腐蚀电化学课程思政的教学实践

雷 冰 冯志远 胡胜楠 刘 威 郭宏磊 孟国哲

(中山大学 化学工程与技术学院，广东 珠海 519000)

课程思政建设是高校以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，以习近平总书记关于教育工作的重要论述为根本遵循，落实立德树人根本任务的重要手段[1]。中山大学化学工程与技术学院围绕国家、区域发展需求和中山大学“德才兼备、领袖气质、家国情怀”人才培养目标，以海洋化工为学科特色，培养海洋特色化工高端人才，服务“海洋强国”战略。

海洋腐蚀防护是中大化工学院“海洋化工”学科的特色发展方向之一。腐蚀电化学是海洋腐蚀防护及相近专业的基础理论课，是学生理解海洋腐蚀机理过程创新设计腐蚀防护方法的基础支撑，发挥着由理论到工程、由基础到专业的桥梁作用。对于腐蚀电化学这种相对枯燥的基础理论课，如何在教学过程中融入思政元素，将思想政治教育与专业知识学习融合，从而增强学生的创新精神、实践能力和社会责任感，实现立德树人？中山大学化学工程与技术学院前期在腐蚀电化学课程思政建设方面进行了探索，取得了一定成效。

1 讲学科发展历史，激发家国情怀

腐蚀电化学是电化学研究的重要方向之一，曹楚南先生在中国领导和开拓了这个领域。20世纪五六十年代，中国的腐蚀科学研究从一片空白中起步，没有现成的资料，曹楚南从翻译国外著作开始，结合国家经济建设需求开展理论研究。其时，石油、钢铁等重工业中的金属腐蚀不仅造成巨大的经济损失，还频频引发安全生产事故。曹楚南等人“临危受命”，对多次发生泄露、酿成爆炸事故的四川威远含硫气田井下设备进行了实地考察实验，提出缓蚀剂的“后效”概念，对油气管道完成了有效防护。1979年6月，曹先生提议在中国开拓腐蚀电化学学术领域的基础研究，并与武汉大学姚禄安教授经过一年多时间的充分酝酿和准备后，于1981年7月在长春应用电化学研究所建立腐蚀电化学专业委员会，1985年，曹先生专著《腐蚀电化学原理》问世，在我国首次建立了一套比较完整的腐蚀电化学理论体系并纠正了一些沿袭的错误观点，使腐蚀电化学这一学术领域为国内外同行所承认和重视。经过近40年的发展，我国的腐蚀电化学研究活跃世界前沿，成为世界腐蚀研究的重镇。可以这样说，我国腐蚀电化学研究从无到有的发展，是老一辈科学家不断耕耘、无私奉献建立的，通过讲述腐蚀电化学学科的发展历程，激励学生的自豪感，厚植爱国主义，激发青年学子继续建设腐蚀电化学的热情。随着现代工业的快速发展，腐蚀成本与日俱增。2014年，我国全行业的腐蚀总成本为 21 278.2 亿元，占国民生产总值(GDP)的3.34%，平均每人需要承担的腐蚀成本1 555元[2]。我们在介绍腐蚀电化学时，引导学生了解腐蚀学科的发展现状及需求，了解腐蚀对国民经济的重要影响，有利于增强学生对专业的认可，激发学子的家国情怀。

曹楚南先生曾在《院士自述》中写道：“其实，治学要用笨功夫是大家都知道的道理，只是我对于这个道理，是通过学习中的成功与失败和工作中的摸索， 比较晚才切身领悟到的。”这种“学然后知不足”的精神是后辈学子的精神财富，激励学生踏实治学，终身学习，为国家做实事。

这部分采用教师课堂讲述、讨论互动的方式，通过历史图片、视频等资料对学生进行思政教育，旨在激发爱国主义情怀。

2 讲实际工程实例，厚植工匠精神

腐蚀电化学是一门理论与实际工程联系紧密的课程，单纯的理论灌输往往达不到良好的效果，需要与实际的腐蚀案例相结合。课程的目标不仅仅是让学生理解腐蚀基本理论，更重要的是如何利用这些理论解决实际工程中的腐蚀防护问题，培养工匠精神。课程从以下方面进行了尝试。

2.1 讲述腐蚀电化学在国家重大工程中的应用，激发学生的民族自豪感和爱国情怀

以毗邻中山大学珠海校区的港珠澳大桥为例，讲述我国科技工作者如何运用腐蚀电化学的基本原理，创新设计阴极保护、重防腐涂层、腐蚀状态监测等多重腐蚀防护手段来保证大桥120年的使用寿命，达到国际领先水平。事实上，这些腐蚀防护措施的作用机制均是基于腐蚀电化学原理。如，阴极保护(无论是外加电流阴极保护还是牺牲阳极阴极保护)的基本原理都是电极在阴极极化状态下，阳极溶解过程受到抑制，从而降低腐蚀速率；重防腐涂层的作用机制是使金属与腐蚀介质隔开，切断电极表面电化学反应所必须的离子导体环境，从而抑制腐蚀电化学发生；腐蚀状态监测(如氯离子监测、钢筋腐蚀电位监测等)则是采集界面电化学反应的热力学和动力学信息，从而对材料的腐蚀状态进行评估。通过讲解腐蚀电化学基础原理在国家重大工程中起到的作用，将书本上的原理与实际工程联系起来，提倡学为所用。同时，通过这些伟大的国家工程激发学生民族自豪感和爱国热情，厚植“四个自信”，鼓励学生报效祖国。

2.2 讲述重大腐蚀警示案例，培养工匠精神和职业素养

腐蚀是材料在环境作用下发生的破坏或失效，当前，因腐蚀原因导致的重大工程事故时有发生，其中既有防腐设计不当的原因，也有维护保养不及时的原因。例如，2013年11月22号青岛输油管道爆炸事故，其直接原因是由于输油管道所处区域土壤盐碱和地下水氯化物含量高，同时排水暗渠内随着潮汐变化海水倒灌，输油管道长期处于干湿交替的海水及盐雾腐蚀环境，加之管道受到道路承重和振动等因素影响，导致管道加速腐蚀减薄、破裂，造成原油泄漏，进而引起爆炸。事实上，腐蚀是各个行业都普遍存在的问题，如何控制腐蚀危害、降低腐蚀损失是腐蚀工程师肩负重大的家国使命。履行这一职责，不仅需要深厚的腐蚀电化学基础理论知识，更需要严谨、求实的工匠精神。这种追求“至善”的工匠精神是高校工科教育需要重视的，在腐蚀电化学课程教学过程中，我们通过讲解腐蚀示警案例将工匠精神的种子埋入学生心中，鼓励学生培养职业素养。

这部分采用教师课堂讲述、案例分析、讨论互动的方式，学生课下搜集相关案例并集中分析，旨在使学生认识到腐蚀防护的巨大意义，增强社会责任感。

3 讲学科发展前沿，倡导职业规划

学为所用是工科高等教育的重要特色，将学科导向转变为产业需求导向是目前“新工科”教育的共识，也是优化腐蚀电化学课程教学的重要举措[3]。以往的教学经验也表明，相对枯燥的理论知识很难持久的激发学生学习热情。因此，我们在腐蚀电化学课程教学内容设计上，将国家战略、学术研究、科技发展前沿成果引入课程，体现前沿性与时代性；同时，将腐蚀电化学课程学习与个人职业发展联系起来，起到了良好的效果。

3.1 讲国家战略对腐蚀防护人才的需求，鼓励将个人成长与祖国需求联系在一起，脚踏实地

“为党育人、为国育才”是高等教育的使命。在这一思想指导下，我们根据腐蚀防护行业特点，围绕海洋强国战略需求，科学设计腐蚀电化学的课程内容，精准培养海洋腐蚀防护高端人才。例如，课程针对南海岛礁工程建设中钢筋混凝土结构的腐蚀防护需求，在电位-pH图(Pourbaix图)原理及用途章节，选择性的介绍了混凝土内部碱性环境对钢筋保护的效果，讲解混凝土碳化和环境氯离子侵蚀诱发钢筋锈蚀的机理和电化学反应过程，从界面电化学反应的角度说明混凝土中钢筋锈蚀必须满足的条件，进而引出钢筋混凝土的防护措施。通过这一手段，将课程的理论学习与实际工程需求紧密联系起来，将腐蚀电化学课程置于国家海洋开发的大背景下，以解决海洋工程装备腐蚀防护问题为应用导向，深化学生对腐蚀电化学理论的认识，激发学生的学习兴趣，也对未来的职业有一定认识，倡导学生运用所学为国家做实事。

3.2 讲科学发展前沿，鼓励创新精神，仰望星空

腐蚀是制约海洋工程装备和材料安全、长效服役的关键问题之一，腐蚀控制是海洋强国战略不可或缺的一环。随着技术的发展，我国海洋装备逐步向深海、远海、南海、极地等极端的、复杂的海洋环境拓展。随着海洋环境载荷的复杂化，海工装备面临复杂应力载荷、流体冲刷、高温氧化、微生物腐蚀、宏观生物污损等海洋多因素作用，材料的海洋腐蚀过程也由单一的腐蚀电化学过程，向动态多因素耦合过程发展，这种多因素耦合体系下的腐蚀过程是当前腐蚀电化学的研究前沿。此外，腐蚀电化学作为腐蚀与防护研究中的核心基础之一，现阶段基于分子/原子层面的腐蚀研究仍任重而道远，这也是腐蚀学科的发展方向之一。在腐蚀电化学课程内容设计上，我们有意识地加入了这些学科研究前沿内容，增强课程的研究性、创新性和综合性，一方面可以开拓学生视野，同时也会在一定程度上加大课程难度，增加了大学生的学习投入，有利于学生综合素质的提高。

这部分采用教师课堂讲述、讨论互动的方式，学生课下搜集学习前沿研究文献，旨在增强学科认同感。

4 创新教学方法，提高育人成效

大学阶段是青年形成和确立世界观、人生观、价值观的关键阶段。在课程教学中，我们尝试着将腐蚀电化学的理论知识将人文规律、日常生活和个人成长之间建立联系，让工科理论知识“鲜活”起来，加深了学生对理论知识的理解，提高了课堂教学效果。

4.1 将自然科学知识与人文知识联系起来

腐蚀是材料在环境作用下失效、劣化的过程，是材料从“有用”到“没用”的过程。从热力学角度，腐蚀是一个体系内部能量耗散的自发过程，如果想要降低腐蚀过程，就必须要用外力增加体系稳定性。材料的腐蚀过程对人的成长成才过程有借鉴意义，例如，某些官员的腐败，也是因为有外部环境的“糖衣炮弹”作用、自身思想不够坚定引起；如果同学不努力学习提高自己，自身的价值或内部能量也会像材料腐蚀一样慢慢耗散，最终被会现实慢慢“腐蚀”，必须要通过自身努力提升内部价值，才能避免腐蚀的发生。通过将人的成长成才规律与自然腐蚀过程联系在一起，激励学生努力奋斗，做一个有用的人，避免人生价值的“腐蚀”。

4.2 丰富学习模式，将腐蚀防护知识融入到日常生活

在教学环节中，设计了校园腐蚀现象“随手拍”环节，要求学生针对身边发现的某个腐蚀现象，从材料、环境等方面分析发生腐蚀的原因，思考改进设计方法，并分小组讨论。此部分作为腐蚀电化学课程的平时作业坚持下来，使学生能够带着现实的问题去学习，也能将所学的知识用起来解决实际的小问题，起到了良好的效果。此外，教学环节中不局限。

5 结语

我国已经明确提出“建设海洋强国”的战略目标，材料腐蚀是海洋产业中不可避免的关键问题，培养海洋腐蚀防护领域的专业人才、服务国家海洋战略是高校不可推卸的责任。腐蚀电化学是海洋腐蚀防护学科的理论基础，本文探索了如何在腐蚀电化学课程中挖掘思政元素，以国家产业需求为导向，将中山大学“德才兼备、领袖气质、家国情怀”十二字人才培养方针有机融入到腐蚀电化学的课程教学中，在专业知识的讲授过程中渗透爱国主义、人文素养、工匠精神，实现价值塑造、知识传授和能力培养的融合，培养海洋腐蚀防护领域“又红又专”的高端人才，服务国家建设。