《复合材料结构设计基础》课程思政教学设计探究

张 娜，张建勇，张 骋，王晓瑞

(上海应用技术大学，上海 201418)

我校作为上海市属的一所“多学科性、应用技术型”本科高校，在60余年的办学实践中，一直秉承“依托行业、服务企业”的办学传统和历史积淀，坚持“实践能力强、具有创新精神和国际视野、以一线工程师为主的高水平应用技术人才”的人才培养定位，一直以“培养具有扎实理论知识、工程技术和实践能力，综合素质均高于专科层次的应用技术型人才”为努力目标。2016年学校更名“大学”后，站在新的历史起点上，作为培养企业一线培养高端应用技术人才的基地，在现代职业教育体系建设中担负引领性重要作用，除了传授专业知识与技能，应用型人才德育素养的提升与职业精神的培育也是教学中非常重要的一面。因此，我们在《复合材料结构设计基础》这门专业必修课中导入思政元素。在教学目标中，除了有课程对学生设计了其知识结构、能力结构、工程素质等方面的影响外，本课程中还添加了情感道德养方面的课程目标。

情感道德方面的课程目标为：将思政元素与课程内容相融合，让思政教育辅助专业内容，使专业内容在思政教育中升华。通过国产大飞机C919的试飞成功，引入复合材料在大飞机、桥梁等民生行业的关键性，激发学生的民族自信感和认同感；结合习总书记对大飞机项目、高铁项目等的关注度和认同度，让同学深切感触到党的领导下对重大项目突破的引导作用；通过复合材料典型结构设计案例与科学、人文艺术的统一，培养学生人文素养，让学生明白“工科”的艺术之美；介绍国内专家学者在经典层合板理论和复合材料失效等方面的创新和实践，培养学生热爱科学、敢于实践、精益求精的技艺精神；通过校企合作授课的方式，致力于提高学生的行业认同度和自豪感，提升学生的职业素养。

将思政元素贯穿于课程教学内容中，使应用型人才核心素养与专业知识点相融合，拟安排的教学内容与相关举措有：

1 提升学生政治站位和“中国梦”内涵认知，赋予历史使命感

1.1 激发学生民族自豪感，感受党强大引导作用

国产大飞机C919首次试飞成功，这标志着我国大型客机项目取得重大突破，是我国民用航空工业发展的重要里程碑。 但是，“飞机减重是一个永恒的主题，复合材料的使用是重要环节之一。” 中国工程院院士、中国航天科技集团公司四院副院长侯晓表示，C919的研制为了与国际看齐，约采用了30%的复合材料。而目前国外先进机型复合材料应用比例约为50%。“中国的复合材料总体上处于第二代水平，国外大约在第三代水平，与国外相比，我们还有很大的进步空间。” 习总书记说，我们要做一个强国，就一定要把装备制造业搞上去，把大飞机搞上去，起带动作用、标志性作用。中国是最大的飞机市场，要花更多资金来研发、制造自己的大飞机。大飞机强国梦，推动复合材料发展。从中科院院士、习近平总书记对复合材料寄予的厚望，阐述复合材料对国产大飞机的重要性。

1.2 扩展学生的国际视野，敢于接受挑战

复合材料的增强体中的战斗机'“碳纤维”的国内外牌号大对比，感叹于日本利用定向的沥青制备高牌号碳纤维的生产能力，实现变废为宝。在清醒的认识到国内外材料的差异性后，深刻思考当前的主要难题，并做好为攻克难题的准备。波音787中复合材料的使用量为50%，我们大飞机最多使用复合材料30%，这中间的跨度、这中间的距离，需要我们前赴后继的不断发展、不断创新所获。让学生了解我们既有如高铁的优势，也有螺丝钉的短板，既不能沾沾自喜与“厉害了，我的国”，也不能妄自菲薄于“东亚病夫”，这需要我们全面发展，认清本质后，敢于接受挑战。

2 提升学生对科学与人文艺术的统一感知，丰富人文积淀

2.1 超大地面雷达罩的结构设计、拼接蕴含力学、电学与美学的统一

52块超大复合材料夹层板设计构件的超大地面雷达罩的设计既要考虑到风水日晒的力学性能，地面风沙雨水等环境因素的侵蚀；考虑到其透波窗口的精确度；另外，还要考虑拼接后的雷达罩是否容易被侦测到外观形貌。这些要素对复合材料的设计均提出了挑战，而不是仅仅是课本上的理论知识的学习，最重要是结构设计出的产品是否具有实用性、是否符合环境因素和人们的审美观点。只有将科学与艺术的完美统一，因为艺术的闪光点才能让严肃的科学变得趣味十足；因为科学的严谨性，让经典的艺术经得住历史的推敲和雕琢。 诸如此类的案例比比皆是。

2.2 鼓励学生为中华崛起而读书，为中华民族伟大复兴而奋进

《战狼2》全片旨在宣传弘扬一种中华民族的伟大精神：犯我中华者，虽远必诛。最喜欢的一句话是：那他妈是从前。正如拿破仑所言：之前的中国是一头沉睡的狮子，一旦苏醒，一切都充满了可变性。如今狮子要发威了，任凭高山火海纵不能阻挡它前进的步伐。1911年14岁的周恩来在回答老师提问时说出“为中华之崛起而读书”这一激励中华儿女的励志名言。中国的崛起、中华民族的伟大复兴激励着千万人。如何才能突破重围，走在世界的前列。其中航空、航天事业的锐意发展，加快了这一步伐。其中复合材料在宇宙飞船返回舱、火箭喷气尾管等方面的广泛应用是本专业同学要了解的历程。培养学生少年强则中国强的意识，发现学生热爱学习、热爱国家的情感流露。

3 培养学生求真务实、开拓进取的精神，理论与实践相结合

3.1 复合材料失效原则的不确定性，见证理论发展历程及其实践运用

复合材料结构设计以及其失效准则并不是一成不变得，其基本准则不变，但是其内涵却一直在发展。比如不同的失效准则可能会对特定的复合材料结构失效有用，而不是万般皆统一，事物是发展变化地，我们只有追寻唯物主义辩证观，用发展的眼光看问题、分析问题，方可理解为什么复合材料结构设计需要不断衍变、不断尝试才能不断适应社会发展需求。 “高山仰止，景行行止，虽不能至，然心向往之”、“上善若水，水善利万物而不争，处众人之所恶”等古代诗句用以警示同学们要有高尚的品格、心胸豁达，容纳各类思想、各类学术的融合、交错，并学会在错综复杂的交集中抽丝剥茧找出适合的理论、发展理论，并进行运用。

3.2 对科学技术怀敬畏之心，求真务实

复合材料结构设计基础为一门理论课程，与之相匹配的有复合材料结构设计实践课程以及课内实验。这种做法本身就是一种理论与实践相结合的案例。在实践过程中让学生体会到“失之毫厘，谬以千里”的君子慎始精神。泰坦尼克号的沉没就是固定钢钉所导致，看起来“九牛一毛”毫不起眼的事物成为决定成败的关键因素。从结构设计最基础之始，就不得马虎、存在忽悠心态，在工艺成型中做到前后一致、保质保量完成工作。复合材料的链接之处，看似不重要，但确实关乎整个产品的是否统一作用的命脉，必须引起重视。通过此类小失误造成大伤害的例子，让学生理解科学之求真、求实的本质精神。

4 培养学生精益求精的“工匠精神”，构筑卓越工程师素养

4.1 感受C919大飞机研制者砥砺知行的“工匠精神”

我国首次研制并拥有完全自主知识产权的大飞机成功首飞，是我国民航史上的一座里程碑，更是我国工匠精神的体现。寓意天长地久的C919从开始研制到成功首飞。研制人员共规划了102项关键技术攻关，很多先进材料首次在国产民机大规模应用，数百万零部件和机载系统研制流程高度并行，凡此种种，都是民航人耗费了无数个日日夜夜成功组装起来的。也正是拥有着这样一批巨匠，我国的“大飞机梦”才得以实现。《尚书》中有“惟精惟一，允执厥中”，可见我国自古以来便有秉持精益求精、诚实保持中道的匠人精神。现如今浮躁之风充斥着社会，投机取巧、能省则省的例子举目可见，用行动、用作品诠释了工匠精神的民航人是我们这个时代的楷模。“航空手艺人”胡双钱，在C919的样机上打磨出“前无古人”的全新零件。凭着他对民航事业的热爱和执着，兢兢业业奋战在民机制造的第一线，用行动诠释了对品质的极致追求。使学生感受“工匠精神”的必要性和时代意义。

4.2 “无规矩不成方圆 ”，提升学生的规范意识、标准意识

校企合作授课来自企业的工程师授课的案例分析给出成功案例和失败案例，在这种对比中着重强调了正确的设计方案离不开标准、规范的约束力，一旦离开限制，创新就是毫无意义，没有依据的创新成为空头支票，最终无法真正实现。因此，在复合材料结构设计中，我们首先要依据复合材料经典层合板理论，在这样的基础上进行改进、完善、发展。另外，在复合材料失效计算中，均有一定的置信度、安全系数等，这些是前人的实践经验，要继承和发扬。在力学性能的检测中，需要根据一定的国家、行业、企业标准进行测试，这样具有现实比较意义，而不是为了获得某一漂亮数据进行任意修改参数。这种约束力在学生今后工作中如影随从，时刻提醒同学设计责任大于天，提升学生的职业素养。

5 结语

该课程建设涉及的内容包括教材的选择、教学大纲修订、整编成册的设计案例、考核体系建立等，建设内容丰富；通过教学手段的多样化，线上-线下混合教学方式提高学生课堂学习的积极性；与工程师的零距离交流，实现实践促教学，使得课堂内容更加丰富，促使学生挣脱“厌学”束缚；使用设计软件并完成小组内构件设计；新的考核体系的建立，打破唯理论考试为大的局面，提高学生的平时学习的积极性，可以应用于他本科专业的教学，实现课程对应用型人才核心素养能力培养矩阵格局。