切入，將力學在工程實踐中的應用穿插進入課程教學中，尤其是前沿的、重大工程事件中材料力學要素的介紹，這些素材的課程思政元素隨著工程實際的不斷發展，在“材料力學”的課程教學過程中不斷積累豐富。

在講授構件的截面設計時，可以引入機器人的手臂設計，引導學生掌握運用強度計算，在這整個講述的過程中，向學生展示差之毫厘謬以千里的工匠精神，以及僅使用一個學科來分析是不夠的，還必須合作，結合其他學科，綜合實現機器人的使用功能。港珠澳大橋2009年動工建設、2018年主體驗收、2020年開始貨運通道正式啟用，它是迄今規模最大的跨海工程，整個工程中的沉管海底隧道的規模居于世界首位。我國蓬勃發展的航空航天工程中，力學同樣扮演著不可替代的作用，同時力學學科也在工程實際應用的驅動下不斷發展。以工程案例為切入點，通過相關工程案例的分析，建立學生知識、能力與素養的綜合學習框架，使學生明確所要掌握的知識、所要達到的能力及所要實現的素養，從而促進學生的學習熱情的提高、增強其社會使命感和責任感的效果。

2.3 人物故事元素：胡克定律

在材料力學課程講授的過程中，通過課堂教學讓學生掌握應用科學知識的同時，更要發揮課程立德樹人的作用。推動榜樣的力量，在學生正確人生觀、世界觀及價值觀的形成起著四兩撥千斤的作用。古往今來的力學家以及大國工程中的杰出工程人員，都是課程教學過程中可以引入的人物故事元素。錢學森是我國著名科學家，他是兩彈一星功勛獎章的得主，為祖國科技的發展做出了巨大的貢獻，他當年在美國被軟禁，突破重重阻力才得以回國，建設祖國的科技事業，他的研究促進中國航天科技事業跨越式的發展。再如曾任上海大學校長的錢偉長，他參與創建了北京大學力學系——中國第一個力學系和力學專業。他曾說過祖國的需要就是他的專業。在大國工程中，港珠澳大橋的建設突破了很多技術壁壘，林鳴主持建設的島隧工程是完全由中國自主研發并建設的外海沉管隧道，這是中國的第一條，同時也是世界上最大規模的公路沉管隧道。他是大橋的靈魂人物，他帶領團隊攻克各種困難，解決了多個世界難題。這些著名的科學家、工程師，使我們學習的楷模、榜樣，是坐標、是旗幟，引入與課程相關的人物故事，讓學生看到奮斗的目標和參照，堅定為中國特色現代化奮斗的信心和決心。

3 “材料力學”課程思政注意事項

結合“材料力學”思政課程的實施情況，在開展其課程思政的過程中需要調整改進以下三方面內容。

（1）課程思政元素的融入方式需要進一步優化，盡量做到潤物細無聲，思政元素的切入要順應邏輯發展的趨勢，使學生自然浸潤在專業和思政的知識氛圍中。

（2）材料力學課程思政的建設過程中，在保證大綱教學知識內容的基礎上，要配套設計相應的思政案例，并隨著實際工程的不斷發展，及時更新、豐富相應工程案例，使思政元素浸潤整個教學過程。

（3）材料力學的課程思政需要結合本文提出的思政元素的三方面來源，進一步挖掘和不斷更新其中的思政素材，為其后續課程思政的不斷完善服務。