“材料力學(xué)”課程思政元素的探索與融合

鄧愛(ài)民 王向東 殷德順 曹茂森

[摘 要] 立德樹人是教書育人的根本，而課程思政是立德樹人的根本，在課程教學(xué)中推進(jìn)思想政治建設(shè)、落實(shí)立德樹人，構(gòu)建全方位育人格局是高校教師最為重要的本職工作。在“材料力學(xué)”課程教學(xué)中，充分利用課程內(nèi)容中辯證與統(tǒng)一的哲學(xué)思想，深入挖掘課程蘊(yùn)含的辯證唯物主義的哲學(xué)觀和方法論，將國(guó)家重大工程和力學(xué)發(fā)展史融入教學(xué)，穿插工程事故案例，樹立學(xué)生的職業(yè)精神，增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感和危機(jī)意識(shí)，激發(fā)學(xué)生的民族自豪感。通過(guò)課程教學(xué)融入思想政治元素的方式，培養(yǎng)新時(shí)代具有愛(ài)國(guó)情懷的高素質(zhì)人才。

[關(guān)鍵詞] 課程思政;辯證與統(tǒng)一;材料力學(xué);民族自豪感;職業(yè)精神

[基金項(xiàng)目] 2015年度江蘇高校品牌專業(yè)建設(shè)工程項(xiàng)目“工程力學(xué)”（PPZY2015A019）

[作者簡(jiǎn)介] 鄧愛(ài)民（1977—），男，湖南永州人，博士，河海大學(xué)力學(xué)與材料學(xué)院講師，主要從事基礎(chǔ)力學(xué)研究;王向東（1965—），女，山西聞喜人，博士，河海大學(xué)力學(xué)與材料學(xué)院教授，主要從事固體力學(xué)研究;殷德順（1972—），男，山東萊州人，博士，河海大學(xué)力學(xué)與材料學(xué)院教授，主要從事工程力學(xué)研究。

[中圖分類號(hào)] G641? ?[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A? ?[文章編號(hào)] 1674-9324（2021）50-0089-04? ? [收稿日期] 2021-09-07

一、引言

黨的十九大報(bào)告指出，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期努力，中國(guó)特色社會(huì)主義進(jìn)入了新時(shí)代，意味著近代以來(lái)久經(jīng)磨難的中華民族迎來(lái)了從站起來(lái)、富起來(lái)到強(qiáng)起來(lái)的偉大飛躍，迎來(lái)了實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的光明前景，報(bào)告再次指出了思想政治教育在新時(shí)代的定位[1]。思想政治工作實(shí)際上是一個(gè)釋疑解惑的過(guò)程，宏觀上是回答為誰(shuí)培養(yǎng)人、培養(yǎng)什么樣的人、怎樣培養(yǎng)人的問(wèn)題，微觀上是為學(xué)生解答人生應(yīng)該在哪用力、對(duì)誰(shuí)用情、如何用心、做什么樣的人的過(guò)程[2]。2020年5月，教育部印發(fā)的《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》提出，要緊緊抓住教師隊(duì)伍“主力軍”、課程建設(shè)“主戰(zhàn)場(chǎng)”、課堂教學(xué)“主渠道”，讓所有高校、所有教師、所有課程都承擔(dān)好育人責(zé)任，守好一段渠、種好責(zé)任田，使各類課程與思想政治理論課程同向同行，將顯性教育與隱性教育相統(tǒng)一，形成協(xié)同效應(yīng)[3]。在此背景下，如何在課程中推進(jìn)思想政治建設(shè)，落實(shí)立德樹人根本任務(wù)，構(gòu)建全方位育人格局成為教育工作者必須思考的重要問(wèn)題。“材料力學(xué)”是工科院校廣泛開設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)必修課程，是專業(yè)課程與基礎(chǔ)課程之間的橋梁，因此，如何在“材料力學(xué)”教學(xué)過(guò)程中既向?qū)W生講解理論知識(shí)，又恰當(dāng)?shù)匾胝n程思政內(nèi)容，是目前材料力學(xué)課程教學(xué)實(shí)踐中需要探討的問(wèn)題[4-10 ]。

二、“材料力學(xué)”中的研究方法體現(xiàn)了馬克思主義唯物辯證法的規(guī)律

“材料力學(xué)”課程強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐相結(jié)合，完美體現(xiàn)了辯證與統(tǒng)一的思想。材料力學(xué)是通過(guò)受力構(gòu)件的內(nèi)力、應(yīng)力和變形分析，結(jié)合理論和實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行桿件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性計(jì)算，以此為依據(jù)進(jìn)行構(gòu)件的設(shè)計(jì)。在工程中構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)，既要滿足構(gòu)件安全的要求，即滿足強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，又要降低工程成本，節(jié)約資金，降低材料消耗。為了保證工程的安全，滿足構(gòu)件強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性三大要求，就需要構(gòu)件材料足夠好、尺寸足夠大，但是若使用優(yōu)質(zhì)材料，或者加大構(gòu)件尺寸，必將增加工程成本，可見(jiàn)這兩者之間是矛盾的。材料力學(xué)在構(gòu)件的設(shè)計(jì)中，基于強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性條件，完美地破解了這一矛盾，同時(shí)，力學(xué)學(xué)科在解決新矛盾的過(guò)程中不斷向前發(fā)展。

在諸多矛盾中，起主導(dǎo)和決定作用的叫主要矛盾，處于從屬地位，起次要作用的為次要矛盾，處理問(wèn)題，就必須以解決主要矛盾為主。相對(duì)于理論力學(xué)的研究對(duì)象剛體而言，材料力學(xué)的研究對(duì)象是更貼近工程問(wèn)題實(shí)際情況的可變形固體。由于需要考慮構(gòu)件的變形，理論分析就變得更加復(fù)雜，這種情況下，材料力學(xué)基于工程實(shí)際，通過(guò)提出一些假設(shè)，如連續(xù)性假設(shè)、均勻性假設(shè)、各向同性假設(shè)、線彈性假設(shè)、小變形假設(shè)和平面假設(shè)等，忽略影響小的次要因素，減少分析計(jì)算難度，這個(gè)過(guò)程體現(xiàn)了主要矛盾與次要矛盾的辯證統(tǒng)一思想。

辯證唯物主義的方法論和哲學(xué)觀在材料力學(xué)內(nèi)容的研究方法上體現(xiàn)得淋漓盡致[ 11 ]。在分析基本變形桿件時(shí)，其強(qiáng)度條件是危險(xiǎn)點(diǎn)的工作應(yīng)力必須低于桿件材料的容許應(yīng)力，推導(dǎo)危險(xiǎn)點(diǎn)工作應(yīng)力公式時(shí)，綜合了力學(xué)的三大律，即幾何變形關(guān)系（協(xié)調(diào)律）、材料物理本構(gòu)關(guān)系（本構(gòu)律）和靜力學(xué)中力系的簡(jiǎn)化和平衡（平衡律），這是事物的特殊性反映。在分析組合變形桿件時(shí)，其強(qiáng)度條件是危險(xiǎn)點(diǎn)的相當(dāng)應(yīng)力必須低于桿件材料的容許應(yīng)力，根據(jù)桿件的變形表象與破壞具有本質(zhì)聯(lián)系，相當(dāng)應(yīng)力的計(jì)算采用強(qiáng)度理論分析，并將強(qiáng)度計(jì)算條件用統(tǒng)一形式表示。在工程實(shí)際問(wèn)題中，桿件變形多是復(fù)雜多變的，引入強(qiáng)度理論分析，反映了事物的普遍性。上述研究進(jìn)程，正是實(shí)踐到理論再到實(shí)踐這一普遍規(guī)律的反映，也體現(xiàn)了矛盾的特殊性與普遍性。在這個(gè)過(guò)程中，拋出哲學(xué)命題——“白馬非馬”，不僅課堂氣氛得到了活躍，學(xué)生思維得到了拓寬，學(xué)生對(duì)知識(shí)的探索熱情也得到了激發(fā)。

三、融入力學(xué)發(fā)展史和國(guó)家建設(shè)工程，增強(qiáng)學(xué)生危機(jī)意識(shí)和民族自豪感

“材料力學(xué)”是一門經(jīng)典的力學(xué)課程，隨著人類對(duì)自然規(guī)律認(rèn)知的不斷深入，是固體力學(xué)最早發(fā)展起來(lái)的一個(gè)分支，對(duì)其他分支學(xué)科的發(fā)展具有啟蒙和奠基的作用。在力學(xué)發(fā)展的長(zhǎng)河中，我國(guó)做出了很多貢獻(xiàn)，但是在材料力學(xué)教材中的經(jīng)典理論，都冠以國(guó)外學(xué)者的名字，如大家朗朗上口的圣維南、胡克、泊松、歐拉和托馬斯·楊等。這就需要我們一代又一代中國(guó)人在以后的學(xué)習(xí)中，更加發(fā)憤圖強(qiáng)，以爭(zhēng)取學(xué)術(shù)話語(yǔ)權(quán)。

當(dāng)然，我們國(guó)人一直在不斷努力，也取得輝煌成績(jī)[3]，特別是在我國(guó)古代，力學(xué)方面一直處于領(lǐng)先地位。杠桿平衡問(wèn)題和力的概念就是戰(zhàn)國(guó)時(shí)期我國(guó)墨翟和他的弟子提出的;東漢時(shí)期張衡研制出地動(dòng)儀;東漢鄭玄最早描述了彈性定律，在《考工記·馬人》中指出弓的彈力與弓的變形成正比，這個(gè)結(jié)論在1500多年后，英國(guó)科學(xué)家胡克才在論文中提出;趙州橋在隋代建成，現(xiàn)在仍為橋梁奇觀;矩形截面梁的合理截面在宋代工匠李誡的建筑學(xué)著作——《營(yíng)造法式》中開始研究，而這一成果比英國(guó)托馬斯·楊的著作《自然哲學(xué)與機(jī)械技術(shù)講義》早了700年。1949年之后，我國(guó)力學(xué)得到長(zhǎng)足發(fā)展，科技發(fā)展日新月異，南京長(zhǎng)江大橋于1968年竣工，這是我國(guó)第一座自行設(shè)計(jì)建造的跨江大橋，50年后，港珠澳大橋順利竣工通車，目前為止，這是“橋梁界的珠穆朗瑪峰”。

將力學(xué)發(fā)展史融入“材料力學(xué)”教學(xué)過(guò)程，不僅能夠加深學(xué)生對(duì)材料力學(xué)知識(shí)的理解，還能拓展學(xué)生的視野，無(wú)論在廣度（世界層面）還是深度（歷史層面）上，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)材料力學(xué)的興趣，促進(jìn)學(xué)生發(fā)揮主觀能動(dòng)性。將國(guó)家重大工程和我國(guó)在力學(xué)方面的成就融入教學(xué)活動(dòng)中，用大國(guó)工匠精神教育學(xué)生，增強(qiáng)他們的自信心和民族自豪感。

四、以工程事故為警鐘，樹立學(xué)生的職業(yè)精神和社會(huì)責(zé)任感

“材料力學(xué)”課程緊密結(jié)合工程實(shí)際，隨著時(shí)代發(fā)展，工程問(wèn)題也日趨復(fù)雜，促使材料力學(xué)不斷前進(jìn)。穩(wěn)定性問(wèn)題是材料力學(xué)的三大任務(wù)之一，但是一直以來(lái)沒(méi)有得到重視，這直接導(dǎo)致了1907年魁北克大橋的坍塌，事故中75人遇難，一萬(wàn)九千噸鋼材變?yōu)閺U鐵。橋梁坍塌的主要原因是橋梁的跨度過(guò)大，導(dǎo)致其中兩根受壓弦桿出現(xiàn)失穩(wěn)破壞。作為警示，加拿大七大工程院事后買下全部事故殘骸，并且打造成戒指，以畢業(yè)禮物的形式發(fā)給畢業(yè)生。2016年冬季，江西豐城電廠冷卻塔施工平臺(tái)坍塌，事故中74人遇難，同時(shí)導(dǎo)致上億元的直接經(jīng)濟(jì)損失。事故的直接原因是施工單位在冷卻塔第50節(jié)筒壁混凝土強(qiáng)度沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)要求，提前拆除了模板，導(dǎo)致筒壁混凝土底部最薄弱處發(fā)生強(qiáng)度破壞，最終出現(xiàn)平橋整體倒塌[7]。20世紀(jì)80年代，南京秦淮河某一橋梁，由于設(shè)計(jì)中遺漏水下地基土的揚(yáng)壓力，導(dǎo)致橋梁完建后，整體隆起、橋面開裂，無(wú)法通行，最后只能在橋的兩端L型橋臺(tái)處加設(shè)兩排橋樁，并鏟除部分橋面瀝青混凝土，以輕質(zhì)材料代之減輕橋梁自重，這不僅降低了橋梁的通行能力，還減小了橋下空間，導(dǎo)致橋下泥沙淤積嚴(yán)重，影響了河流航運(yùn)能力，事后，設(shè)計(jì)師因此入獄三年。泰坦尼克號(hào)豪華游輪號(hào)稱“永不沉沒(méi)”，卻在1912年春季的首航過(guò)程中撞上北大西洋海面冰山，沉入海底，造成一千五百余人遇難。事后為分析事故原因，打撈了船體殘骸，分析結(jié)果表明，造船時(shí)為了增加鋼的強(qiáng)度，添加了大量的硫化物，導(dǎo)致鋼材的脆性加大，首航時(shí)，環(huán)境溫度偏低，使鋼材韌性降低，脆性進(jìn)一步增大，鋼材出現(xiàn)脆性斷裂。

上述4個(gè)案例可以在講授壓桿穩(wěn)定、混凝土材料的力學(xué)性質(zhì)、梁的強(qiáng)度設(shè)計(jì)和強(qiáng)度理論這些知識(shí)點(diǎn)時(shí)分別穿插介紹。在教學(xué)中穿插這些案例，強(qiáng)調(diào)雖然應(yīng)力分析是保證結(jié)構(gòu)安全的重要一環(huán)，但是結(jié)構(gòu)的形式和材料的力學(xué)性能也同樣重要;同時(shí)，為了更好地指導(dǎo)工程實(shí)踐，科學(xué)也必須要不斷進(jìn)步。在實(shí)際工程中，這些案例不勝枚舉，因此，在“材料力學(xué)”教學(xué)過(guò)程中要根據(jù)學(xué)生情況，適當(dāng)穿插介紹這些案例，既能樹立學(xué)生的職業(yè)精神和社會(huì)責(zé)任感，又能活躍課堂氛圍。

五、結(jié)語(yǔ)

立德樹人是教書育人的根本，而課程思政又是立德樹人的根本。將思想政治元素合理融入課程教學(xué)，使學(xué)生在潤(rùn)物細(xì)無(wú)聲中啟迪思想，感受教學(xué)內(nèi)容的豐富多彩，提高學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。在新的歷史時(shí)期，我們需要培養(yǎng)具有廣博扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)、勇于拼搏和不怕吃苦的大國(guó)工匠精神，以及強(qiáng)烈責(zé)任感的大學(xué)生。在“材料力學(xué)”課程教學(xué)實(shí)踐中，教學(xué)內(nèi)容巧妙融入思想政治元素，對(duì)學(xué)生成長(zhǎng)成才、樹立正確的世界觀、價(jià)值觀和人生觀有很大幫助。教師要落實(shí)立德樹人根本任務(wù)，在教學(xué)中進(jìn)一步堅(jiān)定理想信念，實(shí)施課程思政，將我國(guó)的歷史成就和貢獻(xiàn)，以及當(dāng)前所面臨的國(guó)內(nèi)外環(huán)境在“材料力學(xué)”教學(xué)全過(guò)程中潤(rùn)物無(wú)聲地體現(xiàn)，讓學(xué)生增強(qiáng)文化自信的同時(shí)，也要深刻認(rèn)識(shí)到他們必須肩負(fù)的責(zé)任擔(dān)當(dāng)和歷史使命。教師也要明白，課程思政不同于思想政治理論課程，專業(yè)課程的課堂教學(xué)不能脫離該門課程的性質(zhì)和特點(diǎn)，不能一味強(qiáng)調(diào)思想政治，弱化、降低專業(yè)課程的深度與難度。專業(yè)課程教師要結(jié)合課程教學(xué)的具體內(nèi)容，深入挖掘教學(xué)內(nèi)容中的思想政治元素，思想政治理論課教師要發(fā)揮自己專業(yè)的思想政治知識(shí)和深厚的人文素養(yǎng)，只有二者相輔相成，才能實(shí)現(xiàn)立德樹人這一教書育人的根本目標(biāo)。

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