通识课的课程思政探索——以《神奇的金属微观世界》为例*

杨 猛, 彭秋明，王利民, 李 慧**

(1.燕山大学材料科学与工程学院，河北 秦皇岛 066004；2.燕山大学国家级材料综合实验教学示范中心，河北 秦皇岛 066004)

1 通识教育和课程思政的关系

1.1 通识教育

通识教育是大学教育的重要内容，是迈向“全人教育”的重要教学手段。通识教育是一种普及教育、通才教育，通过培养学生对不同学科知识与能力的融会贯通，了解不同的文化、观念、价值，积累基础性学科的综合性知识，提升学生的综合素质，解决人的全面发展与专业教育之间的矛盾，为学生接受专业学习前做好普及知识和练就科学思维的准备[1-2]。通识教育作为提升本科教育质量的重要探索方向、一流本科教育的重要内容和一流大学的重要标志，受到越来越多学者和高校的重视，呈现出蓬勃发展的态势[3]。

1.2 课程思政

习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上指出，“用好课堂教学这个主渠道，思想政治理论课要坚持在改进中加强，提升思想政治教育亲和力和针对性，满足学生成长发展需求和期待，其他各门课都要守好一段渠、种好责任田，使各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应”[4]。这段话告诉我们：只要认真挖掘专业课与思政课的切合点和闪光点，采取灵活多样的教学组织形式与授课方式，就能够做到思政内容无声润入课堂，进而为构建高校“三全育人”的大思政格局提供强有力的支撑。2022年4月25日，习近平总书记来到中国人民大学考察调研，观摩思政课智慧教室现场教学，并对思政课建设提出了明确要求。

1.3 通识教育与课程思政的关系

通识教育从诞生到发展，宗旨一直是强调理性思维，培养综合素质，传承经典。通识教育是以培养合格公民为目标的文化素质教育，引导学生在拓宽知识领域和视野的基础上建立良好的世界观、人生观和价值观，提高学生的思考、表达和判断能力，增强学生的社会责任感，成长为人格健全的合格公民。课程思政的宗旨也是如此。课程思政包含了家国情怀、职业操守、做人准则、道德情操。所以，通识教育和课程思政有着关联和契合，培养理念是一致的，两者同向同行，共生发展，合力育人。通识课更易于在挖掘课程价值意蕴的基础上，把意识形态教育有机融入课程知识体系中，实现课程专业知识与国家价值导向间的同频共振[5]。课程思政可以丰富与延伸通识教育，还可以提升通识教育的内涵和拓宽发展路径。

2 本课程的意义和内容

材料是人类文明的基石，被视为人类社会进化的里程碑。纵观人类发现材料和利用材料的历史，每一种重要材料的发现，都会把人类支配和改造自然的能力提高到一个新水平，给社会生产力和人类生活水平带来巨大变化，把人类物质文明和精神文明向前推进一步[6]。材料中的金属材料，在材料工业中一直占据着绝对优势，在工业、农业、国防等各个领域广泛应用，更是现代社会生活中不可或缺的。金属材料是机械、冶金、化工、建筑、信息、能源、航天航空等工业的支撑，与多学科交叉、渗透和融合，所以让不同专业的学生学习金属材料知识，有利于培养创造思维、培养学生的科学素养，开拓视野，促使不同学科和不同专业的知识互相融合，增强社会适应能力，培养复合型人才。

《神奇的金属微观世界》是实验类通识选修课，课程按照OBE教学理念，学生通过磨制金相样品，使用金相显微镜观察金属材料微观组织，学会识别显微组织。了解掌握金属材料微观组织和金属材料性能之间的关系，掌握金属材料的性能和应用范围，了解金属材料的发展前沿。本课程通过材料和人类发展、社会文化的关系，领略科技如何推动人类社会，了解材料如何影响我们生活，以全新的方式看待身边的每一样物品。金属材料科学的发展日新月异，小到手机零件，大到汽车、火车，人们的生活离不开金属材料[7]。在人们享受金属材料带来优质生活的同时让人们更多地了解金属材料的特性，是金属材料科技工作者的使命。本课程内容以通识教育为主，课程的难度在准专业与科普之间，选取常用金属材料，通过科学性与趣味性相结合，以生动的方式教学，通过微观组织图片和实例揭示各种金属材料背后的神奇微观组织，了解金属材料背后的精采故事，展现金属材料之美，打开金属材料的神秘大门，领略到金属材料世界的魅力。结合金属材料学科发展的成果，讲解金属材料的新概念、新知识和新应用，让学生了解生活中无所不在的金属材料的特性。

3 课程思政研究的内容和目标

《神奇的金属微观世界》通识选修课，可以弘扬爱国主义、科学伦理和工匠精神。充分发掘课程教学的德育内涵，突出专业课程教学的育人导向，将德育教育与专业教学充分融合，促使知识传授与价值观教育同频共振；在课程内容上，突出弘扬社会主义核心价值观，遵循教育教学规律，体现现代教育思想，反映学科最新发展成果和教改教研成果。通过将思政教育的元素融入到本课程的学习过程中，不仅能够为学生的思政教育拓宽思路，成为学生思想政治工作的有力推手，而且可以有效地拓宽高校思政教育的渠道，为高校思想政治教育工作提供有益的探索。

授课教师在课前备课时利用互联网，收集与金属材料相关的精品教学资源，如各种图片、CCTV播放的《国家宝藏》《大国重器》《大国钢铁》《超级工程》纪录片；等等，让思政教育进行得更为形象、生动。课堂上，将上述内容融入教学讲述，和课程知识点巧妙融合。展现上下五千年的中华文明和新中国70年的金属材料发展历程；培养学生的爱国主义情怀、创新意识、工匠精神、科学素养等等。考核评价方法：采用课上提问加讨论的方式直接评价；通过实验表现评价；借助调查问卷、学生的结课报告，了解课程思政对学生思想的影响。

通过将课程思政元素融入到《神奇的金属微观世界》课程的学习中，让学生在提升自我专业思维素养的同时思政思维素养也同步得到提升，他们在未来生活或工作中将个人命运与国家命运紧密连接起来，关键时刻能以大局为重。将爱国精神、工匠精神传递给学生，引导学生刻苦钻研，治学严谨、精益求精和不畏艰难，可以进一步完善工程型人才教育与教学培养模式，构建全国重型机械行业理工科工程型人才培养基地，培养出专业创新能力强、实践能力强的工程型创新人才，实现人才培养战略。

4 课程思政的探索与实践

在实施课程思政的实践中，着重从几个方面融入思政元素。

1)民族自豪感，爱国教育

讲解知识点“铁和钢的诞生”时，引入生铁是中国人的发明这一历史事实。中国发现最早的铁器，是河北省出土的商代铁刃，经过确认是用含镍较高的陨铁锻造而成的。另外有同时代的北京平谷的陨铁刃，河南商末的铜兵铁刃。由此考证，我国在商代中期就已经使用铁器了。1976年，在长沙杨家山65号春秋晚期墓葬中出土了一把钢剑，这是中国已发现的最早的钢兵器，也是中国最早的钢制品。可以证实碳钢出现在春秋晚期，比欧洲早两千年。欧洲国家，在文艺复兴时才掌握了生铁冶炼技术。中国流传下来的世界古代最大的铸件，是河北沧州的铁狮子，于公元10世纪铸造而成，重量有50吨之重。

讲解知识点“热处理技术”，引入我国古代的热处理技术。洛阳市出土的春秋末期战国初期的铁锛经过脱碳退火；河北省满城出土的西汉刘胜的佩剑，经分析，表面有明显的渗碳层，并且经过了淬火处理；考古发现，淬火工艺出现在春秋晚期，河北省易县燕下都遗址出土的战国后期锻剑等武器大多数都经过淬火硬化处理的。汉代的淬火技术也有很大成就。这期间古代工匠还发明了局部淬火，徐州狮子山楚王陵出土的4件凿刀，经过金相组织分析发现，这4件凿刀的刀头，都经过了局部淬火处理，是为了获得刀头硬度高、刀体韧性好的优良力学性能。以上事例充分说明了我国的热处理技术有着悠久历史。

这些事例可以增强学生的民族自豪感、爱国精神；使学生深刻理解中华优秀传统文化，了解中国古代金属材料发展历史，坚定文化自信。

2)青年榜样，工匠精神

用青年榜样孙帅奇的故事引出知识点“退火”。孙帅奇是河钢石钢厂银亮线生产上的一名普通工人，负责钢材退火线的质量管理。孙帅奇和团队对技术的不断突破和对每一个细节的偏执，保持着产品质量“零缺陷”的记录。“零缺陷”的背后是由辛勤的付出和严谨的工作态度换来的。每支料段必须100%检验，不断优化产品工艺，更新改造旧设备，才能生产出更优质的产品。孙帅奇对质量“零缺陷”的偏执，充分体现了不畏艰难，敢于创新的工匠精神，展现了青年榜样的力量。视频中展示的工作环境和工作状态就是金属材料专业学生毕业后的工作境况。面对单调枯燥的钢铁世界，如何能绽放青春，承担起钢铁人的责任，孙帅奇做出了完美的诠释。孙帅奇在平凡的岗位上能做出不平凡的业绩，以奋斗者的坚毅和炙热的匠人精神，书写着一位普通青年工人的钢铁人生。对于学生更具有引领和指导意义，这些就是当代的工匠精神的内涵，值得每一个学生去学习。

3)淬炼利剑锋芒，彰显使命担当

从知识点“淬火”，引出CCTV 7播放的4集大型纪录片《砺刃》第2集《淬火》。通过《淬火》纪录片，展现中国军人从严冬到酷暑，从辽阔大海到苍莽高原，淬火实战化演兵场。中国军人拼出了血性斗志，拼出了胆气、豪气，拼出了能打仗、打胜仗的精气神。淬炼利剑锋芒，彰显使命担当。宝剑锋自磨砺出，日复一日砺炼，年复一年淬火，最终只有一个目标，完美制胜。军之不训，与无军同；训之不严，与不训同。点出“哪有什么岁月静好，都是军人们在负重前行”。从金属材料的淬火引申出了年轻人要经过锻打和磨砺，才能成长为像钢一样坚韧、正直、像钢一样顽强的新时代中国青年。通过类比淬火和磨练，提醒同学们钢材通过淬火提高了硬度和耐磨性，年轻人也需要“淬火”才能快速成长成才。激发同学们的爱国情怀、使命感。引导学生不畏艰难，刻苦学习，努力拼搏，做国家的栋梁之才。

4)励精图治，自强不息

用越王勾践剑引入知识点“铜和铜合金”。纯铜强度低，不适合作为结构材料，所以在纯铜中加入合金元素制成铜合金。1965年冬，湖北省荆州出土了一把剑，拔出剑鞘，寒光闪闪，毫无锈蚀，剑刃锋利，20多层纸一划而破。这把越王勾践剑是国家一级文物，现藏于湖北省博物馆。剑身上有精美的黑色菱形花纹，剑柄处镶嵌绿松石和两颗蓝色琉璃；铸造工艺精美绝伦，剑首的11道同心圆整齐排列，间距仅0.2 mm，和现代数控机床技术相比，也毫不逊色；剑身上有八个鸟纂铭文“越王勾践，自作用剑”。越王勾践剑，距今有2500多年，被誉为“天下第一剑”。剑的主要成分是铜、锡组成的青铜合金。剑脊含铜较多，能使剑韧性好，不易折断；而刃部含锡高，硬度大，使剑非常锋利；微观组织是树枝晶。

这个故事的融入给学生两方面的启迪：(1)五千年的文明，创造的每一件文物都是文化。越王勾践剑精美高超的制作工艺，名垂青史，万古流芳；名满中华，享誉世界。激发同学们的民族自豪感、爱国精神。(2)剑的主人勾践，历尽沧桑，卧薪尝胆，一把绝世宝剑，凝聚天地灵气，彰显王者气魄，成就荣耀之光；它冠绝华夏，见证乱世传奇；越王勾践剑既是国宝重器，亦是文化符号。它承载着中华民族励精图治，自强不息的民族精神。当代中国正处于民族复兴的关键时期，激励同学们为实现伟大的中国梦发奋向上，努力学习。

5)航天精神，勇于探索，勇攀高峰，不断前行

由知识点航天材料“钛及钛合金”，引出我国航天事业的发展。在全球市场中，钛合金材料主要应用于航空航天领域。航天飞行器每减重1克，运载火箭就可以减轻几百克。不是“斤斤计较”，而是“克克计较”。导弹和火箭减少结构质量1 kg，将增加射程1～3 km。经过几代航天人的接续奋斗，我国航天事业创造了以两弹一星、载人航天、月球探测、火星探测为代表的辉煌成就。走出了一条自力更生、自主创新的发展道路，积淀了深厚博大的航天精神。从1970年我国首颗人造卫星东方红一号进入太空到如今长征系列火箭已突破三百次发射，中国正从航天大国向航天强国迈进。神州十三号载人飞船的成功发射和顺利返回地面，标志着空间站关键技术验证阶段任务圆满完成，为中国建造“天宫”打下重要基石，标志着中国空间站关键技术验证阶段成功完成，中国空间站即将进入全面建造阶段。同时树立起了一座新的里程碑，见证着中国航天人对航天事业的不懈奋斗。航天科技工作者自主创新、自力更生、艰苦奋斗、协同攻关、共同奋斗的航天精神，激励同学们勇于探索、勇攀高峰、不断前行。

6)实事求是,精益求精,不言放弃,团结协作,遵守制度

实事求是是马克思主义的根本观点，是课程思政的重要元素，实事求是学生必须具备的优良品质和基本科学素养。当今社会学术造假、产品弄虚作假等屡见不鲜，是实事求是基本世界观的缺失和沦丧。当学生实验操作失误，得不到正确实验数据时，教师需要教育学生实事求是的重要性，要尊重客观事实，使学生在以后的工作中，拨开层层表象寻找真理，透过现象看本质，做一个诚实守信的人。所以培养学生实事求是的优良品质，尊重事实的科学态度，对于国家、民族及学生个人都非常重要[8-9]。

实验中强化分工协作和团队精神，培养学生的创新精神和创新能力，鼓励学生克服困难、提升团结协作和服务意识。教育学生在制备金相试样的过程中坚守初心、追求至精至善，将每个细节都尽可能做到极致，培养学生的工匠精神。有的学生为了制备出无划痕、无假象、浸蚀完美的金相样品，不惜一次次返工重来，不言放弃，最终制出合格并且完美的金相样品。将磨制样品这一看似简单、枯燥的工作做到了极致，这对培养学生的工匠精神、永不言弃、勇于探索、不断创新品质的培养具有重要意义。教导学生遵守实验室规章制度，加强纪律教育和安全教育。建立环保意识，引导学生爱护环境，培养学生的社会责任感。

5 考核方法和效果评价

考核方式的改革是提高学生创造力的推手。本课程的考核打破传统的一张试卷评定成绩的模式，考核要体现出课程思政融合的效果[10]，以及教学全过程的学习效果。考核学生学习态度，课堂提问、讨论情况、实验表现、动手能力等。开放式的作业题融入思政元素，学生通过搜集资料、查阅文献，不仅加强了对专业知识的学习，也加深对思政内容的理解消化。结课报告要考核设计解决方案能力、从事科学研究能力、责任意识、团队意识、创新创业意识、管理与决策能力、终身学习的意识和能力，发展独立的思考能力及批判性思维[11]。

学生通过本课程的学习，全面了解金属材料的分类，懂得身边的金属材料是通过加入不同的合金元素，通过不同热处理工艺进行热处理，才得到显微镜里面看到的神奇的微观世界(显微组织)，从而实现预期的力学性能，最终目的是满足各行各业的需求。为材料学院实验室开设实验类型通识选修课探索新路。该课程已经上了五个循环，学生对该课程反馈是：非常满意；是上过的最认真的通识选修课；能锻炼动手能力；不枯燥；生动有趣；在轻松愉快的气氛中学习;等等。该课程在全校本科生课堂教学质量评价中，2019秋、2020春和2020秋，连续三次评价结果为“优秀”。

6 结语

利用课程中蕴含的思政教育资源，实现思政教育与知识体系教育的紧密结合，发挥隐性教育春风化雨、润物无声的优势，帮助学生塑造家国情怀，树立文化自信、强化社会责任感、弘扬担当精神。培养学生艰苦奋斗的科学精神，团队合作意识。培养学生严谨求实的科学态度，勤奋刻苦、勇于承担的科学精神和团结合作、顾全大局的服务意识。通过强化“价值塑造”，与OBE教育教学理念相结合来实现能力培养目标，探索通识课与思政课程同向同行的育人格局。