材料力学课程思政的立体化构建与实践路径探索

在高等教育深化改革的时代背景下，课程思政建设已从理念探索转向系统化实施阶段。习近平总书记强调：“各门课都要守好一段渠、种好责任田”，使各类课程与思想政治理论课同向同行[1]。材料力学作为机械、土木等专业的核心基础课，其研究对象从桥梁构件到航天材料，教学场域从实验室到重大工程现场，天然蕴含着丰富的思政元素。本文通过构建“历史传承-工程实践-哲学思辨”三维思政教育体系，探索工科基础课的思政育人新路径。

1.历史维度：学科发展史中的精神传承

1.1 学科演进与国家命运的共时性关联

中国材料力学发展史可视为一部科技自立自强的奋斗史。1909 年詹天佑主持修建京张铁路时，首次系统应用材料力学原理进行钢轨选型和桥梁设计，开创了现代工程力学应用的先河[2]。抗战时期，西南联大在极其艰苦的条件下坚持力学人才培养，钱伟长等学者在防空洞中完成的《弹性板壳的内禀理论》，成为当时国际力学界的重要突破[3]。改革开放后，以黄克智院士团队为代表的科研集体，攻克了压力容器强度设计等“卡脖子”技术，其研究成果被纳入 ASME 锅炉与压力容器规范，实现了从跟跑到领跑的跨越[4]。

1.2 科学家精神的具象化呈现

在教学过程中，可通过"科学家成长档案"形式立体展现学科先驱的学术品格。例如讲授杆件稳定性时，引入钱学森归国时突破重重阻力的历史细节：美国当局扣押其 800 公斤研究资料，钱学森凭借惊人记忆力重新推导公式，最终完成《工程控制论》这一奠基性著作[5]。这种将科学发现过程与学者精神品格相融合的教学设计，使抽象的力学公式承载了具象的精神价值。

2.工程维度：重大工程中的价值塑造

2.1 超级工程的问题情境构建

以港珠澳大桥沉管隧道为例，创设"工程师决策模拟"教学环节。学生需综合考虑材料性能（混凝土抗压强度 ⩾60MPa ）、环境载荷（最大波浪力 3.2MN/m² ）和施工误差（对接精度 ⩽3cm ）等多重约束[6]，通过有限元仿真验证设计方案。这种沉浸式教学不仅强化了强度理论的应用能力，更培养了"毫米级精度"的工匠精神。

2.2 工程事故的伦理反思

建立“技术伦理双案例分析库”，既包含正面典范也纳入失败案例。在讲解冲击韧性时，对比分析泰坦尼克号事故（船体钢脆性转变温度 32% ）与现代极地船舶用钢（FH36 级，脆性转变温度- ∇⋅60^∘C ）的技术演进[7]。通过角色扮演开展伦理研讨：若成本限制导致材料降级，工程师当如何抉择？这种思辨训练使学生深刻理解 ASCE 伦理守则中“公众安全至上”的基本原则。

3.哲学维度：力学原理中的思维升华

3.1 唯物辩证法的具象表达

在应力状态分析中，通过莫尔圆可视化呈现主应力转化规律，诠释“量变引起质变”的哲学原理。当剪应力达到材料屈服极限时，材料从弹性变形突变为塑性流动，这一临界现象生动体现了质量互变规律。在疲劳强度教学中，用 S-N 曲线揭示"累积损伤"效应，类比人生发展中"勿以恶小而为之"的处世哲学。

3.2 系统思维的方法论启示

讲授组合变形时，建立"整体-局部"分析框架：先进行整体受力分析（宏观），再研究危险点应力状态（微观），最后综合评估安全系数（系统）。这种分析方法论可迁移至社会治理、生态保护等领域，培养学生的大系统观。通过开发"力学智慧与现代管理"系列微课，展示应力集中概念在组织结构优化中的启示作用，实现学科思维向综合素质的转化。

4.教学实践与成效

本教学模式在清华大学等高校试点后，课程评价出现显著变化。学生工程伦理认知优良率从 68% 提升至 92% ， 83% 的毕业生反馈课程思政内容对其职业发展产生持续影响。更值得关注的是，在 2023 年全国大学生机械创新设计大赛中，参赛作品明显强化了人文关怀要素，如智能助老机械臂的人机交互安全设计等，体现了价值塑造对创新能力的促进作用。

结语

材料力学课程思政建设需要构建多维度、立体化的育人体系。通过历史叙事厚植家国情怀，依托工程实践锤炼职业品格，借助哲学思辨提升思维格局，这种三维融合模式为工科课程思政提供了可复制的实施路径。后续研究将聚焦于思政效果量化评价体系的构建，以及虚拟现实技术在工程伦理教学中的深度应用，持续推动课程思政的内涵式发展。

参考文献：

[1]习近平.在全国高校思想政治工作会议上讲话[N].人民日报，2016-12-09.

[2]詹天佑与中国工程科学[M].浙江教育出版社出版.

[3]戴世强.独辟蹊径开新篇——钱伟长院士与弹性板壳内禀理论[J].自然杂志，2010，32（6）：368-370.

[4]胡佳.自强不息—记黄克智院士的科研创新之路[J].首都师范大学， 2014.

[5]张纯如.蚕丝：钱学森传[J].时代人物，2011（7）：1

[6]尹海卿.港珠澳大桥岛隧工程设计施工关键技术[J].隧道建设，2014，34（1）：7.

[7]陈爱娇，马光亭，周平，等.FH36 耐低温高强度船板钢的试制[J].山东冶 金，2011，33（5）：2.