新工科建设金属材料课程思政教学设计研究*

2023-01-16王倩倩

广州化工 2022年10期

王倩倩，冯攀，马慧

(东南大学材料科学与工程学院，江苏南京 211189)

改革开放以来，我国高校的科学研究水平迅猛发展，经费投入及成果产出都已名列世界前列，然而高校思想政治教育的发展未能赶上科研进步，仍存在一些问题，包括教师思政有待加强、全员全过程全方位育人格局还未完全形成等。针对这些问题，2017年教育部党组印发《高校思想政治工作质量提升工程实施纲要》明确提出，大力推动以课程思政为目标的课堂教学改革，梳理专业课程所蕴含的思想政治元素和所承载的思想政治教育功能，融入课堂教学各环节，实现思想政治教育与知识体系教育的有机统一[1]。2018年，教高[2018]2号文件进一步要求在加快建设高水平本科教育，全面提高人才培养能力的过程中强化课程思政和专业思政，构建全员全过程全方位“三全育人”大格局。此外，近年来国际形势复杂多变，多种思潮不断涌现，为了培养担当民族复兴大大任的时代新人，高校人才培养过程中更应重视坚定学生的理想信念以及社会主义核心价值观，引导学生建立家国情怀。课堂是思政教育的前沿阵地，也是全面开展思政育人的必要环节。在专业课程教学过程中深入梳理教学内容，结合专业特点、思维方法和价值理念，将思政理念和思政元素有机融入专业课内容，有助于形成融专业教育与思政教育为一体的课程思政教学模式与体系，强化课程育人功能，培养具有家国情怀的时代新人。

另一方面，当前科学技术与社会经济快速发展，传统“理”科、“工”科划分限制了学科交叉创新，无法支撑我国科技强国战略。为了满足新兴产业发展，为我国培养新型工程科技人才，教育部发布了《教育部高等教育司关于开展新工科研究与实践的通知》，启动“新工科研究与实践”项目，在高校建设以互联网和工业智能为核心，以新型信息、能源、控制等领域为主干的“新工科”专业，强调学科实用性、交叉性与综合性。新工科建设需要有中国特色，其目的是工程教育强国，为实现中华民族伟大复兴的中国梦提供高素质人才。因此，新工科建设也需要落实好立德树人的根本任务，在人才培养过程中坚持引导正确理想信念与价值观，培养学生家国情怀，崇尚工匠精神，服务国家战略与行业需求[2]。新工科教育与思想政治教育都是基于国家战略发展的新需求、国际竞争的新形势以及立德树人的新要求，提出的我国工程教育改革方向。将新工科建设与课堂思政建设有机结合，形成协同效应，对于我国工程教育改革具有重要意义[3-4]。

材料科学与工程是“新工科”教育的重要环节，也是智能制造的重要支撑，因此以材料科学与工程专业相关课程为基础，开展“新工科”课程建设，深入挖掘课程思政元素，对于为我国培养着具有坚定理想信念、良好职业素养、新时代创新思维的材料领域相关人才具有重要价值[5,6]。东南大学开设的《工程金属材料》是面向非材料科学专业工科学生开设的专业核心课程之一，通过该课程的学习，使得能源与动力工程等专业学生熟悉发电厂等能源系统金属材料应用过程中选材与失效分析。课程根据与材料相关工科类专业人才培养的要求，以及能源与材料交叉学科领域发展趋势设置，内容涉及《材料科学基础》、《金属热处理工艺》和《材料力学性能》等，涵盖的知识范围广、涉及的理论体系复杂、内容综合实践性强，对于培养高质量实用型、交叉型和综合型人才，促进“新工科”发展具有重要作用。此外，该课程与工程实际结合较为紧密，在对金属材料选型、失效分析等过程中将涉及学生的社会责任、职业道德、工程伦理和工匠精神的培养。基于面向非材料专业学生开设的《工程金属材料》课程开展课程思政改革，能够使学生了解具体的职业规范，增强学生的道德敏感性和社会责任意识，还能促进学生积极内化工程伦理和工匠精神的核心要素，可以满足课程思政的建设要求。

因此，本文以东南大学面向能源与环境学院开设的《工程金属材料》课程为例，探索新工科建设背景下，面向非材料科学专业工科学生，开展金属材料相关课程的课程思政建设教学改革，紧密结合课程内容，深入挖掘课程思政元素，充分发挥课程育人功能。同时，建立教学效果评价体系，及时反馈思政课程教学改革效果。开展新工科建设金属材料课程思政教学设计研究，对于培养具有家国情怀、符合社会主义核心价值观的高质量实用型、交叉型和综合型领军人才，实现立德树人的培养目标，助力中华民族的伟大复兴具有重要理论和实际意义。

1 教学设计目标

1.1 基于新工科教育理念，建立思政内容丰富的《工程金属材料》课程大纲

基于前期《工程金属材料》授课经验，面向新工科教育新要求，深入挖掘思政元素，找到合适的切入点，设计教学案例引申课程思政内容。基于新工科及思政教学改革内容，修订课程大纲，以满足国家战略发展的新需求、国际竞争的新形势以及立德树人的新要求。

1.2 增强学生综合素质和责任担当，培养具有家国情怀的领军人才

通过思政课程教学，使学生全面领会党中央对高等教育提出的新要求，面对我国由制造大国向制造强国转型，使学生全面领会我国关于“新工科”项目建设的战略部署和“三全育人”的重要指示精神。不断提升学生的综合素质，继续夯实专业基础，积极培养创新能力，增强学生的自信心和荣誉感，立志肩负起民族复兴的时代重任，培养具有家国情怀的领军人才，为工程金属材料的发展贡献力量。

1.3 形成完善的面向新工科建设的课程思政教学改革动态评价体系

利用调查问卷等形式，有针对性地设计问题获得学生对于面向新工科教育的课程思政教学改革的反馈，了解学生对于思政元素的理解，对于案例引申意义的领悟认可与领悟程度，了解案例式课程思政改革的优势与不足，指导下一步改革方案的制定与实施。全面分析反馈的数据，形成完善的新工科建设背景下课程思政教学改革的动态评价体系。

2 教学设计内容

2.1 紧密结合课程内容，深入挖掘思政元素，充分发挥课程育人功能

要将专业课程与课程思政有机结合，找到切入点是关键。深入分析《工程金属材料》教学内容，探索将思政元素邮寄植入课堂教学中，综合利用多种教学方法与理念，对该课程进行教学案例设计，实现理论与实际的结合，可有效提高新工科教育背景下的专业课堂思政教育效果[7]。根据《工程金属材料》课程内容，基于以下四个案例开展了课程思政教育，取得较好效果。

2.1.1 高铁用金属材料发展现状引申家国情怀及民族使命感

《工程金属材料》前两个课时内容是金属材料导论，介绍多种具有代表性的先进金属材料发展历史与现状，高铁用轻量高性能金属材料是其中一个专题。高性能铝合金、泡沫铝等金属材料的性能优化对于高铁的大规模建设至关重要。我国高铁发展初期面临国际技术封锁，经过几辈人的艰苦努力实现弯道超车，占据世界领先地位，缩短多个城市之间交通距离促进多个都市圈建设，加速我国经济发展，同时重塑中国制造的全球品牌形象，助力实现中国梦。利用该案例引导学生为我国便捷快速的铁路网骄傲的同时认识到“自信则自立，自强则万强”，引导学生坚持“道路自信、理论自信、制度自信、文化自信”，引导学生建立为国学习的民族使命感以及家国情怀。

2.1.2 金属渗碳热处理历史引申民族自豪感与工匠精神

金属渗碳热处理是提高金属材料表面硬度的有效方法，对比日本刀锻打时的草木灰渗碳，我国明代《天工开物》里记载的外热式箱体渗碳技术制备针是更为高端的固体渗碳方法。该工艺充分体现了我国历史上工匠的钻研与聪明才智，引导学生加强民族自豪感，并向历史上的工匠们学习敬业、精益、专注、创新等品质，深入理解“工匠精神”的内涵。

2.1.3 金属液体碳氮共渗热处理引申工程伦理及可持续科学发展观

金属液体碳氮共渗热处理是指在液态的熔盐中进行碳氮共渗，目的是在保持材料韧性的同时提高其表面硬度，是工业中常见的热处理手段。碳氮共渗熔盐的主要成分是氰化钾和氰化钠，均为剧毒化学品。基于该热处理工艺，带领学生学习剧毒化学品的购置、使用、保存及报废的相关政策与文件，引导学生建立可持续发展观以及工程伦理。

2.1.4 金属材料失效事故引申职业道德及职业规范

《工程金属材料》课程是面向能源与环境学院本科生开设，其中包括锅炉与汽轮机用钢及事故分析内容。该部分教学内容包含大量金属材料失效案例，以及事故原因分析。在教学过程中，在教师讲述金属材料失效案例并进行分析的基础上，给学生布置任务调研近几年由于材料选用不当造成能源系统安全事故的案例，在课堂上进行汇报，师生共同讨论。失效案例分析除了对其失效机理的科学分析，同时指出不当选材、偷工减料、不合规维护等人为原因，从而引导学生深入理解遵守职业道德与职业规范的重要性。对照相关的金属材料使用的标准规范的条文解释，在对比分析正面案例的过程中，强调规范化的重要性，成功引导学生树立正确的职业道德观。

2.2 建立教学效果评价体系，及时反馈思政课程教学改革效果

为有效衡量课程思政教学改革效果，及时获得反馈以优化教学设计，在每个教改案例之后均设置问卷调查。调查对象为学习《工程金属材料》课程的全体学生，调查问卷的内容涵盖学生对课程思政教学改革的重要性认识，思政元素与课程内容融合度，对学习兴趣提升的作用，以及对专业认同感、人生价值观等方面的影响。希望通过调查问卷使教师掌握如下情况：在课程教学中融入思政元素，是否能增强学生的自信心和荣誉感，使学生能够更加全面领会党中央对高等教育提出的新要求；思政教育是否能使学生对于我国关于“新工科”项目建设的战略部署具有更大认同感，深刻感受到我国由制造大国向制造强国转型历史使命感；通过本课程的学习能否使学生立志肩负起民族复兴的时代重任。

调查问卷形式可有针对性地设计问题获得学生对于面向新工科教育的课程思政教学改革的反馈，了解学生对于思政元素的理解，对于案例引申意义的领悟认可与领悟程度，了解案例式课程思政改革的优势与不足，指导下一步改革方案的制定与实施。根据调查问卷结果，将全面分析反馈的数据，进一步修改基于案例设计的课程思政教学改革方案，不断优化新工科课堂思政教学的效果，形成完善的新工科建设背景下课程思政教学改革的动态评价体系，助力培养具有家国情怀的领军人才。

3 教学设计效果

东南大学能源与环境工程学院开设的《工程金属材料》课程，对于能源与环境专业的学生属于跨学科交叉课程，有利于基于新工科教学理念开展教学改革，有助于培养制造强国所需高素质工科人才。此外，近年来复杂动荡的国际局势以及严峻反复的新冠疫情给我国各行各业带来巨大影响，也给高校思政教育带来新挑战。高校是各种意识形态的汇集地，不同思想文化交融交锋，社会思潮多元多变，将思政教育有机融入课堂教学是实现全程育人、全方位育人的关键环节。经过对教学内容的深入挖掘与提炼，在授课过程中在四个案例中融入思政元素，经过问卷调查以及与学生沟通获得的反馈发现，案例思政教学方法取得较好效果。学生们普遍认为思政元素与课程内容结合较为紧密，家国情怀、工匠精神等思政元素有机融入工程金属材料教学内容，潜移默化影响学生。四个案例选用较为恰当，由高铁用金属材料引申我国高铁发展历史，学生明白了四个自信的重要意义，建立了民族使命感与家国情怀；基于我国历史上制针工艺体现的工匠精神，使学生产生形成民族自豪感的同时进一步认同工匠精神；在讲授热处理工艺涉及的剧毒及危化品时，强调工程安全的重要性，使学生对工程伦理以及科学发展观有了更深入的认识；让学生调研由于金属材料选用不当引起的工程事故并作报告，在报告点评时引导学生树立正确职业道德观。以上结果表明在新工科建设金属材料课程思政教学设计中利用案例教学融入思政内容取得良好效果。