《復合材料結構設計基礎》課程思政教學設計探究

張 娜，張建勇，張 騁，王曉瑞

(上海應用技術大學，上海 201418)

我校作為上海市屬的一所“多學科性、應用技術型”本科高校，在60余年的辦學實踐中，一直秉承“依托行業、服務企業”的辦學傳統和歷史積淀，堅持“實踐能力強、具有創新精神和國際視野、以一線工程師為主的高水平應用技術人才”的人才培養定位，一直以“培養具有扎實理論知識、工程技術和實踐能力，綜合素質均高于專科層次的應用技術型人才”為努力目標。2016年學校更名“大學”后，站在新的歷史起點上，作為培養企業一線培養高端應用技術人才的基地，在現代職業教育體系建設中擔負引領性重要作用，除了傳授專業知識與技能，應用型人才德育素養的提升與職業精神的培育也是教學中非常重要的一面。因此，我們在《復合材料結構設計基礎》這門專業必修課中導入思政元素。在教學目標中，除了有課程對學生設計了其知識結構、能力結構、工程素質等方面的影響外，本課程中還添加了情感道德養方面的課程目標。

情感道德方面的課程目標為：將思政元素與課程內容相融合，讓思政教育輔助專業內容，使專業內容在思政教育中升華。通過國產大飛機C919的試飛成功，引入復合材料在大飛機、橋梁等民生行業的關鍵性，激發學生的民族自信感和認同感；結合習總書記對大飛機項目、高鐵項目等的關注度和認同度，讓同學深切感觸到黨的領導下對重大項目突破的引導作用；通過復合材料典型結構設計案例與科學、人文藝術的統一，培養學生人文素養，讓學生明白“工科”的藝術之美；介紹國內專家學者在經典層合板理論和復合材料失效等方面的創新和實踐，培養學生熱愛科學、敢于實踐、精益求精的技藝精神；通過校企合作授課的方式，致力于提高學生的行業認同度和自豪感，提升學生的職業素養。

將思政元素貫穿于課程教學內容中，使應用型人才核心素養與專業知識點相融合，擬安排的教學內容與相關舉措有：

1 提升學生政治站位和“中國夢”內涵認知，賦予歷史使命感

1.1 激發學生民族自豪感，感受黨強大引導作用

國產大飛機C919首次試飛成功，這標志著我國大型客機項目取得重大突破，是我國民用航空工業發展的重要里程碑。 但是，“飛機減重是一個永恒的主題，復合材料的使用是重要環節之一。” 中國工程院院士、中國航天科技集團公司四院副院長侯曉表示，C919的研制為了與國際看齊，約采用了30%的復合材料。而目前國外先進機型復合材料應用比例約為50%。“中國的復合材料總體上處于第二代水平，國外大約在第三代水平，與國外相比，我們還有很大的進步空間。” 習總書記說，我們要做一個強國，就一定要把裝備制造業搞上去，把大飛機搞上去，起帶動作用、標志性作用。中國是最大的飛機市場，要花更多資金來研發、制造自己的大飛機。大飛機強國夢，推動復合材料發展。從中科院院士、習近平總書記對復合材料寄予的厚望，闡述復合材料對國產大飛機的重要性。

1.2 擴展學生的國際視野，敢于接受挑戰

復合材料的增強體中的戰斗機'“碳纖維”的國內外牌號大對比，感嘆于日本利用定向的瀝青制備高牌號碳纖維的生產能力，實現變廢為寶。在清醒的認識到國內外材料的差異性后，深刻思考當前的主要難題，并做好為攻克難題的準備。波音787中復合材料的使用量為50%，我們大飛機最多使用復合材料30%，這中間的跨度、這中間的距離，需要我們前赴后繼的不斷發展、不斷創新所獲。讓學生了解我們既有如高鐵的優勢，也有螺絲釘的短板，既不能沾沾自喜與“厲害了，我的國”，也不能妄自菲薄于“東亞病夫”，這需要我們全面發展，認清本質后，敢于接受挑戰。

2 提升學生對科學與人文藝術的統一感知，豐富人文積淀

2.1 超大地面雷達罩的結構設計、拼接蘊含力學、電學與美學的統一

52塊超大復合材料夾層板設計構件的超大地面雷達罩的設計既要考慮到風水日曬的力學性能，地面風沙雨水等環境因素的侵蝕；考慮到其透波窗口的精確度；另外，還要考慮拼接后的雷達罩是否容易被偵測到外觀形貌。這些要素對復合材料的設計均提出了挑戰，而不是僅僅是課本上的理論知識的學習，最重要是結構設計出的產品是否具有實用性、是否符合環境因素和人們的審美觀點。只有將科學與藝術的完美統一，因為藝術的閃光點才能讓嚴肅的科學變得趣味十足；因為科學的嚴謹性，讓經典的藝術經得住歷史的推敲和雕琢。 諸如此類的案例比比皆是。

2.2 鼓勵學生為中華崛起而讀書，為中華民族偉大復興而奮進

《戰狼2》全片旨在宣傳弘揚一種中華民族的偉大精神：犯我中華者，雖遠必誅。最喜歡的一句話是：那他媽是從前。正如拿破侖所言：之前的中國是一頭沉睡的獅子，一旦蘇醒，一切都充滿了可變性。如今獅子要發威了，任憑高山火海縱不能阻擋它前進的步伐。1911年14歲的周恩來在回答老師提問時說出“為中華之崛起而讀書”這一激勵中華兒女的勵志名言。中國的崛起、中華民族的偉大復興激勵著千萬人。如何才能突破重圍，走在世界的前列。其中航空、航天事業的銳意發展，加快了這一步伐。其中復合材料在宇宙飛船返回艙、火箭噴氣尾管等方面的廣泛應用是本專業同學要了解的歷程。培養學生少年強則中國強的意識，發現學生熱愛學習、熱愛國家的情感流露。

3 培養學生求真務實、開拓進取的精神，理論與實踐相結合

3.1 復合材料失效原則的不確定性，見證理論發展歷程及其實踐運用

復合材料結構設計以及其失效準則并不是一成不變得，其基本準則不變，但是其內涵卻一直在發展。比如不同的失效準則可能會對特定的復合材料結構失效有用，而不是萬般皆統一，事物是發展變化地，我們只有追尋唯物主義辯證觀，用發展的眼光看問題、分析問題，方可理解為什么復合材料結構設計需要不斷衍變、不斷嘗試才能不斷適應社會發展需求。 “高山仰止，景行行止，雖不能至，然心向往之”、“上善若水，水善利萬物而不爭，處眾人之所惡”等古代詩句用以警示同學們要有高尚的品格、心胸豁達，容納各類思想、各類學術的融合、交錯，并學會在錯綜復雜的交集中抽絲剝繭找出適合的理論、發展理論，并進行運用。

3.2 對科學技術懷敬畏之心，求真務實

復合材料結構設計基礎為一門理論課程，與之相匹配的有復合材料結構設計實踐課程以及課內實驗。這種做法本身就是一種理論與實踐相結合的案例。在實踐過程中讓學生體會到“失之毫厘，謬以千里”的君子慎始精神。泰坦尼克號的沉沒就是固定鋼釘所導致，看起來“九牛一毛”毫不起眼的事物成為決定成敗的關鍵因素。從結構設計最基礎之始，就不得馬虎、存在忽悠心態，在工藝成型中做到前后一致、保質保量完成工作。復合材料的鏈接之處，看似不重要，但確實關乎整個產品的是否統一作用的命脈，必須引起重視。通過此類小失誤造成大傷害的例子，讓學生理解科學之求真、求實的本質精神。

4 培養學生精益求精的“工匠精神”，構筑卓越工程師素養

4.1 感受C919大飛機研制者砥礪知行的“工匠精神”

我國首次研制并擁有完全自主知識產權的大飛機成功首飛，是我國民航史上的一座里程碑，更是我國工匠精神的體現。寓意天長地久的C919從開始研制到成功首飛。研制人員共規劃了102項關鍵技術攻關，很多先進材料首次在國產民機大規模應用，數百萬零部件和機載系統研制流程高度并行，凡此種種，都是民航人耗費了無數個日日夜夜成功組裝起來的。也正是擁有著這樣一批巨匠，我國的“大飛機夢”才得以實現。《尚書》中有“惟精惟一，允執厥中”，可見我國自古以來便有秉持精益求精、誠實保持中道的匠人精神。現如今浮躁之風充斥著社會，投機取巧、能省則省的例子舉目可見，用行動、用作品詮釋了工匠精神的民航人是我們這個時代的楷模。“航空手藝人”胡雙錢，在C919的樣機上打磨出“前無古人”的全新零件。憑著他對民航事業的熱愛和執著，兢兢業業奮戰在民機制造的第一線，用行動詮釋了對品質的極致追求。使學生感受“工匠精神”的必要性和時代意義。

4.2 “無規矩不成方圓 ”，提升學生的規范意識、標準意識

校企合作授課來自企業的工程師授課的案例分析給出成功案例和失敗案例，在這種對比中著重強調了正確的設計方案離不開標準、規范的約束力，一旦離開限制，創新就是毫無意義，沒有依據的創新成為空頭支票，最終無法真正實現。因此，在復合材料結構設計中，我們首先要依據復合材料經典層合板理論，在這樣的基礎上進行改進、完善、發展。另外，在復合材料失效計算中，均有一定的置信度、安全系數等，這些是前人的實踐經驗，要繼承和發揚。在力學性能的檢測中，需要根據一定的國家、行業、企業標準進行測試，這樣具有現實比較意義，而不是為了獲得某一漂亮數據進行任意修改參數。這種約束力在學生今后工作中如影隨從，時刻提醒同學設計責任大于天，提升學生的職業素養。

5 結語

該課程建設涉及的內容包括教材的選擇、教學大綱修訂、整編成冊的設計案例、考核體系建立等，建設內容豐富；通過教學手段的多樣化，線上-線下混合教學方式提高學生課堂學習的積極性；與工程師的零距離交流，實現實踐促教學，使得課堂內容更加豐富，促使學生掙脫“厭學”束縛；使用設計軟件并完成小組內構件設計；新的考核體系的建立，打破唯理論考試為大的局面，提高學生的平時學習的積極性，可以應用于他本科專業的教學，實現課程對應用型人才核心素養能力培養矩陣格局。