[摘  要]人才在强国建设、民族复兴中具有极端重要性。课程思政的目的是将思想政治教育融入各类课程中，以实现全员、全程、全方位育人目标?。通过将“材料力学”课程与思政元素有机融合，使之与思想政治理论课同向同行，形成协同效应，构建将“立德树人”作为根本任务的综合教育理念体系。以“压杆稳定”为例，有针对性地设置相应的思政教育内容，建立创新化的教学方法和手段，最终实现材料力学课程与思政元素的有机融合，激发学生学习兴趣，构建教学与课程思政同向同行、能力与品德协同培养的工科课程。

[关键词]课程思政  材料力学  压杆稳定  立德树人

中图分类号：G642   文献标志码：A

引  言

在新时代工科发展模式下，教育的目标不仅在于知识的传授，更在于培养学生的世界观、人生观和价值观。教育的根本任务是立德树人。习近平总书记指出，要用好课堂教学这个主渠道，思想政治理论课要坚持在改进中加强，提升思想政治教育亲和力和针对性，满足学生成长发展需求和期待，其他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，形成协同效应。这就要求各个学科和专业在学生培养过程中探索新的教学理念，构建新的教学体系，实践新的教学方法。

课程思政的目的是将思想政治教育融入各类课程中，以实现全员、全程、全方位育人目标?。自2014年上海高校率先探索课程思政以来，课程思政从地方实践逐渐上升为全国性行动。基于此，教育部发布相关指导意见，要求各类公共基础课程、专业课程及实践课程全面开展课程思政教育。这对于广大教师而言是一个机遇，通过课程思政促进优秀课程案例的涌现，提高教书育人质量。但同时，怎样有效融合思政元素，避免生拉硬套也是一项巨大挑战，需要教师深入发掘课程特色，及时掌握与课程相关的时政信息。

材料力学课程作为理工类的专业基础课，具有严格的概念、原理和定律，逻辑性强的特点，是航空航天工程、机械工程、土木工程等专业的核心课程。将思政元素与材料力学有效结合意义广泛，既能将课程内容生动展现，也能在学习的过程中培养学生品德，因此是人才培养中的重要一环。材料力学的任务是合理设计工程构件，其应用背景较强，在授课过程中适合结合工程实例进行讲解，而工程实例中往往蕴含了较多思政元素，因此有望达到课程中有思政，思政中有专业课程的理想效果，将两者以“润物细无声”的方式传递给学生。

材料力学课程思政背景分析

为深入贯彻落实习近平总书记关于教育的重要论述和全国教育大会精神，贯彻落实中共中央办公厅、国务院办公厅《关于深化新时代学校思想政治理论课改革创新的若干意见》，把思想政治教育贯穿人才培养体系，全面推进高校课程思政建设，发挥好每门课程的育人作用，提高高校人才培养质量，教育部在《高等学校课程思政建设指导纲要》中强调，要深入梳理专业课教学内容，结合不同课程特点、思维方法和价值理念，深入挖掘课程思政元素，有机融入课程教学，达到润物细无声的育人效果。针对理学、工学类专业课程，要在课程教学中把马克思主义立场观点方法的教育与科学精神的培养结合起来，提高学生正确认识问题、分析问题和解决问题的能力。理学类专业课程要注重科学思维方法的训练和科学伦理的教育，培养学生探索未知、追求真理、勇攀科学高峰的责任感和使命感。工学类专业课程要注重强化学生工程伦理教育，培养学生精益求精的大国工匠精神，激发学生科技报国的家国情怀和使命担当。

材料力学是理工类专业学生接触较早的一门专业基础课程，因此，在课堂教学中应准确找到切入点，在将课程思政融入材料力学的授课过程中，针对性探索专业思政、学科思政的方法。绪论部分，可以介绍力学在我国的发展历史及目前所面临的机遇与挑战。新中国成立时，我国的工业建设几乎一片空白，对力学人才的需求很大。这启示我们，要引领世界科技的发展，力学人才培养必将是重要一环，通过力学史的介绍，增强学生的爱国情怀，提升学生的使命感。再比如，在实际工程中，任何复杂的系统都是由构件组成，材料力学的任务就是解决其强度、刚度和稳定性的问题。在圆轴扭转校核时，需要同时考虑其强度和刚度才能合理设计截面尺寸，通过举例车床主轴，让学生进行设计，反映出“细节决定成败”这一思想。材料力学是基于基本假设展开讨论的，内容抽象。例如，应力“看不见，摸不着”，学生第一次接触时不好理解，因此在讨论应力大小和分布时，要明确提出“基本假设”这一思路，帮助学生在未来的工作中具备解决问题的能力。在讨论弯曲变形时，可介绍港珠澳大桥因其超大的建筑规模、空前的施工难度和顶尖的建造技术而闻名世界，8年创下多个“世界之最”，使学生感受真正的大国制造，提升学生的文化自信。

综上，材料力学课程思政元素与其领域的特征有关。目前针对“政教融合”在促进专业知识学习与价值引领、学生能力提升方面具有积极作用，并已有部分研究成果。周军等将“航天器控制原理”课程进行政教融合，从“课程资源”“教学方法”“课程思政”三个方面展开研究与实践，完成了“听得懂，能理解，会应用，能创新”的教学目标；杨未柱等对连续介质力学课程进行了思政挖掘研究，针对航空航天领域展开思政探索；贺文宇等针对“结构动力学”课程，探索了研究生专业课程思政教学的创新方法，并提供了代表性实施案例；张红卫等以“材料力学”中的“内力求解”为例，对材料力学课程思政进行了探索。将课程思政融入课堂，不仅避免了工科课程的枯燥，又增添了人文气息，最重要的是为教育的根本目标——立德树人的实现提供了坚实的保障。

课程思政教学——以“压杆稳定”为例

工程中有些构件具有足够的强度、刚度，却不一定安全可靠。细长的受压杆当压力达到一定值时，受压杆可能突然弯曲而损坏，即产生失稳现象。结构中受压杆件的失稳常造成严重的后果，甚至导致整个结构物的倒塌。例如，1907年，加拿大魁北克的新建桥梁部分发生坍塌，几十名造桥工人以及技工落入水中，经调查事故是由设计缺陷导致；1995年，韩国首尔的三丰百货店突然坍塌，造成1500多人被埋入地底。这座建筑原本是四层办公楼，后来改建为五层百货商场，施工中存在严重的偷工减料和违规行为，导致建筑结构存在重大安全隐患。最终，此次事故造成502人死亡，937人受伤，经济损失高达667亿韩元。由此可见，压杆稳定是工程设计时必不可少的因素，是材料力学重要的知识点之一。下面将从压杆稳定的分析过程中挖掘其中的思政元素。

1.稳定性的概念

为了全面而深入地介绍稳定性的概念，下面分析一个理想化的物理模型——一根笔直且细长的压杆。当受到一个垂直于其轴向的压力F作用时，压杆处于直线平衡状态，这是其初始的稳定状态，假设对这根压杆施加一个极其微小的横向扰动，压杆就会产生弯曲变形。当压力F尚未达到特定的临界值时，压杆在横向力消失后能够自发地、完全地恢复到其原始的直线状态，这种自我恢复的能力表明，在此压力水平下，压杆原有的直线平衡状态是稳定的，具有抵抗外界干扰的能力。然而，一旦压力F超过了临界值，即使撤去了微小的横向力，压杆也无法再恢复到原来的直线形态，而是保持弯曲的状态。这表明，在更高的压力水平下，压杆原有的平衡状态已经变得不稳定，无法抵御微小的外界扰动，从而失去了恢复原形的能力。

授课时通过对这一现象的揭示，不仅是对压杆稳定性概念的直观展示，更蕴含了深刻的辩证法思想。它告诉我们，任何事物，包括这根看似简单的压杆，其稳定状态都不是绝对的、永恒的，而是会随着外界条件（如压力F的大小）的变化而发生变化。这种变化可能是向更加稳定的方向发展，也可能是向不稳定或随遇平衡的状态过渡。随遇平衡作为一种介于稳定与不稳定之间的状态，是理解压杆临界状态的重要桥梁，也是后续深入研究的关键所在。

从更广泛的角度来看，这一物理现象启示我们，世间万物都处于不断变化和发展之中，没有任何事物是一成不变的。因此，我们应当用辩证的眼光去看待世界，认识事物发展的阶段性和转折点，善于从变化中寻找规律，把握事物发展的本质和趋势。

2.细长压杆的临界力

在明确临界状态这一概念之后，就要确定该临界值的大小。为了判定出临界力，首先要研究两端铰支的细长压杆，结合杆的挠曲线近似微分方程，代入边界条件并得通解，最终得到两端铰支细长中心压杆临界力的欧拉公式。

为了加深学生对这一过程的理解，可以采用举一反三讨论式的教学方法。在完成对两端铰支细长压杆临界力的推导后，通过例题演示，鼓励学生尝试推导其他约束条件下（一端固支一端自由、两端自由以及一端固定一端铰支）细长压杆的临界力。通过对比不同约束条件下推导出的公式，学生可以更直观地感受到约束条件对压杆稳定性的影响，从而总结出一些规律。在这一过程中，要特别注重培养学生的抽象思维和问题解决的能力。通过引导学生从实际问题中抽象出科学内涵，帮助他们建立力学模型并深入分析和推导，最终找到解决问题的方法，进一步激发他们的学习兴趣和探索精神。具体思政元素分析如下：

（1）切入点与基础构建：推导过程从两端铰支细长压杆这一基础模型开始，这是解决复杂问题的一个重要策略——找准切入点。正如在学习和工作中，面对庞大而复杂的问题时，首先需要找到问题的核心或最基础的部分。

（2）由简及繁的方法论：通过对两端铰支细长压杆的详细分析，为后续处理其他约束条件下的临界力问题提供了方法和思路。鼓励学生在面对难题时，不畏惧其复杂性，而是将其拆解成若干个小问题，逐一攻克。

（3）现象到规律的提炼：推导过程中，学生不仅要学会计算和分析，更重要的是要学会从具体的物理现象中抽象出普遍规律。这种能力的培养，对于个人成长和社会进步都至关重要。它教会我们如何在纷繁复杂的信息中识别出事物的本质和规律，从而作出正确的决策。

（4）解决问题的态度与能力：整个推导过程强调了对知识的深入理解和灵活应用，这要求学生具备批判性思维、创新能力和持之以恒的精神。在学习和工作中，面对挑战时保持积极乐观的态度，勇于尝试不同的解决路径，即使遇到困难也不轻言放弃。正如科学家在研究过程中，无数次的实验失败并不意味着终点，而是通往成功的必经之路。

此外，通过举例嫦娥五号研制过程，使学生深刻理解解决复杂工程问题的思路与过程。嫦娥五号是我国迄今复杂度最高、技术跨度最大的航天系统工程，其成功研制和发射体现了我国在航天领域解决复杂工程问题的能力。其研制过程主要包括：①明确目标与需求：实现月面无人采样返回。②技术分解与方案设计：科研人员将任务分解为多个关键技术环节，针对每个环节，团队都进行了深入的技术研究和方案设计，确保每个环节都能满足任务需求。③试验验证与优化改进：进行大量试验验证工作，以验证方案的可行性和可靠性。④系统集成与测试：在各个环节的技术方案经过试验验证和优化改进后，项目团队开始进行系统集成工作。这些测试旨在验证探测器的整体性能和可靠性，确保其在发射和飞行过程中能够正常工作。在探测器经过全面测试并确认无误后，便可进行发射。发射成功后，探测器按照预定的轨道和程序执行任务，完成地外天体采样与封装、月面起飞、携带样品高速返回地球等一系列复杂操作。

综上所述，通过力学推导过程的深入剖析，不仅能够提升学生的专业素养，更能够培养学生的科学思维方法、解决问题的能力以及积极向上的人生态度，这些都是思政教育的宝贵财富，对于促进学生的全面发展具有重要意义。

3.欧拉公式适用范围

在推导细长压杆临界力的欧拉公式时，不仅依赖了材料在线弹性范围内工作的基本假设，还运用了挠曲线近似微分方程。由于这一方法基于小变形理论，因此欧拉公式的适用前提十分明确：压杆横截面上的应力必须严格控制在材料的比例极限之内。

值得注意的是，压杆的分类（如细长杆、中长杆、粗短杆）对于确定适用的临界应力计算公式至关重要，每种类型都有其特定的失稳判定依据。然而，学生在实际操作中，往往容易混淆压杆的类型，导致选择了错误的计算公式，进而得到错误的结果分析。为了帮助学生避免这一常见错误，我们可以通过分析讨论，即如果将细长压杆错误地视为粗短杆或中长杆，或将粗短杆误判为细长杆，均会导致预测的临界应力偏大，造成危险。通过深入讨论这些后果，向学生强调，在工程实践中，准确无误地识别和应用专业知识是确保设计安全与效率的基石。即便是微小的偏差，也可能引发重大的工程事故，造成不可估量的损失。因此，必须培养学生在面对工程问题时，不仅要有扎实的理论功底，更要有严谨细致、一丝不苟的工作态度。此外，稳定性问题在工程领域的重要性也不容忽视，它往往是决定结构能否长期安全服役的关键因素。稳定性安全因数相较于强度安全因数需要设置得更为严格，因为一旦结构失去稳定性，往往意味着灾难性的失败。通过加强这方面的教育，可以进一步增强学生的责任感，使他们在未来的工程实践中能够更加自觉地遵循科学原则，确保每一项设计都能经得起时间的考验，为社会的安全与发展贡献力量。

4.提高压杆稳定性的措施

在工程结构设计中，选择截面形状是一个至关重要的步骤。在探讨截面形状的优化时会发现圆形截面特别是空心圆截面在某些方面表现得更为出色。以“竹子为什么是空心”这一自然现象为例，深入讨论圆形截面，尤其是空心圆截面的优势：竹子作为自然界中的一种高效结构，其空心设计并非偶然，而是经过长期自然选择和进化的结果。这种设计不仅减轻了竹子的重量，提高了其抗风、抗震的能力，还优化了材料的分布，使竹子在承受压力时能够更有效地利用每一寸材料。通过理论推导可以发现，空心圆截面相比实心圆截面，在相同的材料用量下，能够提供更大的抗弯刚度和更好的稳定性。这一理念也被巧妙应用到了现代建筑设计中，例如台北101大楼外观结构巧妙地借鉴了竹子的构造原理。这种设计不仅美观大方，更体现了人类智慧与自然规律的完美结合。

讲授过程中通过理论分析与举例，使学生深刻地认识到大自然是结构设计的灵感宝库。只要我们处处留心，多观察自然界中的万物，就有可能从中获得对理论研究的启发。无论是竹子的空心设计，还是其他生物的奇妙结构，都蕴含着丰富的力学原理和设计智慧。因此，应该多鼓励学生培养观察自然、思考自然的习惯，从中汲取灵感，为未来的结构设计提供更多的创新思路和实践经验。在平时的教学过程中，可以通过引导学生分析这些自然现象背后的力学原理，帮助学生建立起对结构设计的直观认识和深入理解。同时，还可以鼓励学生积极参与实践，尝试将自然界中的设计原理应用到实际工程中，不断推动结构设计的创新和发展。这样不仅能够培养出具有扎实理论功底和丰富实践经验的专业人才，还能够为社会的可持续发展贡献更多的智慧和力量。

结  语

专业教育与思政教育共同承载着育人的重任，其中立德树人是教育的根本任务。在这一理念的指导下，课程思政作为落实立德树人要求的关键环节，显得尤为重要。作为一线教师，不仅要传授知识，更要注重学生的全面发展，通过推动课程思政与专业课程的有机融合，实现教育的综合效益。材料力学作为工程学科的基础，其知识体系蕴含着丰富的科学精神和人文素养。通过分析材料的力学性能、结构稳定性等专业知识，引导学生认识到科学的严谨性、创新的必要性和实践的重要性。在授课过程中，需通过一体化设计将思政教育元素自然地融入，使两者相互补充、相互促进，实现“德、智、体、美、劳”的构建。注重培养学生的道德品质和社会责任感，引导他们树立正确的世界观、人生观和价值观。

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（李周仪：西安理工大学土木建筑工程学院）