“高等无机材料合成方法”课程育人模式探索与实践

朱佳慧，于 静，刘 琦，刘婧媛，王 君

（哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院，黑龙江 哈尔滨 150001）

0 引言

党的十八大以来中国特色社会主义进入新的时代，在新时代背景下，中国高等院校的教育体系及思想政治教育工作也面临着新的挑战和新的要求。立德树人是我国高等教育的本质，高等教育对学生的培养要着重于专业能力和道德品质两个层面[1]。专业课程针对不同专业领域设置不同的课程，学校按照国家对人才培养的要求和目标，有目的的设置教材、教学计划、教学大纲、教学内容和教学方式方法，高校通过专业课程的设置将教学内容系统的传授给学生，使其具备相应的专业能力。另一方面学生的道德品质主要通过高校思想政治理论课程进行熏陶和培养，使其习得与社会要求一致紧跟时代发展的准则和规范。习近平总书记于2016年12月在全国高校思想政治工作会议上发表了重要的讲话，指出“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”[2]。习近平总书记的这一重要论述明确了新时代背景下对高校的思想政治理论课和其他各类课程提出的要求。高校的每门课程都具有立德树人的责任，专业教师在专业课程的教学过程中拥有丰富的思想政治教育资源，在其教育教学过程中将潜在的思政元素挖掘出来，实现课程思政与思政课程同频共振，进而将思政工作贯穿育人的全过程[3]。如何促进高校专业课程与思政课程协同育人是当前亟待突破的新课题。

“高等无机材料合成方法”是材料科学与工程、化学工程与技术、材料与化工专业的一门专业基础课，要求学生理解并掌握无机材料研究领域的前沿知识，了解当前无机材料各种新的合成方法，从不同角度阐述无机合成的基本原理和技术问题，培养学生无机合成技术技能以及学生独立从事科学研究的能力。本课程以培养学生无机合成技术技能为出发点，以培养学生独立从事科学研究能力为目标，从不同角度阐述无机合成的基本技术原理和当前受到普遍关注的合成技术问题。通过对本课程的学习，学生应能熟悉无机材料合成与制备的基础知识，并在此基础上研究材料结构和性能的关系。培养学生的实际动手操作能力。深刻领会无机材料合成方法的理论知识，具有将理论知识应用于实践中的能力。由于“高等无机材料合成方法”课程中涉及包括光化学合成方法、电化学合成方法、高温合成方法、高温合成方法、水热及溶剂热合成方法、微波辐射在无机合成中的应用、溶胶—凝胶合成方法、共沉淀合成方法、超声合成方法、微重力与超重力合成方法、自蔓延燃烧合成与激光化学合成方法、化学气相沉积合成方法和无机材料的仿生合成方法等无机材料合成方法，理论知识点相对较多，授课过程偏重理论研究，学生上课过程中容易出现溜号走神现象。另一方面，学生对时事政治和国家政策关注度不高，“思政”课程灌输式的教学方式也容易让学生产生逆反心理，导致学生对思政教育的兴趣弱化。因此将“思政”教育无形中渗透到“高等无机材料合成方法”的课程中，增强“高等无机材料合成方法”课程的多元化和趣味性，也更能调动学生对学习专业课程和思政课程的积极主动性，从而培养学生德才兼备、全面发展。

因此，本项目以专业课程“高等无机材料合成方法”为课程思政实践载体，以课程思政改革为核心，以“创新”为应用导向，将科学精神、逻辑判断、价值导向、人文素养与实践教育有机结合[4]，打造“课程+思政+创新”三位一体的课程育人模式。

1 “高等无机材料合成方法”课程思政元素的探索与挖掘

在明确了课程思政在高等教育中的重要性后，我们对“高等无机材料合成方法”的授课内容进行了新的规划，明确了课程思政目标，将思政内容和专业课程进行有机融合。随着新兴学科和高技术的蓬勃发展，作为合成化学中不可或缺的组成部分，无机合成化学不仅是无机化学学科的一个重要分支，其与新材料的结合也成为当前无机化学领域最新的发展方向之一。无机合成化学的目标是获得不同用途的无机材料，而无机材料的使用自古以来就是人类文明进步和时代划分的标志。采用化学方法合成的新型无机材料的使用则是近代文明发展的标志。不论是炼丹术，火药、陶瓷的发明、金属的冶炼，还是高温超导材料、生物陶瓷、超硬材料以及信息与能源转换材料的合成及其应用都是无机合成化学的重要成就。随着5G通信、光电应用及新能源等新兴产业的持续发展，半导体行业由于中美科技及产业之争已成为当前两国博弈的焦点，日本对韩国实施光刻胶、高纯氟化物等物品的禁运及相关摩擦使得高纯半导体材料的重要性广为人知。不同于传统的硅基半导体，化合物半导体最上游的高纯金属是多品类、小批量的稀缺资源，恰逢产业发展初期，国内企业可凭借本土化市场兴起、快速技术迭代及响应速度等优势实现更快的替代。半导体材料的纯度决定器件的精度，在半导体产业自主可控成常态化追求的今天，国内企业已实现了从0到1的突破。借此授课内容，增强学生的民族文化自信和为国家荣誉而战的科研斗志，通过对无机材料合成方法的研究，早日攻克高纯半导体材料“卡脖子”问题。

2021年11月航空工业两位专家入选两院院士，他们是增材设计制造专家王向明和复合材料专家邢丽英。我国航天航空工业的快速发展，也离不开高强度且耐高温结构的材料，2021是十四五的开局之年，作为整个军工产业链核心位置的新材料板块有望迎来较大的发展空间，进入二十一世纪，航空航天事业取得的巨大成就与材料技术的发展和突破紧密相连，材料的研制是高新技术发展的基础，为航空航天工业的发展提供了强有力的支撑和保障。无机材料合成技术为制备高性能、多功能化的智能航空航天材料提供了保障。高温合金是航空发动机的关键材料，传统钢铁在300摄氏度以上会软化，无法适应特殊环境下的高温环境，同时热机动力领域需要的工作温度越来越高，因此科研工作者们为了追求更加高的能量转化效率，高温合金的研制迫在眉睫，基于我国对军用发动机的需求，在我国投入了大量的科研精力后，航空发动机用高温合金性能不断发展，铁基高温合金、镍基高温合金、钴基高温合金等材料性能不断优化，目前我国高温合金产业处于成长期，军用高温合金处于持续升级中。以此思政元素培养学生严谨的科研态度，培养学生具备勇于探索、勇于发现、勇于创新的科研精神，同时，提高学生服务国家服务人民的社会责任感，将课程中对学生专业知识的传授与对学生素质和品德的树立进行有机的融合[5]。

2 改革教学方式，融合思政元素

“高等无机材料合成方法”课程在教学内容上首先向学生介绍无机材料合成方法的原理和操作过程，引入基本概念后，向学生举例说明用该种合成方法制备的材料在各个领域的应用情况。例如介绍激光技术这部分授课内容，首先向学生介绍激光的性质，激光是一种受激发射而放大的特殊光源，具有亮度高、单色性、聚能与方向性强等特点。激光技术的发展历程，从1960年7月美国T.H.梅曼研制成功红宝石固体激光器，标志了激光技术的创立。接着又用气体、半导体、染料等为工作物质实现了激光振荡，促进了激光技术的发展。最后介绍激光技术在信息领域的应用，半导体激光器和光纤放大器是光纤通信的两项关键技术。利用激光技术进行光存储，使信息的存储发生了革命性的飞跃。此外，激光打印机、激光传真机、激光照排、激光大屏幕彩色电视、光纤有线电视以及大气激光通信等均已得到广泛应用。在讲授光化学合成反应时，先介绍了光化学反应是指在外界光源照射下所发生的化学反应。由于光化学反应具有良好的选择性，且可在常温常压下进行，从20世纪60年代起，人们就开始探索将光化学反应过程用于生产实际。随着量子化学在无机反应中的反应及表征测试技术的突破（只要是激光技术与电子技术），光化学得到了飞速发展。最后将光化学技术与环境保护相结合，环境问题是21世纪人类面临的重大课题，因此我们将引用光化学氧化技术治理环境污染问题，该技术是基于污水处理过程中，利用光照条件，使产生足够量的羟基自由基，从而使有机污染物彻底氧化达到消除的目的，这一过程就是利用光化学氧化技术解决环境水污染的事例。

在课程的最后还设置相应的学时开启研讨式教学模式，学生通过课前查阅无机合成的最新研究进展，课上PPT展示汇报，学生相互讨论，互相学习加深对知识的理解，培养学生独立思考问题的能力和习惯，通过教师点评加深学生对知识的掌握。通过对改革教学方式，从学生角度自发地将专业知识与思政元素进行有机融合，并消化吸收[6]。

3 结语

《高等无机材料合成方法》课程着重介绍有代表性的无机新材料的合成技术，本文以该课程作为思政载体，结合新时代大学生的知识结构、科学素养、认知能力和思想行为等特点，选择与本课程相关的典型思政案例，将专业知识与思政元素进行有机结合，并引用无机材料合成方法发展过程中的重要人物案例，激发学生的学习兴趣同时提高学生的社会责任感，增强学生的民族文化自信，激发学生的科技报国情怀。