張建軍,徐 鵬,李海濤,關學鋒,曹詠弘,李 云,范志強,高玉波,蔡宣明,韓文梅
(中北大學 理學院,山西 太原 030051)
2016年,習近平總書記在全國高校思想政治工作會議上的重要講話指出,“其他各門課都要守好一段渠、種好責任田,使各類課程與思想政治理論課同向同行,形成協(xié)同效應”。
材料力學是理工科高校大部分工科專業(yè)的技術基礎課,具有覆蓋面廣、受眾學生群體大的特點。材料力學向前承接工科學生高等數(shù)學、概率論、線性代數(shù)、大學物理、工程制圖、理論力學等理論性較強的基礎課,向后接續(xù)各專業(yè)的專業(yè)課。在這一過程中,通過材料力學課程的學習,開始培養(yǎng)工科學生的工程科學思維和工程問題處理能力,是從低年級的基礎學習向高年級應用、科研學習的一個重要轉變階段;同時,材料力學課程一般在大學二年級的秋季學期或者春季學期開設,這一階段也是學生的學習狀態(tài)和生活狀態(tài)發(fā)生轉變的一個重要時間點。
在這樣的背景下,及時地把思政元素引入并有機融入材料力學課堂教學中,這對培養(yǎng)基礎扎實、專業(yè)技能強、有發(fā)展?jié)摿Χ揖哂姓_的世界觀、人生觀、價值觀和具有大格局、大奉獻精神的新時代青年具有重要的社會意義。
在從思政課程育人到一般課程中引入思政元素育人轉變的大背景下,合理、有效地挖掘和梳理材料力學課程中的思政元素,必須和“中國精神”結合起來。要實現(xiàn)中華民族的偉大復興,實現(xiàn)人口大國向世界強國的轉變,中國精神的軟助力必不可少,社會主義核心價值的精髓是“中國精神”,具體來說就是包含思維方式、價值取向、精神氣質、道德規(guī)范等特征的民族精神與具有中國智慧、中國氣概、中國現(xiàn)象、中國發(fā)展模式、中國特色改革創(chuàng)新的時代精神的統(tǒng)一。
深刻理解具有中國特色的社會主義核心價值觀的“中國特色”,非常有助于挖掘和梳理材料力學課程的相關思政元素,而且這些思政元素與中國精神的契合度高度統(tǒng)一。
筆者從事材料力學課程教學19年,在教學過程和日常思考中發(fā)現(xiàn)課程中有很多知識點與中國精神有密切的關系,以下就多年教學思考和教學感悟進行總結。
1.材料力學課程的最基本最重要的任務是在滿足強度、剛度、穩(wěn)定性的要求下,為設計既經濟又安全的構件提供相關的理論基礎和計算方法。這一知識點與習近平總書記提出的“堅持底線思維,增強憂患意識,提高防控能力,著力防范化解重大風險”的思政元素高度契合;結構的強度、剛度、穩(wěn)定性是結構安全工作的底線,而提供理論基礎和計算方法則是為保證結構安全,提高防控能力,防范化解重大風險的具體方法。
2.應力集中是材料力學中的基本概念,指含圓孔或切口的試樣在受到外荷載時,在局部區(qū)域造成應力急劇增加的現(xiàn)象。這一概念與黨的十九屆四中全會審議通過的《中共中央關于堅持和完善中國特色社會主義制度 推進國家治理體系和治理能力現(xiàn)代化若干重大問題的決定》中“堅持全國一盤棋,調動各方面積極性,集中力量辦大事的顯著優(yōu)勢”這一思政元素高度契合。
3.變形協(xié)調是求解簡單桁架系統(tǒng)的結點位移和超靜定結構內力的關鍵手段,“協(xié)調”二字是提取材料力學課程中思政元素的關鍵。習近平總書記曾把協(xié)調發(fā)展看作是建設中國特色社會主義的“制勝要訣”,充分說明協(xié)調發(fā)展在我國經濟社會建設和發(fā)展中的重要地位。同樣,協(xié)調變形條件的建立是解決復雜超靜定結構的“制勝關鍵”。
4.強度條件是材料力學課程中用來校驗結構強度,進行結構設計,確定許可外載荷的重要知識點。掌握該知識點的關鍵是結構的工作應力小于等于構成該結構試件的許可應力。從該知識點中挖掘思政元素應與當前我國經濟發(fā)展的現(xiàn)狀和實際情況相結合,習近平總書記指出,穩(wěn)中求進是我們經濟工作的方法論,也作為現(xiàn)階段治國理政的重要原則。穩(wěn)中求進這一思政元素和強度條件中要求結構安全工作時最大工作應力不超過許可應力的道理是一致的。
5.扭轉切應力、彎曲正應力是材料力學課程中的重點也是學生在學習時的難點,要掌握該知識點需要綜合變形關系、本構關系和靜力平衡關系,并且從這些關系中創(chuàng)造性地得出扭轉切應力和彎曲正應力的公式及其應用范圍。
6.材料力學中梁的內力圖的求解有兩種方法,一種是通過建立剪力方程和彎矩方程,然后依據(jù)方程來作圖,另外一種方法則是找到載荷集度、剪力和彎矩之間的微分和積分關系,利用這種關系來快速作圖。顯然如果只是考慮作圖而不進行彎曲變形求解的話,第二種方法的求解效率遠優(yōu)于第一種方法。在學生學習這兩種方法時,應指出應對復雜問題的處理時,要通過掌握更好的方法來提高自己的分析問題和解決問題的能力。
7.拉壓桿的超靜定問題的解的結果表明,在由不同剛度桿構成的超靜定桿系結構中,剛度越大的桿件分擔的內力越多,從該結論中容易聯(lián)想到作為當代大學生,能力越大責任越大。
8.扭轉變形時圓軸橫截面的切應力分布規(guī)律表明,在保持其他條件不變的情況下,切應力在橫截面上沿半徑呈線性分布,在圓心處為零,在橫截面的邊緣處最大。這一知識點可理解為在相同條件下,在邊遠落后地區(qū)更容易發(fā)揮個人最大才干,實現(xiàn)個人最大價值。
9.材料力學中梁有一種主從結構,即在基本結構上再構造結構,形成附屬結構;基本結構為主結構,附屬結構為從結構。這種結構的力學特點是,當從結構上作用外載荷時,主結構和從結構上都會產生內力和變形,但是當主結構上作用外載荷時,只有主結構有內力和變形,從結構則沒有內力和變形。這一知識點容易跟父母和子女的關系產生合理關聯(lián),并從中提取有效的思政元素。尊老愛幼是中華民族傳統(tǒng)美德,“愛幼”是主結構向從結構傳遞力和變形的過程,而尊老則是相反的過程。家是最小的國,國是千萬家,構建和諧友善的家庭鄰里關系,是建設和諧社會主義的基本要素。
材料力學是自然科學課程,在教學過程中要明確各種知識點,并要求學生要達成某種教學目標,是顯性教育。而從材料力學課程中挖掘、梳理的思政元素則是強調體現(xiàn)社會主義核心價值觀的規(guī)范培養(yǎng),是隱性教育,也是個人感悟過程。著名教育實踐家和教育理論家蘇霍姆林斯基曾經說過,教育意圖越隱蔽,越能被教育者所接受,也越能轉化成教育對象自己的內心需求。
把“課程思政元素”這一人文、社會規(guī)范有機融入材料力學這一自然科學課程中若干知識點的過程中,一定要避免刻板的說教,更不應該在課程教學中刻意強調思想政治教育,那樣不僅不能起到良好的“隱性”教育,反而違背了思想政治教育規(guī)律,使得學生在學習過程中出現(xiàn)抵觸情緒,同時也背離了自然科學課程的教學規(guī)律,結果適得其反。“教書”是顯性教育,“育人”是隱性教育,在將思政元素融入材料力學教學過程中應注意策略和技巧,讓課程思政元素以春風化雨、潤物無聲的方式,讓學生在一種自然和諧、潛移默化的狀態(tài)下完成思政教育和引導,最終實現(xiàn)“教書”和“育人”的統(tǒng)一結合,實現(xiàn)對學生的社會主義核心價值觀的塑造。