材料科学基础课程思政教学探索

刘孝武，陈新，郝和群，钟煜

（皖西学院材料与化工学院，安徽六安，237012）

0 引言

十八大以来，习近平总书记高度重视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规律，遵循教书育人规律，遵循学生成长规律，要使各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应。同时，要坚持把立德树人作为中心环节，把思想政治工作贯穿教育教学全过程，实现全程育人、全方位育人，努力开创我国高等教育事业发展新局面［1］。

1 在材料科学基础课程开展思政教育的意义

材料科学基础课程是材料、化学类专业的核心基础课程，一般开设于大二下学期和大三上学期。该课程主要通过研究材料的组成、结构、工艺和性能之间的相互关系来揭示其共性规律。通过对本课程的学习，能为后续专业教育打下牢固的基础。该课程受众广、课时多、重要性强，在该课程教学中融入思政元素开展思政教育，对实现立德树人这一目标具有事半功倍的效果。此外，在课堂上开展思政教育，能引发学生的爱国热情，激发学生的学习热情；通过培养学生的哲学思维、能使学生透过现象看到事物的本质，掌握共性规律与一般现象之间的联系，进而实现对专业知识的成体系理解。

本课程在材料化学专业已经开设十余年，对学生的教学评价进行分析发现，大部分学生认为材料科学基础课程知识点多、理论复杂且抽象，未充分认识到该课程对于后续课程的学习及考研的重要意义。基于此，我们认为在本课程中开展思政教育必须从教学大纲、教案设计、课件修改、教学手段的革新及教学考核的改革等方面着手，对课程进行全面梳理，实现思政教育与专业教育的有机融合。本文主要从思政元素的挖掘、教学手段的革新及教学考核的改革三个方面出发，对材料科学基础课程的思政教育进行初步探索。

2 思政元素的挖掘

课程思政教育的第一落脚点是课堂，因此必须将思政元素与专业知识有机融合，深度挖掘和提炼专业知识体系中蕴含的思想价值和精神内涵。本校选择的材料科学基础教材是上海交通大学出版的由胡庚祥等人编著的《材料科学基础》第三版，通过修订课件，将思政元素有机分解到每一章乃至每一节的教学内容中，实现专业课程教学内容全程育人的目标。本课程内容包含大量的基础理论及抽象的概念，很多基础理论的形成来源于大量的实验总结，因此，在本课程中对学生进行哲学思想教育能起到事半功倍的效果。此外，材料的发展与应用在我国国民经济、国防建设及历史文化传承中具有重要的作用，因此爱国教育同样可以有机地融入本课程。除此之外，工匠精神培养及科技创新教育等同样能够很好地融入本课程。

2.1 爱国思想的有机融入

本课程绪论部分主要介绍材料的发展史及材料的分类。在介绍到陶瓷材料时，通过展示各种精美的瓷器图片，以及讲述陶瓷在传承中华民族优秀文化中的作用，能让学生了解我国千年制瓷史和丰富的陶瓷文化，感受到古人的智慧与勤劳，进而增强学生的民族自尊心和自豪感，培养学生的爱国主义情感［2］。

课程第一章的内容是原子的结构与键合，主要介绍了原子的微观结构，其中，原子的电子结构是重点与难点。在介绍电子结构时，可以通过课堂提问，让学生对镭元素的核外电子进行排列。同时，可以讲述一段爱国伟人的故事和他浓浓的爱国情怀，这个人就是赵忠尧。战争年代，赵忠尧先生不顾个人安危，将放射性的镭藏在咸菜坛子里，辗转数月才将其保存到了清华大学实验室。之后更是围绕此做了一系列关于原子弹的放射性实验，搭建了中国第一个核物理实验室，成为研制出核武器最关键的加速器，为中国核事业奠定了基础。除此之外，赵忠尧先生更是一位优秀的老师，为中国培养了许多优秀的人才，如钱三强和邓稼先等。通过介绍这样一位爱国科学家的事迹，能激发学生的爱国情怀，使学生将自己所学与国家发展紧密结合，始终做到爱国、创新。

2.2 哲学思想的有机融入

本课程第二章的内容是固体结构，主要介绍了固体内部原子的排列特征。在这一章的固溶体部分，主要讲解溶质可以在一定浓度范围内融入溶剂晶格，而不引起溶剂的结构变化；当溶解度超过极限值时，则会和溶剂发生化学反应，形成中间相，这一结果充分体现了哲学思想中的量变质变规律。通过这一案例，可让学生了解质变必然建立在量变的基础之上，只有在学习、研究、实践中努力地进行量的积累，才有可能在将来脱颖而出，做一个对国家有用的人。

在讲授第三章晶体缺陷时，也可以引入思政元素。实际晶体中原子的排列不可能那么规则、完整，常存在各种偏离理想结构的情况，从而产生缺陷。不过，虽然实际晶体的结构没有那么完整，但正由于各种缺陷的存在，才使晶体表现出各种各样的性质，进而使得材料世界丰富多彩、使得材料性能得以改善。比如，大量点缺陷和位错的存在能提升材料的强度，这正体现了唯物辩证法要求人们在实践活动中按照矛盾对立面相互转化的原理积极创造条件，促使事物矛盾向着有利于人类的进步方向转化。通过这一案例，可以使学生学会接受不完美的自己，并不断学习，化不利条件为有利条件，乐观、积极地面对自己的精彩人生［3-6］。

2.3 工匠精神的有机融入

在讲述本课程第六章晶体的凝固时，可讲述单晶体对于研究材料的本征特性具有重要的理论意义，而且在工业中的应用日益广泛。但单晶体的制备并不是一件简单的事情，目前常用的方法有垂直提拉法与尖端形核法。两种方法都要求结晶过程中只产生一个晶核，需要精准控制凝固的温度，才能得到单晶体。这一章非晶态金属的制备也传递出了类似的信息。非晶态金属具有较高的强度和韧性，同时具有典型的各项同性特征，因此引起了广泛的关注。与单晶制备不同的是，非晶态金属的制备要求极致的冷却速度，以抑制凝固过程中的结晶过程。这两个知识点相辅相成，都要求在材料的制备过程中对实验条件进行精确地控制。通过这一案例，可以启发学生对于工匠精神的思考，使其理解在平凡中彰显不凡的精神内涵，汇聚砥砺奋进的强劲动能。

同样的，在讲述三元相图时，通过拓展学习越王勾践剑的铸造（以铜锡为主，还包括铁、硫等其他元素），可充分体现我国古代铸剑师的工匠精神。通过这一案例，不仅能启发学生对于工匠精神的认知，展示我国古代先进的科技创新力，也能进一步加强学生的民族自豪感和文化自信。

除此之外，在讲述“固溶强化”时，可以引出古人用牙咬来判断金银真假的故事，以启发学生从生活经验思考背后蕴含的科学原理［7，8］；在讲述细晶强化时，通过阐述塑性与强度的对立与统一，可启发学生的辩证唯物主义思维；在讲述空间点阵一节时，通过展示各种宏观晶体的结构，可让学生寻找其内在相同之处，培养学生从一般现象中发现普遍性规律的哲学思维等等。材料科学基础课程内容多，与实际联系紧密，能够开展思政教育的知识点远不止于此，因此，授课教师对于思政元素的挖掘任重而道远。

3 教学手段的革新

在挖掘了大量典型的思政元素后，如何将其有机地融入教学，需要选择合适的教学手段。传统的教学手段主要是通过板书和PPT 教学，这显然满足不了当前“三全育人”的要求。因此，对当前的教学手段进行进一步革新并探索全新的适应新时代教学的教学方式迫在眉睫。笔者探索尝试了以下几种课程思政的融入教学方法。

3.1 案例启发教学法

材料科学基础课程总体比较枯燥乏味，因此为了提升学生的课堂专注度，除传统的PPT 及板书教学手段之外，在课堂讲述专业知识时，还应将具体的案例通过精美的图片、动画、示意图及小视频等素材的形式展现出来，以充分吸引学生的注意力，让思政教育更为形象、生动。比如，在讲述固溶体随着溶解度增加最终转变为中间相的知识时，可以制作动画，生动展示伴随溶质溶解度变化时体系晶体结构的变化过程：从保持溶剂结构不变，仅仅产生晶格畸变逐渐转变成全新的晶体结构。通过这一案例，不仅生动地讲解了专业知识，而且引出了思政元素。在此过程中，可以发起课堂讨论，鼓励学生自行对案例进行思政元素挖掘并互相交流，以提升学生的课堂参与感。通过不断地讨论，能让思政教育更加深入人心，取得更好的效果。最后由授课老师进行案例总结，去其糟粕、取其精华，向学生传递正确的人生观、价值观及世界观。

3.2 混合式教学法

由于本课程有大量抽象的概念和繁杂的专业理论，因此在融合思政教育的同时要保证课堂教学以专业教育为主，不能本末倒置。基于此，采用线上线下混合式教学法，融合外延第二课堂，将思政教育扩展到课后，可实现在学生学习的全过程中进行立德树人教育。课堂外的思政教育可以从两个方面着手，一是构建网络教学平台（如中国大学MOOC、腾讯课堂等），由授课教师针对丰富的具体案例录制思政教学微课，供学生在线自由学习；同时可以创建思政课程教学QQ 群及微信群等，由老师分享、推送材料科学最新研究动态、蕴含思政元素的教学案例，在学生学习专业知识的同时，进一步拓宽课程思政教育内容。二是开展翻转课堂教学，以学生为主体，充分调动学生的积极性，鼓励学生在课后针对课程中的知识点挖掘相关的课程思政元素，并制作微课PPT、小视频等在共享平台进行分享、交流。

4 教学考核的改革

教学内容及教学方式的升级，最终目的是将思政元素有机融入课程教学中，在专业教育的同时培养学生的优秀品格，使立德与树人同向而行。为了有效提高思政教学的成效，还需要对思政教学效果进行考核与评价。传统的教学考核（以作业、考勤、期末考试为评价指标）只针对专业教育进行评价，因此需要对传统的教学评价方式进行完善，建立专业知识考核和思政教学效果评价相结合的考核机制。授课教师应建立全方位的综合评价机制，对学生的思政教育进行考核。一方面，可以在期中、期末考试中设置蕴含思政元素的综合应用题，不设标准答案，着重考查学生对于专业知识的掌握及透过现象感悟思政特征元素的能力，进而评价学生课程思政的学习效果［9，10］。另一方面，思政教育评价应当注重过程考核，着重观察学生在课堂上的思政感悟、价值取向和课后自主进行思政探索的积极性及成效。通过思政教学考核，可引导学生注重意识的培养、 思维的锻炼及品行的提高，真正成为适应新时期行业需求的全面人才。

5 结语

落实立德树人根本任务，是我国高等教育事业不断取得新发展的关键所在，也是实现高质量发展、建设教育强国的必然要求。坚持立德树人，重在落实，课程思政建设是落实这一根本任务的有效途径之一。在材料科学基础这一专业核心课程中开展思政教育，培养德才兼备、德智体美劳全面发展的新一代大学生具有非常重要的意义。本文从思政元素的挖掘、教学手段的革新及思政教学考核的改革三个维度出发对材料科学基础课程的课程思政教学进行了初步探索。