OBE理念下“材料力学”思政教学的研究

2022-03-17靳晓庆黄明娟

科教导刊·电子版 2022年11期

彭玲* 姚力靳晓庆黄明娟

（河北建筑工程学院数理系河北·张家口 075000）

0 引言

本文在“OBE”的理念下进行研究，OBE的含义是成果导向教育，它是Outcomes-based Education的英文缩写，这种教育理念主张反向设计教学过程，把最终的需求既当作起点又当作终点，这样就使教育目标与结果的一致性得到了极大的保障[1]。在二十世纪80年代，著名教育家Spady发表了《成果导向教学管理:以社会学的视角》文章中，这篇文章中第一次引出了“OBE”这一概念[2]。

为充分实现习近平主席“挖好一道渠，种好试验田”的倡导，拓展思政工作的外延，为思想政治做好“材料力学课程”这份答卷，本文结合“材料力学”的课程特征，重点探究如何在“材料力学”课程中进行思政教学元素的挖掘。课程思政可通过哲学思想、工程案例、情感共振等多种教学模式，实现德育双休的目的[3]。怎样加强专业基础课知识教育和育人培养的有机融合是一大难题。本文立足工科院校工程人才培育，在“材料力学”课程中摸索知识与思政元素的结合点，培育学生专业的工程素养及热爱专业的情怀，使学生成长为具有社会主义核心价值观的合格的工程人才。

1 课程性质与目标

1.1 课程性质

材料力学是高等学校专业必修的基础课程，又是一门与科学精神及职业素养培养相关的最基本最重要的课程。该课程密切联系工程实际，立足杆件的安全问题，围绕构件的强度、硬度及牢固性的验算，让学生掌握构件设计的基本方法，解决在构件设计中出现的安全与经济的矛盾，在交通、机械、土木建筑等诸多领域中培养具备较高素质工程技术人才。该课程知识既为后继课程的学习提供必要的理论基础，也可用其理论和方法解决相关的工程实际问题。

1.2 课程目标

“材料力学”的课程目标为明确杆件的强度、硬度和固定性的基本概念；掌握四种基本变形的特征及其相对应的内力、应力及变形的计算方法；能够熟练运用强度、刚度条件对构件进行相关计算；理解应力状态的基本概念及其分析方法；了解广义胡克定律的导出及应用；明确强度理论的概念及其建立过程，掌握四种基本强度理论及其运用条件；理解组合变形的基本概念，掌握几种基本组合变形时的计算方法；理解压杆失稳、临界荷载及临界应力等概念；掌握欧拉公式的适用范围，并能够进行压杆稳定计算的方法；初步学会材料力学性能的测定方法；培养学生爱国敬业、团队合作、自强不息、勇于担当、勇于创新的认识，树立求真、严谨、创新的科学精神，促进学生知识运用能力及人格素养的提升。

2 “材料力学”课程思政元素的挖掘

高等学校思政教育在意在引导学生坚定马克思主义哲学信仰、加强学生对现代化建设的信心、强化学生对政府和党的信任等方面，起着非常重要的作用。材料力学课程教学主要从哲学元素、工程元素及人物故事元素三方面来挖掘相关课程的思政元素。

2.1 哲学元素

整个材料力学的研究过程，是建立在实践的基础上，通过对工程实践的观察分析，利用假设、分析、推理工程问题表象与本质间的必然联系，最后得到相应的理论，然后再把得到的理论应用于工程实践，在实践中修正、完善构件设计验算的理论。这一过程和马克思主义哲学的认识论是统一的。

材料力学的研究对象是可变形固体，具有普遍性，研究方法适用在材料力学的特殊情况中，并推广应用到其更普遍的情况。如梁弯曲正应力的推导，整个过程就是在纯弯曲的情况下来推导，推导后的结果用到了横力弯曲中正应力的计算。这个推广应用的过程是辩证唯物主义认识论中认识事物具有普遍性和特殊性的又一次论证。

整个“材料力学”的学习过程中，就是运用强度、刚度以及稳定性计算的手段来解决构件设计时安全与经济的矛盾等问题。正如事物的发展是在矛盾的推动下进行的，材料力学的发展也是在解决工程实践矛盾中发展而来的。一切事物都包含矛盾，要引导学生体会、运用辩证唯物主义方法论中的矛盾分析法，并学会将这种方法应用到工程实践中去。

力学的进步发展植根于哲学思想的不断发展，整个力学的发展史就是哲学思想在科学领域中的具体化[5]。

2.2 工程案例元素

在“材料力学”课程教学过程中结合基础知识的讲解切入，将力学在工程实践中的应用穿插进入课程教学中，尤其是前沿的、重大工程事件中材料力学要素的介绍，这些素材的课程思政元素随着工程实际的不断发展，在“材料力学”的课程教学过程中不断积累丰富。

在讲授构件的截面设计时，可以引入机器人的手臂设计，引导学生掌握运用强度计算，在这整个讲述的过程中，向学生展示差之毫厘谬以千里的工匠精神，以及仅使用一个学科来分析是不够的，还必须合作，结合其他学科，综合实现机器人的使用功能。港珠澳大桥2009年动工建设、2018年主体验收、2020年开始货运通道正式启用，它是迄今规模最大的跨海工程，整个工程中的沉管海底隧道的规模居于世界首位。我国蓬勃发展的航空航天工程中，力学同样扮演着不可替代的作用，同时力学学科也在工程实际应用的驱动下不断发展。以工程案例为切入点，通过相关工程案例的分析，建立学生知识、能力与素养的综合学习框架，使学生明确所要掌握的知识、所要达到的能力及所要实现的素养，从而促进学生的学习热情的提高、增强其社会使命感和责任感的效果。

2.3 人物故事元素：胡克定律

在材料力学课程讲授的过程中，通过课堂教学让学生掌握应用科学知识的同时，更要发挥课程立德树人的作用。推动榜样的力量，在学生正确人生观、世界观及价值观的形成起着四两拨千斤的作用。古往今来的力学家以及大国工程中的杰出工程人员，都是课程教学过程中可以引入的人物故事元素。钱学森是我国著名科学家，他是两弹一星功勋奖章的得主，为祖国科技的发展做出了巨大的贡献，他当年在美国被软禁，突破重重阻力才得以回国，建设祖国的科技事业，他的研究促进中国航天科技事业跨越式的发展。再如曾任上海大学校长的钱伟长，他参与创建了北京大学力学系——中国第一个力学系和力学专业。他曾说过祖国的需要就是他的专业。在大国工程中，港珠澳大桥的建设突破了很多技术壁垒，林鸣主持建设的岛隧工程是完全由中国自主研发并建设的外海沉管隧道，这是中国的第一条，同时也是世界上最大规模的公路沉管隧道。他是大桥的灵魂人物，他带领团队攻克各种困难，解决了多个世界难题。这些著名的科学家、工程师，使我们学习的楷模、榜样，是坐标、是旗帜，引入与课程相关的人物故事，让学生看到奋斗的目标和参照，坚定为中国特色现代化奋斗的信心和决心。