“三全育人”背景下“材料力学”课程教学设计与改革*

叶 卉，汪中厚，钱 炜

（上海理工大学机械工程学院，上海 200093）

2017年2月27 日，中共中央、国务院印发了《关于加强和改进新形势下高校思想政治工作的意见》，提出了坚持全员全过程全方位育人（简称“三全育人”）的要求[1]。“三全育人”改革是加强改进新形势下高校思想政治工作，全面落实立德树人根本任务的战略举措[2]。

“材料力学”课程作为理工科专业学生直接面向工程设计和应用的专业基础课程，理论性较强，涉及知识面广[3-5]。在“三全育人”背景下，将思政教育内容以案例形式融入“材料力学”课程，并引导学生思考和分析案例中包含的力学问题，形成涉及课前、课中和课后各环节的“三步法”思政教学设计。同时，优化“材料力学”课程评价模式，并构建数字化思政案例库。在教学全过程中践行“三全育人”理念，构建高校专业基础课程的全程、全方位育人体系，不但提升了学生的思政素养，同时有利于培养理工科人才发现、分析、解决工程问题的能力。

1 “三步法”思政教学设计

目前，“材料力学”课程普遍存在的问题包括：教学过程过于注重公式推导和习题解答，但知识点与工程实际结合不够充分，使工程应用变成“纸上谈兵”；相关知识缺乏拓展和延伸，老师讲什么，学生就学什么，学生主动探索的精神需要进一步激发。因此，在“三全育人”背景下，提出包含课前导入、课中分析、课后延伸的“三步法”思政教学设计，将理工科专业基础课变成有情怀、有温度、有深度的课[6]。具体步骤如下。

1）在课程开始前，将与课程知识有关的中国古代经典建筑、传统诗词歌赋或保家卫国事迹等思政案例以故事或艺术鉴赏的形式向学生娓娓道来，结合小视频、动图等素材讲好中国故事，传播中国文化，弘扬中国精神，在课程开始前充分吸引学生的注意力，引起学生兴趣，进而对该案例所涉及的知识模块进行深入课堂教学。

2）在课堂教学中，除了传统教学所包含的公式说明和习题求解（公式应用）外，特别增加了案例解析，即用所讲授的知识来分析课前思政案例中所包含的力学问题，加深学生对思政精神和工程知识的理解。同时，在公式说明部分，改变以往大量公式推导的枯燥过程，依托计算机模拟技术获得构件变形动图和应力应变分布云图，让学生直观地了解构件的受力和变形特点，再进一步说明求解应力应变的逻辑思路和关键公式。公式推导的详细过程作为附录让学生课后自行学习，课堂上的宝贵时间主要用于知识点的内化和应用。

3）在每一知识模块讲完后，都安排相应的课后延伸与讨论。主题一般是因设计或施工缺陷引发事故的反面思政案例，要求学生以小组为单位，利用课外时间查阅资料、交流讨论，用力学知识分析事故发生的原因，并从中领悟工程技术人员的责任、担当和严谨细致作风的重要性。此部分案例来源于近期的热点新闻事件或国际上有重大影响力的历史事件，容易引起学生关注和共鸣，学生会带着兴趣去深入探索和挖掘。

通过“三步法”教学设计，将思政内容贯穿于“材料力学”教学全过程，做到思政精神与专业知识的融会贯通，引导学生领悟思政、延伸知识，实现时时处处育人。

2 “三步法”思政教学实践

“材料力学”作为研究构件强度、刚度和稳定性的学科，涉及拉压、扭转、弯曲变形及组合变形形式。因此，实际教学中将课程主要内容分为“拉伸与压缩”“剪切与挤压”“圆周扭转”“弯曲”和“压杆稳定”五大知识模块，每一模块的教学内容都融入相应的思政案例，如表1所示。

表1 各模块知识及相应“三步法”思政案例

以其中的“剪切和挤压”知识模块为例，说明“三步法”思政教学的具体实施过程。课程开始前，通过图片向学生讲述中华智慧和工匠精神的凝结——故宫恢弘建筑及历史，如图1所示，利用故宫模型的抗震测试小视频和故宫结构动图点明故宫建筑灵魂在于榫卯连接，同时在课上展示榫卯连接的孔明锁，如图2所示，将其作为教具让学生近距离体会榫卯的智慧与魅力。以榫卯连接为切入点引出课程知识模块——“剪切与挤压”，讲解包含榫接头、铆钉、螺栓、键等连接件的受力与变形特点、剪切（应）力与挤压（应）力计算以及剪切面与挤压面位置及尺寸，讲解相关习题，进而以简化的模型分析故宫建筑中涉及的榫接头剪切与挤压问题，与课前思政实例呼应。课后延伸讨论案例为“泰坦尼克号沉船事故与48颗铆钉的关系”，让学生查阅资料，从力学角度说明沉船悲剧发生的原因并思考如何能够避免该事故。

图1 故宫木构建筑群

图2 孔明锁展示

3 全面的课程评价模式

在“三步法”思政课程实践模式下，课程考核模式随之创新。除了包含出勤、课后作业和期末考试外，新的课程评价模式增加了以小组为单位的课程思政和工程能力考查。学生5～8人为一组，每组抽取表1中知识模块的一个课后思政案例进行讨论与交流，在下一次课上由该组学生代表用5 min～10 min对案例进行分析和讲解，考查小组学生对事故案例中思政含义和专业知识的理解深度，讲完后由其他组同学打分，各组平均分作为该小组的最后得分。通过学生自主案例解析，既完成了对上节课关键知识的复习，又实现了全员育人的思政浸润。

4 数字化思政案例库建设

2020年3 月，上海理工大学全面启用了基于“互联网+”技术的教学互动平台——超星课程门户，并基于该平台构建包含课堂案例和学生搜集案例的数字化思政案例库，方便学生反复学习、观看。一方面，教师将课前、课中及课后涉及的思政案例进行整理后，以视频结合课件或文档的形式传至互动平台；另一方面，教师定期在网络互动平台上发布搜集的思政案例素材，鼓励学生多留意身边点滴、关注实时热点新闻、在生活中寻找“材料力学”课程思政元素，然后教师从中遴选优秀案例传至互动平台，定期对案例库内素材进行补充和更新。最终，各知识模块都有充足的思政内容支撑，思政案例库在未来的教学中能够被借鉴使用并保持动态优化。

5 总结

“三全育人”背景下，将丰富的思政教育内容与材料力学专业知识无缝结合，寓教于乐，寓学于趣。教师认真挖掘中华文化元素，关注国内外工程技术发展，利用正面案例弘扬大国工匠精神，树立学生的文化自信；通过反面案例增强学生的社会责任感和使命感。通过课前引导、课中分析、课后延伸的“三步法”教学设计以及全面的课程评价模式与数字化思政案例库，将思政元素贯穿教育教学全过程，为中华民族崛起和腾飞培养德才兼备的优秀人才。