材料科学与工程学科研究生课程思政的探索与实践—— 以“材料物理导论”课程为例

李栋

（山西师范大学化学与材料科学学院，山西太原 030000）

科技强国，教育为先，培养德智体美劳全面发展的新时代有为人才是教育的一项重要任务。研究生作为国家和社会发展的高级专门人才，其成长、成才关乎社会主义建设事业的未来。特别是研究生正处于世界观、人生观和价值观高度发展和定型的关键时期，研究生的教育不仅是专业文化知识的传授，而且是思想政治素质的养成和科学创新精神、探索实践能力的培养。习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上强调，“把思想政治工作贯穿教育教学全过程，实现全程育人、全方位育人，努力开创我国高等教育事业发展新局面”，明确强调了做好高校思想政治教育工作的重要性[1]。事实上，研究生是高校和高等教育的中坚力量，高校加强其思想政治教育，对于培育德才兼备，求真务实，能面向现代化、面向世界、面向未来，符合新时代国家和社会发展的高层次人才尤为重要。

目前，大部分高校的研究生思想政治教育基本以思政课程教学为主，导致学生对这种思政教育模式的学习积极性不高。特别是理工科学生，也仅仅是为了应付考试、获取学分而机械被动地接受思政教育。因此，如何将高校研究生思想政治教育行之有效地融入课程教学和课程改革的各个环节，实现立德树人“润物细无声”是思政教育培养的一个重要课题。当前，以开展主题班会、举办爱心活动、组织参与党支部主题活动以及课外实践教育等形式的思政教育在一定程度上丰富了教育的内容，但这些思政教育大多在时间上较为分散、短暂，内容上较为多变、零散。特别是研究生以科学研究为主要任务，科研压力的存在导致他们对这些思政活动的参与积极性并不高，甚至出现消极应付的态度，因而，这些形式的思政教育未能有效、系统地对学生的思维意识和思想观念进行培养。最近几年，在专业课程中融入思政元素的教学模式已成为有效的解决方案[2-4]，这种课程思政的教育方式就是利用了各科教学中专业知识与思想政治教育内容之间的关联性。在专业知识的学习过程中，教师将思想政治教育内容潜移默化地植根于学科教学当中，通过学科渗透的方式达到思想政治教育目的，体现了一定的教育系统性、完整性和连续性。因此，我们开发研究生专业课程思政既顺应了课程改革的趋势，也是对高校研究生思政教育模式的积极探索。

一、课程思政建设点

“材料物理导论”课程作为材料科学与工程专业硕士研究生的理论必修课，具有较强的逻辑性和实用性。“材料物理导论”课程主要从分子、原子的微观层面来研究材料，阐述材料科学中物理方面的内容，不仅论述材料的物理性能及其微观机理，而且介绍现代材料的多个专题进展，涉及材料的力学性能、热学性能、电学性能、磁学性能、光学性能、声学性能以及材料功能转换等基础性内容。首先，“材料物理导论”课程的基础内容蕴含着深刻的唯物主义辩证思想以及科学的世界观和方法论，可以培养学生的科学精神和辩证思维，提升学生分析问题、解决问题的能力[5]。其次，“材料物理导论”课程将物理理论与材料科学有机结合，既可以揭示材料背后的物理机理，又可以在科学研究中探索新材料的功能用途。在对这些知识进行探索时，学生可以学习到科研工作者求真务实、不畏艰险、勇于创新、敢于献身的科研态度和工匠精神。我国科学家在科学研究领域取得了一系列重大科技成就，诸如墨子号量子卫星、中国“天眼”、火星探测和嫦娥五号探月工程等。科学界背后的故事不仅体现了高水平的科技研究成果，而且处处彰显了家国情怀和社会主义核心价值观。显然，“材料物理导论”课程既与研究生从事科学研究一脉相承，又具有丰富潜在的思政教育元素，教师利用该课程进行课程思政教学具有一定的可行性和实效性。特别是近年来，全国各高校相继启动了专业课程的思政建设工作，大力发挥课程思政的育人作用[6]。因此，我们要充分挖掘“材料物理导论”课程蕴含的思政元素，在教学中融入典型的课程思政案例，探索科学合理的课程思政教学设计，最终为学生讲授具有丰富思政内涵的材料物理导论课程，实现由价值引领、知识传授、能力培养构建的三位一体育人目标。笔者将从三个方面介绍在“材料物理导论”研究生课程教学实践中有关思想政治教育的典型案例，希望能够与广大同行探讨和交流。

（一）基本的物理知识层面

课本中一些物理理论从提出到确立的整个发展过程蕴含着深刻的唯物主义辩证思想以及科学的世界观和方法论，可以充分体现出辩证唯物主义思维的思政要素建设点。例如，在“材料的量子力学”章节中，教师引入量子力学基本概念，将量子力学与牛顿经典力学进行对比，采用问题导向式的教学方法引导学生思考，使学生认识到在科学研究、探索未知世界的路上既要有继承，也要用批判的眼光看待问题。在“材料的热容量”这一内容中，教师要引入材料热容量的经验定律、经典理论、量子理论，让学生明白理论的解释是从朴素的经验认识到深层次逻辑推演的递进过程，是在发现原有问题、解决新问题的基础上不断发展、完善，因此，我们要用发展的眼光看待问题。此外，要想培养学生分析问题、解决实际问题的能力，教师可采取讨论式的教学方法。例如，在“材料的热膨胀”内容中，金属、无机非金属以及有机高分子材料的热膨胀系数各不相同，而且由多晶体或晶相与玻璃相组成的无机非金属材料（如陶瓷），各相的热膨胀系数也不相同，因而在陶瓷烧成后的冷却过程中，由于热膨胀的差异可能会产生一定内应力，学生在实际应用中要有意识地利用或者避免这种特性。在教学中，教师可让学生结合实际生活展开讨论，引导学生思考哪些情况需要避免，哪些情况则需要利用这一性质，从而使学生形成辩证看待问题的思维。

（二）新材料的探索层面

“材料物理导论”课程将物理理论与材料科学有机结合，在揭示材料背后物理性能的同时，也可使学生在科学研究中去探索新的未知材料。在讲解新材料的探索和发现时，教师可以给学生引入与材料的实际应用相关的案例，引导学生学习科研工作者求真务实、不畏艰险、勇于创新、敢于献身的科研态度和工匠精神。在介绍“新型功能材料”时，教师以嫦娥五号探测器在月球展示的织物版五星红旗为例，使学生明白该材料能够抵御月表高低温、强辐射恶劣的环境，从而保证不褪色不变形。虽然只是一面薄薄的五星红旗，但科技含量高，凝聚着科研人员的心血和汗水。科研团队光在选材上花费的时间就超过一年，通过热匹配性抗辐射、耐高低温防静电、防月球尘埃等物理实验后，最终选定了这种新型复合纤维材料，既能满足强度要求，又能满足染色性要求，从而保证五星红旗顺利在月球展开，让国人感到无比自豪。在教学过程中，教师要给学生播放教学视频，展示织物版五星红旗在月球上展开的过程，使学生体会到新材料在航天科技上的应用，增强学生投身科学研究事业的信心，使学生为我国的科技发展贡献自己的力量。在“材料的电学”章节中，教师可以引入硅、锗及砷化镓等半导体材料，介绍半导体材料制成的芯片在我们所用手机、电脑以及大数据设备中的广泛应用。高端芯片技术目前被国外所垄断，成为我国“卡脖子”的关键技术。突破此项技术，发展高端芯片，制造“中国芯”需要我国科研工作者不断开拓创新。在“材料的透光性”章节，教师可引入我国的“天眼”FAST工程。“天眼”是由四千多块反射板拼接组成的500米口径的球面射电望远镜，可以探索遥远未知的星球。这样伟大工程的引入不仅可以让学生了解材料优异光学性能的实际应用，激发学生的科学研究兴趣，而且可以增强学生的民族自豪感，激励学生为我国航天事业的发展而努力奋斗。类似的材料探索研究在各章节中均有体现，教师要充分挖掘这些典型案例，教育学生在学习“材料物理导论”课程时，不仅要掌握扎实的理论知识，而且要具备卓越的创新精神和踏实劳作的工匠精神。

（三）材料物理应用层面

以材料、物理为支撑的一系列重大发现和科技成就离不开科学家的努力付出。在课程思政教学中，教师讲述科学家的故事，可以培养学生的家国情怀和民族自信心。例如，在“绪论”中介绍材料研发背后的科学家时，教师可引入“两弹一星”元勋钱学森的故事。钱学森放弃美国高薪职位，毅然回到祖国，投身于社会主义的伟大建设中。五年归国路，十年两弹成，在钱学森的身上充分体现了大科学家爱国的家国情怀。在讲授“材料透光性”内容时，教师可引入天眼之父南仁东的励志故事。为了给建成世界最大单口径射电望远镜，南仁东拒绝了国外高薪聘请，带领团队在野外艰苦生活，克服重重困难，最终实现了从模仿到自主创新的跨越。南仁东一生朴素宽厚、无私奉献、爱国敬业，为我国天文学事业的发展做出了突出贡献，有力诠释了知识分子的责任与担当。在介绍“激光原理与材料”时，教师可引入彭墀院士的优秀事迹。彭墀院士心系祖国，不为国外优厚的工作待遇所动，毅然回国，在山西率先组建量子光学实验室，成为我国最早开展量子光学及全固态单频激光器研究的光学专家之一，使我国的激光器研制技术达到了国际最高水平。

二、课程思政建设成效

高校利用“材料物理导论”课程进行研究生课程思政教学实践，至少可在学生、教师、课程建设三个维度取得一定的改革成效。

（一）学生素质养成方面

教师在课程中融入思政元素可将枯燥的理论知识变得生动、有趣，充分调动学生上课的积极性，激发学生的学习兴趣，提高学生的专注力。此外，教师在课程中融入思政元素在促使学生掌握基础知识、基本技能的基础上，还能潜移默化地使学生养成求真务实、不畏艰险、勇于创新、敢于献身的良好科学素养，使学生树立了正确的价值观，培养了学生的社会责任感和使命感。

（二）教师能力提升方面

课程思政教学促使教师在课程教学中不断拓宽新的教学维度，探索新的教学思路，在丰富教学内容的基础上加深了教师对课程内容的理解，也提升了教师自身的教学水平。

（三）课程建设完善方面

课程思政教学在全面促进教师的教和学生的学的基础上，有效将思想政治教育内容潜移默化地植根于课程教学内容中，完善了课程教学内容，从而推动专业知识教学与思想政治育人紧密结合，加强了新时代新青年在价值认同、社会责任感、爱国情怀等方面的思想政治教育。

三、学习效果评价

在“材料物理导论”课程的思政教学实践中，我们也获得了学生的一致好评：1.教师讲授的碳纤维、纳米陶瓷、形状记忆合金等新材料刷新了学生对材料的认识，不仅激发了学生对材料科学的研究兴趣，而且能让学生对专业的应用前景有更深入的了解，让学生被这些新材料研究的科研工者所体现出的勇于探索、开拓创新以及坚持付出的精神所感染。在教师讲完课程后，学生表示希望自己以后也能成为科学界中的一员，为我国的科研事业贡献力量。2.课程中关于现代量子力学的理论是基于卢瑟福“古典原子有核模型”、波尔“古典量子论”的三个基本假设、索末菲推广波尔假设、乌伦贝克和高兹米特“电子的自旋假设”的古典量子论以及德布罗意、薛定谔、狄拉克等人的理论而建立的。可见，新思想是在前人理论继承批判的基础上不断发展、成熟的。教师要让学生深刻认识到事物的发展不是一蹴而就的，创新也是在掌握了原有知识的基础上进行理性思辨、批判得来的，培养学生用科学、理性、辩证的眼光看问题。3.课程中涉及的大科学家，如“导弹之父”钱学森、“光纤之父”高锟、“天眼之父”南仁东、“核潜艇之父”黄大年等，都是通过夜以继日地潜心研究，破釜沉舟不惧挑战，最终获得了成功。这些科学家的先进事迹和优秀品质激励、鞭策着我们奋勇前进。教师要在课堂中多引入这些伟大科学家的故事，使学生学习他们在科学上做出贡献的同时，也能感受到他们身上的家国情怀。

四、结束语

课程思政教学是一个大工程，要想润物无声地将思政元素融入课程教学，教师要从内心主动作为，付出时间和精力用心思考、学习和探索。笔者利用“材料物理导论”课程中物理理论与材料研究相结合的特点，深入挖掘可培养学生理想信念、价值取向、社会责任的思政元素。教师要采用问题导向式、讨论式、举例说明等教学手段将思政教育与课程内容有机融合，使学生在知识理解、技能培养的基础上潜移默化地实现思想政治教育的育人目标。