新工科背景下《材料力學(xué)性能》課程思政的探索*

趙漢卿，邸可新，胡 明，高 晶

(佳木斯大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，黑龍江 佳木斯 154007)

2016年，習(xí)近平總書記在全國(guó)高校思想政治工作會(huì)議上的重要講話指出，“高等教育要堅(jiān)持把立德樹人作為中心環(huán)節(jié)，把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過(guò)程，實(shí)現(xiàn)全員育人、全程育人、全方位育人；其他各門課都要守好一段渠、種好責(zé)任田，使各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協(xié)同效應(yīng)。

2017年2月以來(lái)，教育部組織高校進(jìn)行深入研討，先后形成“復(fù)旦共識(shí)”、“天大行動(dòng)”和“北京指南”，開啟了高校工科教育的新篇章。新工科的內(nèi)涵是：以立德樹人為引領(lǐng)，以應(yīng)對(duì)變化、塑造未來(lái)為建設(shè)理念，以繼承與創(chuàng)新、交叉與融合、協(xié)調(diào)與共享為主要途徑，培養(yǎng)未來(lái)多元化、創(chuàng)新型卓越工程人才。

在這樣的背景下，高校必須牢固樹立以立德樹人為本的教育理念，努力構(gòu)建全部課程和教師都承擔(dān)起思政教育的“大思政”格局。工科專業(yè)課程作為工科人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)，如何科學(xué)合理地將思政元素有機(jī)融入到專業(yè)課程中，對(duì)于培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展的社會(huì)主義建設(shè)者和接班人有著非常重要的意義。

1 課程介紹

《材料力學(xué)性能》是材料類專業(yè)一門必修的專業(yè)基礎(chǔ)課，主要講授材料在外加載荷和環(huán)境因素聯(lián)合作用下表現(xiàn)出變形、損傷與斷裂的行為規(guī)律和物理本質(zhì)以及評(píng)定方法，是各類材料在實(shí)際應(yīng)用中必須涉及的共性問(wèn)題[1]。該課程既承接了《材料科學(xué)基礎(chǔ)》、《工程力學(xué)》等前序課程的相關(guān)內(nèi)容，也是《失效分析》等后續(xù)課程的基礎(chǔ)，是一門理論性和實(shí)踐性非常強(qiáng)的課程。

通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握材料各種力學(xué)性能指標(biāo)的工程物理意義及應(yīng)用，掌握各種內(nèi)在因素和外部條件對(duì)材料力學(xué)性能指標(biāo)的影響和變化規(guī)律，為正確選材和合理使用材料提供依據(jù)，為研制新材料、改進(jìn)和開發(fā)冷熱加工新工藝，充分發(fā)揮材料力學(xué)性能的潛力指明方向，可直接用于指導(dǎo)生產(chǎn)和解決材料工程中的復(fù)雜問(wèn)題。

通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，可以引導(dǎo)學(xué)生深刻理解所學(xué)專業(yè)的重要意義，產(chǎn)生專業(yè)認(rèn)同感，激發(fā)學(xué)生的專業(yè)使命感和責(zé)任感；同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的工作態(tài)度和工程規(guī)范意識(shí)，增強(qiáng)學(xué)生運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力；樹立創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生不斷自我完善和終身學(xué)習(xí)的人生理念；弘揚(yáng)愛(ài)國(guó)主義精神，引領(lǐng)學(xué)生樹立正確的世界觀、人生觀和價(jià)值觀，堅(jiān)定理想信念。

2 課程思政元素的挖掘

2.1 弘揚(yáng)愛(ài)國(guó)主義精神，增強(qiáng)學(xué)生的專業(yè)認(rèn)同感和使命感

弘揚(yáng)愛(ài)國(guó)主義精神是課程思政的一個(gè)重要方面，可以在課程中找到大量的切入點(diǎn)?！缎聲r(shí)代愛(ài)國(guó)主義教育實(shí)施綱要》指出，中華民族偉大復(fù)興正處于關(guān)鍵時(shí)期，新時(shí)代加強(qiáng)愛(ài)國(guó)主義教育，對(duì)于振奮民族精神、凝聚全民族力量，決勝全面建成小康社會(huì)，奪取新時(shí)代中國(guó)特色社會(huì)主義偉大勝利，實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的中國(guó)夢(mèng)，具有重大而深遠(yuǎn)的意義。材料力學(xué)性能課程緒論中，以“上天有神州，下海有蛟龍，入地有盾構(gòu)”為導(dǎo)語(yǔ)，以“筑夢(mèng)太空”、“創(chuàng)新中國(guó)”、“大國(guó)重器”和“超級(jí)裝備”等系列記錄片為載體，展示中國(guó)裝備制造業(yè)的創(chuàng)新成就，激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的民族自豪感和愛(ài)國(guó)主義精神。

材料是裝備制造業(yè)發(fā)展的有力推手，一大批新材料的研發(fā)和應(yīng)用有力的推動(dòng)了我國(guó)裝備制造業(yè)的發(fā)展。如第三代高性能鋁鋰合金在國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)C919的大面積運(yùn)用，大尺寸航母甲板用鋼在山東艦的成功應(yīng)用。通過(guò)這樣實(shí)際的應(yīng)用案例，提高學(xué)生的專業(yè)自豪感和認(rèn)同感。同時(shí)還要學(xué)生認(rèn)識(shí)到現(xiàn)階段我們與材料強(qiáng)國(guó)還存在一定差距，面對(duì)技術(shù)封鎖，材料人要勇于承擔(dān)起自己的使命，為祖國(guó)材料事業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

當(dāng)講到材料屈服現(xiàn)象和強(qiáng)度時(shí)，可以將材料的屈服現(xiàn)象和人的屈服行為進(jìn)行比較，引發(fā)學(xué)生對(duì)人的屈服展開深層次的思考。對(duì)于材料而言，較高的屈服強(qiáng)度是結(jié)構(gòu)材料的不懈追求；對(duì)于人而言，高的屈服強(qiáng)度是令人欽佩的可貴品質(zhì)。面對(duì)國(guó)家和民族大義，無(wú)論是前仆后繼的抗日英雄還是逆風(fēng)而行的抗疫英雄，都展現(xiàn)出了不屈服的愛(ài)國(guó)情懷。通過(guò)榜樣的力量感染和激發(fā)學(xué)生的愛(ài)國(guó)主義精神。

2.2 注重理論聯(lián)系實(shí)際，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的工作態(tài)度和工程規(guī)范意識(shí)

理論聯(lián)系實(shí)際要求教學(xué)過(guò)程必須堅(jiān)持理論與實(shí)際的統(tǒng)一，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，使學(xué)生掌握的理論知識(shí)能夠運(yùn)用到實(shí)踐中去。例如，在講授材料理論斷裂強(qiáng)度和實(shí)際斷裂強(qiáng)度存在較大差異時(shí)，可以聯(lián)系光滑試樣和缺口試樣拉伸試驗(yàn)，加深學(xué)生的理解。在講授材料的低溫脆性時(shí)，列舉20世紀(jì)30年代比利時(shí)Albert運(yùn)河上多座橋梁發(fā)生低溫脆性斷裂，二戰(zhàn)期間美國(guó)多艘艦船在低溫下發(fā)生破壞斷裂事故等工程實(shí)例，讓學(xué)生了解環(huán)境因素對(duì)材料性能產(chǎn)生的影響；在講應(yīng)力腐蝕開裂時(shí)，列舉美國(guó)北極星導(dǎo)彈固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的殼體，以及大量的橋梁和艦船的低應(yīng)力斷裂等事故，學(xué)術(shù)界針對(duì)這些事故進(jìn)行了失效分析，迅速發(fā)展了斷裂力學(xué)，幾乎同時(shí)還發(fā)展了高強(qiáng)度鋼的應(yīng)力腐蝕開裂、氫脆延遲斷裂等一系列新學(xué)科，這些新學(xué)科理論反過(guò)來(lái)又可以用來(lái)指導(dǎo)實(shí)踐活動(dòng)，用這樣的良性循環(huán)過(guò)程，提升學(xué)生對(duì)理論聯(lián)系實(shí)際的重視程度。

充分利用日常生活中的事例及啟發(fā)式的教學(xué)方法引發(fā)學(xué)生的好奇與疑問(wèn)，激發(fā)學(xué)生將理論應(yīng)用于實(shí)踐的興趣。如在講到循環(huán)韌性時(shí)，機(jī)床床身要求減振，需要用循環(huán)韌性大的材料鑄鐵來(lái)制備，而樂(lè)器要產(chǎn)生共振，則需要用循環(huán)韌性小的材料來(lái)制作；在講授材料的疲勞損傷時(shí)，將人體疲勞的特點(diǎn)與材料的疲勞特性相對(duì)比等等[2]。這樣把理論同實(shí)踐聯(lián)系起來(lái)，有助于學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解、內(nèi)化、提高及應(yīng)用。

“欲知平直，則必準(zhǔn)繩；欲知方圓，則必規(guī)矩?！睂?shí)驗(yàn)是《材料力學(xué)性能》的重要組成部分，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引入測(cè)試方法的相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。如金屬材料拉伸試驗(yàn)第1部分：室溫試驗(yàn)方法(GB/T 228.1-2010)、金屬材料布氏硬度試驗(yàn)第1部分:試驗(yàn)方法(GB/T 231.1-2018)金屬材料夏比擺錘沖擊試驗(yàn)方法(GB/T229-2020)等。通過(guò)這些標(biāo)準(zhǔn)的引入，引導(dǎo)學(xué)生閱讀國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)、實(shí)施相關(guān)實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生經(jīng)常會(huì)忽略試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)效性，選取了一些已經(jīng)廢止的標(biāo)準(zhǔn)，教師一定要及時(shí)進(jìn)行糾正。通過(guò)這樣的鍛煉，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的工作態(tài)度和工程規(guī)范意識(shí)。

2.3 提高創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生不斷自我完善和終身學(xué)習(xí)的理念

國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，世界多極化、經(jīng)濟(jì)全球化、文化多樣化、社會(huì)信息化深入發(fā)展。新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)革命蓄勢(shì)待發(fā)，學(xué)科交叉融合加速，新興學(xué)科不斷涌現(xiàn)，顛覆性技術(shù)層出不窮，催生產(chǎn)業(yè)重大變革和新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展，創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)成為許多國(guó)家謀求競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的核心戰(zhàn)略[3]。培養(yǎng)創(chuàng)新工程人才成為在激烈的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中贏得主動(dòng)的重要戰(zhàn)略選擇，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)是新工科教育的重要內(nèi)涵。

培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，要求緊密結(jié)合學(xué)科前沿的發(fā)展情況。教師在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)結(jié)合自身的科研工作，有針對(duì)性的收集與學(xué)科領(lǐng)域相關(guān)的前沿科技素材，如形狀記憶合金的偽彈性、納米材料的力學(xué)性能、利用原子力顯微鏡制成的納米硬度計(jì)、探尋材料“結(jié)構(gòu)—性能”本源關(guān)系的原位測(cè)試技術(shù)等內(nèi)容，這樣可以提高學(xué)生主動(dòng)探索相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)[4]。

《材料力學(xué)性能》是一門理論和實(shí)驗(yàn)結(jié)合十分緊密的課程。教師應(yīng)該提高對(duì)實(shí)驗(yàn)的重視程度，精心設(shè)計(jì)好每一個(gè)實(shí)驗(yàn)。在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，應(yīng)盡量減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)占比，增加設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)比例；在學(xué)時(shí)有限的情況下，可以考慮設(shè)計(jì)開放和選修實(shí)驗(yàn)，這樣可以增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力，引發(fā)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行更深層次的思考，提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。

不斷進(jìn)行自我完善和終身學(xué)習(xí)不僅是延續(xù)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)，更是推動(dòng)創(chuàng)新的不竭動(dòng)力。論語(yǔ)有“吾日三省吾身”，“見賢思齊焉，見不賢而內(nèi)自省也?！苯處熢诮虒W(xué)過(guò)程中應(yīng)該將自我完善和終身學(xué)習(xí)作為重要思政元素。如教師講到斷裂時(shí)，提到缺陷往往會(huì)成為斷裂裂紋最初萌生的位置，為了減少材料的斷裂破壞，需要采取一定的工藝手段和方法消除材料的缺陷，同樣個(gè)人自身的一些缺點(diǎn)和認(rèn)知限制往往會(huì)成為導(dǎo)致失敗的原因，俗話說(shuō)，金無(wú)足赤，人無(wú)完人，有缺點(diǎn)并不可怕，關(guān)鍵是能否不斷的進(jìn)行自我完善，不斷的修正人生和努力的方向；事物總是是在發(fā)展變化，尤其是信息化時(shí)代的到來(lái)，事物發(fā)展日新月異，即使是一些現(xiàn)階段領(lǐng)先的技術(shù)和認(rèn)知，也會(huì)隨著社會(huì)的發(fā)展不斷被刷新和更替，唯有樹立終身學(xué)習(xí)的意識(shí)，才能緊跟社會(huì)的發(fā)展，不被社會(huì)所淘汰。

在講到金屬材料在其它載荷下的力學(xué)性能時(shí)，介紹機(jī)械零件在復(fù)雜載荷和環(huán)境作用下，要求材料具有良好的綜合性能，進(jìn)一步引申到人的發(fā)展也要求全面。特別是隨著科學(xué)技術(shù)的跨越式發(fā)展，各學(xué)科交叉融合，迫切需要復(fù)合型人才，這就要求我們青年學(xué)生要不斷擴(kuò)展自身的知識(shí)和技能儲(chǔ)備量，不斷的進(jìn)行自我完善和樹立終身學(xué)習(xí)的意識(shí)，才能應(yīng)對(duì)社會(huì)發(fā)展的需要。

2.4 樹立百折不撓的進(jìn)取精神，培養(yǎng)學(xué)生健康的生活方式和積極向上的心態(tài)

習(xí)近平總書記在同各界優(yōu)秀青年代表座談時(shí)的講話中提出，廣大青年要堅(jiān)定理想信念、要練就過(guò)硬本領(lǐng)、要矢志艱苦奮斗，旨在歷練寵辱不驚的心理素質(zhì)，堅(jiān)定百折不撓的進(jìn)取意志，保持樂(lè)觀向上的精神狀態(tài)，善于變挫折為動(dòng)力，用從挫折中吸取的教訓(xùn)啟迪人生，使人生獲得升華和超越。

在講彈性變形時(shí)，從金屬材料的彈性變形過(guò)程入手，引申出人的身體亦如材料，超過(guò)材料的彈性極限，材料會(huì)產(chǎn)生不可恢復(fù)的變形；同樣長(zhǎng)時(shí)間超負(fù)荷的工作和學(xué)習(xí)也會(huì)超過(guò)人身體的承受極限，產(chǎn)生不可修復(fù)的病變，嚴(yán)重影響個(gè)人的工作效率和生活質(zhì)量。毛主席曾說(shuō)過(guò)“團(tuán)結(jié)、緊張、嚴(yán)肅、活潑”和成語(yǔ)“張弛有度”，都是告訴我們?cè)趯W(xué)習(xí)和工作中，既要專注認(rèn)真，又要適當(dāng)休息。適當(dāng)?shù)男菹⑹怯兄诟玫膶W(xué)習(xí)和工作，所以青年學(xué)生應(yīng)該培養(yǎng)健康的生活方式。

講到塑性變形時(shí)會(huì)提到應(yīng)變硬化現(xiàn)象，它的出現(xiàn)表明金屬材料有一種阻止繼續(xù)塑性變形的能力。對(duì)于材料而言，應(yīng)變硬化能力強(qiáng)的材料能夠抵抗外加載荷作用，保證材料安全服役；事物的發(fā)展是前進(jìn)性和曲折性的統(tǒng)一，對(duì)于人而言也是如此，人生中總會(huì)遇到這樣或那樣的挫折和困難，所以青年學(xué)生應(yīng)該不斷提高自身抵抗挫折和困難的勇氣和能力。通過(guò)這樣的對(duì)比，樹立學(xué)生百折不撓的進(jìn)取精神，培養(yǎng)學(xué)生健康的生活方式和積極向上的心態(tài)，勇挑民族復(fù)興的時(shí)代重任。

3 材料力學(xué)性能課程思政元素的融入

專業(yè)課程思政是課程思政系統(tǒng)中最為關(guān)鍵和最難解決的部分[5]?！恫牧狭W(xué)性能》教學(xué)過(guò)程中，如何將挖掘出的課程思政元素以“潤(rùn)物細(xì)無(wú)聲”的方式融入到教學(xué)實(shí)踐中，成為了實(shí)現(xiàn)課程思政育人功能的關(guān)鍵問(wèn)題。

教師作為課程思政的施教主體，提升教師思政育人的意識(shí)、能力和技巧是實(shí)現(xiàn)課程思政育人作用的關(guān)鍵[6]。教師要改變過(guò)去注重知識(shí)與技能培養(yǎng)，忽視思政價(jià)值引領(lǐng)的思想，真正從思想層面上提高對(duì)課程思政的認(rèn)識(shí)，主動(dòng)推動(dòng)材料力學(xué)性能課程思政建設(shè)，切實(shí)把思想價(jià)值引領(lǐng)融入到課程教學(xué)全過(guò)程。教師要不斷提高自身的人文社科素養(yǎng)，提高思政育人的能力和水平。這就要求教師要有針對(duì)性學(xué)習(xí)馬克思列寧主義、毛澤東思想、中國(guó)特色社會(huì)主義理論體系、黨的思想路線方針和政策等內(nèi)容，廣泛涉獵歷史、經(jīng)濟(jì)、文化、社會(huì)、生態(tài)、軍事等各領(lǐng)域和各學(xué)科知識(shí)，緊跟時(shí)代節(jié)拍，只有這樣才能為課程思政發(fā)揮育人效果打下良好的基礎(chǔ)，才能使教師在融入思政元素的過(guò)程中厚積薄發(fā)，迎刃有余。

“教書”是顯性教育，“育人”是隱性教育，教師要不斷探索課程思政元素融入材料力學(xué)性能教學(xué)過(guò)程的策略和技巧。教師要善于尋找思政素材的新鮮視角，特別是追蹤青年學(xué)生感興趣的的社會(huì)熱點(diǎn)和時(shí)事政治問(wèn)題，將這些問(wèn)題作為隱性教育有機(jī)融入到顯性教育的良好載體，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)和思考的興趣。教師通過(guò)恰當(dāng)和策略和技巧，可以讓學(xué)生在一種自然和諧、潛移默化的狀態(tài)下完成思政教育和引領(lǐng)，以春風(fēng)化雨、潤(rùn)物無(wú)聲的方式實(shí)現(xiàn)“教書”和“育人”的完美融合[7]。

4 結(jié) 語(yǔ)

新工科建設(shè)是主動(dòng)應(yīng)對(duì)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革，服務(wù)國(guó)家戰(zhàn)略、滿足產(chǎn)業(yè)需求和面向未來(lái)發(fā)展的重要舉措，新工科是我國(guó)工科教育事業(yè)發(fā)展的必經(jīng)之路。立德樹人是教育的根本任務(wù)和中心環(huán)節(jié)，新工科建設(shè)應(yīng)當(dāng)把思政教育擺在重要位置，在教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中真正做到專業(yè)知識(shí)與思政育人相結(jié)合，發(fā)揮好《材料力學(xué)性能》等專業(yè)課程與思想政治課程的協(xié)同育人合力，把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過(guò)程，實(shí)現(xiàn)全員育人、全過(guò)程育人、全方位育人，培養(yǎng)又紅又專、德才兼?zhèn)洹⑷姘l(fā)展的中國(guó)特色社會(huì)主義合格建設(shè)者和接班人。