朱曉偉，李美云，陳俊旗，曹世豪，張 朋

（河南工業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院 河南 鄭州 450001）

2016 年12 月7 日習(xí)近平總書記在全國高校思想政治工作會議上就高校思想政治工作中一系列方向性、根本性問題做出了科學(xué)回答，是指導(dǎo)做好新時(shí)代高校思想政治工作的綱領(lǐng)性文獻(xiàn)。2020 年教育部印發(fā)了《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》，建議課程思政要結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)進(jìn)行分類建設(shè)，其中理工科專業(yè)在課堂教學(xué)時(shí)要著重將馬克思主義立場觀點(diǎn)與科學(xué)精神的培養(yǎng)相結(jié)合，提高學(xué)生認(rèn)識問題、分析問題和解決問題的能力。

材料力學(xué)是土木類、機(jī)械類等專業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)課，是研究物體力與變形的一門學(xué)科。通過課程學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維、力學(xué)問題建模、力學(xué)計(jì)算與實(shí)驗(yàn)操作及其工程應(yīng)用方面的能力。傳統(tǒng)的材料力學(xué)課程概念抽象、理論性強(qiáng)，學(xué)生普遍反映材料力學(xué)課程難學(xué)，概念公式多，理解難，不會用。與此同時(shí)，近幾年，材料力學(xué)課堂存在學(xué)時(shí)普遍精簡趨勢，加重了填鴨式、滿堂灌等現(xiàn)象，使得師生課堂角色混亂，忽視學(xué)生主體地位，學(xué)生只負(fù)責(zé)聽，不需要回答與思考。而現(xiàn)在的“00 后”大學(xué)生個(gè)性鮮明、思想獨(dú)立，不喜歡生硬的說教，因此如何引導(dǎo)他們獨(dú)立進(jìn)行深層次思考，如何激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新思維，以潤物無聲的方式將教書與育人結(jié)合起來，就成為擺在老師面前的一個(gè)難題。

河南工業(yè)大學(xué)工程力學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)曾獲評國家級教學(xué)團(tuán)隊(duì)，材料力學(xué)課程為國家級精品課程，近幾年利用材料力學(xué)課程思政改革契機(jī)，教學(xué)團(tuán)隊(duì)希望將課程思政元素與教學(xué)內(nèi)容相融合，通過增強(qiáng)課程的人文性、知識性，活躍課堂氛圍，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。但在實(shí)際教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)了相關(guān)思政元素素材過少，且陳舊；思政元素在課程設(shè)計(jì)中如何無縫嵌入等教學(xué)問題。教學(xué)團(tuán)隊(duì)對此現(xiàn)狀，結(jié)合教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出了一套材料力學(xué)思政元素挖掘方法和教學(xué)設(shè)計(jì)流程。

1 材料力學(xué)課程思政元素挖掘

依據(jù)《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》要求，教學(xué)團(tuán)隊(duì)著重在深度、溫度和廣度層面，從課程所涉專業(yè)、行業(yè)、國家、國際、文化、人物、歷史等角度，增加課程的知識性、人文性，提升引領(lǐng)性、時(shí)代性和開放性。

1.1 深度層面

力學(xué)起源于哲學(xué)，材料力學(xué)課程中深度層面的思政元素可以著重從方法論的角度去挖掘。如基于簡化力學(xué)模型的主次要矛盾論、基于截面法的整體與局部的思想、基于應(yīng)力應(yīng)變理論的宏觀微觀結(jié)合方法、在扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力和彎曲正應(yīng)力推導(dǎo)中體現(xiàn)的實(shí)踐—理論—實(shí)踐的認(rèn)知規(guī)律、在壓桿穩(wěn)定公式（歐拉公式）推導(dǎo)中體現(xiàn)的批判性思維等等。

此外，馬克思曾指出，科學(xué)僅當(dāng)它成功地利用數(shù)學(xué)時(shí)才達(dá)到完善的程度。而力學(xué)與數(shù)學(xué)的發(fā)展緊密不可分割。因此，材料力學(xué)課程中深度層面的思政元素也可以從力學(xué)與數(shù)學(xué)的聯(lián)系方面進(jìn)行挖掘。如材料力學(xué)中四個(gè)基本假設(shè)的根本目的是為了建立一個(gè)理想化的數(shù)學(xué)模型；平面圖形幾何性質(zhì)部分可以指出靜矩本質(zhì)是一階矩，其跟數(shù)學(xué)上的期望概念類似，而慣性矩本質(zhì)是二階矩，跟數(shù)學(xué)層面上的方差概念相似。再如復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)的三個(gè)主應(yīng)力在數(shù)學(xué)層面上本質(zhì)是這個(gè)應(yīng)力矩陣的特征值，等等。

1.2 溫度層面

材料力學(xué)溫度層面的思政元素可以從歷史、文化、人物、自然等角度挖掘。如在講解材料與中國古代建筑結(jié)構(gòu)時(shí)可以結(jié)合故宮、應(yīng)縣木塔、佛光寺、河北趙州橋等現(xiàn)存歷史建筑，充分說明我國古代工匠的建筑智慧與高超技藝。在胡克定律概念講解時(shí)可以穿插介紹東漢時(shí)期鄭玄在《考工記 弓人》中表達(dá)了力與變形之間的關(guān)系，這比胡克定律早了近1500 年。強(qiáng)度理論章節(jié)中可以講述俞茂宏教授提出的統(tǒng)一強(qiáng)度理論，破解了強(qiáng)度理論的世界性難題。通過這些中國歷史文化、中國人物故事可以增強(qiáng)學(xué)生的民族文化自信心。扭轉(zhuǎn)和彎曲章節(jié)都有涉及空心截面與實(shí)心截面的對比例題，在講解完相應(yīng)習(xí)題后，可以引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識到自然界中竹子、蘆葦、小麥均是空心桿的合理性，以及思考植物表皮韌性為什么比內(nèi)部要強(qiáng)，百米高的空心紅杉木為什么不會倒。使學(xué)生在感慨大自然神奇進(jìn)化的同時(shí)，也意識到要保護(hù)自然生態(tài)環(huán)境。

1.3 廣度層面

材料力學(xué)廣度層面的思政元素可以從工程案例、前沿科技等角度挖掘。講解扭轉(zhuǎn)時(shí)可以指出風(fēng)力發(fā)電機(jī)的傳動軸屬于扭轉(zhuǎn)構(gòu)件，從而引出我國已經(jīng)是世界最大的風(fēng)力發(fā)電國，為實(shí)現(xiàn)碳中和堅(jiān)定履行著大國責(zé)任。在彎曲變形部分介紹港珠澳大橋、江陰大橋等例子，指出中國在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)領(lǐng)域處于世界領(lǐng)先地位。而變截面梁概念中可以舉出飛機(jī)機(jī)翼的例子，從而引出我國的C919 型國產(chǎn)大飛機(jī)，這些都可以潛移默化地增強(qiáng)學(xué)生的民族自豪感。同時(shí)可以介紹一些工程事故，如魁北克大橋倒塌和工程師之戒的故事，在變形問題的講解中融入塔科馬海峽大橋的坍塌事故等等。以此來警醒學(xué)生作為未來工程師應(yīng)該具有的工程責(zé)任意識和職業(yè)精神，樹立正確的人生觀和價(jià)值觀。

此外，材料力學(xué)是一門既古老又年輕的科學(xué)，古老指的是理論體系基本完整，而年輕則指隨著新工藝、新材料的發(fā)展，材料力學(xué)也在不斷發(fā)展。如在軸向拉桿部分講解3D 打印微桁架結(jié)構(gòu)形成的超輕超硬材料，講解泊松比時(shí)介紹負(fù)泊松比的概念和案例，講解壓桿穩(wěn)定時(shí)介紹多孔材料在細(xì)觀尺度的支桿屈曲。大量類似的前沿科技實(shí)例，可以極大地引發(fā)學(xué)生對科研的興趣，培養(yǎng)他們的科學(xué)素養(yǎng)。

2 考慮課程思政的材料力學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)研究

在傳統(tǒng)的材料力學(xué)課程中，教師在設(shè)計(jì)教學(xué)時(shí)，往往依據(jù)教學(xué)目標(biāo)，將各類知識點(diǎn)劃分為重點(diǎn)、難點(diǎn)、易點(diǎn)等。通過合理的課堂講授、課堂互動、課下作業(yè)等形式，使得學(xué)生掌握重點(diǎn)、難點(diǎn)，了解易點(diǎn)。而教學(xué)任務(wù)完成質(zhì)量的高低則以學(xué)生對知識點(diǎn)的掌握程度進(jìn)行評判，其本質(zhì)是顯性教育。而從深度、廣度、溫度層面上挖掘出的材料力學(xué)課程思政元素則更多體現(xiàn)出了我國社會主義核心價(jià)值觀，更多強(qiáng)調(diào)的是育人，屬于隱性教育。

如何將材料力學(xué)課程思政元素?zé)o縫嵌入課堂教學(xué)之中，是課程思政改革的關(guān)鍵所在。一個(gè)好的教學(xué)設(shè)計(jì)必須將教學(xué)目標(biāo)與課程思政目標(biāo)有機(jī)結(jié)合起來，在實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的同時(shí)，達(dá)到課程思政目標(biāo)，這就要求任課教師精心設(shè)計(jì)每一個(gè)課堂環(huán)節(jié)。經(jīng)過近幾年的課程思政改革實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，教學(xué)團(tuán)隊(duì)形成了一整套課程教學(xué)設(shè)計(jì)方案，具體如圖1（p121）所示。其在不增加教學(xué)時(shí)長的前提下，課堂氛圍更加寬松活潑，教學(xué)效果得到了學(xué)生認(rèn)可，學(xué)生平均成績和及格率有進(jìn)一步提升，主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

圖1 材料力學(xué)課程思政建設(shè)流程

在教授重點(diǎn)、難點(diǎn)環(huán)節(jié)時(shí)，教學(xué)設(shè)計(jì)可著重穿插深度層面的思政元素。如在一些經(jīng)典理論公式的推導(dǎo)過程中，穿插分析其中涉及的方法論和背后的數(shù)學(xué)原理。此外，材料力學(xué)課程涉及的例題研究對象基本上都是已經(jīng)建好的力學(xué)模型，因此在例題解答之前，要讓學(xué)生明白其解題所用的力學(xué)模型在實(shí)際工程中代表什么，如何簡化得來的。讓學(xué)生認(rèn)識到處理問題時(shí)，應(yīng)該抓住主要矛盾。這樣的教學(xué)設(shè)計(jì)使學(xué)生在掌握重點(diǎn)、難點(diǎn)的同時(shí)，達(dá)到了培養(yǎng)學(xué)生方法論和邏輯思維的課程思政目標(biāo)。

在講述課程易點(diǎn)環(huán)節(jié)時(shí)，教學(xué)設(shè)計(jì)中可著重穿插溫度和廣度層面的思政元素。材料力學(xué)課程涉及的力學(xué)概念和工程應(yīng)用部分相對較為簡單，可以分別穿插介紹一些對應(yīng)的溫度和廣度層面的思政元素，在了解易點(diǎn)的同時(shí)潛移默化地培養(yǎng)學(xué)生的愛國主義、文化自信、科學(xué)素養(yǎng)和職業(yè)精神等課程思政目標(biāo)。

在教學(xué)設(shè)計(jì)過程中，教師應(yīng)該通盤考慮整個(gè)材料力學(xué)課程的授課進(jìn)度，以常規(guī)45 分鐘課程為例，可以設(shè)計(jì)穿插3―5 個(gè)思政元素點(diǎn)。思政元素點(diǎn)過多，容易影響教學(xué)進(jìn)度，過少則達(dá)不到課程思政育人的目的。同時(shí)適度的思政元素穿插可以調(diào)節(jié)課堂氛圍，調(diào)控授課節(jié)奏，從而調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

考慮思政元素的教學(xué)設(shè)計(jì)不是一蹴而就的，需要在不斷實(shí)踐—總結(jié)—再實(shí)踐的過程中完善。教學(xué)設(shè)計(jì)好不好，還是要基于學(xué)生實(shí)際的課堂反應(yīng)和課堂感受進(jìn)行反復(fù)評估與改進(jìn)。

3 總結(jié)

綜上所述，教學(xué)團(tuán)隊(duì)從深度、溫度、廣度層面上挖掘材料力學(xué)課程涉及的思政元素。增加了課程的知識性、人文性，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。而在課程教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)著重在重、難點(diǎn)環(huán)節(jié)融入深度層面的思政元素，在易點(diǎn)環(huán)節(jié)融入溫度、廣度層面的思政元素。實(shí)現(xiàn)了在潛移默化中將“教書”與“育人”統(tǒng)一結(jié)合，形成了協(xié)同效應(yīng)，并取得了較好的教學(xué)效果，受到了學(xué)生的一致好評。