《石油裝備失效分析》教學(xué)中的課程思政探討

董玉華

(中國石油大學(xué)(北京)新能源與材料學(xué)院，北京 102249)

2020年，教育部印發(fā)《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》，全面推進(jìn)高校課程思政建設(shè)。要求教師在授課過程中利用多種教學(xué)手段，有機(jī)融合相關(guān)思政要素，通過協(xié)同效應(yīng)將“立德樹人”作為教育的根本任務(wù)。

石油裝備失效分析是我校材料科學(xué)與工程專業(yè)的一門專業(yè)選修課，一直以來，該課程的教學(xué)和思政教育結(jié)合度不夠，教師在授課過程中的延伸，更多集中在相關(guān)專業(yè)知識的前沿發(fā)展、實(shí)際應(yīng)用以及和其他學(xué)科的交叉協(xié)作，涉及到思政教育方面的知識欠缺。高校是思政教育的前沿陣地之一，大力推行課程思政是提高學(xué)生綜合素質(zhì)的最佳途徑，教師在專業(yè)知識傳授和能力培養(yǎng)過程中，幫助學(xué)生確定人生目標(biāo)，通過以身作責(zé)的形式，感染學(xué)生、培育學(xué)生、充分地將思政教育的思想理念傳達(dá)給學(xué)生，讓學(xué)生在潛移默化的過程中，更好地學(xué)習(xí)和發(fā)展[1-2]。

另外，石油裝備失效分析的授課對象是大四的學(xué)生，授課時(shí)間是第七學(xué)期，此時(shí)學(xué)生面臨考研和工作的雙重壓力，課堂參與度不高，抬頭率低。為了調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，活躍課堂氛圍，迫切需要調(diào)整上課方式和改變教學(xué)手段，吸引學(xué)生的注意力，引導(dǎo)他們參與到課堂中來。

1 石油裝備失效分析課程思政的可行性

石油裝備失效分析是一門綜合性學(xué)科，涉及物理、化學(xué)、材料科學(xué)、材料力學(xué)、材料分析等多門基礎(chǔ)課程，與國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展緊密相聯(lián)，應(yīng)用廣泛，是材料科學(xué)在工程實(shí)踐上的重要應(yīng)用，能夠有效地解決實(shí)際工程問題，既可以揭示材料失效的模式和原因，澄清失效機(jī)理和規(guī)律，又可以給出針對性的預(yù)防和解決措施，對于促進(jìn)石油裝備用新材料開發(fā)和傳統(tǒng)材料的改進(jìn)以及提升安全可靠性有著重要的意義[3]。

該課程的教學(xué)內(nèi)容主要包括緒論、金屬構(gòu)件失效原因、金屬構(gòu)件常見失效形式及失效機(jī)理、石油工業(yè)中常用構(gòu)件的失效形式、非金屬材料的失效、案例分析等。在緒論部分，失效分析的概念、金屬構(gòu)件的失效形式及失效原因等理論性知識均可以通過若干的實(shí)際案例引出；失效分析的意義也可以舉一個(gè)失效引起的重大事故的案例使學(xué)生認(rèn)識到提高設(shè)備運(yùn)行和使用安全的意義，充分理解失效分析在實(shí)際工程應(yīng)用中的重要性。在介紹構(gòu)件失效原因、失效形式等章節(jié)內(nèi)容時(shí)，通過引入石油行業(yè)中典型的裝備失效案例，讓學(xué)生了解構(gòu)件的失效原因影響因素眾多，學(xué)會從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、選材、加工、使用和維護(hù)等不同角度去剖析，在失效分析的過程中要善于運(yùn)用整體觀念原則、立體性原則、兩分法原則、動(dòng)態(tài)性原則，辯證地看問題，有助于學(xué)生把理論知識和實(shí)踐相結(jié)合，將學(xué)生的知識技能轉(zhuǎn)變成其內(nèi)在德行和精神系統(tǒng)的有機(jī)構(gòu)成，對學(xué)生進(jìn)行三觀培養(yǎng)和價(jià)值取向的教育。在典型案例分析環(huán)節(jié)，主要圍繞國家發(fā)展戰(zhàn)略需求和國民經(jīng)濟(jì)重大工程建設(shè)的需要，精選典型案例作為教案，將民族責(zé)任感與使命感巧妙地融入其中，一方面使學(xué)生了解到材料失效分析這一學(xué)科對國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會穩(wěn)定起到的重要作用，另一方面又在潛移默化中培養(yǎng)了學(xué)生的社會責(zé)任感和使命感，使其將個(gè)人的成才和發(fā)展與國家的繁榮和進(jìn)步融為一體[4-6]。

2 石油裝備失效分析課程思政元素的挖掘

2.1 緒論中的思政元素

失效分析的概念、金屬構(gòu)件的失效形式可以通過若干的實(shí)際案例引出，如近期的特斯拉維權(quán)事件。在講述失效分析的意義時(shí)，通過引入石油裝備中一些關(guān)鍵零部件發(fā)生失效需要進(jìn)行維修更換時(shí)，由于從國外進(jìn)口而受制于人，存在的“卡脖子”問題等引發(fā)的一系列問題，讓學(xué)生意識到科技興國的重要性，使學(xué)生認(rèn)識到提高設(shè)備運(yùn)行和使用安全的意義，充分理解失效分析在實(shí)際工程應(yīng)用中的重要性。

講述失效分析的國內(nèi)現(xiàn)狀時(shí)，可以把我國從事失效分析工作的材料界知名學(xué)者如師昌緒院士、鐘群鵬院士、李鶴林院士、徐濱士院士等的相關(guān)事跡做一個(gè)簡單介紹，比如鐘群鵬院士的“斷指情緣”與他走向失效分析工作之路密不可分；徐濱士院士提倡的工程再制造技術(shù)不僅節(jié)約了成本，而且進(jìn)一步提高了設(shè)備的使用性能等。通過這些介紹，不僅讓學(xué)生了解和認(rèn)識材料專業(yè)的泰斗級人物，提升他們的榮譽(yù)感，也讓他們進(jìn)一步了解失效分析工作的重要性。

2.2 金屬構(gòu)件失效原因部分滲透的思政元素

該章節(jié)主要從鑄、鍛、焊、熱處理等不同加工方式，以及力學(xué)、環(huán)境、材料缺陷等因素出發(fā)，講述構(gòu)件的失效原因?；趯W(xué)生金工實(shí)習(xí)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)的經(jīng)歷，可以向?qū)W生介紹鑄造、熱處理車間各種加工工藝的發(fā)展歷程以及隨著科技進(jìn)步，新的加工方式和加工工藝所帶來的產(chǎn)品失效率的降低，從而降低了構(gòu)件的失效，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，讓學(xué)生明白科技生產(chǎn)力的重要性。同時(shí)，可以向?qū)W生介紹三星堆遺址挖掘發(fā)現(xiàn)的各種復(fù)雜的青銅器，采取了鑄造、焊接等加工方式以及切割、磨削、鏨鑿等機(jī)械加工方式，證明我們中華文明青銅器可能起源于4000多年前。講述應(yīng)力集中導(dǎo)致構(gòu)件失效時(shí)，告訴學(xué)生要學(xué)會辯證地看待事物。雖然零件變截面處存在應(yīng)力集中，容易產(chǎn)生微裂紋。但是在日常生活中也有很多利用應(yīng)力集中讓我們受益的現(xiàn)象，比如食品包裝袋的設(shè)計(jì)，為了便于撕開包裝袋，食品袋設(shè)計(jì)成鋸齒狀，或者保鮮袋的斷點(diǎn)設(shè)計(jì)等，都是利用了應(yīng)力集中的知識來實(shí)現(xiàn)的。從而讓學(xué)生明白大學(xué)四年學(xué)到的專業(yè)知識并不是沒有用武之地，如果使用得當(dāng)，可以處處開花。

2.3 金屬構(gòu)件常見失效形式及失效機(jī)理章節(jié)中的思政元素

該章主要講述了金屬構(gòu)件的變形失效、斷裂失效、表面損傷失效及其失效機(jī)理。可以引入泰坦尼克號沉船事件，講述脆性斷裂的危害性，輪船脆性斷裂的原因與輪船材質(zhì)有關(guān)，與低溫環(huán)境引起的韌脆轉(zhuǎn)變有關(guān)，將專業(yè)知識的講述和生活中實(shí)際的案例相結(jié)合，讓學(xué)生理解自己所學(xué)知識有什么重要意義，充分發(fā)揮其主觀能動(dòng)性和創(chuàng)造性進(jìn)行自發(fā)學(xué)習(xí)；從2012-2014年發(fā)生的大眾速騰懸架斷軸事故而提出的針對中國市場的打補(bǔ)丁措施，讓學(xué)生明白落后就要挨打，國富民強(qiáng)，科教興國的道理。從彗星號噴氣式客機(jī)疲勞斷裂、德國高鐵疲勞斷裂等案例入手，讓學(xué)生明白構(gòu)件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要性，了解構(gòu)件由于應(yīng)力集中可能造成疲勞斷裂，從而進(jìn)一步領(lǐng)會學(xué)以致用的必要性。

2.4 非金屬材料失效分析中的思政元素

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，非金屬材料構(gòu)件在工業(yè)中所占比例越來越多，這些構(gòu)件在服役過程中面臨的失效問題不可避免。例如在講授高分子材料的失效時(shí)，可以引入1986年美國“挑戰(zhàn)者”航天飛機(jī)發(fā)射73秒后空中爆炸解體，7名宇航員遇難。其失效原因是由于燃料箱對接用的O型密封橡膠圈不能適應(yīng)當(dāng)時(shí)攝氏溫度零度以下的環(huán)境，橡膠圈出現(xiàn)脆化，引發(fā)燃料泄漏著火。接著介紹我國2021年6月神舟12號載人飛船發(fā)射成功，10月16號神舟13號載人飛船發(fā)射成功，表明我國航空航天事業(yè)的飛速發(fā)展，引發(fā)學(xué)生的民族自豪感。

2.5 石油工業(yè)中常用構(gòu)件的失效形式涉及的思政元素

該章主要講述了石油行業(yè)上、中、下游涉及到的常見的石油裝備的失效形式、失效原因?？梢院涂蒲泄ぷ飨嘟Y(jié)合，列舉典型失效分析案例，從技術(shù)層面和經(jīng)濟(jì)效益層面，講述石油裝備失效所帶來的損失，以及進(jìn)行失效分析找到失效原因后能夠減小相同構(gòu)件再次發(fā)生失效的概率，提高設(shè)備運(yùn)行的安全性。讓學(xué)生了解到材料失效分析這一學(xué)科對國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會穩(wěn)定起到的重要作用，建立社會責(zé)任感與使命感。

3 結(jié) 語

課程思政的本質(zhì)是立德樹人，目的是在潛移默化的教學(xué)過程中引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的人生價(jià)值觀和世界觀。教師在授課過程中，將思政教育與石油裝備失效分析專業(yè)課程相融合，可形成協(xié)同發(fā)展的育人格局，并通過立德樹人的教育理念及方法，進(jìn)一步提升教師自身的思想品質(zhì)和思政素養(yǎng)，達(dá)到“共贏”的局面。