“材料力学”课程思政元素的探索与融合

邓爱民 王向东 殷德顺 曹茂森

[摘 要] 立德树人是教书育人的根本，而课程思政是立德树人的根本，在课程教学中推进思想政治建设、落实立德树人，构建全方位育人格局是高校教师最为重要的本职工作。在“材料力学”课程教学中，充分利用课程内容中辩证与统一的哲学思想，深入挖掘课程蕴含的辩证唯物主义的哲学观和方法论，将国家重大工程和力学发展史融入教学，穿插工程事故案例，树立学生的职业精神，增强社会责任感和危机意识，激发学生的民族自豪感。通过课程教学融入思想政治元素的方式，培养新时代具有爱国情怀的高素质人才。

[关键词] 课程思政;辩证与统一;材料力学;民族自豪感;职业精神

[基金项目] 2015年度江苏高校品牌专业建设工程项目“工程力学”（PPZY2015A019）

[作者简介] 邓爱民（1977—），男，湖南永州人，博士，河海大学力学与材料学院讲师，主要从事基础力学研究;王向东（1965—），女，山西闻喜人，博士，河海大学力学与材料学院教授，主要从事固体力学研究;殷德顺（1972—），男，山东莱州人，博士，河海大学力学与材料学院教授，主要从事工程力学研究。

[中圖分类号] G641   [文献标识码] A   [文章编号] 1674-9324（2021）50-0089-04    [收稿日期] 2021-09-07

一、引言

党的十九大报告指出，经过长期努力，中国特色社会主义进入了新时代，意味着近代以来久经磨难的中华民族迎来了从站起来、富起来到强起来的伟大飞跃，迎来了实现中华民族伟大复兴的光明前景，报告再次指出了思想政治教育在新时代的定位[1]。思想政治工作实际上是一个释疑解惑的过程，宏观上是回答为谁培养人、培养什么样的人、怎样培养人的问题，微观上是为学生解答人生应该在哪用力、对谁用情、如何用心、做什么样的人的过程[2]。2020年5月，教育部印发的《高等学校课程思政建设指导纲要》提出，要紧紧抓住教师队伍“主力军”、课程建设“主战场”、课堂教学“主渠道”，让所有高校、所有教师、所有课程都承担好育人责任，守好一段渠、种好责任田，使各类课程与思想政治理论课程同向同行，将显性教育与隐性教育相统一，形成协同效应[3]。在此背景下，如何在课程中推进思想政治建设，落实立德树人根本任务，构建全方位育人格局成为教育工作者必须思考的重要问题。“材料力学”是工科院校广泛开设的专业基础必修课程，是专业课程与基础课程之间的桥梁，因此，如何在“材料力学”教学过程中既向学生讲解理论知识，又恰当地引入课程思政内容，是目前材料力学课程教学实践中需要探讨的问题[4-10 ]。

二、“材料力学”中的研究方法体现了马克思主义唯物辩证法的规律

“材料力学”课程强调理论与实践相结合，完美体现了辩证与统一的思想。材料力学是通过受力构件的内力、应力和变形分析，结合理论和实验，进行杆件的强度、刚度和稳定性计算，以此为依据进行构件的设计。在工程中构件设计时，既要满足构件安全的要求，即满足强度、刚度和稳定性，又要降低工程成本，节约资金，降低材料消耗。为了保证工程的安全，满足构件强度、刚度和稳定性三大要求，就需要构件材料足够好、尺寸足够大，但是若使用优质材料，或者加大构件尺寸，必将增加工程成本，可见这两者之间是矛盾的。材料力学在构件的设计中，基于强度、刚度和稳定性条件，完美地破解了这一矛盾，同时，力学学科在解决新矛盾的过程中不断向前发展。

在诸多矛盾中，起主导和决定作用的叫主要矛盾，处于从属地位，起次要作用的为次要矛盾，处理问题，就必须以解决主要矛盾为主。相对于理论力学的研究对象刚体而言，材料力学的研究对象是更贴近工程问题实际情况的可变形固体。由于需要考虑构件的变形，理论分析就变得更加复杂，这种情况下，材料力学基于工程实际，通过提出一些假设，如连续性假设、均匀性假设、各向同性假设、线弹性假设、小变形假设和平面假设等，忽略影响小的次要因素，减少分析计算难度，这个过程体现了主要矛盾与次要矛盾的辩证统一思想。

辩证唯物主义的方法论和哲学观在材料力学内容的研究方法上体现得淋漓尽致[ 11 ]。在分析基本变形杆件时，其强度条件是危险点的工作应力必须低于杆件材料的容许应力，推导危险点工作应力公式时，综合了力学的三大律，即几何变形关系（协调律）、材料物理本构关系（本构律）和静力学中力系的简化和平衡（平衡律），这是事物的特殊性反映。在分析组合变形杆件时，其强度条件是危险点的相当应力必须低于杆件材料的容许应力，根据杆件的变形表象与破坏具有本质联系，相当应力的计算采用强度理论分析，并将强度计算条件用统一形式表示。在工程实际问题中，杆件变形多是复杂多变的，引入强度理论分析，反映了事物的普遍性。上述研究进程，正是实践到理论再到实践这一普遍规律的反映，也体现了矛盾的特殊性与普遍性。在这个过程中，抛出哲学命题——“白马非马”，不仅课堂气氛得到了活跃，学生思维得到了拓宽，学生对知识的探索热情也得到了激发。

三、融入力学发展史和国家建设工程，增强学生危机意识和民族自豪感

“材料力学”是一门经典的力学课程，随着人类对自然规律认知的不断深入，是固体力学最早发展起来的一个分支，对其他分支学科的发展具有启蒙和奠基的作用。在力学发展的长河中，我国做出了很多贡献，但是在材料力学教材中的经典理论，都冠以国外学者的名字，如大家朗朗上口的圣维南、胡克、泊松、欧拉和托马斯·杨等。这就需要我们一代又一代中国人在以后的学习中，更加发愤图强，以争取学术话语权。

当然，我们国人一直在不断努力，也取得辉煌成绩[3]，特别是在我国古代，力学方面一直处于领先地位。杠杆平衡问题和力的概念就是战国时期我国墨翟和他的弟子提出的;东汉时期张衡研制出地动仪;东汉郑玄最早描述了弹性定律，在《考工记·马人》中指出弓的弹力与弓的变形成正比，这个结论在1500多年后，英国科学家胡克才在论文中提出;赵州桥在隋代建成，现在仍为桥梁奇观;矩形截面梁的合理截面在宋代工匠李诫的建筑学著作——《营造法式》中开始研究，而这一成果比英国托马斯·杨的著作《自然哲学与机械技术讲义》早了700年。1949年之后，我国力学得到长足发展，科技发展日新月异，南京长江大桥于1968年竣工，这是我国第一座自行设计建造的跨江大桥，50年后，港珠澳大桥顺利竣工通车，目前为止，这是“桥梁界的珠穆朗玛峰”。

将力学发展史融入“材料力学”教学过程，不仅能够加深学生对材料力学知识的理解，还能拓展学生的视野，无论在广度（世界层面）还是深度（历史层面）上，激发了学生学习材料力学的兴趣，促进学生发挥主观能动性。将国家重大工程和我国在力学方面的成就融入教学活动中，用大国工匠精神教育学生，增强他们的自信心和民族自豪感。

四、以工程事故为警钟，树立学生的职业精神和社会责任感

“材料力学”课程紧密结合工程实际，随着时代发展，工程问题也日趋复杂，促使材料力学不断前进。稳定性问题是材料力学的三大任务之一，但是一直以来没有得到重视，这直接导致了1907年魁北克大桥的坍塌，事故中75人遇难，一万九千吨钢材变为废铁。桥梁坍塌的主要原因是桥梁的跨度过大，导致其中两根受压弦杆出现失稳破坏。作为警示，加拿大七大工程院事后买下全部事故残骸，并且打造成戒指，以毕业礼物的形式发给毕业生。2016年冬季，江西丰城电厂冷却塔施工平台坍塌，事故中74人遇难，同时导致上亿元的直接经济损失。事故的直接原因是施工單位在冷却塔第50节筒壁混凝土强度没有达到设计要求，提前拆除了模板，导致筒壁混凝土底部最薄弱处发生强度破坏，最终出现平桥整体倒塌[7]。20世纪80年代，南京秦淮河某一桥梁，由于设计中遗漏水下地基土的扬压力，导致桥梁完建后，整体隆起、桥面开裂，无法通行，最后只能在桥的两端L型桥台处加设两排桥桩，并铲除部分桥面沥青混凝土，以轻质材料代之减轻桥梁自重，这不仅降低了桥梁的通行能力，还减小了桥下空间，导致桥下泥沙淤积严重，影响了河流航运能力，事后，设计师因此入狱三年。泰坦尼克号豪华游轮号称“永不沉没”，却在1912年春季的首航过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难。事后为分析事故原因，打捞了船体残骸，分析结果表明，造船时为了增加钢的强度，添加了大量的硫化物，导致钢材的脆性加大，首航时，环境温度偏低，使钢材韧性降低，脆性进一步增大，钢材出现脆性断裂。

上述4个案例可以在讲授压杆稳定、混凝土材料的力学性质、梁的强度设计和强度理论这些知识点时分别穿插介绍。在教学中穿插这些案例，强调虽然应力分析是保证结构安全的重要一环，但是结构的形式和材料的力学性能也同样重要;同时，为了更好地指导工程实践，科学也必须要不断进步。在实际工程中，这些案例不胜枚举，因此，在“材料力学”教学过程中要根据学生情况，适当穿插介绍这些案例，既能树立学生的职业精神和社会责任感，又能活跃课堂氛围。

五、结语

立德树人是教书育人的根本，而课程思政又是立德树人的根本。将思想政治元素合理融入课程教学，使学生在润物细无声中启迪思想，感受教学内容的丰富多彩，提高学习的主动性。在新的历史时期，我们需要培养具有广博扎实的专业知识、勇于拼搏和不怕吃苦的大国工匠精神，以及强烈责任感的大学生。在“材料力学”课程教学实践中，教学内容巧妙融入思想政治元素，对学生成长成才、树立正确的世界观、价值观和人生观有很大帮助。教师要落实立德树人根本任务，在教学中进一步坚定理想信念，实施课程思政，将我国的历史成就和贡献，以及当前所面临的国内外环境在“材料力学”教学全过程中润物无声地体现，让学生增强文化自信的同时，也要深刻认识到他们必须肩负的责任担当和历史使命。教师也要明白，课程思政不同于思想政治理论课程，专业课程的课堂教学不能脱离该门课程的性质和特点，不能一味强调思想政治，弱化、降低专业课程的深度与难度。专业课程教师要结合课程教学的具体内容，深入挖掘教学内容中的思想政治元素，思想政治理论课教师要发挥自己专业的思想政治知识和深厚的人文素养，只有二者相辅相成，才能实现立德树人这一教书育人的根本目标。

参考文献

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[2]习近平.把思想政治工作贯穿教育教学全过程开创我国高等教育事业发展新局面[EB/OL].（2016-12-08）[2021-08-20].http：//www.moe.gov.cn/jyb_xwfb/s6052/moe_838/201612/t20161208_291306.html.

[3]教育部关于印发《高等学校课程思政建设指导纲要》的通知[EB/OL].（2020-06-01）[2021-08-20].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7056/202006/t20200603_462437.html.

[4]盛红.新时代高校思想政治教育话语权的建构[J].河海大学学报（哲学社会科学版），2020，22（6）：15-21+109-110.

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[9]李娜，张乃芳，王璋琦.“点线面”结合构建“材料力学”课程思政体系[J].教育教学论坛，2020（48）：81-83.

[10]曹惠.《材料力学》思政元素的挖掘融合与实践探索[J].科技视界，2020（30）：10-12.

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