《发光材料》课程思政建设的探索与思考
2023-01-02马云峰陈媛芝
申 慧,马云峰,陈媛芝,张 彦
(上海应用技术大学材料科学与工程学院,上海 201418)
0 引言
发光材料是指能够以某种方式吸收能量,将其转化成光辐射的物质。发光材料应用广泛,在照明、显示、医学成像、荧光免疫检测、暗物质探测等领域发挥着关键作用。同时发光材料种类丰富,从组成上来看,无机和有机材料都可以实现发光。从材料形态来看,粉体、单晶、薄膜或非晶体等形态都可以被用作发光材料。发光材料正发生着日新月异的变化,是光电信息产业的基础,也是我校材料学科的重点发展方向。
《发光材料》不仅是本科生的专业基础课,同时是相关专业研究生的专业选修课,目前已经开设5届,每届授课人数约80人。相比于本科阶段,研究生阶段的课程具有更强的专业性和实践性,且学生也具有更强的独立意识以及成熟稳定的价值观和世界观。因此,开展研究生课程思政建设,既是培养全面发展的研究生的基本途径,也是当前社会发展的迫切需求。
“课程思政”建设是新时期加强高校人才培养工作的新要求、新举措和新方向,特别是研究生培养过程中的课程思政建设,目前还处于探索阶段。结合我校学生的特点,持续改进教学内容和方式,使优化知识体系,同时将思政元素以润物细无声的方式导入到专业教学中,通过案例分析、主题调研等,分析国内外相关创新案例、特别是我国科学家的自主创新案例,使学生不仅能掌握相关基本知识,增加对专业的兴趣,同时培养民族自豪感,成为具有创新精神的新一代。
1 教学方案设计
按照“价值引领、能力达成、知识传授”的总体要求,将立德树人根本任务融入课程教学的各个环节,实现“随风潜入夜,润物细无声”的教与学的互相适宜。在知识传授方面,使学生掌握扎实的发光材料基本理论知识,掌握典型发光材料的发光原理,能够设计新型发光材料,为开展科学研究以及从事相关行业工作打下基础。在能力培养方面,发挥老师的导向作用,突出学生的学习主动性,通过课程内容重构、问题驱动思考、案例拓展思维等环节,培养学生独立思考、分析解决问题、团队合作能力。在价值塑造方面,培养学生的爱国情怀、理想信念、创新意识、科学探索精神和社会责任意识等。注重将国内外创新案例、我国科学家的典型成果案例融入教学环节。
教学团队优化教学内容和教学方法,形成新的教学方案,包括理论教学、分组调研、分组汇报和课堂讨论的设计和实施;系统梳理每个章节对应的课程思政元素,补充最新案例分析和融入课程思政案例,修订教学课件等;结合课程思政元素,设计典型的调研主题,由学生完成相关资料调研和案例讲解,并开展集体讨论。在授课过程中,结合学生的反馈,进一步优化授课内容,不仅使课程内涵丰富,易于理解,提升学生专业知识的同时,提高综合能力,培养具有扎实专业基础、爱国情怀、创新意识和开拓进取精神的高素质人才。
2 优化课程体系和授课方式
发光材料发展迅速,从传统的无机材料到优异无机杂化材料,从块体材料到纳米材料,新材料体系、新的发光机理和新成果不断涌现,在授课过程中,特别注重知识体系的不断更新,将经典的发光材料理论与新型发光材料体系结合,使学生对发光材料的知识体系有全面深入的学习。例如,新兴的量子点发光以及发光材料在生物医学等领域的应用不断被开拓,因此,我们将授课内容主要分成以下章节:发光机制,稀土发光原理,半导体发光材料,闪烁发光材料,上转换发光材料,长余辉发光材料,LED发光材料和量子点发光等,并使学生能够掌握主要发光材料的制备和分析测试方法。
本课程利用线上线下结合进行授课,但在疫情等特殊时间段,主要利用线上形式进行。教师团队利用超星等线上平台建立了内容完善的学习网站,所有的课程资料、主题讨论环节、作业和练习、拓展的视频资料等都放在线上。学生不仅可以在规定的上课时间学习,也可以利用课下时间进行复习和预习,强化和培养学生学习的自主性和积极性。在授课过程中,特别注重结合典型应用案例和最新研究进展案例。定期邀请相关企业和行业的专家来授课,通过生动的典型案例丰富教学内容,融入行业先进工艺,使学生了解发光材料及器件相关的企业标准、技术革新和制备工艺。
3 增加专题调研和讨论环节,提升学生综合素质
将学生进行分组,由教师设计相关主题讨论课题,由学生开展系统的主题调研,将相关专业领域的最新研究进展、知名科学家的研究成果在课堂上进行汇报,然后全体同学再开展讨论。分组汇报纳入课程的综合评价体系,一方面锻炼学生查阅文献、归纳文献和语言表达能力,同时增强学生的责任担当,培养学生团结协作精神。例如,引导学生调研与发光相关的诺贝尔奖,通过专题调研,同学们分别调研了关于蓝色发光二极管2014年诺贝尔物理学奖和关于激光物理的2018年诺贝尔物理学奖。经过近年来的实践,学生们的文献归纳和分析问题等方面的综合能力得到显著提高。
4 全方位开展课程思政建设
课程思政建设,思政要素的发掘和融入是关键,本课程在授课过程中,深入挖掘课程中蕴含的思政元素,并将其融入教学各环节、全过程。通过线上线下结合的多种授课方式,不仅传授学生专业知识,同时使学生深切感悟中华民族的力量和中国企业的担当。在做教学设计时假设我是学生,我希望我的老师怎么呈现这堂课?从这个角度选取课程情境素材。一个与知识内容相关的新闻、史实甚至一句俗语,都可能是很好的情境素材。
在发光机制部分,在讲解发光机理时,介绍我国著名固体物理学家黄昆先生在我国固体物理学科建设等方面做出的突出贡献。树立积极正向的爱国榜样,鼓励同学们不忘初心,矢志奋斗的决心和勇气。在稀土发光部分,分析我国稀土资源现状分析,引导学生开展高附加值稀土材料研发的思考。在激光材料部分,我国科学家打破国外技术封锁,取得大尺寸激光钕玻璃批量制造关键技术的突破,自主发明并建成具有中国特色的首条大尺寸激光钕玻璃连续熔炼线。部分指标达到国际领先水平,满足了我国激光聚变研究的重大战略需求。培养学生的科学探索精神和创新意识,敢于拼搏、敢为人先、敢于超越的竞争意识,激发学习的斗志与勇气。在闪烁发光材料部分,我国科学家研发的锗酸铋、钨酸铅等闪烁晶体参与国际竞争,被成功用于欧洲核子研究中心的大型电磁量能器和 GE公司PET设备;被用于悟空号深空探测器,成功实现暗物质探测,应用于国内外大科学装置。激发学生的民族自豪感和奋发进取心;要勇担时代使命,学好专业知识,提升综合素养。在半导体发光材料章节,以2014年诺贝尔物理学奖获得者中村修二为例,介绍他从不知名的企业研究人员,到实现氮化镓半导体材料和器件突破,并最终荣获诺贝尔奖的历程。激发学生的不服输的精神,培养学生创新思维。在有机发光材料章节,京东方作为我国液晶显示产业的龙头企业,打破了韩国巨头三星电子在柔性屏生产领域的垄断。2020年,京东方手机面板出货量历史上首次超越三星,它的崛起,终于让中国结束了液晶面板受制于人的局面。结合京东方的成长案例,使同学们深入理解民族企业的使命与社会责任感,以及科技强则国家强的爱国主义情操。
5 结语
在课程评价体系方面,我们开展多元化的评价体系,通过课堂讨论、主题调研等形式进行直接阐述评价。课程结束,借助调查问卷和课程总结,了解课程思政对学生价值取向的影响。本课程授课方式多样化,受到同学们的普遍欢迎;授课内容和教师授课的条理性进一步得到优化,学生到课率提高、师生交流明显增加,学生对典型案例,特别是我国科学家的爱国情怀、科学探索精神有强烈的共鸣与认同感;从主题调研、课堂讨论可发现,学生对发光材料在科技进步、国家强盛等方面发挥的作用有更深的体会,引导学生更宽阔的视野思考和专业问题分析。