新工科背景下材料力學課程思政的融入路徑與實踐研究

中圖分類號：G641 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2025）20-0189-04

Abstract：UnderthebackgroundofEmergingEngineringEducation（3E）construction，theideologicalandpolitical integrationinMechanicsofMaterialscourses-acrucialfoundatioalcuricuumforengineringdisciplines-holdssignificant importanceforcultivatingwell-roundedsocialistbuildersandsucessrswithcomprehensivedevelopmentinmoralinteletal， physical，aesthetic，andlaboreducation.StartingfromthecharacteristicsofMechanicsofMaterialscourseswithinthe3E framework，thispaperexploresintegrationapproachesforideological-politicaleducation，includingminngideological-political elements，innovatingteachingmethodologies，andenancingpracticalinstruction.Throughanalysisofpracticalcases，itamines theimplementationefectsofcurrculum-basedideologicaleducationinMechanicsofMaterialscourses.Thestudyaimsto providevaluablereferencesforimplementingideological-policaleducationinMechanicsofMaterialscuriculumandpromoteits deeper development within the 3E context.

Keywords：EmergingEngineeringEducation；MechanicsofMaterials；currculum-basedideological-politicaleducation： integration approaches;practical implementation research

2017年，教育部正式啟動新工科建設項目。該項目以立德樹人作為根本導向，把“應對變化、塑造未來\"確立為核心理念。通過繼承與創新、交叉與融合、協調與共享等多元途徑，新工科建設致力于為未來社會培養具有多元化知識結構和創新能力的卓越工程技術人才[1-3]。隨著新工科建設的深入推進，高等教育對工科專業課程與思想政治教育的融合提出了更高要求。材料力學作為工科專業極為重要的基礎課程，其教學自標不僅在于向學生傳授專業知識與技能，更在于著重培養學生的思想政治素養、職業道德及社會責任感[4-5]。課程思政作為一種創新的教育理念與實踐模式，倡導將思想政治教育巧妙融人各類課程的教學過程之中，這無疑為材料力學課程的改革發展提供了全新的思路與有效方法。通過在材料力學課程中融人思政元素，能夠實現知識傳授、能力培養與價值引領的有機統一，培養出適應新時代要求的卓越工程人才。

一 新工科背景下材料力學課程思政融入的必要

新工科強調學科交叉融合、知識跨界和創新創業能力的培養，這對材料力學課程的教學提出了新的要求。傳統的材料力學教學模式以理論講解為主，缺乏與實際工程應用相結合的實踐教學環節，導致理論與實踐之間存在較大的鴻溝。通過課程思政的融入，可以引導學生將專業知識與國家發展、社會需求相結合，增強學生的社會責任感和歷史使命感，使他們能夠自覺將個人發展與國家命運緊密相連[7-8]。

材料力學是一門來源于工程，又服務于工程的課程，具有門檻高、應用范圍廣、密切聯系工程實際的特點。它在培養學生確立工程概念，解決實際問題能力方面發揮著關鍵的啟蒙作用。在教學過程中，通過挖掘材料力學課程中的思政元素，可以將思政教育貫穿于專業教學的全過程，使學生在學習專業知識的同時，潛移默化地接受思想政治教育的熏陶，促進學生德智體美勞全面發展。

材料力學課程思政建設重點針對理工科課程思政教學中普遍存在的思政元素融入困難、思政內容突兀、學生存在抵觸情緒等問題[9-10]，提出了“問題驅動，案例主導\"的課程思政教學新思路，有效解決了理工科思政教學中存在的上述痛點。思政教學過程中強調理論與工程實際相結合，廣泛應用多媒體教學方法擴大課堂信息量，從工程背景引出理論問題，培養學生發現問題的能力。在導課階段注重引入“大國工程”“大國工匠”“科學發展歷程”等與課程內容相關度較高的思政案例，在對課程內容產生感性認識的同時，進一步培養了學生的\"人文精神\"“科學精神\"和\"家國情懷”。在理論建模和例題分析模塊采用相同或類似案例，解決在導課階段提出的問題，培養了學生分析并解決工程問題的能力。在課程內容總結階段與導課案例首尾呼應，進一步加強學生對力學學科的認識，提升學生解決工程問題的信心，增強學生的歷史使命感和社會責任感。

二 新工科背景下材料力學課程思政的融入路徑

（一）深入挖掘專業課程中的思政元素

1挖掘專業知識中的思政元素

在材料力學課程中，許多知識點都蘊含著豐富的思政元素。例如，在講解材料的強度和剛度時，可以引入我國古代建筑中對材料力學原理的應用，如趙州橋的建造，讓學生了解我國古代科技的輝煌成就，增強民族自豪感和文化自信。同時，通過介紹現代材料力學在航空航天、高鐵等領域的應用，引導學生認識到科技創新對國家工業發展的重要性，激發學生的學習興趣和創新動力。

在講解材料的疲勞和斷裂時，可以結合實際工程事故案例，如橋梁斷裂、飛機事故等，引導學生思考工程設計中的安全性和可靠性問題，培養學生的工程倫理觀和社會責任感，使他們在未來的職業生涯中能夠嚴格遵守職業道德，確保工程安全。

2挖掘工程實踐中的思政元素

在材料力學課程體系里，實踐教學環節占據著舉足輕重的地位。通過實驗操作與課程設計等多樣化的實踐形式，能助力學生更深入地理解并掌握理論知識。在實驗教學進程中，可著重引導學生留意實驗過程里的安全操作與環境保護事宜，以此培育學生的安全與環保意識。舉例而言，在材料力學實驗時，明確要求學生必須嚴格遵循實驗操作規程，全力保障實驗過程安全無虞；與此同時，還需讓學生重視實驗廢棄物的妥善處理，最大程度降低對環境造成的污染。

在課程設計中，可以設計一些具有社會意義的工程項目，如農村房屋抗震設計、環保材料的應用等，讓學生在設計過程中充分考慮工程的社會價值和環境影響，培養學生的社會責任感和工程倫理意識。通過這樣的實踐教學，使學生認識到工程師不僅要追求技術的先進性和經濟效益，更要關注工程的社會效益和環境效益，提高工程實踐的可持續性和社會認可度。

3挖掘學科前沿中的思政元素

材料力學領域學科前沿不斷涌現，這些前沿技術往往具有重要的戰略意義和社會價值。在教學過程中，教師可以及時引入學科前沿知識，并挖掘其中的思政元素。例如，在講解智能材料和結構時，可以介紹我國在智能材料領域的科研成果和產業發展現狀，引導學生思考如何通過跨學科研究和創新，推動我國智能材料事業的發展，為國家的科技進步和經濟發展作出貢獻。讓學生明白自己的專業學習與國家發展戰略的緊密聯系，激發學生的愛國熱情和專業使命感。

（二） 創新課程思政教學方法

1案例教學法

案例教學法是將實際工程案例引人課堂教學，通過分析案例中的問題和解決方案，引導學生進行思考和討論。在材料力學課程思政教學中，可以選擇具有代表性的工程案例，這些案例不僅要涵蓋專業知識點，還要包含豐富的思政教育元素。例如，在講解梁的彎曲變形時，可以選取“等強度梁輕量化\"案例。通過分析如何合理設計梁的截面形狀和尺寸，達到減輕重量、節約材料的目的，引導學生思考工程設計中的經濟性和環保性問題，培養學生的創新思維和社會責任感。

在講解材料的疲勞和斷裂時，可以選取“橋梁斷裂事故\"案例。通過分析事故的原因和教訓，引導學生思考工程設計中的安全性和可靠性問題，培養學生的工程倫理觀和社會責任感，使他們在未來的職業生涯中能夠嚴格遵守職業道德，確保工程安全。

2項目驅動教學法

項目驅動教學法是以實際工程項目為載體，將課程教學內容融入到項目實施過程中，讓學生在完成項自任務的過程中學習專業知識和技能，同時融人思政教育。在材料力學課程中，教師可以設計具有思政教育意義的工程項目，引導學生在項自實踐中接受思想政治教育。例如，設計一個“農村房屋抗震設計”項目。在項目實施過程中，學生需要運用材料力學、結構力學等多學科知識，設計出能夠滿足抗震要求的農村房屋結構。在項自設計和制作過程中，教師可以引導學生關注農村房屋的抗震性能和經濟性，培養學生的人文關懷精神和社會責任感。同時，通過團隊合作完成項目任務，還可以培養學生的團隊協作能力和溝通能力，實現知識傳授、能力培養與價值引領的有機統一。

3交互式教學法

交互式教學法注重學生與教師之間的互動和學生與學生之間的互動。在材料力學課程思政教學中，教師可以采用自主學習、課堂討論、小組討論等方式來促進學生之間的互動，讓學生充分發揮自主學習能力，激發學生的獨立思考和創造性思維。例如，在講解材料的強度和剛度時，可以組織學生進行小組討論，討論如何通過材料選擇和結構設計，提高工程結構的強度和剛度。在討論過程中，教師可以引導學生思考工程設計中的經濟性和環保性問題，培養學生的創新思維和社會責任感。

4堅持顯性教育與隱性教育相統一

課程思政隱性教育是一種將思想政治教育融入各類課程教學過程中，以潛移默化的方式影響學生的教育理念與方法。區別于傳統顯性教育，隱性教育并非直接、公開地向受教育者傳授特定的思想政治內容，而是將教育目的與內容隱藏在各種教育活動、環境氛圍及人際交往之中。課程思政是一種教育理念，強調各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協同效應，將思想政治教育元素，如世界觀、人生觀、價值觀等的教育融入到各類課程的教學過程中。踐行全員、全程、全方位的“三全育人\"要求。堅持引導與滲透相結合、理論與實踐相結合、歷史與現實相結合，既向同學們正面灌輸我國科技人員在國之重器研制中不畏艱難、潛心研究、淡泊名利的奉獻精神，也通過大國工程包含的力學問題，潛移默化中引導學生培養嚴謹的科學態度、不畏艱辛的奉獻精神和炙熱的愛國情懷。

三材料力學課程思政的實踐案例

案例名稱為“圓軸扭轉切應力”，對應材料力學第四章第2小節“圓軸扭轉切應力計算”。

（一） 案例教學目標

知識目標：理解圓軸扭轉切應力公式推導過程，掌握圓軸扭轉切應力計算方法，解決實際工程中的圓軸扭轉切應力計算和強度校核問題。

能力目標： ① 理論與實踐結合的能力。能將學習內容和工程實際問題結合起來，培養學生的力學思維和解決工程問題的能力。 ② “總師\"型人才培養。以圓軸扭轉切應力推導及計算為切入點，發掘學生“著眼全局，重點解決\"的“總師\"型研究思維。

思政目標：培養學生實事求是的科學精神，堅定服務社會的信念，并為推進力學學科在我國現階段工程領域的應用和發展肩負歷史使命和社會責任。

（二） 案例教學策略

強調理論與工程實際相結合，廣泛應用多媒體教學方法，擴大課堂信息量。注重理論建模分析，從工程背景引出理論問題，培養學生研究意識和科學精神。開展啟發式、交互式教學。多一些問題的分析與討論，加強學生對重點、難點的理解和記憶，使學生懂得“問題是什么？”“問題的性質是什么？”“解決問題的方法是什么？”培養學生的探索意識和科學家精神。

（三） 案例教學過程

引入案例：以汽車傳動軸為例，引入扭轉概念（圖1）。介紹我國新能源汽車無論是銷量還是技術都居世界首位，激發學生民族自豪感。引入直升機螺旋槳軸扭轉斷裂案例（圖2），播放國慶70周年直升機方隊視頻，介紹我國的先進直升機如武直-10、直-20及其在世界航空中的定位，激發學生歷史使命感。

案例分析：引導學生思考如何從力學角度出發，確保汽車和直升機中的受扭構件強度足夠，避免事故的發生？啟發學生力學思維和理論結合實踐能力。

小組討論：介紹扭矩的實質（探究式教學 + 互動）：扭矩是橫截面切應力對形心力矩之和。揭示扭矩和截面扭轉切應力是合力與分力的關系。圖片展示給定扭矩下橫截面扭轉切應力可能的分布情況（圖3）。學生小組討論由合力求分力是否有唯一解？若沒有唯一解，還需要補充什么條件？培養學生科學思維方法。

理論推導：通過變形幾何關系、物理關系和靜力學關系的推導，結合動畫演示，給出受扭圓軸切應力計算公式。

應用與思考：引導學生思考在受扭狀態下空心圓軸和實心圓軸哪個材料利用率更高？由于靠近形心處切應力較小，空心圓軸更能充分利用材料。啟發學生思考在以后的工作中要把“好鋼用在刀刃上”及責任擔當的重要性。

四 實踐效果評估與教學反思

通過問卷調查和課堂反饋，學生普遍認為課程思政的融入使材料力學課程更加生動有趣，不僅提高了他們的專業知識水平，還增強了他們的思想政治素養和社會責任感。學生表示，通過實際工程案例的分析和討論，他們更加明確了工程設計中的安全性和可靠性問題，樹立了正確的工程價值觀。從教學效果來看，課程思政的融人顯著提高了學生的學習積極性和課堂參與度。學生在課堂討論和小組合作中表現出了較高的熱情和創造力，能夠積極思考和解決問題。通過實踐教學環節的設置，學生的工程實踐能力和創新思維得到了有效培養，為他們未來的職業發展奠定了堅實的基礎。

材料力學課程開展課程思政教學實施過程中發現的問題包括： ① 思政內容比例問題。在思政教學過程中要防止“過猶不及”問題的出現，思政內容作為輔助內容不可喧賓奪主。開展思政教學的前提和底線是不會影響到理論教學的質量。過多強制插人思政內容，學生接受度并不高，反而會有逆反情緒。建議思政內容控制在總教學時間的 10% 以內。 ② 思政內容的選題一定要與當前課程內容緊密相關，案例恰到好處地導人學生接受度會比較高。讓學生達到“身在思政，不覺思政”的程度是思政教學追求的最高境界。 ③ 課程思政教學不是一言堂，也要注重與學生的互動。針對思政案例與學生開展平等的交流互動，學生有參與感后接受度會更高，對老師的觀點也會更加信服。

五 結束語

在新工科背景下，材料力學課程思政的融人對于培養具有多元知識結構和正確價值觀的工程技術人員具有重要意義。通過深人挖掘專業課程中的思政元素、創新教學方法和加強實踐教學，能夠實現知識傳授、能力培養與價值引領的有機統一。實踐案例表明，課程思政的融人顯著提高了學生的學習積極性和課堂參與度，增強了學生的思想政治素養和社會責任感。未來，我們將繼續探索和完善材料力學課程思政的融入路徑，為培養新時代的卓越工程人才作出更大的貢獻。

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