張 娜,張建勇,張 騁,王曉瑞
(上海應用技術(shù)大學,上海 201418)
我校作為上海市屬的一所“多學科性、應用技術(shù)型”本科高校,在60余年的辦學實踐中,一直秉承“依托行業(yè)、服務企業(yè)”的辦學傳統(tǒng)和歷史積淀,堅持“實踐能力強、具有創(chuàng)新精神和國際視野、以一線工程師為主的高水平應用技術(shù)人才”的人才培養(yǎng)定位,一直以“培養(yǎng)具有扎實理論知識、工程技術(shù)和實踐能力,綜合素質(zhì)均高于專科層次的應用技術(shù)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(yǎng)企業(yè)一線培養(yǎng)高端應用技術(shù)人才的基地,在現(xiàn)代職業(yè)教育體系建設中擔負引領(lǐng)性重要作用,除了傳授專業(yè)知識與技能,應用型人才德育素養(yǎng)的提升與職業(yè)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(jié)構(gòu)設計基礎(chǔ)》這門專業(yè)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(jié)構(gòu)、能力結(jié)構(gòu)、工程素質(zhì)等方面的影響外,本課程中還添加了情感道德養(yǎng)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(nèi)容相融合,讓思政教育輔助專業(yè)內(nèi)容,使專業(yè)內(nèi)容在思政教育中升華。通過國產(chǎn)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(yè)的關(guān)鍵性,激發(fā)學生的民族自信感和認同感;結(jié)合習總書記對大飛機項目、高鐵項目等的關(guān)注度和認同度,讓同學深切感觸到黨的領(lǐng)導下對重大項目突破的引導作用;通過復合材料典型結(jié)構(gòu)設計案例與科學、人文藝術(shù)的統(tǒng)一,培養(yǎng)學生人文素養(yǎng),讓學生明白“工科”的藝術(shù)之美;介紹國內(nèi)專家學者在經(jīng)典層合板理論和復合材料失效等方面的創(chuàng)新和實踐,培養(yǎng)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(yè)認同度和自豪感,提升學生的職業(yè)素養(yǎng)。
將思政元素貫穿于課程教學內(nèi)容中,使應用型人才核心素養(yǎng)與專業(yè)知識點相融合,擬安排的教學內(nèi)容與相關(guān)舉措有:
國產(chǎn)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(yè)發(fā)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(huán)節(jié)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(yè)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(fā)、制造自己的大飛機。大飛機強國夢,推動復合材料發(fā)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(chǎn)大飛機的重要性。
復合材料的增強體中的戰(zhàn)斗機'“碳纖維”的國內(nèi)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(chǎn)能力,實現(xiàn)變廢為寶。在清醒的認識到國內(nèi)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(fā)展、不斷創(chuàng)新所獲。讓學生了解我們既有如高鐵的優(yōu)勢,也有螺絲釘?shù)亩贪?,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?nèi)姘l(fā)展,認清本質(zhì)后,敢于接受挑戰(zhàn)。
52塊超大復合材料夾層板設計構(gòu)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(huán)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(zhàn),而不是僅僅是課本上的理論知識的學習,最重要是結(jié)構(gòu)設計出的產(chǎn)品是否具有實用性、是否符合環(huán)境因素和人們的審美觀點。只有將科學與藝術(shù)的完美統(tǒng)一,因為藝術(shù)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(jīng)典的藝術(shù)經(jīng)得住歷史的推敲和雕琢。 諸如此類的案例比比皆是。
《戰(zhàn)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(fā)威了,任憑高山火??v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(yè)的銳意發(fā)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(yè)同學要了解的歷程。培養(yǎng)學生少年強則中國強的意識,發(fā)現(xiàn)學生熱愛學習、熱愛國家的情感流露。
復合材料結(jié)構(gòu)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(nèi)涵卻一直在發(fā)展。比如不同的失效準則可能會對特定的復合材料結(jié)構(gòu)失效有用,而不是萬般皆統(tǒng)一,事物是發(fā)展變化地,我們只有追尋唯物主義辯證觀,用發(fā)展的眼光看問題、分析問題,方可理解為什么復合材料結(jié)構(gòu)設計需要不斷衍變、不斷嘗試才能不斷適應社會發(fā)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(shù)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(fā)展理論,并進行運用。
復合材料結(jié)構(gòu)設計基礎(chǔ)為一門理論課程,與之相匹配的有復合材料結(jié)構(gòu)設計實踐課程以及課內(nèi)實驗。這種做法本身就是一種理論與實踐相結(jié)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(guān)鍵因素。從結(jié)構(gòu)設計最基礎(chǔ)之始,就不得馬虎、存在忽悠心態(tài),在工藝成型中做到前后一致、保質(zhì)保量完成工作。復合材料的鏈接之處,看似不重要,但確實關(guān)乎整個產(chǎn)品的是否統(tǒng)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(zhì)精神。
我國首次研制并擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)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(xiàn)。寓意天長地久的C919從開始研制到成功首飛。研制人員共規(guī)劃了102項關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān),很多先進材料首次在國產(chǎn)民機大規(guī)模應用,數(shù)百萬零部件和機載系統(tǒng)研制流程高度并行,凡此種種,都是民航人耗費了無數(shù)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(xiàn)。《尚書》中有“惟精惟一,允執(zhí)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(xiàn)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?!昂娇帐炙嚾恕焙p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(yè)的熱愛和執(zhí)著,兢兢業(yè)業(yè)奮戰(zhàn)在民機制造的第一線,用行動詮釋了對品質(zhì)的極致追求。使學生感受“工匠精神”的必要性和時代意義。
校企合作授課來自企業(yè)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(diào)了正確的設計方案離不開標準、規(guī)范的約束力,一旦離開限制,創(chuàng)新就是毫無意義,沒有依據(jù)的創(chuàng)新成為空頭支票,最終無法真正實現(xiàn)。因此,在復合材料結(jié)構(gòu)設計中,我們首先要依據(jù)復合材料經(jīng)典層合板理論,在這樣的基礎(chǔ)上進行改進、完善、發(fā)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(shù)等,這些是前人的實踐經(jīng)驗,要繼承和發(fā)揚。在力學性能的檢測中,需要根據(jù)一定的國家、行業(yè)、企業(yè)標準進行測試,這樣具有現(xiàn)實比較意義,而不是為了獲得某一漂亮數(shù)據(jù)進行任意修改參數(shù)。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(yè)素養(yǎng)。
該課程建設涉及的內(nèi)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(nèi)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(xiàn)實踐促教學,使得課堂內(nèi)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(nèi)構(gòu)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(yè)的教學,實現(xiàn)課程對應用型人才核心素養(yǎng)能力培養(yǎng)矩陣格局。