《復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計基礎(chǔ)》課程思政教學(xué)設(shè)計探究

張 娜，張建勇，張 騁，王曉瑞

(上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)，上海 201418)

我校作為上海市屬的一所“多學(xué)科性、應(yīng)用技術(shù)型”本科高校，在60余年的辦學(xué)實踐中，一直秉承“依托行業(yè)、服務(wù)企業(yè)”的辦學(xué)傳統(tǒng)和歷史積淀，堅持“實踐能力強、具有創(chuàng)新精神和國際視野、以一線工程師為主的高水平應(yīng)用技術(shù)人才”的人才培養(yǎng)定位，一直以“培養(yǎng)具有扎實理論知識、工程技術(shù)和實踐能力，綜合素質(zhì)均高于?？茖哟蔚膽?yīng)用技術(shù)型人才”為努力目標。2016年學(xué)校更名“大學(xué)”后，站在新的歷史起點上，作為培養(yǎng)企業(yè)一線培養(yǎng)高端應(yīng)用技術(shù)人才的基地，在現(xiàn)代職業(yè)教育體系建設(shè)中擔負引領(lǐng)性重要作用，除了傳授專業(yè)知識與技能，應(yīng)用型人才德育素養(yǎng)的提升與職業(yè)精神的培育也是教學(xué)中非常重要的一面。因此，我們在《復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計基礎(chǔ)》這門專業(yè)必修課中導(dǎo)入思政元素。在教學(xué)目標中，除了有課程對學(xué)生設(shè)計了其知識結(jié)構(gòu)、能力結(jié)構(gòu)、工程素質(zhì)等方面的影響外，本課程中還添加了情感道德養(yǎng)方面的課程目標。

情感道德方面的課程目標為：將思政元素與課程內(nèi)容相融合，讓思政教育輔助專業(yè)內(nèi)容，使專業(yè)內(nèi)容在思政教育中升華。通過國產(chǎn)大飛機C919的試飛成功，引入復(fù)合材料在大飛機、橋梁等民生行業(yè)的關(guān)鍵性，激發(fā)學(xué)生的民族自信感和認同感；結(jié)合習總書記對大飛機項目、高鐵項目等的關(guān)注度和認同度，讓同學(xué)深切感觸到黨的領(lǐng)導(dǎo)下對重大項目突破的引導(dǎo)作用；通過復(fù)合材料典型結(jié)構(gòu)設(shè)計案例與科學(xué)、人文藝術(shù)的統(tǒng)一，培養(yǎng)學(xué)生人文素養(yǎng)，讓學(xué)生明白“工科”的藝術(shù)之美；介紹國內(nèi)專家學(xué)者在經(jīng)典層合板理論和復(fù)合材料失效等方面的創(chuàng)新和實踐，培養(yǎng)學(xué)生熱愛科學(xué)、敢于實踐、精益求精的技藝精神；通過校企合作授課的方式，致力于提高學(xué)生的行業(yè)認同度和自豪感，提升學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)。

將思政元素貫穿于課程教學(xué)內(nèi)容中，使應(yīng)用型人才核心素養(yǎng)與專業(yè)知識點相融合，擬安排的教學(xué)內(nèi)容與相關(guān)舉措有：

1 提升學(xué)生政治站位和“中國夢”內(nèi)涵認知，賦予歷史使命感

1.1 激發(fā)學(xué)生民族自豪感，感受黨強大引導(dǎo)作用

國產(chǎn)大飛機C919首次試飛成功，這標志著我國大型客機項目取得重大突破，是我國民用航空工業(yè)發(fā)展的重要里程碑。 但是，“飛機減重是一個永恒的主題，復(fù)合材料的使用是重要環(huán)節(jié)之一?！?中國工程院院士、中國航天科技集團公司四院副院長侯曉表示，C919的研制為了與國際看齊，約采用了30%的復(fù)合材料。而目前國外先進機型復(fù)合材料應(yīng)用比例約為50%?！爸袊膹?fù)合材料總體上處于第二代水平，國外大約在第三代水平，與國外相比，我們還有很大的進步空間?！?習總書記說，我們要做一個強國，就一定要把裝備制造業(yè)搞上去，把大飛機搞上去，起帶動作用、標志性作用。中國是最大的飛機市場，要花更多資金來研發(fā)、制造自己的大飛機。大飛機強國夢，推動復(fù)合材料發(fā)展。從中科院院士、習近平總書記對復(fù)合材料寄予的厚望，闡述復(fù)合材料對國產(chǎn)大飛機的重要性。

1.2 擴展學(xué)生的國際視野，敢于接受挑戰(zhàn)

復(fù)合材料的增強體中的戰(zhàn)斗機'“碳纖維”的國內(nèi)外牌號大對比，感嘆于日本利用定向的瀝青制備高牌號碳纖維的生產(chǎn)能力，實現(xiàn)變廢為寶。在清醒的認識到國內(nèi)外材料的差異性后，深刻思考當前的主要難題，并做好為攻克難題的準備。波音787中復(fù)合材料的使用量為50%，我們大飛機最多使用復(fù)合材料30%，這中間的跨度、這中間的距離，需要我們前赴后繼的不斷發(fā)展、不斷創(chuàng)新所獲。讓學(xué)生了解我們既有如高鐵的優(yōu)勢，也有螺絲釘?shù)亩贪澹炔荒苷凑醋韵才c“厲害了，我的國”，也不能妄自菲薄于“東亞病夫”，這需要我們?nèi)姘l(fā)展，認清本質(zhì)后，敢于接受挑戰(zhàn)。

2 提升學(xué)生對科學(xué)與人文藝術(shù)的統(tǒng)一感知，豐富人文積淀

2.1 超大地面雷達罩的結(jié)構(gòu)設(shè)計、拼接蘊含力學(xué)、電學(xué)與美學(xué)的統(tǒng)一

52塊超大復(fù)合材料夾層板設(shè)計構(gòu)件的超大地面雷達罩的設(shè)計既要考慮到風水日曬的力學(xué)性能，地面風沙雨水等環(huán)境因素的侵蝕；考慮到其透波窗口的精確度；另外，還要考慮拼接后的雷達罩是否容易被偵測到外觀形貌。這些要素對復(fù)合材料的設(shè)計均提出了挑戰(zhàn)，而不是僅僅是課本上的理論知識的學(xué)習，最重要是結(jié)構(gòu)設(shè)計出的產(chǎn)品是否具有實用性、是否符合環(huán)境因素和人們的審美觀點。只有將科學(xué)與藝術(shù)的完美統(tǒng)一，因為藝術(shù)的閃光點才能讓嚴肅的科學(xué)變得趣味十足；因為科學(xué)的嚴謹性，讓經(jīng)典的藝術(shù)經(jīng)得住歷史的推敲和雕琢。 諸如此類的案例比比皆是。

2.2 鼓勵學(xué)生為中華崛起而讀書，為中華民族偉大復(fù)興而奮進

《戰(zhàn)狼2》全片旨在宣傳弘揚一種中華民族的偉大精神：犯我中華者，雖遠必誅。最喜歡的一句話是：那他媽是從前。正如拿破侖所言：之前的中國是一頭沉睡的獅子，一旦蘇醒，一切都充滿了可變性。如今獅子要發(fā)威了，任憑高山火海縱不能阻擋它前進的步伐。1911年14歲的周恩來在回答老師提問時說出“為中華之崛起而讀書”這一激勵中華兒女的勵志名言。中國的崛起、中華民族的偉大復(fù)興激勵著千萬人。如何才能突破重圍，走在世界的前列。其中航空、航天事業(yè)的銳意發(fā)展，加快了這一步伐。其中復(fù)合材料在宇宙飛船返回艙、火箭噴氣尾管等方面的廣泛應(yīng)用是本專業(yè)同學(xué)要了解的歷程。培養(yǎng)學(xué)生少年強則中國強的意識，發(fā)現(xiàn)學(xué)生熱愛學(xué)習、熱愛國家的情感流露。

3 培養(yǎng)學(xué)生求真務(wù)實、開拓進取的精神，理論與實踐相結(jié)合

3.1 復(fù)合材料失效原則的不確定性，見證理論發(fā)展歷程及其實踐運用

復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計以及其失效準則并不是一成不變得，其基本準則不變，但是其內(nèi)涵卻一直在發(fā)展。比如不同的失效準則可能會對特定的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)失效有用，而不是萬般皆統(tǒng)一，事物是發(fā)展變化地，我們只有追尋唯物主義辯證觀，用發(fā)展的眼光看問題、分析問題，方可理解為什么復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計需要不斷衍變、不斷嘗試才能不斷適應(yīng)社會發(fā)展需求。 “高山仰止，景行行止，雖不能至，然心向往之”、“上善若水，水善利萬物而不爭，處眾人之所惡”等古代詩句用以警示同學(xué)們要有高尚的品格、心胸豁達，容納各類思想、各類學(xué)術(shù)的融合、交錯，并學(xué)會在錯綜復(fù)雜的交集中抽絲剝繭找出適合的理論、發(fā)展理論，并進行運用。

3.2 對科學(xué)技術(shù)懷敬畏之心，求真務(wù)實

復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計基礎(chǔ)為一門理論課程，與之相匹配的有復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計實踐課程以及課內(nèi)實驗。這種做法本身就是一種理論與實踐相結(jié)合的案例。在實踐過程中讓學(xué)生體會到“失之毫厘，謬以千里”的君子慎始精神。泰坦尼克號的沉沒就是固定鋼釘所導(dǎo)致，看起來“九牛一毛”毫不起眼的事物成為決定成敗的關(guān)鍵因素。從結(jié)構(gòu)設(shè)計最基礎(chǔ)之始，就不得馬虎、存在忽悠心態(tài)，在工藝成型中做到前后一致、保質(zhì)保量完成工作。復(fù)合材料的鏈接之處，看似不重要，但確實關(guān)乎整個產(chǎn)品的是否統(tǒng)一作用的命脈，必須引起重視。通過此類小失誤造成大傷害的例子，讓學(xué)生理解科學(xué)之求真、求實的本質(zhì)精神。

4 培養(yǎng)學(xué)生精益求精的“工匠精神”，構(gòu)筑卓越工程師素養(yǎng)

4.1 感受C919大飛機研制者砥礪知行的“工匠精神”

我國首次研制并擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的大飛機成功首飛，是我國民航史上的一座里程碑，更是我國工匠精神的體現(xiàn)。寓意天長地久的C919從開始研制到成功首飛。研制人員共規(guī)劃了102項關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，很多先進材料首次在國產(chǎn)民機大規(guī)模應(yīng)用，數(shù)百萬零部件和機載系統(tǒng)研制流程高度并行，凡此種種，都是民航人耗費了無數(shù)個日日夜夜成功組裝起來的。也正是擁有著這樣一批巨匠，我國的“大飛機夢”才得以實現(xiàn)。《尚書》中有“惟精惟一，允執(zhí)厥中”，可見我國自古以來便有秉持精益求精、誠實保持中道的匠人精神?，F(xiàn)如今浮躁之風充斥著社會，投機取巧、能省則省的例子舉目可見，用行動、用作品詮釋了工匠精神的民航人是我們這個時代的楷模?！昂娇帐炙嚾恕焙p錢，在C919的樣機上打磨出“前無古人”的全新零件。憑著他對民航事業(yè)的熱愛和執(zhí)著，兢兢業(yè)業(yè)奮戰(zhàn)在民機制造的第一線，用行動詮釋了對品質(zhì)的極致追求。使學(xué)生感受“工匠精神”的必要性和時代意義。

4.2 “無規(guī)矩不成方圓 ”，提升學(xué)生的規(guī)范意識、標準意識

校企合作授課來自企業(yè)的工程師授課的案例分析給出成功案例和失敗案例，在這種對比中著重強調(diào)了正確的設(shè)計方案離不開標準、規(guī)范的約束力，一旦離開限制，創(chuàng)新就是毫無意義，沒有依據(jù)的創(chuàng)新成為空頭支票，最終無法真正實現(xiàn)。因此，在復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計中，我們首先要依據(jù)復(fù)合材料經(jīng)典層合板理論，在這樣的基礎(chǔ)上進行改進、完善、發(fā)展。另外，在復(fù)合材料失效計算中，均有一定的置信度、安全系數(shù)等，這些是前人的實踐經(jīng)驗，要繼承和發(fā)揚。在力學(xué)性能的檢測中，需要根據(jù)一定的國家、行業(yè)、企業(yè)標準進行測試，這樣具有現(xiàn)實比較意義，而不是為了獲得某一漂亮數(shù)據(jù)進行任意修改參數(shù)。這種約束力在學(xué)生今后工作中如影隨從，時刻提醒同學(xué)設(shè)計責任大于天，提升學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)。

5 結(jié)語

該課程建設(shè)涉及的內(nèi)容包括教材的選擇、教學(xué)大綱修訂、整編成冊的設(shè)計案例、考核體系建立等，建設(shè)內(nèi)容豐富；通過教學(xué)手段的多樣化，線上-線下混合教學(xué)方式提高學(xué)生課堂學(xué)習的積極性；與工程師的零距離交流，實現(xiàn)實踐促教學(xué)，使得課堂內(nèi)容更加豐富，促使學(xué)生掙脫“厭學(xué)”束縛；使用設(shè)計軟件并完成小組內(nèi)構(gòu)件設(shè)計；新的考核體系的建立，打破唯理論考試為大的局面，提高學(xué)生的平時學(xué)習的積極性，可以應(yīng)用于他本科專業(yè)的教學(xué)，實現(xiàn)課程對應(yīng)用型人才核心素養(yǎng)能力培養(yǎng)矩陣格局。