材料科学基础课程思政教学改革与实践初探

2024-06-01刘恒全李峻峰陈善华

大学教育 2024年5期

刘恒全　李峻峰　陈善华

［摘要］材料科学基础是材料类专业的核心基础课程，也是学生首先接触的专业课程。文章对材料科学基础课程的思政元素进行挖掘，从哲学思想、工程伦理、社会责任三个角度整理思政素材，并结合专业特色和课程知识体系进行归纳总结。探索思政元素与课程体系相结合的教学思路与融入模式，通过课程实现途径来体现专业课程中思政元素的权重和评价体系。通过思政教学改革激发学生的学习兴趣，提高学生对专业的认可度，使学生树立正确价值观，强化使命担当，并具有一定的人文科学素养。

［关键词］思政元素；专业课程；教学改革

［中图分类号］G642.0［文献标识码］A［文章编号］2095-3437（2024）05-0111-04

立德树人是我国高等教育的根本目标和根本任务。《高等学校课程思政建设指导纲要》明确提出，推进高校课程思政教育是践行立德树人根本任务的主要措施[1]。高等教育除了为学生传授专业知识和培养能力，还要塑造学生的价值观，使专业知识教育与思想政治教育同向同行，并通过两者之间的联系及其协同效应，将正确的价值观塑造贯穿于知识传授和能力培养全过程，引导学生树立正确的世界观、人生观、价值观[2]。

材料科学基础是材料类专业的核心基础课程，也是进入专业其他课程学习前必须掌握的基础课程，更是材料科学发展和研究的基础。该课程着重向学生阐述材料的成分、结构与性能之间的关系及其变化规律，为学生后续学习专业课程、从事材料科学研究和工程技术工作打下坚实的基础[3-4]。要想对该课程中的思政元素进行充分挖掘，并与原有课程内涵进行有机融合，就需要对课程教学目标、教学内容、教学模式、课程建设等提出更高要求[5]。本文从教学内容设计、教学方法、课程评价方法等方面出发，探索材料科学基础课程思政教学的教改思路和实现途径。

一、基于课程目标的思政元素挖掘

依据本课程的教学大纲，材料科学基础涉及五个课程目标，其中覆盖本专业毕业要求中的工程与社会，即能在材料工程实践中理解并遵守工程职业道德和规范，履行责任；具有人文社会科学素养、社会责任感，树立和践行社会主义核心价值观。因此，对课程思政元素的挖掘要基于课程目标和毕业要求。根据课程内容，可从以下三个层次挖掘课程思政元素。

（一）挖掘哲学思想，培养辩证思维

材料科学的发展演变和各种概念理论包含着很多哲学思想。如在讲授材料科学与工程要素的时候，教材中出现资源—环境—材料的八卦图[6]，并附上老子“道生一、一生二、二生三、三生万物”的旁注。教师可以结合材料科学与工程四要素（组成、结构、制备、性能），对其进行归纳总结：八卦图中阴阳部分可看作组成和结构，二者可以“生万物”，即不同或相同的元素因为结构的不同，可形成成千上万的材料，除意识形态外，世间皆以物质状态或材料形式存在。这些材料的组成结构与制备合成又决定着材料的性能，通过制备合成工艺并获得一定结构、显微组织的材料，即使是同一材料也会具有不同的性能和功能，并在各个领域有着不同的应用价值和预期用途。这可以理解为老子的“生万物”，即人类智慧可以改造自然、服务社会的哲学思想。

材料科学基础课程中有不少涉及哲学思想、辩证思维的教学内容，这些内容可与社会主义核心价值观、社会责任感相结合，在知识传授和能力培养过程中培养学生正确的价值观。同时，充分挖掘其中蕴含的哲学内涵，有助于培养学生的辩证思维能力和运用哲学方法解决专业问题的能力。

（二）培养工程伦理，提升专业素养

材料科学与工程专业属于工学，在课程教学中应注重工程伦理的塑造，包括科学人文和工程专业素养，这些是更为广泛的思政内容，包括工匠精神、求真务实、热爱专业等精神品质以及正确的价值观。绪论部分为了激发学生的爱国热情及对我国材料领域的自豪感，引用了近年来我国在材料工程领域获得的巨大成就。如人工晶体泰斗陈天创院士的事迹，其执着一生研究硼酸盐非线性光学晶体（KBBF）[7]，开发深紫外激光科研装备，该成果打破了发达国家对我国高端材料的技术封锁和产品禁运。我国禁止KBBF晶体对外出口，他也成为我国在高技术领域对发达国家说“不”的第一人。在布置课堂作业时，可让学生搜集材料科学全国排名前五的研究机构，调研其研究内容和国际影响力；搜集我国材料领域较著名的五名科学家的事迹，了解我国材料领域目前面临的三大技术瓶颈问题。通过内容设计和作业布置，逐渐渗入工程伦理，如专业素养、人与人、人与社会等的基本规范，在课堂专业知识讲授中培养学生的工匠精神和人文素养。

（三）培养社会责任，明确使命担当

材料一直是人类生存与发展、征服和改造自然的特质基础，材料科学与工程是社会其他领域和技术发展的基石，在课程讲授过程中应该结合国家发展过程中的大政方针政策及可持续发展要求，使材料专业人才具备应有的社会责任和使命担当。例如，在讲到材料的凝固时，讲述我国在20世纪五六十年代工业化对钢铁产业的需求，以及全民支持炼钢炼铁的热情，体现了中华人民共和国成立后人民对国家工业化的社会责任。目前我国钢铁产能过剩，但特种钢铁材料如缆车缆绳、军用甲板、医用316L钢管等仍依赖于进口，教师要引导学生分析这种情况出现的各方面原因，结合课程的理论和实际需要，引出解决该矛盾的主攻方向、技术瓶颈和解决思路，激发学生的使命感与担当意识。此外，在授课过程中应注意适时引入科学研究要坚持“四个面向”、节能减排、绿色智造、能源战略等思政元素，明确材料专业可以从材料的成分结构设计、加工工艺、服役工况等方面提出解决相应问题的方案，增强学生在材料领域的专业认同感，树立社会责任感[8]。这些思政元素的引入，不仅能使课堂更加生动、知识体系更加立体，还可以提高学生的学习兴趣。材料科学基础基本知识体系中涉及的部分思政元素如表1所示。

二、教学改革思路

专业课程思政教育不是利用专业课程知识中的思政元素进行简单说教，而是要依据本专业的人才培养目标和专业特色，结合课程内容的逻辑及其联系，深入挖掘课程本身所蕴含的思政元素和德育价值；以课程目标为出发点，对教学内容进行优化，在教学方式上下功夫，合理、恰当地融入课堂教学，达到润物细无声的效果。材料科学基础课应该强调材料科学对社会各领域发展的重要性，强调材料科学与工程与国家民生、国家战略的密切关系，加深学生对国情的认识。以新材料在生物医疗、国防安全、航空航天、信息技术等领域的应用激发学生选择材料专业的自豪感，如中国科学院金属材料所研发了全球首种无镍不锈钢和抗菌不锈钢[9]，并已实现商业化应用，通过材料研究拓展了材料新的应用领域和商业价值。通过材料領域著名的科学家以及我校材料专业优秀校友、企业家等典型人物的事迹激励学生，培养学生的奋斗精神，进一步增强学生的历史使命感和社会责任感。

三、课程思政的教学实践

要实现专业基础课程的思政教育，需要在课程教学实践中全方位体现思政思想。通过三届材料科学基础课程思政的教学实践，将思政元素单独作为一个模块、以一定权重作为过程性评价的依据，并在教学实践中全方位嵌入思政元素、进行多元评价考核，获得了良好的课程思政教学改革效果。

课堂教学是课程思政教育实践的主要阵地，要强化课程思政在专业知识教授中和地位和作用，实现手段尤为重要。以往的课堂教学更注重理论知识的传授及专业能力的培养，而课程思政要求将价值观贯穿于二者之间，这就要求教师必须对课堂教学进行深入改革[10]。材料科学基础课程具有理论性强、概念多、知识抽象的特点，课程思政教学要通过深入挖掘思政案例，并穿插运用多媒体视频、专题热点等，通过分析案例、提问互动、分组讨论等多种形式展开教学，激发学生的学习兴趣，提高学生的自主学习能力。

课程作业是实现思政教育的另一途径。与传统课程作业的理论分析、解答不同的是，具有思政元素的课程作业应该包含让学生自主探究价值观、历史事件、社会进步要素等与课程知识相关的内容[11]，使学生通过查阅具有导向性的资料形成正确的意识形态，在专业学习过程中主动接受思想政治教育。

课程考核和评价要有相应的途径和手段，传统的教学评价方法大多为平时表现和期末考试成绩，只考查学生对基本理论的掌握情况，无法评价学生应用理论知识解决实际问题的能力，更无法评价课程思政育人目标是否达成。因此，本课程的考核方式由期末考试、专题研究、课程论文、课堂汇报等组成，适当降低了期末考试的权重，具体如表2所示。专题研究方面，可设置“材料与人类社会发展进步”“材料与人工智能”“芯片制造中的材料”“中國制造2025中的材料问题”等专题，让学生充分调研材料在医疗、国防、航天等领域的实际应用，辩证分析材料进步与中国社会发展之间的关系，培养新时代大学生的使命感。以上专题最终以课程论文和课堂PPT 汇报的形式呈现，并通过课堂交流合理评价专业课程思政教学效果。

表2 课程评价方法

[评价方式定性评价专题研究课程论文课堂汇报思政元素 0.2（权重） 0.2（权重） 0.2（权重） 0.4（权重）基于学生过程性考评成绩，以区段（很好/0.9、较好/0.8、中/0.7、较差/0.5、很差/0.2）统计比例，并与目标分值加权后求和，得出定性评价的结果定量评价 1.百分制计分，总成绩=过程性考评成绩（40 %）+ 期末考试成绩（60 %），总成绩≥60分为合格

2. 课程目标达成值综合评价 1. 综合评价 = 定性评价 + 定量评价

2.百分制计分，总成绩 = 过程性考评成绩（40 %）+ 期末考试成绩（60 %） ]

四、结语

本文通过挖掘材料科学基础课程思政元素，将课程内涵及思政元素充分融入专业知识体系，并贯穿于专业知识传授的整个过程。通过教学改革来探索思政元素与课程体系相结合的教学思路、融入模式、实现途径，探索专业课程教学中课程思政教学改革路线。

［参考文献］

[1］张烁.习近平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开创我国高等教育事业发展新局面[N].人民日报， 2016-12-09（1）.

[2］张金煌.应用性本科高校构建“课程思政”协同育人的探索[J].当代教育实践与教学研究，2019（15）：168-169.

[3］魏东博，孙占久，姚正军，等. “材料科学基础”课程思政教学改革的实践探索[J]. 教育教学论坛，2021（13）：59-62.

[4］欧平，齐亮，汪志刚，等.基于《材料科学基础》开展课程思政的探讨[J].课程教育研究，2019（40）：65.

[5］刘志明.《材料科学基础》课程思政的要素融合探索[J].广东化工，2020，47（2）：191-192.

[6］付华，张光磊. 材料科学基础[M].北京：北京大学出版社，2018.

[7] 李志华，李阳，罗楠楠等.深紫外非线性光学晶体的研究进展[J].山东师范大学学报（自然科学版），2021，36（3）：234-252.