新工科背景下理工科课程思政教学的优化策略

李漫红，于三三，母继荣，李雅侠，朱立军

(沈阳化工大学 教务处，辽宁 沈阳 110149)

2018年，多部委联合发布《关于加快建设发展新工科实施卓越工程师教育培养计划2.0的意见》，明确高校要培养具有可持续发展为理念，同时具有工程伦理意识与相关职业道德的现代工程师。次年，成立“全国新工科教育创新中心”，增设数据科学与大数据技术专业点336个，撤销工业设计专业点等416个。“新工科”方案旨在培养能够解决复杂工程问题，同时富有高度人文素养和社会责任感的工程类创新人才，更加要求专业课程与思想政治理论、社会主义核心价值观、中国传统文化、现代科学技术等形成多重交叉与重叠，从而成为培养厚植爱国主义情怀的科技创新人才过程中的坚实基础。

1 新工科背景下工程教育课程思政建设的内涵

新工科背景下面向未来的工程教育所要求的不是单纯地解决问题的工程师，而是应该能够在“更高的层次和境界上进行创造性的工作”，实现《高等学校课程思政建设指导纲要》所要求的培养学生探索未知、追求真理的责任感和使命感。立德树人是高校人才培养的根本任务，通过价值观引导与专业课教学有机融入的课程思政，其重点是通过专业知识传授培养高阶工程能力，其方法在于创设工程教育“职业场景”的学习情境，其路径重在通过交叉学科提升工程素养传承价值导向，目标任务是实现专业知识、能力培养与价值观引导的内在契合。

1.1 要发挥工程教育专业知识的整体育人功能，满足产业提质升级的发展需求

新工科背景下的工程教育既要培养具有良好科学素养、能够解决复杂问题的工程技术人才，也需要能够引领产业变革的工程创新人才[1]。工程教育要培养能够满足当前产业和行业亟须的各种层次和类型的工程技术人才，就需要在课堂上传递完整、具体、明确的“高深知识”，同时引导学生形成可探索且不断发展的“认知能力”。因此，课程思政实际上是要求在教育过程中将专业教育的学科知识整合到一定的逻辑关系和知识体系中，在基于客观规律性和自然认知的普遍性前提下,使专业知识、价值理念以及精神追求在更高层次的有机结合，帮助学生迈入高阶认知思维阶段，实现以背诵、记忆思想政治的“绝对知识”为主(如基本原理、社会理论等)向结合实际所处的社会、经济和政治环境来探究“三观”的转变，并在这个过程中形成共同经验和价值追求。

1.2 要创设工程教育“职业场景”学习情境，适应服务国家创新战略新要求

新经济形势下的新技术、新业态、新模式、新产业,要求工程教育要以能够多角度解决复杂工程问题为导向，突破专业工程知识的认知局限，提升工程人才的思考力。为此，在开展专业课的教学过程中创设“职业场景”，能够在讲授专业知识过程中融合工程实际的复杂性、协同性、智能化和绿色化，“使各类课程与思政课程同向同行形成协同效应”。一方面，课程思政教育过程实则是一种持续的教育状态，即难以通过一门课程或一次讲座等实现工程教育中的课程思政目标，要持续关注学生的“知行统一”，培养多样性和不确定性的工程观点，并能够在任何情境下做出正确的价值判断，对复杂问题加以分析和解决；另一方面，“职业场景”的教学情境要求课堂教学的组织形式应是理论与实践相结合，以工程思维启发为着力关键﹐以职业伦理渗透为价值依托。这是因为工程师的教育培养周期是呈现“专业认知+思政素养”提升的“螺旋式上升”过程，要根据学生所掌握的专业知识和思政认知的程度，不断调整课程思政教育的实践方式。

1.3 以学科交叉为途径加强思政育人成效，实现培养面向未来发展的工程人才

新工科背景下的课程思政应强调工程和思政的“双重”吸引力和感召力，必须坚定不移地从中国工程实践中提炼精神内核，用时代要求丰富新思想、发掘新材料、归纳新问题。“工程知识没有国界，但是工程师是有国籍的”，课程思政绝对不是“课程+思政”的简单合体，而是交叉学科背景下的合力育人。挖掘相对抽象的工程知识本身所蕴含的如科学精神、环保意识、工程美学、工程伦理、团队意识、协作精神、创新精神、职业素养等“隐性”思政元素[2]。目前，推进课程思政深入开展的关键就是如何用整合多学科教育教学资源有效地将“理念、知识、技术、经济、社会、环境、法律、人文”等在内的知识点有机嵌入工程教育的整体框架中。同时，在横向联通上强调协同育人，合力提升学生的素养与能力，做到全要素的有序渗透，统合调动多主体全方位协调参与，为课程思政教育的高质量发展搭建起良好的发展平台，包括汇聚各主体的教育教学资源、实现学校的“小课堂”与社会的“大课堂”有序衔接如图1所示。

图1 “新工科”背景下工程教育课程思政示意框架

2 新工科背景下理工科课程思政教学方法探究

课程思政应通过充分挖掘通识课、专业课和实践课本身的思政元素，让学生在专业知识的渐进掌握中践悟精髓,引导学生在认识世界﹑解释世界﹑改造世界过程中树立正确的立场、观点，进而提升当代大学生的家国情怀、价值追求、科学(工程)精神、职业操守，实现以“润物无声”的隐性方式实现对大学生的价值引领[3]。

2.1 基础课要充分挖掘能够体现价值观的思政元素

理工科基础课包括数学、物理、化学等方面的课程，是后续专业知识学习的重要基础，需要以科学层面的知识传授、科学衍生和逻辑推导等教学为主。为此，在开展专业课程教学科学性的同时，要充分发挥学生已掌握的马克思主义基本知识，打造特色鲜明的能够体现价值观的育人环节。例如，在讲授“大学物理”中“麦克斯韦方程组”时，通过讲解高斯磁定律、麦克斯韦安培定律，进而引导学生理解变化的磁场如何产生电场的法拉第感应定律解释场源影响电磁场，培养学生科学的世界观，观察力和思维力。在教学过程中，描述麦氏方程所表现出的深刻、对称、优美，进而自然地将形象化的“美育”引入到抽象化的物理理论教学之中，感受自然科学所独具的均衡对称、奇异相对等“美”学特征。引导学生从“美”视角理解科学规律，在客观看待事物、掌握知识的过程中提升审美价值观，进而培养学生追求科技自立自强的卓越意识。

2.2 专业课要融入工程应用情境提升工程专业素养

专业课主要是教授学生未来参与社会生活的工程知识和职业能力，专业课占人才培养计划中较大比例，在人才培养课程体系具有核心地位，在人才培养中起到非常关键的作用。工科专业课往往具有较强的应用背景,教学往往依托具体的工程应用情境，教学情境搭建是专业课课程思政建设的重要依托。例如在为高校机械类专业学生讲授“工程流体力学”这门专业主干课时，可以让学生自主设计减小流动阻力的可行方案，这个过程中学生在处于真正应用情境的时候，需要主动计算流场、流动阻力和流体对固体的作用力。由于流体边界层的分离，会使流体脱离物体，产生大量脱落涡旋，造成很大的能量损失——称为形状阻力。因此可以自然引入飞机机翼及轮船设计为流线型、高尔夫球表面设计带有凹坑均是为了减小形状阻力的案例。在帮助学生掌握基于流体力学原理设计相关工艺流程和结构过程中提升工科学生的工程伦理，引导学生用辩证唯物主义方法论分析流体力学问题，进而提升专业素养和工匠精神。

2.3 实践课要注重培养解决未知复杂工程问题的能力

工程实践在于培养未来工程人才应具备的整体工程思维，正如马克思所说“实证精神就是科学的起点”。实践课是将课堂理论知识转化为实践能力的初始环节，目前实践类课程的实验或方案大多是预设的,也有相对标准的答案用于校验和评分，但仍应鼓励学生提出现实的问题和真实的观点,引导学生利用新工具和新知识，大胆探索并创新办法，解决未知的复杂工程问题，进而在实操过程中理解马克思主义唯物辩证法的联系观。例如计算类学生在编写程序过程中就会始终需要用唯物主义的辩证观点分析问题，即当前状态是“过去历史的总结”，这是动态规划策略之所以效率高的一个主要原因，通过对状态转化方程和局部解存储的分析，从全局角度设计路径求最优解。在采用动态规划策略处理问题时，既考虑局部利益又要兼顾整体利益，因此动态规划策略解决问题同贪心策略相比，动态规划更具有大局观，更有整体意识。在教学过程中，通过比较两种策略的差异，进而引导学生在面对人生的选择时，不能只顾眼前利益，而忽视长远利益。要学会运用辩证法正确处理局部和整体的关系。

3 新工科背景下理工科课程思政优化策略的实施路径

新工科背景下理工科专业在开展课程思政过程中，还存在课程思政元素的挖掘与知识传授的融合度不够，在专业课教学中对思政理论理解不深，课堂上不能自觉地传导正确的科学技术观、工程伦理和社会主义核心价值观等现象；课程思政的主体性和主动性不足，课程思政管理工作还没能形成合力，部门之间还存在管理“藩篱”；部分专业教师并没有把专业课的思政教育上升到人才培养体系重大战略的高度。正是这些问题的客观存在，要求我们在优化课程思政策略过程中要在遵循教书与育人的规律前提下，主动对标服务国家经济发展战略、服务行业和企业的需求，通过理论与实践的融合提升学生解决实际问题的能力，在组织开展“大工程”的实践实训过程中实现知识与能力的协同、技术与素养的平衡，培养能够支撑甚至引领未来发展的多类型、多层次的工程全链条创新人才，为我国经济的提质升级提供人才支撑。

3.1 调整课程与思政的定位，提升专业课实践的适切性

新工科背景下的课程思政要主动结合日趋复杂的国际竞争发展形势，自觉将科技自立、创新自主、技术自强与自然科学知识本身所蕴含的家国情怀、爱国主义等相结合，立足新时代的发展要求，为国家和民族的共同福祉贡献才华。课程思政是推动全员、全过程、全方位育人的现实选择。要通过发挥课程主渠道的优势，在项目研讨、个案分析、教学案例等实践教学与资源建设中充分融入思想政治教育的元素。教学方式要贴近大学生的成长特点,教学手段要符合工程认知的渐进规律,教学内容要贴近工程实际的客观要求。要始终坚持思政教育的引领，同时通过总结出可操作、可推广的课程思政工作方法，摆脱传授自然科学知识过程中枯燥、单调的课堂氛围，进而提升课程思政与专业知识的结合效果，构建起具有科学性的课程思政教学体系。

3.2 注重理论与实践的融合，提升专业课教学的时代性

随着技术产业飞速发展，工程实践呈现出更快的迭代特征，为此课程思政不是降低学科理论知识地位或是在专业课中强融思想政治教育，而是应该教会学生可以灵活解决不确定性、不可预见性、应变性、关联性等复杂问题[4]。新工科背景下的课程思政不是从专业课程的“知识”一端摆向“政治”，而是要在摆动的过程中实现教书与育人的平衡。课程思政要善于挖掘自身论体系中的有关事实，以历史的角度、发展的态度，在课程教学中融合相关思政要素，应该更加强调工程专业课回归工程实践，新经济新技术新业态等时代特征应及时反映到专业课教学中，理论与实践二者相结合，激发他们的学习潜能,才能培养出一批能够融合科学发现与工程创新的工程人才。

3.3 注重知识与能力的协同，提升专业课课堂的联动性

课程思政中的“思政”主要侧重知识与价值的统一，知识是内在前提，能力是外在表现，二者协同互补，才能发挥整体功效。强调各门课程中以思想政治教育为引领，系统挖掘学科知识本身所具有的思政元素，增强课程本身的价值引领。要始终保持工程知识的实践属性，在理论知识中穿插必要的实验环节，提升学生的实践能力和创新能力。通过走进实验室，激发学生探知欲，将基础知识与实践过程以及动手能力有机结合、同步推进。“新工科”课程思政应该以培养“德智体美劳全面发展的人”为价值追求,立足于人的思想道德养成的系统性特征﹐不仅在教学过程中体现出课程对个体精神成长意义的追问,也要表达出课程对大学生思想和行为的价值引导，最终培养德智体美劳全面发展的社会主义合格建设者和可靠接班人，如图2所示。

图2 理工科课程思政过程中知识与价值统一关系示意图

3.4 注重技术与素养的平衡，提升专业课内容的伦理性

实际工程的本质是复杂的，影响工程成败往往是技术之外的因素,因此，教学过程中应重视工程背景中的社会环境、人文伦理、沟通交流等非技术要素。“新工科”背景下培养的合格工程师应该是技术水平与技术素养协调、均衡发展的人才[5]。可以将知识背景、基础概念等通过开放共享的在线课程资源进行自主学习，师生交互的课堂上更多以启发式、项目式教学实现知识融合与思想引领。将学科专业教育与思政教育深度融合，共同实现教育价值叠加、教学资源整合、教师队伍壮大以及教学实效提升的系统工程，培养出具有时代蕴涵和中国特色的“新工科”人才[6]。

4 结语

随着高技术、高质量、高品质的“中国创造”加速发展，势必对高等工程人才的水平、认知、取向、品质有了更高的要求。文章以理工科课程思政元素融入专业教学为研究对象，深入探讨如何在新工科背景下有效优化课程思政的可操作性策略。在对现阶段课程思政开展过程中存在的认识局限和现实困境进行分析的基础之上，结合课程性质差异提出具体优化措施，以期持续完善课程思政教育促进工程人才素质的全面发展，为进一步更好地实现理工科人才投身服务国家战略提供新的思路。