《材料合成與制備》“課程思政”教學(xué)探索與實(shí)踐*

馬藝函，譚軼璇

(中南民族大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院，湖北 武漢 430074)

“課程思政”是一種綜合的教育理念，需要深刻挖掘和梳理各門專業(yè)課程所蘊(yùn)含的思想政治教育元素和所承載的思想政治教育功能，融入課堂教學(xué)各環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)思想政治教育與知識(shí)體系教育的有機(jī)統(tǒng)一。2016年，習(xí)近平總書記在全國(guó)高校思想政治工作會(huì)議上強(qiáng)調(diào)，高校思想政治工作關(guān)系高校培養(yǎng)什么樣的人、如何培養(yǎng)人以及為誰培養(yǎng)人這個(gè)根本問題。要堅(jiān)持把立德樹人作為中心環(huán)節(jié)，把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過程，實(shí)現(xiàn)全程育人、全方育人，努力開創(chuàng)我國(guó)高等教育事業(yè)發(fā)展新局面[1]。在此背景下，在高校教學(xué)體系中占主要地位的專業(yè)基礎(chǔ)課程，迫切需要將“課程思政”有機(jī)地融入課堂教學(xué)過程中，充分發(fā)揮其主渠道的作用，堅(jiān)持知識(shí)傳授與價(jià)值引領(lǐng)相結(jié)合，增強(qiáng)學(xué)生的責(zé)任感和使命感，落實(shí)立德樹人的根本任務(wù)，培養(yǎng)中國(guó)特色社會(huì)主義事業(yè)的合格建設(shè)者和可靠接班人[2]。

《材料合成與制備》作為材料化學(xué)專業(yè)的核心必修課，兼顧材料學(xué)科中多種材料的共性與個(gè)性、多學(xué)科的交叉與滲透，是一門理論和實(shí)踐并重的課程。課程通過介紹金屬材料、結(jié)構(gòu)陶瓷、功能陶瓷、高分子材料、單晶材料、非晶態(tài)材料、薄膜材料和納米材料等的制備原理、方法與工藝過程，拓展學(xué)生的思路及知識(shí)面，使其掌握材料制備的專業(yè)知識(shí)，能將所學(xué)理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合，為今后從事材料科學(xué)相關(guān)生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)研究奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)?；诖?，如何提煉該課程蘊(yùn)含的文化基因和價(jià)值范式，與原有課程專業(yè)知識(shí)有機(jī)融合，將其轉(zhuǎn)化為社會(huì)主義核心價(jià)值觀，充分發(fā)揮課程的德育功能，筆者提出了以下幾點(diǎn)思考和探索。

1 內(nèi)化專業(yè)知識(shí)，加強(qiáng)理論學(xué)習(xí)，提高教師的思想政治修養(yǎng)

學(xué)高為師，身正為范。習(xí)近平總書記在北京大學(xué)師生座談會(huì)上做出重要指示，要堅(jiān)持教育者先受教育，讓教師更好擔(dān)當(dāng)起學(xué)生健康成長(zhǎng)指導(dǎo)者和引路人的責(zé)任。評(píng)價(jià)教師隊(duì)伍素質(zhì)的第一標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該是師德師風(fēng)。要引導(dǎo)教師把教書育人和自我修養(yǎng)結(jié)合起來，做到以德立身、以德立學(xué)、以德施教[3]。“課程思政”建設(shè)的直接實(shí)踐者是教師，對(duì)其思想水平、業(yè)務(wù)知識(shí)和業(yè)務(wù)能力都提出了新的要求。因此，尤其是理工科的專業(yè)教師首先要轉(zhuǎn)變觀念，將其與狹義化的政治概念區(qū)分開來，深刻理解“課程思政”的育人元素，即只要涵蓋做人做事的基本道理、符合社會(huì)主義核心價(jià)值觀的要求、能夠激發(fā)學(xué)生實(shí)現(xiàn)民族復(fù)興的理想和責(zé)任感的內(nèi)容都屬于“課程思政”的范疇。因此，教師應(yīng)堅(jiān)持正確的政治方向，要“堅(jiān)持教書和育人相統(tǒng)一，堅(jiān)持言傳和身教相統(tǒng)一，堅(jiān)持潛心問道和關(guān)注社會(huì)相統(tǒng)一，堅(jiān)持學(xué)術(shù)自由和學(xué)術(shù)規(guī)范相統(tǒng)一”，堅(jiān)守“學(xué)術(shù)研究無禁區(qū)，課堂講授有紀(jì)律”，杜絕有損國(guó)家利益和不利于學(xué)生健康成長(zhǎng)的言行。

其次，教師要克服“重學(xué)術(shù)輕思想，重智育輕德育，重科研輕教學(xué)”的問題，明確教書育人是第一使命，堅(jiān)持德才兼?zhèn)涞挠藰?biāo)準(zhǔn)。在教學(xué)過程中，知識(shí)傳遞和價(jià)值塑造需要并軌同行?，F(xiàn)在的高校青年教師基本都是博士，可以在授課過程中引入自身攻讀學(xué)位的經(jīng)歷。例如在介紹材料的發(fā)展史和研究進(jìn)展時(shí)，可提及自己是如何學(xué)習(xí)材料學(xué)專業(yè)課程的，博士期間是如何選擇專業(yè)領(lǐng)域和研究方向的，曾經(jīng)遇到什么樣的困難，又是如何解決的，這些內(nèi)容與學(xué)生的學(xué)習(xí)經(jīng)歷及現(xiàn)實(shí)境遇相契合，較容易引發(fā)他們的共鳴，加強(qiáng)與他們的溝通和對(duì)話。此外，對(duì)于學(xué)生關(guān)注的當(dāng)下社會(huì)熱點(diǎn)事件，也要因勢(shì)利導(dǎo)，結(jié)合課程發(fā)掘其中的營(yíng)養(yǎng)元素，在知識(shí)學(xué)習(xí)中融入理想信念層面的精神指引。例如，在介紹先進(jìn)功能材料的發(fā)展趨勢(shì)時(shí)，以神舟十二號(hào)航天員聶海勝和劉伯明身著的新一代艙外航天服為例，這套造價(jià)三千萬的國(guó)產(chǎn)宇航服是高科技制造領(lǐng)域的尖端技術(shù)代表。它具有六層結(jié)構(gòu)，相當(dāng)于一個(gè)微型空間站，為宇航員提供安全保障及活動(dòng)自由，其整體結(jié)構(gòu)、外形設(shè)計(jì)、元器件及原材料都是我國(guó)自發(fā)研制，尤其是在手套關(guān)節(jié)處，利用仿生學(xué)原理設(shè)計(jì)了一種類似小龍蝦尾部的層疊結(jié)構(gòu)，既保證了強(qiáng)度，又滿足了出艙活動(dòng)的需求。通過這些前沿研究，引導(dǎo)學(xué)生從材料科學(xué)的基礎(chǔ)理論出發(fā)，思考這些創(chuàng)新思路的由來，以及理論在實(shí)際應(yīng)用中是如何呈現(xiàn)的，會(huì)帶來什么樣的變化。同時(shí)可以激發(fā)學(xué)生的家國(guó)情懷，自力更生和自主創(chuàng)新的主人翁意識(shí)。

2 挖掘“課程思政”元素，推進(jìn)課程改革

《材料合成與制備》是一門典型的理工科課程，里面蘊(yùn)含著科學(xué)思維、辯證思維、系統(tǒng)思維等豐富的思想政治教育資源，可針對(duì)性地與每章的教學(xué)內(nèi)容有機(jī)結(jié)合，激發(fā)學(xué)生的愛國(guó)情懷和職業(yè)責(zé)任感，提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新精神，實(shí)現(xiàn)知識(shí)傳遞和核心價(jià)值觀教育相融共進(jìn)[4]。緒論介紹時(shí)要突出材料的合成與制備、組成與結(jié)構(gòu)、性質(zhì)與性能和使用效能之間的“四面體”效應(yīng)，這是把握課程脈絡(luò)的主線，也是系統(tǒng)思維的直接體現(xiàn)。系統(tǒng)是由相互聯(lián)系、相互作用和相互依賴的若干要素結(jié)合而成的具有特定功能的有機(jī)整體，具體到某種材料，它的整體功能取決于各要素之間的結(jié)構(gòu)，可通過調(diào)整優(yōu)化、協(xié)同配合來發(fā)揮其使用效能。幫助學(xué)生在理解專業(yè)知識(shí)的同時(shí)，建立材料研究的系統(tǒng)思維，學(xué)會(huì)用科學(xué)的方法分析和解決材料設(shè)計(jì)、制備以及應(yīng)用中面臨的復(fù)雜問題，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的內(nèi)化和遷移。

以金屬材料中鋼鐵材料為教學(xué)案例，在講解鋼材的高爐冶煉工藝、成分和結(jié)構(gòu)分析及相應(yīng)性能時(shí)，可借題引申出國(guó)內(nèi)鋼鐵行業(yè)的煉鋼裝備和工藝水平已達(dá)世界領(lǐng)先水平，這是我們國(guó)家實(shí)現(xiàn)一系列大規(guī)?；A(chǔ)建設(shè)和超級(jí)工程的支撐和底氣。但同時(shí)也要意識(shí)到，我們國(guó)家雖然被冠以“基建狂魔”的稱號(hào)，但在航空、高鐵和高精密機(jī)械等產(chǎn)業(yè)不可或缺的核心零部件高端軸承仍然依賴進(jìn)口，可喜的是高端軸承所需的鋼材料已實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，下一步就是克服設(shè)計(jì)加工等技術(shù)瓶頸。由此可潛移默化地增強(qiáng)學(xué)生的自信及專業(yè)使命感，引導(dǎo)學(xué)生領(lǐng)會(huì)精益求精的工匠精神，不斷追求卓越技術(shù)。

對(duì)于結(jié)構(gòu)陶瓷制品，在介紹其坯料制備、成型和燒結(jié)三個(gè)生產(chǎn)階段時(shí)，可適時(shí)插入我國(guó)陶瓷文化的悠久歷史和深厚底蘊(yùn)，增強(qiáng)學(xué)生的民族自豪感和文化自信。同時(shí)在介紹結(jié)構(gòu)陶瓷的產(chǎn)品定位、發(fā)展趨勢(shì)和產(chǎn)品優(yōu)化時(shí)，強(qiáng)調(diào)由于其自身的高強(qiáng)度、耐高溫、耐腐蝕和高穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)非常適用于嚴(yán)苛的工作環(huán)境，在機(jī)械、電子等行業(yè)、航空航天和軍事領(lǐng)域中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，因此需要不斷設(shè)計(jì)、研制和生產(chǎn)新型陶瓷材料來適應(yīng)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展及工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的新要求，借此培育學(xué)生的專業(yè)認(rèn)同感，歷史使命感和時(shí)代責(zé)任感。此外，陶瓷在高溫生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生大量CO、SO2、NOX、氟化物和煙塵等有害氣體，釉料在淋釉過程中會(huì)產(chǎn)生高含量鉛或鎘的重金屬?gòu)U水，以及廢渣的妥善處理和利用問題。通過這些實(shí)例幫助學(xué)生樹立綠色環(huán)保意識(shí)和可持續(xù)發(fā)展的理念，引導(dǎo)學(xué)生在材料研發(fā)和工藝創(chuàng)新中，要兼顧節(jié)能減排和綠色環(huán)保的要求。

在介紹高分子材料的制備時(shí)，以環(huán)氧樹脂為例，其分子結(jié)構(gòu)中含有兩個(gè)以上的環(huán)氧基團(tuán)，可與多種含有活潑氫的固化劑發(fā)生交聯(lián)而形成不溶不熔的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，具有較強(qiáng)的黏結(jié)性能和電絕緣性能，是一種重要的聚合物基材料，但脆性大、耐沖擊性能差、抗裂紋擴(kuò)展能力不足。然而，國(guó)內(nèi)的環(huán)氧樹脂制品集中在常規(guī)類型，甚至產(chǎn)能過剩，而部分高純和高端環(huán)氧樹脂產(chǎn)品卻完全依賴進(jìn)口，尤其是碳纖維復(fù)合材料用的高性能環(huán)氧樹脂。打破技術(shù)壁壘壟斷需要從配方體系、分子結(jié)構(gòu)等去設(shè)計(jì)和研發(fā)，在復(fù)雜環(huán)境下考察強(qiáng)度、模量、韌性、溫度變化、耐疲勞性等一系列要素，最終滿足長(zhǎng)期使用時(shí)，復(fù)合材料在溫度變化區(qū)間內(nèi)始終保持較穩(wěn)定的彈性模量和壓縮強(qiáng)度。這是一項(xiàng)非常復(fù)雜的系統(tǒng)工作，技術(shù)含量高、研究難度大，需要積極探索新思路、新技術(shù)，突破常規(guī)，另辟蹊徑。據(jù)此可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和求知欲望，提高專業(yè)使命感，認(rèn)識(shí)到技術(shù)的更新進(jìn)步需要腳踏實(shí)地和刻苦鉆研的精神。

在介紹薄膜材料時(shí)，以碲化鎘(CdTe)薄膜和銅銦鎵硒(CIGS)薄膜太陽能電池為教學(xué)案例，引導(dǎo)學(xué)生掌握氣相沉積磁控濺射鍍膜技術(shù)的核心特點(diǎn)，熟悉其設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、鍍膜面積大和附著力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)強(qiáng)調(diào)光伏產(chǎn)業(yè)是我國(guó)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一，其發(fā)展對(duì)于調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、推動(dòng)能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命、推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)具有重要意義。我國(guó)目前光伏市場(chǎng)90%以上為硅基太陽能電池，但其制備工藝復(fù)雜、能耗高，而薄膜太陽能電池具有原料豐富、成本低廉、柔性化的優(yōu)點(diǎn)，在光伏電站、光伏建筑和可穿戴光伏器件等方面顯示出巨大的應(yīng)用潛力。然而，碲化鎘薄膜太陽能電池光電性能的提升受到重P型摻雜、載流子壽命、歐姆接觸電極等因素的限制，可通過近空間升華或氣象輸運(yùn)沉積工藝實(shí)現(xiàn)低溫基底表面凝結(jié)成膜，制造轉(zhuǎn)換效率超過17%的太陽能電池。美國(guó)First Solar提供了全球95%以上的碲化鎘組件，而國(guó)內(nèi)的凱旋集團(tuán)、杭州龍巖、中山瑞科產(chǎn)能相對(duì)較小，仍處于起步階段。通過這些數(shù)據(jù)，幫助學(xué)生更好地解讀“十四五”規(guī)劃中提出的“碳達(dá)峰、碳中和”戰(zhàn)略部署，激勵(lì)學(xué)生奮發(fā)努力，立志于推動(dòng)現(xiàn)有技術(shù)更新迭代并努力探索新的技術(shù)革新。

3 開展多元化的“思政教育”，構(gòu)建科學(xué)的考核評(píng)價(jià)體系

充分利用當(dāng)下移動(dòng)互聯(lián)時(shí)代獲取信息和實(shí)時(shí)交流的便利性，進(jìn)一步拓展“思政教育”的教學(xué)時(shí)空，通過開展線上線下混合模式，多渠道輔助學(xué)生汲取知識(shí)和提升能力[5]。利用超星學(xué)習(xí)通、中國(guó)大學(xué)MOOC等線上學(xué)習(xí)平臺(tái)整合網(wǎng)絡(luò)精品資源，向?qū)W生推送學(xué)習(xí)資料、相關(guān)網(wǎng)絡(luò)鏈接或多媒體視頻等，豐富“課程思政”的育人元素，增強(qiáng)學(xué)生的政治意識(shí)和理想信念。如鼓勵(lì)學(xué)生在課余時(shí)間觀看《大國(guó)重器》、《大國(guó)之材》和《科學(xué)光芒》等紀(jì)錄片，了解和認(rèn)識(shí)中國(guó)裝備制造業(yè)的大型設(shè)備、生產(chǎn)制造能力、基礎(chǔ)建設(shè)、航天航空、航海、互聯(lián)網(wǎng)、通訊、人工智能等領(lǐng)域從無到有和趕超世界先進(jìn)水平的艱辛歷程，中國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域創(chuàng)新發(fā)展的歷史，以及“中國(guó)制造”和中國(guó)實(shí)體經(jīng)濟(jì)發(fā)展的方向。同時(shí)發(fā)起線上討論，引導(dǎo)學(xué)生就感興趣的內(nèi)容獨(dú)立思考、表達(dá)觀點(diǎn)并積極討論，在自主學(xué)習(xí)的過程中深刻感受我國(guó)以自主創(chuàng)新為核心, 科技立國(guó)，走中國(guó)特色科技強(qiáng)國(guó)之路的時(shí)代強(qiáng)音，更好地理解科學(xué)技術(shù)，領(lǐng)悟科學(xué)精神，樹立實(shí)干奮斗、銳意創(chuàng)造的堅(jiān)定信念，立志投身于時(shí)代的建設(shè)之中，奔向未來。

課程考核的方式同樣要適應(yīng)“思政教育”的需求，除了考察學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解和應(yīng)用能力外，還需要反饋“課程思政”的滲透效果和德育功能，實(shí)現(xiàn)傳授知識(shí)和塑造品格的整體目標(biāo)?；诖?，本課程在期末卷面考試中增設(shè)附加題，以材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及問題，新材料的設(shè)計(jì)、研發(fā)和應(yīng)用，材料行業(yè)勵(lì)志人物的典型事例等為切入點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生辯證性地看待和分析問題，用科學(xué)思維武裝頭腦，用人文情懷滋養(yǎng)心靈，全面提升德行、視野和格局。同時(shí)，過程考核中設(shè)置大作業(yè)模塊，以中國(guó)“卡脖子”的技術(shù)清單為主題，讓學(xué)生自主調(diào)研某一核心材料的制備方法、主要性能、市場(chǎng)需求、技術(shù)難點(diǎn)和國(guó)外的差距等，以PPT的形式展示其調(diào)查報(bào)告。整個(gè)過程可以鍛煉學(xué)生綜合分析信息的能力,加深其對(duì)專業(yè)和學(xué)科的認(rèn)知能力，同時(shí)深刻理解國(guó)家自主創(chuàng)新，掌握關(guān)鍵技術(shù)和知識(shí)產(chǎn)權(quán)的重要性，激發(fā)學(xué)生科技報(bào)國(guó)的家國(guó)情懷和使命擔(dān)當(dāng)。

4 結(jié) 語

“課程思政”是落實(shí)立德樹人根本任務(wù)的理念創(chuàng)新和實(shí)踐創(chuàng)新，是貫徹價(jià)值塑造、能力培養(yǎng)、知識(shí)傳授三位一體育人理念的重要抓手。筆者對(duì)《材料合成與制備方法》“課程思政”教學(xué)進(jìn)行了思考和嘗試。理工科老師自身要加強(qiáng)政治修養(yǎng)和文學(xué)素養(yǎng)，深刻挖掘課程內(nèi)容蘊(yùn)含的與社會(huì)主義核心價(jià)值觀、家國(guó)情懷、創(chuàng)新思維和工匠精神等相關(guān)的育人元素，通過多元化的教學(xué)載體和考核方式，“潤(rùn)物細(xì)無聲”地引導(dǎo)學(xué)生追求正確的價(jià)值取向和理想信念，實(shí)現(xiàn)專業(yè)教育和思想政治教育的相互促進(jìn)。