浅谈将课程思政融入材料力学教学的方法

浅谈将课程思政融入材料力学教学的方法

陈欣 ,姜磊

湖南城市学院 湖南益阳 413000

摘要：材料力学是土木工程专业学生重要的一门专业基础课，课程中蕴含了丰富的思政教育资源，如哲学、美学、工程事故、工程成就、力学史、力学家的先进事迹等。通过积极挖掘思政元素，精心设计教学过程，把思政教育融入材料力学教学全过程，充分发挥专业课程教书育人的作用，引导学生发掘力学之美，培养学生丰富的想象力，提升其科学与人文素养。

关键词：材料力学  课程思政

一、材料力学课程思政的意义

为全面推进高校课程思政建设，发挥好每门课程的育人作用，教育部在《高等学校课程思政建设指导纲要》中指出：全面推进高校课程思政建设，要寓价值观引导于知识传授和能力培养之中，帮助学生塑造正确的世界观、人生观、价值观，让所有高校、所有教师、所有课程都承担好育人责任，使各类课程与思政课程同向同行，将显性教育和隐性教育相统一，构建全员全程全方位育人大格局。材料力学是机械工程、车辆工程、土木建筑、航天航空等相关工科专业的重要专业基础课程，既是很多后续专业课的学习基础，又可直接广泛应用于各种工程设备、工程结构的设计，在工科类专业的人才培养方案中具有举足轻重的地位。材料力学内容较为抽象，逻辑性较强，学习难度较高。为提高教学效果，范钦珊等提出了一些创新教学模式和教学改革方法。针对课程思政也有教育者也提出了自己的见解，如刘军就如何从教师师德教学内容中挖掘材料力学思政元素提出了自己的建议；文良起介绍了在材料力学课程教学过程中渗透人文素养的培育实践方法等，但材料力学课程在课程思政建设、课程育人方面仍有待提高。

二、材料力学课程思政中存在的问题

目前，材料力学课程思政问题主要表现在以下几个方面：（1）材料力学主要分析杆件在外力作用下发生拉压、扭转、弯曲等基本变形以及组合变形情况下的应力、变形特点，在此基础上建立强度、刚度、稳定性条件。课程知识本身具有科学性和普遍性，但不具备道德立场和价值判断，进而提高了课程思政资源挖掘和有效融合的难度；（2）材料力学以应力和应变为基本研究变量，其知识体系建立在连续性假设、均匀性假设、各向同性假设及小变形分析思路的基础之上，对学生来说，内容较为抽象，学习难度较高；而且，在课程学习过程中需要用到理论力学、高等数学等课程的知识，对于基础较薄弱的同学，容易对课程形成恐惧感和抵触情绪，不利于课程思政的有效融入。（3）近年来材料力学课时逐步减少，如何在保证课程知识体系完整性的同时实现课程育人，这就对任课教师提出了更高的要求。（4）长期以来，思政教育注重思想道德的培养，专业课程注重专业知识技能的传授，导致部分专业任课教师只关注知识内容，缺乏对学生进行思想道德培养和价值观引领的意识，或是将课程思政理解为是要给专业课教学做课程思政的叠加，不能有效挖掘和利用课程思政资源，课程思政能力不足。在课程思政背景之下，如何有效实现材料力学课程思政、提高课程育人显得尤为重要。本文结合课程思政建设要求，立足于培养德才兼备的工程应用型人才，在明确材料力学课程思政教学目的的基础上，探索材料力学课程思政实施方案。

三、怎样将课程思政融入材料力学的教学过程

1.以我国古建筑为例说明人类对材料力学的研究历史悠久

在我国古代建筑中，尽管还没有严格的科学理论，但人们从长期的生产实践中，对构件的承力情况已有一些较粗浅的定性或定量认识。例如，中国古代土木建筑家，北宋时期的李诫所著的《营造法式》［1］，具有高度的科学价值，在中国古代建筑史上起着承前启后的作用，对后世的建筑技术的发展产生了深远影响。元朝水利工程技术中关于筑城部分的规定，几乎和《营造法式》的规定完全相同。《营造法式》一书中介绍了圆木截方的规定，当高宽比为 3∶ 2时最为经济，这大体符合现代材料力学的基本原理。同时，《营造法式》也给出了拼接柱和木结

构柱子的设计，这些也都符合现代材料力学的基本原理。中国的古建筑中，例如浙江宁波保国寺、建于隋代的赵州桥等都是我国古代劳动人民智慧的结晶，其结构本身也反应了众多材料力学原理。大自然本身也蕴藏了大量的材料力学原理。例如竹子，众多对竹子的赞美诗词中，体现了竹子的各种用途。如“郎骑竹马来，绕床弄青梅”、“写取一枝清瘦竹，秋风江上作渔竿”、“常居物外度清时，牛上横将竹笛吹”、“傲吏身闲笑五侯，西江取竹起高楼”等，而其表现出的用途正是源于竹子的结构特点能够保证其力学性能［2］。

2.将工程事故案例引入教学过程 培养学生的安全意识

重大工程事故会造成大量人员伤亡和严重经济损失，在校大学生接触实际工程的机会较少，教师可以通过分析工程事故，培养学生的安全意识，提高学生

的责任感。例如，1986年美国“挑战者号”航天飞机升空后不久发生爆炸，舱内7名宇航员全部遇难。从技术上分析，“挑战者号”航天飞机爆炸的原因是其

右侧的固体助推火箭两段之间的密封胶圈失效所致。这种人造橡胶不耐低温，根据操作规程，该密封胶圈只有在10 ℃以上才能保持良好的性能。“挑战者号”发射时的气温为3 ℃，在这个温度下密封胶圈变硬发脆，失去弹性，从而无法起到密封作用。当时有工程师指出，低温下密封胶圈可能失灵，不宜发射。但是该正确意见未被采纳，造成了机毁人亡的世纪惨剧[6]。教师将这类事故案例贯穿各种变形的教学过程，不断强化学生的工程安全意识，促使学生深刻领会材料力学的教学目标是保证设计的构件能够安全工作。

3. 将我国的工程成就引入教学过程 培养学生的工匠精神

我国有很多规模超大、难度超高的世界级伟大工程，如三峡大坝、南水北调工程、青藏铁路、港珠澳大桥等。港珠澳大桥是世界上技术最复杂、施工难度最大的跨海大桥，它能抗16级台风、8级地震，设计寿命长达120年。建设者们在没有获得其他国家的帮助下，自主研发攻关，克服重重困难，解决了多项世界级难题后建造完成。通过对工程成就的介绍，培养学生爱岗敬业、精益求精、敢于探索、勇于创新的工匠精神。

4.将爱国主义融入教学过程 培养学生的社会主义核心价值观

我国近现代涌现出不少卓越的力学家，他们在航空航天、国防科技、桥梁、铁路等领域作出了巨大贡献，如周培源、钱伟长、钱学森、郭永怀等。钱学森于1936年进入美国加州理工学院航空系，28岁时成为世界知名的空气动力学家。钱学森于1955年不顾各种来自美国的阻扰毅然回国，并长期担任火箭导弹与航天器研制的技术领导职务，为其发展做出了不可磨灭的贡献。又如我国著名力学家钱伟长，在力学史上第一次成功地用系统摄动法处理非线性方程，国际力学 界将这种解法称为钱伟长法。通过宣扬科学家热爱祖国、为祖国的富强无私奉献的事迹，引导学生坚定理想信念，培养学生成为合格的社会主义建设者和接班人。

5.在材料力学教学中提倡“共情”

传统的教学方法和思路，教师将自己定义为知识的传授者，以严谨的逻辑思维引导学生走进材料力学的知识体系中。当然这一方法需要始终贯穿于整个教学主线中，但当我们尝试适度地转换角色定位，扮演着与学生“共情”的角色，首先考虑如何针对不同专业背景的学生，材料力学在该专业学科体系中的作用，提升学生对材料力学课程重要性的认知。如孔子提出的“因材施教”，根据学生的具体

需求与接受水平，参考孔子“中人以上，可以语上也; 中人以下，不可以语上也”的箴言。其次，将前文中描述的材料力学的魅力性，即由我们身边的力学的现象、工程表观性和奠基性的人物认知出发，将我们的“情”感染给学生的“情”，将“共情”合理地应用于教学中，以教师与学生共同感受的力学魅力性为基石，伴随着趣味性，“晓之以理，动之以情”，将学生引入严谨的理论知识体系中。

参考文献

［1］武际可 ．力学史  重庆 ： 重庆出版社 ，2000．

［2］赵慧明 ，杨静 ．浅谈力学史在力学教学中的几点作用．第二届全国力学史与方法论研讨会 ， 2005．