楊振國(guó)　龔嶷　徐珂

摘 要：為適應(yīng)教育部提出的高校課程思政建設(shè)要求，落實(shí)立德樹人根本任務(wù)，本文基于復(fù)旦大學(xué)材料科學(xué)系本科生專業(yè)選修課“材料失效分析”多年授課經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)課程思政建設(shè)中普遍存在的“兩張皮”問題展開深入討論以求破解之道。創(chuàng)新地歸納出“四有四求”的思政理念和基于“三大教育”的思政元素，即以有人、有料、有情、有果的“四有”教學(xué)案例為載體，以求真、求新、求深、求用的“四求”教學(xué)理念為目標(biāo)，以科學(xué)精神教育、工程倫理教育、實(shí)踐能力教育的“三大教育”為思政元素。經(jīng)多年實(shí)踐，課程取得了預(yù)期的育人成效，達(dá)到了課程思政集價(jià)值塑造、知識(shí)傳授、能力培養(yǎng)三位一體的育人目標(biāo)，希望對(duì)高校理工科專業(yè)開展課程思政建設(shè)具有借鑒意義和參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：立德樹人;課程思政;材料失效分析;科學(xué)精神;工程倫理;實(shí)踐育人

一、課程思政建設(shè)的背景和現(xiàn)狀

教書育人是教師的基本職責(zé)，也是應(yīng)盡的義務(wù)。黨中央歷來十分重視高等院校的人才培養(yǎng)和教育，在新時(shí)代又提出了全新的要求。

2016年12月，習(xí)近平總書記在全國(guó)高校思想政治工作會(huì)議上指出，高校思想政治工作關(guān)系高校培養(yǎng)什么樣的人、如何培養(yǎng)人以及為誰培養(yǎng)人這個(gè)根本問題。2017年10月，他在黨的十九大報(bào)告中又再次強(qiáng)調(diào)，要全面貫徹黨的教育方針，落實(shí)立德樹人根本任務(wù)，發(fā)展素質(zhì)教育，推進(jìn)教育公平，培養(yǎng)德智體美全面發(fā)展的社會(huì)主義建設(shè)者和接班人。一個(gè)“根本問題”、一個(gè)“根本任務(wù)”，總書記用兩個(gè)“根本”歸納了中國(guó)特色社會(huì)主義高校立德樹人的辦學(xué)初心和為黨育人、為國(guó)育才的辦學(xué)使命。

國(guó)與國(guó)之間的競(jìng)爭(zhēng)歸根結(jié)底是教育和人才的競(jìng)爭(zhēng)。當(dāng)今世界正經(jīng)歷百年未有之大變局，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革方興未艾，故孕育符合當(dāng)下時(shí)代需求的高素質(zhì)人才顯然是對(duì)“培養(yǎng)人”這一根本問題的最佳詮釋，也可視為高校人才培養(yǎng)的最終目標(biāo)。對(duì)于綜合性高校的理工科專業(yè)而言，則是要面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)、面向國(guó)家重大需求、面向人民生命健康，培養(yǎng)科學(xué)基礎(chǔ)厚、工程能力強(qiáng)、綜合素質(zhì)高的“新工科”人才[1]。簡(jiǎn)而言之，就是要加強(qiáng)學(xué)生專業(yè)知識(shí)、技術(shù)能力和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。然而，目前采用的方法主要是專業(yè)課這一傳統(tǒng)形式。

司馬光在《資治通鑒》里所述“才勝德謂之小人”，這是指有才無德是危險(xiǎn)的，只有“才德全盡謂之圣人”。可見僅有專業(yè)知識(shí)是不夠的，還要加強(qiáng)思想政治教育，以幫助學(xué)生塑造正確的世界觀、人生觀和價(jià)值觀。所以高校在瞄準(zhǔn)人才培養(yǎng)“終點(diǎn)線”的同時(shí)，更要抓牢思想政治工作的生命線[2]，即立德樹人。通常情況下，這項(xiàng)工作由各高校的馬克思主義學(xué)院等負(fù)責(zé)思想政治教育的院系以思政課的形式實(shí)現(xiàn)。但思政課教師一般不懂理工科專業(yè)知識(shí)，而理工科專業(yè)教師又不擅長(zhǎng)思政教育，于是長(zhǎng)久以來一直存在著思政課和專業(yè)課相互割裂的問題[3]。

為解決上述問題，2014年起上海市在教育部指導(dǎo)下，在國(guó)內(nèi)率先開展了課程思政的試點(diǎn)工作，復(fù)旦大學(xué)也成為首批建設(shè)高校。目的就是要促使知識(shí)傳授與價(jià)值觀教育同頻共振[4]，在詮釋好培養(yǎng)人的根本問題的同時(shí)，也要落實(shí)好立德樹人根本任務(wù)。隨著課程思政建設(shè)的持續(xù)深入和在其他省市的不斷推廣，教育部在2020年5月正式印發(fā)了《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》（簡(jiǎn)稱《綱要》）[5]，進(jìn)一步闡明了“課程思政建設(shè)是落實(shí)立德樹人根本任務(wù)的戰(zhàn)略舉措”，明確了“必須將價(jià)值塑造、知識(shí)傳授和能力培養(yǎng)三者融為一體、不可割裂”，也就是“要寓價(jià)值觀引導(dǎo)于知識(shí)傳授和能力培養(yǎng)之中”，并提出了“要緊緊抓住教師隊(duì)伍‘主力軍’、課程建設(shè)‘主戰(zhàn)場(chǎng)’、課堂教學(xué)‘主渠道’”，從而“解決好專業(yè)教育和思政教育‘兩張皮’問題”。

所謂“兩張皮”問題，用材料科學(xué)與工程專業(yè)術(shù)語來說，就是專業(yè)教育和思政教育這“兩張皮”因界面結(jié)合差而無法起到協(xié)同增效的作用，也就是上文提到的思政課和專業(yè)課的相互割裂問題。雖然近幾年對(duì)課程思政開展了大量的宣傳、培訓(xùn)和實(shí)踐，然而“兩張皮”問題目前仍是困擾理工科專業(yè)課教師開展課程思政建設(shè)最大的“攔路虎”。通常為了完成課程思政建設(shè)任務(wù)，要么生搬硬套自己一知半解的政治理論，要么不斷重復(fù)學(xué)生從小就耳熟能詳?shù)臍v史人物，讓原本就枯燥復(fù)雜的專業(yè)知識(shí)更加晦澀難懂和興味索然，導(dǎo)致學(xué)生提不起學(xué)習(xí)的興趣。由此不但無法起到價(jià)值引領(lǐng)作用，實(shí)現(xiàn)“1+1>2”的目標(biāo)，反而使正常的知識(shí)傳授和能力培養(yǎng)也受到影響，產(chǎn)生“1+1<1”的副作用，違背了課程思政建設(shè)的初衷。

為此，本文將基于復(fù)旦大學(xué)材料科學(xué)系開設(shè)的“材料失效分析”本科生專業(yè)選修課及其課程思政建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)目前我國(guó)高校在開展課程思政建設(shè)時(shí)普遍存在的“兩張皮”問題，提煉并歸納出一套獨(dú)具特色的破解之道——以有人、有料、有情、有果的“四有”教學(xué)案例為載體，以求真、求新、求深、求用的“四求”教學(xué)理念為目標(biāo)，以科學(xué)精神教育、工程倫理教育、實(shí)踐能力教育的“三大教育”為思政元素，通過精心挑選和設(shè)計(jì)案例，使思政教育和專業(yè)教育實(shí)現(xiàn)“界面相容、協(xié)同增效”的效果。本文旨在拋磚引玉，幫助我國(guó)高校理工科專業(yè)更好更快地適應(yīng)課程思政建設(shè)的要求，進(jìn)而為培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展的社會(huì)主義建設(shè)者和接班人做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

二、“材料失效分析”課程思政建設(shè)的內(nèi)涵

眾所周知，失效事故遍及各行各業(yè)，經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡巨大，典型案例包括英國(guó)“泰坦尼克號(hào)”郵輪與冰山相撞后不到3小時(shí)就沉沒于北大西洋的特大海事事故、美國(guó)“挑戰(zhàn)者號(hào)”航天飛機(jī)因O形橡膠密封圈泄漏導(dǎo)致升空爆炸的特大航天事故等。這些特大事故與社會(huì)安全、公共安全密切相關(guān)，故失效問題一直受到各國(guó)政府的廣泛關(guān)注和技術(shù)人員的深入研究。當(dāng)今國(guó)際學(xué)術(shù)界存在共識(shí)，失效引起的經(jīng)濟(jì)損失每年占各國(guó)GDP的2%～4%。我國(guó)近兩年的GDP分別是98.7萬億元（2019年）和101.6萬億元（2020年），若以4%估算，這兩年由各種失效引起的損失達(dá)到3.9萬億元和4.1萬億元，均超過了上海市2020年全年的GDP（3.8萬億元），經(jīng)濟(jì)損失巨大。因此失效分析意義重大，不僅被賦予重要的社會(huì)責(zé)任，而且能產(chǎn)生很大的經(jīng)濟(jì)效益。

材料失效分析是以材料為載體，通過綜合分析找到產(chǎn)品失效的根本原因，并提出有效措施以防止同類事故的重復(fù)發(fā)生。它的主要作用有四項(xiàng)：（1）查明事故的根本原因，確定事故的主要責(zé)任;（2）防止同類事故重復(fù)發(fā)生，保障人員財(cái)產(chǎn)安全;（3）吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，提高人員素質(zhì)和管理水平;（4）促進(jìn)材料的技術(shù)進(jìn)步，從理論上指明方向。因此，材料失效分析的目的是明確失效模式、失效形式、失效缺陷、失效機(jī)理與失效原因的相互關(guān)系及其解決對(duì)策，具體內(nèi)容包括明確失效模式、辨認(rèn)失效形式、確定失效缺陷、鑒別失效機(jī)理、判定失效原因、提出解決方案六個(gè)方面。其中，失效模式屬于宏觀尺度范疇，指構(gòu)件失效后的外觀形貌，即可觀察且可測(cè)量的失效宏觀特征，比如脆性斷裂、疲勞開裂、接觸磨損、超載變形等;失效形式屬于細(xì)觀尺度范疇，指構(gòu)件失效后保留的具體形態(tài)特征，比如以齒輪失效為例，包括齒根左側(cè)裂開、齒輪節(jié)圓凹陷、齒輪表面磨損、齒輪頂部脫落等;失效缺陷則涉及多種尺度，指引起構(gòu)件局部開裂或損傷的初始缺陷或原始缺陷，比如夾雜物、大氣孔、表面劃痕、腐蝕坑等;失效機(jī)理屬于微觀尺度范疇，指構(gòu)件失效所經(jīng)歷的物理與化學(xué)的變化過程，即失效的微觀機(jī)制，比如腐蝕失效模式下的電偶腐蝕、縫隙腐蝕、點(diǎn)腐蝕、晶間腐蝕等;失效原因指導(dǎo)致構(gòu)件失效的根本原因，比如超載、疲勞載荷、電化學(xué)腐蝕、沖刷磨損等;解決對(duì)策指提出具體的解決方案以防止同類失效事故的重復(fù)發(fā)生，不僅解決方案要簡(jiǎn)單，而且實(shí)施后結(jié)果要有效。材料失效分析既是一門綜合性學(xué)科，涉及材料、機(jī)械、物理、化學(xué)、腐蝕等多種學(xué)科，又是一項(xiàng)系統(tǒng)性工程，涵蓋設(shè)計(jì)、選材、制造、安裝、檢驗(yàn)等多個(gè)方面，所以對(duì)開展失效分析工作的從業(yè)人員也提出了極高的要求。一方面要技術(shù)水平高超，分析時(shí)不僅能夠宏微觀相結(jié)合，綜合運(yùn)用各種知識(shí)，而且整個(gè)過程系統(tǒng)、完整、嚴(yán)謹(jǐn)，提出的解決對(duì)策快速、正確、有效。另一方面更要道德品質(zhì)高尚，既能夠秉持品德高于技術(shù)的理念，做到客觀公正、實(shí)事求是、敢于擔(dān)當(dāng);又能夠堅(jiān)持調(diào)查重于理論的方法，做到深入現(xiàn)場(chǎng)、觀察跡象、尋找旁證;還要有產(chǎn)學(xué)研合作的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，因?yàn)閭€(gè)人能力有限，集體智慧無限。可見，材料失效分析的學(xué)科特點(diǎn)與《綱要》里對(duì)課程思政建設(shè)的要求不謀而合，具有開展課程思政建設(shè)的先天條件和優(yōu)勢(shì)。

“材料失效分析”是復(fù)旦大學(xué)材料科學(xué)系2011年起開設(shè)的一門本科生專業(yè)選修課，2013年被評(píng)為復(fù)旦大學(xué)精品課程，2016年獲評(píng)為上海市精品課程，2018年起開始進(jìn)行課程思政建設(shè)，2021年獲評(píng)為復(fù)旦大學(xué)課程思政優(yōu)秀示范課程、金課、金例和標(biāo)桿課。課程針對(duì)理工科專業(yè)開展課程思政建設(shè)時(shí)普遍存在的“兩張皮”問題，創(chuàng)新地提出了“四有四求”的思政理念和基于“三大教育”的思政元素，從而實(shí)現(xiàn)集價(jià)值塑造、知識(shí)傳授和能力培養(yǎng)三位一體的課程思政育人目標(biāo)。下面對(duì)其內(nèi)涵進(jìn)行詳細(xì)的論述。

1.以“四有”教學(xué)案例為載體

“四有”指的是課程選取的教學(xué)案例要有人、有料、有情、有果。其中，“有人”是指教師自身的專業(yè)素養(yǎng)過硬，能做到為人師表、率先垂范，從而在案例教學(xué)中能對(duì)學(xué)生進(jìn)行全方位指導(dǎo)，事實(shí)上這不僅是課程思政，更是所有課程的基本要求;“有料”是指課程選取的案例復(fù)雜多樣且具有前沿性、新穎性、現(xiàn)代性，切忌泛泛而談已知結(jié)果復(fù)現(xiàn)過程的簡(jiǎn)單案例，或是“炒冷飯”大家耳熟能詳?shù)臍v史人物和經(jīng)典案例;“有情”是指課程選取的案例中師生配合默契，樣品取樣和分析過程有趣，整個(gè)過程絕非教師個(gè)人的獨(dú)角戲，也非學(xué)生機(jī)械地重復(fù)勞動(dòng)，而是兩者間師生情深、團(tuán)結(jié)協(xié)作、共克難題的感人故事;“有果”是指課程選取的案例中，取得的研究結(jié)果有用，解決的實(shí)際問題有效，而非空洞地照本宣科。

2.以“四求”教學(xué)理念為目標(biāo)

“四求”指的是課程以求真、求新、求深、求用為教學(xué)理念。其中，“求真”是指引導(dǎo)學(xué)生追求真理、客觀公正、品行端正，在學(xué)習(xí)與研究過程中能保持初心，不受外界干擾，而是用事實(shí)說話、用數(shù)據(jù)說話;“求新”是指激發(fā)學(xué)生探索未知領(lǐng)域的創(chuàng)新意識(shí)和研究熱情，能學(xué)會(huì)思考如何進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，并將新技術(shù)和新工藝應(yīng)用到工程實(shí)踐中去;“求深”是指加強(qiáng)對(duì)學(xué)生獨(dú)立思考能力的培養(yǎng)，能夠發(fā)現(xiàn)問題和提出問題，鼓勵(lì)學(xué)生批判質(zhì)疑，不盲從書本和權(quán)威，而是在理解的基礎(chǔ)上有自己獨(dú)立的見解和觀點(diǎn);“求用”是指授課時(shí)經(jīng)常把科研中剛完成的真實(shí)案例向?qū)W生及時(shí)講解，使學(xué)生感到新鮮、實(shí)用，直觀地認(rèn)識(shí)到所學(xué)專業(yè)知識(shí)并非空洞乏味的理論，而是能用來切實(shí)解決工程實(shí)際問題，由此訓(xùn)練和培養(yǎng)學(xué)生理論結(jié)合實(shí)際的實(shí)踐能力。

3.以“三大教育”為思政元素

“三大教育”指的是科學(xué)精神教育、工程倫理教育和實(shí)踐能力教育。

科學(xué)精神教育的內(nèi)涵是引導(dǎo)學(xué)生追求真理和真實(shí)、敢于質(zhì)疑和探究、善于分析和創(chuàng)新，達(dá)到《綱要》里提出的“要注重科學(xué)思維方法的訓(xùn)練和科學(xué)倫理的教育，培養(yǎng)學(xué)生探索未知、追求真理、勇攀科學(xué)高峰的責(zé)任感和使命感”的目的。首先教師自身須對(duì)基本概念和基礎(chǔ)理論有自己的看法，陳述不同的觀點(diǎn)，并對(duì)不完善的概念和理論提出修正和改進(jìn)，從不同視角對(duì)一些概念進(jìn)行詮釋和糾正。而在授課時(shí)，須針對(duì)實(shí)際案例進(jìn)行批判性講授，切忌泛泛而談，并且必須結(jié)合實(shí)際進(jìn)行科學(xué)詮釋，以及采用新穎的思維和方式。

具體來說，“材料失效分析”課程對(duì)現(xiàn)有的材料失效分析知識(shí)體系進(jìn)行了重新梳理[6]，并得到了國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界廣泛認(rèn)可。包括批判性地詮釋了材料失效的新定義[7]，將其精煉為“失效是產(chǎn)品因微觀結(jié)構(gòu)或外觀形態(tài)發(fā)生變化而不能滿意地達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定的功能”;創(chuàng)造性地提出了失效模式的新分類，將現(xiàn)有教材里表述不完整的機(jī)械構(gòu)件的四種失效模式“斷裂、腐蝕、磨損、變形”拓展為“斷裂、腐蝕、磨損、畸變、衰減”五種失效模式;系統(tǒng)性地歸納了材料失效分析的一般方法——失效模式的判定、失效形式的界定、失效缺陷的認(rèn)定、失效機(jī)理的鑒定、失效起因的確定;創(chuàng)新性地提出了安全設(shè)計(jì)模式的新理念，論述了安全設(shè)計(jì)模式與設(shè)計(jì)安全模式的相互關(guān)系[8];概括性地總結(jié)了材料失效分析與預(yù)防內(nèi)在關(guān)系的新穎表述法[9]，即“六品（制品、成品、半成品、物品、次品、廢品）”，“五件（零件、部件、組件、元件、器件）”，“四化（劣化、退化、脆化、老化）”，“三P”（Prevention預(yù)防、Protection防護(hù)、Prediction預(yù)測(cè)）;完整地建立了失效原因的魚骨圖綜合分析法，即材料失效分析必須考慮設(shè)計(jì)、材料、制造、安裝、檢驗(yàn)、運(yùn)行、維護(hù)、環(huán)境、運(yùn)輸、貯存等至少十個(gè)方面的因素。由此通過科學(xué)精神教育，可加強(qiáng)對(duì)學(xué)生獨(dú)立思考和批判質(zhì)疑能力的培養(yǎng)，讓學(xué)生自我評(píng)判、比較和分析，不盲從書本和權(quán)威，養(yǎng)成凡事必躬行的科研思維習(xí)慣。

工程倫理教育的內(nèi)涵是培養(yǎng)學(xué)生具有良好的品德行為、敢于擔(dān)當(dāng)?shù)呢?zé)任和科技報(bào)國(guó)的使命感，以達(dá)到《綱要》里提出的“要注重強(qiáng)化學(xué)生工程倫理教育，培養(yǎng)學(xué)生精益求精的大國(guó)工匠精神，激發(fā)學(xué)生科技報(bào)國(guó)的家國(guó)情懷和使命擔(dān)當(dāng)”的目的。具體將選用學(xué)生熟悉的人和事進(jìn)行深入闡釋，也就是在講好經(jīng)典勵(lì)志故事和歷史人物的同時(shí)，還要講述學(xué)生身邊發(fā)生的真人真事，讓他們更有代入感和效仿感，從而樹立知行合一的處世之道和遵紀(jì)守規(guī)的行為準(zhǔn)則[10]。

具體來說，“材料失效分析”課程基于主講人負(fù)責(zé)的團(tuán)隊(duì)最近十多年在核電、火電、風(fēng)電、石化、化工、冶金、交通、電子電路、城市管網(wǎng)九個(gè)行業(yè)完成的一百多項(xiàng)重大失效案例，從中遴選近三十個(gè)典型案例進(jìn)行深入講解和討論。例如，通過講解新材料研發(fā)案例，介紹采用反應(yīng)加工工藝制備耐磨耐蝕三元復(fù)合管以適應(yīng)復(fù)雜工況下工藝管道的長(zhǎng)壽命使用問題，以及采用加成制備工藝制備柔性電子以解決環(huán)境污染和材料浪費(fèi)問題，促進(jìn)學(xué)生學(xué)會(huì)思考將技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用于工程結(jié)構(gòu)件的失效預(yù)防，激發(fā)學(xué)生探索未知領(lǐng)域的創(chuàng)新意識(shí)。通過講解多起不合規(guī)的工藝處理方式導(dǎo)致一些熱交換器異常泄漏的失效案例，表明結(jié)構(gòu)件在使用中發(fā)生失效并非完全是材料、介質(zhì)、環(huán)境等所引起，有時(shí)是由于操作不當(dāng)?shù)热藶橐蛩厮斐?，告誡學(xué)生做事必須合規(guī)合法、時(shí)刻樹立行為規(guī)范意識(shí)。針對(duì)多起重大工程設(shè)備突發(fā)性失效案例，講述團(tuán)隊(duì)如何克服困難，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)快速找到失效的根本原因，提出的解決方案簡(jiǎn)單有效，為企業(yè)保護(hù)了人身和財(cái)產(chǎn)安全，培養(yǎng)和提高了學(xué)生為人處事的責(zé)任意識(shí)。通過講解工程實(shí)踐中遇到的復(fù)雜失效案例，讓學(xué)生切身感受到我國(guó)重大工程領(lǐng)域仍存在一些“卡脖子”技術(shù)問題，鼓勵(lì)學(xué)生樹立為我國(guó)在新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革中做出貢獻(xiàn)的使命意識(shí)。由此通過工程倫理教育，可加強(qiáng)對(duì)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、規(guī)范意識(shí)、責(zé)任意識(shí)、使命意識(shí)等思想品質(zhì)和職業(yè)操守的培養(yǎng)，為今后所從事的事業(yè)筑牢思想底線。

實(shí)踐能力教育的內(nèi)涵是培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和實(shí)踐能力，以及能干事、干成事的綜合素養(yǎng)，以達(dá)到《綱要》里提出的“要注重學(xué)思結(jié)合、知行統(tǒng)一，增強(qiáng)學(xué)生勇于探索的創(chuàng)新精神、善于解決問題的實(shí)踐能力”的目的。主講教師采用項(xiàng)目制形式讓學(xué)生參與課程，避免傳統(tǒng)教學(xué)模式下將實(shí)踐能力培養(yǎng)僅局限于課程實(shí)驗(yàn)、參觀學(xué)習(xí)或企業(yè)實(shí)習(xí)的不足。

具體來說，“材料失效分析”課程從第一課堂和第二課堂兩個(gè)方面進(jìn)行實(shí)踐[11]。第一課堂里，每位學(xué)生期末前都會(huì)被分派一篇國(guó)際期刊上最新發(fā)表的失效分析英文論文，要求學(xué)生先譯成中文，撰寫讀書報(bào)告，檢驗(yàn)對(duì)所學(xué)知識(shí)的掌握程度;然后按材料失效分析的一般分析流程，用幻燈片的形式將論文作為一個(gè)真實(shí)案例向全班同學(xué)演講并答辯。并且分析案例時(shí)不能僅就事論事，而是需要對(duì)檢測(cè)手段的合理性、分析方法的正確性、所得結(jié)果的可信性、預(yù)防對(duì)策的有效性等進(jìn)行評(píng)判，發(fā)表自己的看法和見解，并在演講過程中接受教師和同學(xué)的提問，從而在互動(dòng)中搞清楚案例的特點(diǎn)和存在的問題，進(jìn)而培養(yǎng)獨(dú)立思考能力和批判質(zhì)疑精神。第二課堂里，鼓勵(lì)有志于從事材料失效分析工作的學(xué)生提前進(jìn)入課題組參與相關(guān)的實(shí)際科研項(xiàng)目，并從中選拔優(yōu)秀學(xué)生代表復(fù)旦大學(xué)參加每年舉行一次的“全國(guó)失效分析大獎(jiǎng)賽”。2016年至今，選修過“材料失效分析”課程的學(xué)生和擔(dān)任過課程助教的學(xué)生中，共有12人次在大獎(jiǎng)賽中獲獎(jiǎng)，復(fù)旦大學(xué)學(xué)生更是連續(xù)4屆獲得同一組別的唯一特等獎(jiǎng)。由此通過實(shí)踐能力教育，有效訓(xùn)練了學(xué)生的動(dòng)手能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、演講表達(dá)、臨場(chǎng)應(yīng)變、人際交往等綜合能力，并通過真實(shí)課題的參與，引導(dǎo)學(xué)生樹立服務(wù)國(guó)家和社會(huì)的科技報(bào)國(guó)意識(shí)。

三、經(jīng)典案例和育人成效

“材料失效分析”課程開設(shè)10年來，尤其是開展課程思政建設(shè)以來，已建立一系列的經(jīng)典案例。通過采用案例教學(xué)的模式，既向?qū)W生呈現(xiàn)了所學(xué)知識(shí)在實(shí)際工程中的重要性和實(shí)用性，又能鼓勵(lì)學(xué)生今后開展相關(guān)的前沿研究以更好地為失效預(yù)防服務(wù)。由此可使學(xué)生同時(shí)感受到正向教學(xué)（理論指導(dǎo)實(shí)踐）和逆向教學(xué)（實(shí)踐促進(jìn)理論發(fā)展）的樂趣，提高學(xué)生對(duì)理論知識(shí)和工程實(shí)踐間相互促進(jìn)、協(xié)同發(fā)展的辯證關(guān)系的認(rèn)知和覺悟。

其中，最具特色的無疑是前文提到的“泰坦尼克號(hào)”豪華郵輪因冰山撞擊發(fā)生沉沒的經(jīng)典案例。眾所周知，“泰坦尼克號(hào)”是20世紀(jì)初世界上最大的豪華游輪。它全長(zhǎng)260米、寬28米、高51米、噸位46 328噸，設(shè)計(jì)航速24節(jié)，載客量3000余人，耗資7500萬英鎊建造。船體采用雙殼層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以防止撞擊，并在船體前緣兩側(cè)布置了16個(gè)互相隔開的水密艙。憑借這些安全措施，當(dāng)時(shí)被認(rèn)為是一艘“永不沉沒的”的巨輪。它的首航于1912年4月10日，從英國(guó)南安普頓出發(fā)前往紐約，航速22節(jié)（約40.7km/h）。但4月14日23時(shí)40分，它在北大西洋與漂浮的大冰山意外相撞。由于船體右側(cè)6個(gè)前艙殼體發(fā)生裂開，2h 47min后沉沒于海中。船上共有2208人，僅705人獲救，1503人葬身海底，這也是迄今為止世界上發(fā)生的特大海事事故。

對(duì)于這起廣為人知的失效案例的產(chǎn)生原因，國(guó)際上一直存在著許多說法。除冰山撞擊這一直接因素外，有的認(rèn)為船體焊接不良是主要原因，也有的認(rèn)為建造過程質(zhì)量不佳是主要原因，更多的則認(rèn)為船板材料脆性是主要原因，此外還有認(rèn)為航行速度過快是主要原因。為此，我們?cè)谡n堂上向?qū)W生提出了這一事故的溯源問題，引導(dǎo)學(xué)生自己去查閱文獻(xiàn)開展深入研究，分析事故發(fā)生的真相，不要輕易迷信權(quán)威，而要獨(dú)立思考和探究。

通過課堂上的系統(tǒng)分析和授課教師的實(shí)地考察，最終給出了“泰坦尼克號(hào)”快速沉沒的根本原因，從而糾正或否定了以往一些片面的結(jié)論。據(jù)考證，在對(duì)“泰坦尼克號(hào)”船體材料的備用件進(jìn)行性能復(fù)檢后，發(fā)現(xiàn)船板和鉚釘中均含有大量超標(biāo)的硫化錳（MnS）夾雜物及磷元素，使得船板的韌脆轉(zhuǎn)變溫度大于32℃，而當(dāng)時(shí)的海水溫度則是?2℃。因此可以推定，由于航速過快（接近設(shè)計(jì)上限），“泰坦尼克號(hào)”與冰山相撞時(shí)的失效特征是脆性斷裂（失效模式）。于是在冰山撞擊力的作用下，船板的一些固定鉚釘發(fā)生斷裂、鉚釘孔邊緣開裂以及撞擊處船板裂開（失效形式）。隨后，在冰山的持續(xù)碰撞下，鉚釘孔處的夾雜物、孔邊緣的機(jī)加工缺陷和冰山撞擊處的裂口（失效缺陷），因船體材料的脆性特征而發(fā)生快速擴(kuò)展，形成了幾十米長(zhǎng)的大裂口和更多的裂縫。結(jié)果船體右側(cè)的1—6號(hào)水密艙先后灌水，而裂縫間又連體形成更多、更大的裂縫，從而導(dǎo)致六個(gè)水密艙大量進(jìn)水、偏心受載，由此引發(fā)了整體傾斜（失效機(jī)理），“泰坦尼克號(hào)”最終也斷裂成多段并快速沉沒于海中。綜上，“泰坦尼克號(hào)”的失效是在冰山撞擊力、鉚釘及船板的斷裂韌性低和航速過快三種因素相互作用下發(fā)生的低應(yīng)力脆性斷裂（失效原因）。

通過對(duì)這起經(jīng)典案例的深入闡釋，幫助學(xué)生構(gòu)建了失效模式、失效形式、失效缺陷、失效機(jī)理和失效原因的相互關(guān)系，培養(yǎng)和訓(xùn)練了學(xué)生的嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)態(tài)度。同時(shí)，通過指出他人的片面分析，培養(yǎng)了學(xué)生敢于探究和質(zhì)疑的科學(xué)精神。此外，通過講述生死抉擇時(shí)船上官員及男性乘客舍己為人的犧牲態(tài)度，培養(yǎng)學(xué)生樂于奉獻(xiàn)的崇高品德和敢于擔(dān)當(dāng)?shù)穆殬I(yè)精神。

在育人成效方面，本課程取得了令人滿意的效果。2016年至今，選修“材料失效分析”課程的5屆學(xué)生共有140人，除仍本科在讀的57人外，其余83人中本科畢業(yè)后選擇繼續(xù)深造攻讀研究生的有58人，占70%;進(jìn)入國(guó)家重點(diǎn)單位從事材料相關(guān)技術(shù)工作的有14人，占17%。以上數(shù)據(jù)充分說明，有理想的學(xué)生是自愿從事材料研發(fā)工作的，愿為國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和發(fā)展做貢獻(xiàn)。而通過本課程學(xué)習(xí)，也為他們今后開展本學(xué)科的理論研究和實(shí)際工作打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。此外，學(xué)生中還涌現(xiàn)出自主創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的成功范例。2018屆博士畢業(yè)生唐曉峰，初期帶領(lǐng)幾名研究生自主創(chuàng)業(yè)，創(chuàng)辦了上海朗億功能材料有限公司，以開拓創(chuàng)新的精神開展新材料研發(fā)和市場(chǎng)應(yīng)用，踐行“科技中國(guó)”的使命擔(dān)當(dāng)。

四、結(jié)語

課程思政是落實(shí)立德樹人和價(jià)值引領(lǐng)根本任務(wù)的戰(zhàn)略舉措，通過精心設(shè)計(jì)案例，可以解決思政教育與專業(yè)教育“兩張皮”的問題，達(dá)到界面相容、協(xié)同增效的教學(xué)效果?！安牧鲜Х治觥闭n程以“四求”教學(xué)理念為目標(biāo)、以“四有”教學(xué)案例為載體，把科學(xué)精神教育、工程倫理教育、實(shí)踐能力教育的思政元素有機(jī)融合于課程中，把價(jià)值引領(lǐng)自然貫穿于教學(xué)過程中，起到“鹽溶于水”“潤(rùn)物細(xì)無聲”的育人成效。同時(shí)，采用批判性講授，給出材料失效分析的一系列創(chuàng)新概念和理念，從而引導(dǎo)學(xué)生崇尚科學(xué)精神，培養(yǎng)和提高批判質(zhì)疑、科學(xué)探究、技術(shù)創(chuàng)新等原創(chuàng)能力。最后，通過典型案例和實(shí)際案例的深入分析，展現(xiàn)“材料失效分析”課程思政建設(shè)的內(nèi)涵和實(shí)踐，促進(jìn)學(xué)生踐行工程倫理和報(bào)國(guó)奉獻(xiàn)的使命與擔(dān)當(dāng)，取得了明顯的育人效果。

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