《材料力学》课程思政建设实践探索

宋秋红 袁军亭 张俊 王景丹

【摘要】在《材料力学》课程教学中，依据课程特点，结合工程实际，无缝融合思政教育内容。这样不但能对学生的思想进行正面浸润，构建高校专业教育中的全程育人、全方位育人的教育体系，而且还能减少专业知识讲授的枯燥无味，提高学生学习兴趣。本文对《材料力学》课程中的思政教育实践工作，进行了有益的探讨。

【关键词】思政教育 中国文明 材料力学 爱国主义教育 法律法规意识 环保意识

【基金项目】本文系上海海洋大学2018年校级课程思政工作室和重点建设课程项目“材料力学”（编号：A1-2042-18-0009-145）。

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2019）05-0064-02

材料力学是研究构件强度、刚度和稳定性计算的学科。这些计算是工程师设计既安全又经济构件的必要基础。《材料力学A》是上海海洋大学机械设计制造及其自动化专业（以下简称机制专业）的专业基础课程，属于力学课程群的课程。该课程前面衔接《理论力学》，后面接续《机械设计》，三门课程都是该专业的核心课程。由此看出，《材料力学》的重要性不言自明。

机制专业主要是培养社会需要的工程技术人员，一名工程技术人员必须遵纪守法、具有良好的职业道德和敬业精神，热爱本职工作，履行岗位职责。这些基本素质的培养，是大学专业教学的根本任务，在专业教学体系中应有所体现，并且要更有针对性。作为机制专业的教师，深知四年大学教育，对学生工程师素养养成的重要性，三尺讲台既是传授学术知识的地方，也是传播党的方针政策、弘扬爱国主义精神、宣传坚守职业道德爱岗敬业的阵地。中国工业目前正处在转型升级阶段，急需要有知识、有道德、有担当的工程技术人才。因此在《材料力学》这门课程教学上，针对课程特点，把握当代年轻人思想脉搏，注重在教学中融合思政教育，使他们树立正确的人生观、世界观。

一、中国历代的璀璨文明与材料力学课程相关内容很多，通过典型案例强化爱国主义教育，激励学生努力学习，是思政教育的首要任务

材料力学是人类社会发展的需要，工程技术的发展与材料力学息息相关 。因此，古往今来，材料力学课程当中，涉及中国几千年璀璨文明的内容不胜枚举。

1.拉压弹性变形——是谁首先提出弹性定律

在杆件拉压章节中，弹性定律是材料力学等固体力学一个非常重要的基础。一般认为它是由英国科学家胡克（1635-1703）首先提出来的，所以通常叫做胡克定律。其实，在胡克之前1500年，我国早就有了关于力和变形成正比关系的记载。胡克在后续发表的论文中特别做了说明，他在研究了比他早1500年的东汉经学家郑玄所著《考工记·弓人》 （127—200）中“每加物一石，则张一尺”后，总结出来的。

教学时间安排在20分钟范围。由于拉压杆的弹性变形计算公式，包含的参数量比较多，通过引进这段内容，使学生深刻理解各个参数量，便于记忆。

2.弯曲梁的强度刚度——选择梁的合理截面

北宋李诫于1100年著《营造法式》一书中指出：矩形木梁的合理高宽比 h/b=1.5。T.Young（英）于1807年著《自然哲学与机械技术讲义》一书中指出：

北宋李诫的合理高宽比1.5，正好居于后者强度最大与刚度最大之间，确实令人称奇。

此部分内容安排在15分钟内。这个案例，对于学生理解弯曲梁的强度、刚度非常有用，所以还要配合留好课下作业推导这个结果，加深学生对构件梁强度、刚度概念的理解。

3.应力状态分析一章中，石材适合于受压的特性

591～599年建筑的赵州桥（安济桥），见图1，不但外形设计独特，而且经历近1500年风雨变迁，仍然屹立完好。历代国内外专家学者纷至沓来，精心研究取经，无可争议地被誉为天下第一桥。赵州桥的设计，就是巧妙利用了石材适合受压的力学性能，使其三向应力均为受压状态，见图2。

联系到当代中国发展日新月异，“基建狂魔”称号耳熟能详，当代世界著名十座大桥，中国就占有7座，国家倡导的一带一路建设，更是把我国的基建强项推广到全世界。

这个案例对于理解比较复杂的三向应力状态，有很大帮助，安排讲授时间可以在15-20分钟内。

4.压杆稳定一章，关于压杆截面的合理设计

压杆稳定中阐述压杆的合理截面设计，最后推导出，压杆截面的Imin=Imax，压杆的截面是圆面积时，最为稳定，截面最为合理。

看看浙江保国寺大殿的立柱，当找不到所需要大直径的圆木时，采用拼柱的形式，见图3。一千多年前的压柱截面设计，现在看来，无不为之惊叹！

教学时间在10分钟，如时间允许可以介绍山西应县木塔，1056年建，“双筒体”结构，塔身平面为八角形，使得塔身本身稳定性很高，经历了1305年的八级地震，完好無损。

材料力学的这类案例还有很多，上面所描述只是华夏璀璨文明的沧海一粟，学生在不断的学习中，体会到中华文明源远流长。年轻学子可以去哈韩、哈日，但更要知道中华文化的博大精深。胡克非常推崇中国文化，他在1686年发表的《关于中国文字和语言的研究和推测》中提到中国文化：“目前我们还只是刚刚走到这个知识领域的边缘，然而一旦对它有了充分的认识，就将会在我们面前展现出一个迄今为止只被人们神话般地加以描述的知识王国”。

二、无规矩不成方圆，工科学生更要注重按标准设计的习惯养成，灌输全寿命设计理念注重环保意识

依据《华盛顿协议》，中国工程教育专业认证协会2015年3月颁布的工程教育认证标准中，关于工科学生毕业要求一项，其中第3条设计/开发解决方案；第6条工程与社会；第8条职业规范，分别提到法律、环境、职业道德和规范、责任。

机制专业的学生从学习制图课程开始，就要接触很多的国家标准（简称国标GB），在《材料力学》课程内容中，有非常多的设计准则、强度理论等等。这些国家标准、设计准则、强度、刚度条件等，是工程技术人员在设计制造过程中必须遵守的。就像国民要守法一样，工科学生所进行的工程设计等都必须要在国家标准的框架下，满足各种强度、刚度设计条件。这些准则、公式等，在后续《机械设计》等课程中，直接应用。

因此，《材料力学》课程的教师，在平时的作业批改上、在试卷的评分阅卷上等等，注重学生遵纪守法习惯的养成，使学生头脑中逐渐形成工科学生独有的、有法必依的工作准则。依准则计算、设计，遵纪守法——法治意识的教育与养成。

环境保护，人人有责。过去工业产品设计，首先考虑到的是市场，现在要求工程设计人员，必须有全寿命设计理念，重点强调的是产品在报废过程 ，对外界环境影响尽可能少、浪费尽可能少。庞大的工业产品数量对环境影响巨大，提高每个设计人员的环境保护意识，意义重大。教育我们的学生，产品设计时，在满足技术要求的同时，还要满足环保要求！这部分内容，现今应用的材料力学教材上都很少涉及，需要任课教师，在课堂上补充讲解。

三、《材料力学》课程思政教育目标

通过仔细研读《材料力学》课程大纲，在完成课程目标的基础上，明确思政教育目标，采用灵活有效的教学方式方法，确保达到目标。

1.《材料力学》的课程目标

在《理论力学》课程基础上，通过《材料力学》的课程学习，学生能够利用前面学习的基本理论和方法，在满足强度、刚度、稳定性的要求下，以最经济的代价，选择适宜的材料，为构件确定合理的形状和尺寸。为后续的《机械设计》等课程提供必备的理论基础和计算方法。

2.《材料力学》课程的思政教育目标

结合经典案例，激励我们学生汲取中华民族不懈努力的精髓，学习西方的先进技术，刻苦钻研，脚踏实地，勇于担当，开拓进取。

在教学中，结合用到的大量国标、准则、理论，强调这些标准、准则的严谨和威严。认真对待繁杂数据表中的每一个数字。这些都属于机械设计必须遵守的底线，强化守法意识，无规矩不成方圆。

注重向学生灌输现代设计理念，全寿命设计。我们可以根据学到的知识，解决复杂的工程实际问题，但在解决问题的同时，必须考虑产品报废后对环境的影响及无谓的浪费。习总书记所说，“绿水青山就是金山银山”，用直白的语言告诉我们，请关心爱护我们自己赖以生存的家园。像爱护自己的眼球一样，爱护我们生存的环境，这一点，是我们进行任何工程设计必须要考虑的重要因素！

四、《材料力学》课程思政教育的注意事项及相关教学安排

《材料力学》课程，属于内容多学时少的课程，不可能拿出整块、大段的时间专门讲解思政内容，必须采取灵活、分散的方法，把思政要素放在合适的课堂内容里、环节上；把每个思政知识点的内容无缝融合进所讲的材料力学课程知识中，基本要求是必须提前做好PPT，选择最具代表性图片或视频、精心组织文字，结合生动、通俗易懂的语言，把案例说清，把该讲的知识点讲明白。切忌，不合时宜、生拉硬套，这样有可能会起到相反作用。

在《材料力学》课程中，思政建设所作的尝试，只是上海海洋大学力学课程群的部分工作。该课程群的教师团队每个学期结束前都要开一次研讨会，本学期期末研讨会的主题就是专门研究力学课程如何融合思政教育的问题。力学本身是一门古老的、经典学科，它与人类社会的发展相伴久远，任何工程技术的发展都离不开力学，所以，大家都要注意平时收集思政案例的點点滴滴，交流共享。这种集体备课，统一教案的做法，使得在力学课程的思政建设上，更具有普遍性和广泛性。

在力学课程中开展思政教育，任重道远，需要大家共同努力，把这项工作不断坚持下去。

参考文献：

[1]王永岩等.材料力学课堂教学软件[Z].煤炭工业音像出版社出版. ISBN 7-980043-80-4/TB·01

[2]宋秋红，李庆军，沈洁. “汽车概论”课程融合思政内容教学研究实践[J].科教导刊（上旬刊），2018.02：125-128.

作者简介：

宋秋红（1962.-），男，副教授/机械系主任，研究方向为工程力学、动力工程。

袁军亭，女，副教授，研究方向为工程力学。

张俊，男，讲师，研究方向为流体力学。