材料科學基礎課程思政教學探索

劉孝武，陳新，郝和群，鐘煜

（皖西學院材料與化工學院，安徽六安，237012）

0 引言

十八大以來，習近平總書記高度重視高校的思想政治教育工作，指出高校思政工作要遵循思政工作規律，遵循教書育人規律，遵循學生成長規律，要使各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協同效應。同時，要堅持把立德樹人作為中心環節，把思想政治工作貫穿教育教學全過程，實現全程育人、全方位育人，努力開創我國高等教育事業發展新局面［1］。

1 在材料科學基礎課程開展思政教育的意義

材料科學基礎課程是材料、化學類專業的核心基礎課程，一般開設于大二下學期和大三上學期。該課程主要通過研究材料的組成、結構、工藝和性能之間的相互關系來揭示其共性規律。通過對本課程的學習，能為后續專業教育打下牢固的基礎。該課程受眾廣、課時多、重要性強，在該課程教學中融入思政元素開展思政教育，對實現立德樹人這一目標具有事半功倍的效果。此外，在課堂上開展思政教育，能引發學生的愛國熱情，激發學生的學習熱情；通過培養學生的哲學思維、能使學生透過現象看到事物的本質，掌握共性規律與一般現象之間的聯系，進而實現對專業知識的成體系理解。

本課程在材料化學專業已經開設十余年，對學生的教學評價進行分析發現，大部分學生認為材料科學基礎課程知識點多、理論復雜且抽象，未充分認識到該課程對于后續課程的學習及考研的重要意義?；诖?，我們認為在本課程中開展思政教育必須從教學大綱、教案設計、課件修改、教學手段的革新及教學考核的改革等方面著手，對課程進行全面梳理，實現思政教育與專業教育的有機融合。本文主要從思政元素的挖掘、教學手段的革新及教學考核的改革三個方面出發，對材料科學基礎課程的思政教育進行初步探索。

2 思政元素的挖掘

課程思政教育的第一落腳點是課堂，因此必須將思政元素與專業知識有機融合，深度挖掘和提煉專業知識體系中蘊含的思想價值和精神內涵。本校選擇的材料科學基礎教材是上海交通大學出版的由胡庚祥等人編著的《材料科學基礎》第三版，通過修訂課件，將思政元素有機分解到每一章乃至每一節的教學內容中，實現專業課程教學內容全程育人的目標。本課程內容包含大量的基礎理論及抽象的概念，很多基礎理論的形成來源于大量的實驗總結，因此，在本課程中對學生進行哲學思想教育能起到事半功倍的效果。此外，材料的發展與應用在我國國民經濟、國防建設及歷史文化傳承中具有重要的作用，因此愛國教育同樣可以有機地融入本課程。除此之外，工匠精神培養及科技創新教育等同樣能夠很好地融入本課程。

2.1 愛國思想的有機融入

本課程緒論部分主要介紹材料的發展史及材料的分類。在介紹到陶瓷材料時，通過展示各種精美的瓷器圖片，以及講述陶瓷在傳承中華民族優秀文化中的作用，能讓學生了解我國千年制瓷史和豐富的陶瓷文化，感受到古人的智慧與勤勞，進而增強學生的民族自尊心和自豪感，培養學生的愛國主義情感［2］。

課程第一章的內容是原子的結構與鍵合，主要介紹了原子的微觀結構，其中，原子的電子結構是重點與難點。在介紹電子結構時，可以通過課堂提問，讓學生對鐳元素的核外電子進行排列。同時，可以講述一段愛國偉人的故事和他濃濃的愛國情懷，這個人就是趙忠堯。戰爭年代，趙忠堯先生不顧個人安危，將放射性的鐳藏在咸菜壇子里，輾轉數月才將其保存到了清華大學實驗室。之后更是圍繞此做了一系列關于原子彈的放射性實驗，搭建了中國第一個核物理實驗室，成為研制出核武器最關鍵的加速器，為中國核事業奠定了基礎。除此之外，趙忠堯先生更是一位優秀的老師，為中國培養了許多優秀的人才，如錢三強和鄧稼先等。通過介紹這樣一位愛國科學家的事跡，能激發學生的愛國情懷，使學生將自己所學與國家發展緊密結合，始終做到愛國、創新。

2.2 哲學思想的有機融入

本課程第二章的內容是固體結構，主要介紹了固體內部原子的排列特征。在這一章的固溶體部分，主要講解溶質可以在一定濃度范圍內融入溶劑晶格，而不引起溶劑的結構變化；當溶解度超過極限值時，則會和溶劑發生化學反應，形成中間相，這一結果充分體現了哲學思想中的量變質變規律。通過這一案例，可讓學生了解質變必然建立在量變的基礎之上，只有在學習、研究、實踐中努力地進行量的積累，才有可能在將來脫穎而出，做一個對國家有用的人。

在講授第三章晶體缺陷時，也可以引入思政元素。實際晶體中原子的排列不可能那么規則、完整，常存在各種偏離理想結構的情況，從而產生缺陷。不過，雖然實際晶體的結構沒有那么完整，但正由于各種缺陷的存在，才使晶體表現出各種各樣的性質，進而使得材料世界豐富多彩、使得材料性能得以改善。比如，大量點缺陷和位錯的存在能提升材料的強度，這正體現了唯物辯證法要求人們在實踐活動中按照矛盾對立面相互轉化的原理積極創造條件，促使事物矛盾向著有利于人類的進步方向轉化。通過這一案例，可以使學生學會接受不完美的自己，并不斷學習，化不利條件為有利條件，樂觀、積極地面對自己的精彩人生［3-6］。

2.3 工匠精神的有機融入

在講述本課程第六章晶體的凝固時，可講述單晶體對于研究材料的本征特性具有重要的理論意義，而且在工業中的應用日益廣泛。但單晶體的制備并不是一件簡單的事情，目前常用的方法有垂直提拉法與尖端形核法。兩種方法都要求結晶過程中只產生一個晶核，需要精準控制凝固的溫度，才能得到單晶體。這一章非晶態金屬的制備也傳遞出了類似的信息。非晶態金屬具有較高的強度和韌性，同時具有典型的各項同性特征，因此引起了廣泛的關注。與單晶制備不同的是，非晶態金屬的制備要求極致的冷卻速度，以抑制凝固過程中的結晶過程。這兩個知識點相輔相成，都要求在材料的制備過程中對實驗條件進行精確地控制。通過這一案例，可以啟發學生對于工匠精神的思考，使其理解在平凡中彰顯不凡的精神內涵，匯聚砥礪奮進的強勁動能。

同樣的，在講述三元相圖時，通過拓展學習越王勾踐劍的鑄造（以銅錫為主，還包括鐵、硫等其他元素），可充分體現我國古代鑄劍師的工匠精神。通過這一案例，不僅能啟發學生對于工匠精神的認知，展示我國古代先進的科技創新力，也能進一步加強學生的民族自豪感和文化自信。

除此之外，在講述“固溶強化”時，可以引出古人用牙咬來判斷金銀真假的故事，以啟發學生從生活經驗思考背后蘊含的科學原理［7，8］；在講述細晶強化時，通過闡述塑性與強度的對立與統一，可啟發學生的辯證唯物主義思維；在講述空間點陣一節時，通過展示各種宏觀晶體的結構，可讓學生尋找其內在相同之處，培養學生從一般現象中發現普遍性規律的哲學思維等等。材料科學基礎課程內容多，與實際聯系緊密，能夠開展思政教育的知識點遠不止于此，因此，授課教師對于思政元素的挖掘任重而道遠。

3 教學手段的革新

在挖掘了大量典型的思政元素后，如何將其有機地融入教學，需要選擇合適的教學手段。傳統的教學手段主要是通過板書和PPT 教學，這顯然滿足不了當前“三全育人”的要求。因此，對當前的教學手段進行進一步革新并探索全新的適應新時代教學的教學方式迫在眉睫。筆者探索嘗試了以下幾種課程思政的融入教學方法。

3.1 案例啟發教學法

材料科學基礎課程總體比較枯燥乏味，因此為了提升學生的課堂專注度，除傳統的PPT 及板書教學手段之外，在課堂講述專業知識時，還應將具體的案例通過精美的圖片、動畫、示意圖及小視頻等素材的形式展現出來，以充分吸引學生的注意力，讓思政教育更為形象、生動。比如，在講述固溶體隨著溶解度增加最終轉變為中間相的知識時，可以制作動畫，生動展示伴隨溶質溶解度變化時體系晶體結構的變化過程：從保持溶劑結構不變，僅僅產生晶格畸變逐漸轉變成全新的晶體結構。通過這一案例，不僅生動地講解了專業知識，而且引出了思政元素。在此過程中，可以發起課堂討論，鼓勵學生自行對案例進行思政元素挖掘并互相交流，以提升學生的課堂參與感。通過不斷地討論，能讓思政教育更加深入人心，取得更好的效果。最后由授課老師進行案例總結，去其糟粕、取其精華，向學生傳遞正確的人生觀、價值觀及世界觀。

3.2 混合式教學法

由于本課程有大量抽象的概念和繁雜的專業理論，因此在融合思政教育的同時要保證課堂教學以專業教育為主，不能本末倒置?；诖?，采用線上線下混合式教學法，融合外延第二課堂，將思政教育擴展到課后，可實現在學生學習的全過程中進行立德樹人教育。課堂外的思政教育可以從兩個方面著手，一是構建網絡教學平臺（如中國大學MOOC、騰訊課堂等），由授課教師針對豐富的具體案例錄制思政教學微課，供學生在線自由學習；同時可以創建思政課程教學QQ 群及微信群等，由老師分享、推送材料科學最新研究動態、蘊含思政元素的教學案例，在學生學習專業知識的同時，進一步拓寬課程思政教育內容。二是開展翻轉課堂教學，以學生為主體，充分調動學生的積極性，鼓勵學生在課后針對課程中的知識點挖掘相關的課程思政元素，并制作微課PPT、小視頻等在共享平臺進行分享、交流。

4 教學考核的改革

教學內容及教學方式的升級，最終目的是將思政元素有機融入課程教學中，在專業教育的同時培養學生的優秀品格，使立德與樹人同向而行。為了有效提高思政教學的成效，還需要對思政教學效果進行考核與評價。傳統的教學考核（以作業、考勤、期末考試為評價指標）只針對專業教育進行評價，因此需要對傳統的教學評價方式進行完善，建立專業知識考核和思政教學效果評價相結合的考核機制。授課教師應建立全方位的綜合評價機制，對學生的思政教育進行考核。一方面，可以在期中、期末考試中設置蘊含思政元素的綜合應用題，不設標準答案，著重考查學生對于專業知識的掌握及透過現象感悟思政特征元素的能力，進而評價學生課程思政的學習效果［9，10］。另一方面，思政教育評價應當注重過程考核，著重觀察學生在課堂上的思政感悟、價值取向和課后自主進行思政探索的積極性及成效。通過思政教學考核，可引導學生注重意識的培養、 思維的鍛煉及品行的提高，真正成為適應新時期行業需求的全面人才。

5 結語

落實立德樹人根本任務，是我國高等教育事業不斷取得新發展的關鍵所在，也是實現高質量發展、建設教育強國的必然要求。堅持立德樹人，重在落實，課程思政建設是落實這一根本任務的有效途徑之一。在材料科學基礎這一專業核心課程中開展思政教育，培養德才兼備、德智體美勞全面發展的新一代大學生具有非常重要的意義。本文從思政元素的挖掘、教學手段的革新及思政教學考核的改革三個維度出發對材料科學基礎課程的課程思政教學進行了初步探索。