新工科背景下材料专业教学环节中思政元素融入模式的探索

左敏　赵德刚　滕新营

摘  要：立德树人的重点是以德为先、能力为重，在新工科背景下，如何在材料专业教学环节中有效、顺畅融入思政元素，是一个需要研讨的问题。文章以“金属工艺学”课程为例，归纳提出时事热点论述塑精神、行业典范事例立志向、专业规范案例树标准、开放式研讨拓思路、相似联想促素养及实践锻炼磨意志六种思政元素践行措施，以期对课程思政在专业课堂中协同育人作用的发挥产生积极推进作用。

关键词：新工科;课程思政;立德树人;金属工艺学

中图分类号：G641    文献标识码：A    文章编号：1673-7164（2022）24-0104-04

“新工科”的建设和实践是一个重大的战略部署和蓝图，对我国工程教育体系进行了符合国际主流和中国实际的顶层思考，对培养兼具国际视野、工程素养和创新能力的未来大批“新工科”人才提出了新的要求。寻求提升“新工科”人才文化软实力的思政教育有效途径，培养兼具工具理性和价值理性的创新型工程人才，引起各大高校的广泛关注和高度重视。

习近平总书记在全国高校思想政治工作座谈会上指出：“要坚持把立德树人作为中心环节，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”。大力推动以课程思政为目标的育人模式改革，有利于突破思政教育集中于思政课堂的瓶颈;有助于实现高校知识、技能教育与思想价值教育有效融合。各大高校开展课程思政是传统思政教育的传续，更是改良和推进思政教育的必经之路。

一、“新工科”背景下的人才培养目标

“培养什么人、怎样培养人、为谁培养人”是教育事业发展所必须面对、回答的问题。为了与国际工程教育相接轨，适应新经济和新产业工程对创新人才的需求，我国高校需要对现有的人才培养模式进行改革和创新。

2016年，我国正式加入《华盛顿协议》，并开启了国内工程教育专业认证工作，2017年“复旦共识”的达成确立了“新工科”建设的主要任务和作用，而“天大计划”“背景指南”进一步明确了建设目标、发展与实践方向。由此，我国开启了工程教育改革的新路径[1]。“新工科”顺应了当今世界的发展与需求，是由当前国际经济环境所促生、以凸显学科交叉与综合为特征的产物，重在强调培养环节中的“多领域融合性、前沿拓展性、创新驱动型及应用实践性”，以培养多元化、创新型卓越工程人才为最终目标[2]。

与“新工科”人才培养目标相比，我国高等院校材料专业人才培养在培养体系、教学活动开展方式、创新实践课堂等方面仍存在差距。比如，面对企业单位人才需求的多元化，要求人才由“一专多能”转变为“多专多能”，即培养人才需满足多领域需求、具备较强综合素质;授课形式单一，在教学实施过程中重教师的知识灌输、轻学生的自主学习与创新意识培养;创新实践教育与专业课程的融合度不足，缺乏理论知识与实践过程的良好衔接[3-4]。《朱舜水集·劝兴》中指出“敬教劝学，建国之大本;兴贤育才，为政之先务”，强调重视教育、倡导学习是实现国家建设的根本，敬重贤良、培养人才是实现治国理政、国家长足发展的首要任务。为满足应对变化、塑造未来的建设理念，“新工科”要始终秉持“立德树人”的内涵。结合当前工程教育发展的需求及发展方向，高校在开展高等教育过程中，不仅要时刻关注技术快速发展引领的新产业、新专业建设问题，更需要关注传统产业的改革、升级问题[5]。

二、贯彻立德树人，构建 “大思政” 教育共同体

2016年我国高校思想政治工作会议上，习近平总书记提出要充分运用课堂教学主渠道，深挖、活用各学科蕴藏的思政元素融入途径与各项资源，协同构建“大思政”教育体系，让各专业教学与思想政治教育同向同行，形成协同效应。之后，教育部对全国学校思想政治理论课建设情况开展了全方面的跟踪调研，强调要时刻牢记思政教育的紧迫感、责任感与使命感，坚持立德树人的核心地位不动摇[6]。在2020年全国教育工作会议中，时任教育部部长陈宝生进一步强调了“提升落实立德树人根本任务的针对性、实效性”。2021年，陈宝生在《乘势而上，狠抓落实，加快建设高质量教育体系》年度报告中，进一步强调始终贯彻执行党的教育理念、推进学生素质全面发展，是为党育人、为国育人的根本要求。为全面、细致、高效地实现立德树人的目标，高校需围绕该根本任务提供科学化的导向、多样化及多元化的资源、灵活化的融入方法。

材料专业是我国制造业密切相关的支撑专业。作为典型的工科专业，受教育者的工程知识、工程能力及工程素养的层次，是综合评价其素质的三项依据。基于良好的专业知识讲授，可实现学生对工程知识的储备需求。与之相对，对应解决实际问题的工程能力、实践中体现出潜能与素质的工程素养方面，则需要依靠实践活动来培养和提升。在教学活动实施过程中，教师要始终坚持“德育为先、德学兼修”的全面育人理论，坚持专业理论与实践活动相统一，两者同向同行，学以致用，用以促学，协同完成受教育者的学科价值认同、身心健康培养、职业胜任力构建、核心价值观和世界观确立[7]。

三、专业课堂中思政践行措施

材料专业内“金属工艺学”课程是以教育部《普通高等学校工程材料及机械制造基础系列课堂教学基本要求》为依据，主要包含制造金属机件工艺方法的综合技术内容，可提供从事工程材料和机械设计及制造工作不可或缺的基础知识。对于专业性强的核心课程，将思政元素柔性渗入课堂教学，并确保其与专业内容“形散而神不散”的一致性，需要授课老师通过巧妙的内容、方法设计来实现。在工科专业课堂中构建思政内容，教师需要引导学生在以下六个层面下功夫：坚定思想信念、厚植爱国情怀、加强品德修养、增长知识见识、培养奋斗精神、增强综合素养[8]。融入思政元素过程中，教師需根据具体教学要点，选用合适的思政方法与内容来实施，本研究将结合“金属工艺学”课程授课实例进行列举：

（一）时事热点论述塑精神

所谓时事热点，是指近期国内外发生的受大众关注的大事要事。将时事与授课内容相结合，不仅有利于激发学生形成学科价值认同感，还有利于培养学生的家国情怀、社会责任感等。2020年新型冠状肺炎病毒疫情肆虐，让全国上下人心惶惶。在新冠肺炎疫情面前，是白衣天使冲在最前线，筑起了防护的堡垒。以抗击非典期间的“北京小汤山医院”为模板，建设武汉火神山医院为集中收治此次新冠肺炎疫情感染患者的专项医院。全国人民同心协力、共克时艰，医院从设计到交付仅仅用了10天。在其建设过程中，山东冠县冠洲集团接到急需1500吨镀锌钢板的委托函，厂方集团立即开展部署、重排生产线、规划成产线产品，确保工期内保质保量完成任务。越是风急雨骤，越是关键时刻，越是见证担当。山东冠县冠洲集团是济南大学材料科学与工程学院大三学生的生产实习基地，每年参观实习期间，厂方都会配备专业人员给师生就企业情况、产品类型、生产工艺流程等各方面进行详细的讲解。结合这些身边实例的引入，可以高效地带给学生当事人见证感，提升专业知识的传授和内在精神层面的塑造。

（二）行业典范事例立志向

为弘扬“工匠”精神，央视新闻频道制作了《大國工匠》系列片，以平凡岗位上辛勤工作、刻苦钻研职业技能的普通劳动者为典范。所谓“工匠”精神，是指对本职工作的毕生热爱、对职业技能技能的不断追求与探索，“工匠”精神为时代旋律、又不过时。《麻省理工科技评论》报道，2018年我国在航天火箭发射数量跃居世界第一。火箭的研发，得益于行业教授、专家以及广大学者们的辛勤工作，却也离不开将复杂部件一一组装起来的工人师傅。其中，火箭总装厂高凤林工程师致力于给火箭安装“心脏”，被誉为“发动机焊接第一人”。“长征五号”火箭发动机喷管上空心管线的壁厚薄至0.33毫米，他需要多达3万次把细微至0.16毫米的焊缝将部件连接在一起。从刚入行的勤学苦练到“十分钟不眨眼”的细致严谨追求，高师傅用自己持之以恒的坚持与付出深刻诠释了航天匠人对理想信念的毕生追求。焊接是“金属工艺学”中第四篇的内容，该部分主要讲授了电弧焊、常用焊接方法、常用金属材料的焊接及焊接结构设计等等。《朱子语类》中，“为学须先立志。志既立，则学问可次第着力。立志不定，终不济事”强调了读书成才必须先立下志向，只有这样才能逐渐巩固加深学问。高校将专业课程内容与行业典范事例相结合，可坚定学生努力学习专业知识的信念，增强其专业认同感，感染、教育学生就业后刻苦钻研、敬业奉献，将自身专业与国家发展相结合、积极投身于国家建设中。

（三）专业规范案例树标准

所谓规范性，是指作为正确的行为、言语等的规矩和标准。“规范”无处不在，在各个行业中都有具体的要求，特别是在企业中存在着需要严格遵守的操作规范，小小的疏忽或者纰漏都可能酿成一场灾难。2019年，苏州昆山汉鼎精密金属有限公司突发爆燃事故，起因为镁合金铸件加工过程中使用的切削液内含水量较高，而且周围镁合金碎屑过密堆积，镁屑与水产生剧烈反应，进而发生强烈的燃爆事故。这次事故的教训是惨痛的，更引起社会关注规范与安全问题，加大规范检查、执行力度，强化风险辨识管控，对违法违规行为进行严肃处理。在“金属工艺学”铸造、金属塑性加工、焊接、切削加工这四篇内容中，均包含了各自相关的结构设计方面规范性的内容，是学生需要在工件工艺选择、操作中严格遵循的规则。不同的职业均有自身需要遵守的职业伦理，比如工程、医学、商业、教师等行业。通过专业规范案例的引入，可以培养学生的个人伦理意识及伦理判断能力，培养其个人行为的责任感、个人成就的责任与追求，从而树立其职业道德，为其步入社会后发现自身的职责与使命奠定基础。

（四）开放式研讨拓思路

以“新工科”为发展方向，材料类人才的理论教学与实践拓展在培养学生方面具有举足轻重的意义，在揭示材料本质、探索与开发新材料、创新性解决实际问题的综合素养培养与锻炼方面具有重要价值。教师结合授课要点，设计合适的主题进行开放式研讨，将学生由被动听课转换为课堂主动参与者，开放式研讨的开展可加深学生对知识要点的理解，开启其利用专业角度思考实际问题的思维模式，为培养其学以致用的能力打好基础。如“金属工艺学”中铸造部分内容涉及砂型铸造工艺设计原则，分型面选择会严重影响到铸件质量、制模与造型等工序的复杂度。而分型面选择的各项原则对具体铸件有时是难以全部满足的，有时甚至相互矛盾的，教师可以引导学生分组讨论并阐述各个选择的依据，在此基础启发学生分清主要矛盾、全局考虑，最终达到工件要求。与此同时，专业问题分析中的全局观也有利于学生加深对“合作共赢”的理解，在多元价值观面前正确认识合作与沟通，为后续工作中团队观念的确立做好支撑。

（五）相似联想促素养

金属材料之所以得到广泛应用，在于其具有机械结构元件所必备的综合性能，结合铸造、锻压、焊接等工艺方法加工成所需工件。《金属工艺学》第一篇“金属材料的基本知识”就对材料的力学性能进行了阐述，涉及强度、塑性、硬度、韧性等概念。部分机器零件在工作过程中会受到冲击载荷，比如锻模、火花塞等，因此必须评价这类材料在断裂前吸收的变性能量的能力，也就是韧性情况。在专业授课过程中，教师可将材料的韧性类比生活中的坚韧，将受到冲击载荷类比生活中的逆境，引导学生认识到坚韧是必备的品格、是取得成功的一个必要条件。随着社会的发展，竞争会越来越激烈，唯有用深厚的知识武装自己、用强大的内心力量支撑自己，才能具备勇于面对逆境、磨炼坚毅的性格，在不断的努力、奋斗中勇往直前。

（六）实践锻炼磨意志

对于工科类材料专业，科学构建专业课堂、实践教学中的有机结合，借助多维教学手段促进实践内容丰富化、评价综合化、效果深入化，达到两者相互促进、协同育人的目的，是材料专业在新工科背景下的必然发展趋势。结合各高校材料专业规划及实验条件情况更新、完善现有的金工实习、认识实习、生产实习等实践教学内容，并辅以学科竞赛为引导来构建实践活动时，紧紧围绕立德树人的核心思想，可考查学生对专业基本理论知识的掌握和解决实际问题能力，磨炼并促进学生形成坚强意志及正视成败的成熟心态。金属工艺学课程中涉及铁碳合金的组织、性能方面部分内容，在金属材料微观组织观察中试样的制备是重要且不可或缺的环节。金相试样制备包含“取样—倒角—粗磨—细磨—抛光—腐蚀—观察”几个步骤，任意环节出现问题均会影响试样的观察效果，学生在各个环节中体现出的实践动手能力与工程素养可作为综合评价的依据[9]。特别是在高等教育中，学科竞赛始终秉持着“以赛促教、以赛促学、以赛促改、以赛促建”的核心理念，是高效促进、检验实践教学发展的重要方法之一。2020年我国“高校竞赛评估与管理体系研究”专家工作组公布了普通高校学科竞赛排行榜，全国大学生金相技能大赛被正式纳入排行榜。2020年10月份，济南大学首次组队参加了由太原理工大学承办的“徕卡杯”第九届全国大学生金相技能大赛，表现卓绝、成绩名列前茅，荣获一等奖1项、三等奖1项。2021年上海交通大学承办了第十届全国大学生大赛，济南大学选手斩获个人二等奖1项、三等奖2项，并获得“我与金相大赛”征文三等奖1项。这在一定程序上也肯定了济南大学材料专业以学院实验中心为依托，所进行的实践教学改革落到实处、成果显著。

四、结语

培养担当民族复兴大任的时代新人，需善用、活用“大思政”课堂，构建全面、深入、高效的“立德树人”大课堂，让学生在广阔的新时代舞台中展现自我、绽放自我。思政元素的融入是专业课堂教学的升级化，在知识传授过程中结合授课教师的课程设计实现思政元素“润物细无声”的融入，可达到“浇花浇根、育人育心”的教育目的。本研究基于材料专业工程知识、工程能力及工程素养的培养诉求，以“金属工艺学”课程为例列举了六项课程思政实施路径，从而保证思政内容与专业知识的有机结合、和谐统一。在设计授课环节中，高校应始终贯彻“立德树人”的核心理念，全面推行专业理论教授与思政熏陶的同向同行，两者协同共进，构建全员全程全方位育人新格局。

参考文献：

[1] 林健. 面向未来的中国新工科建设[J]. 清华大学教育研究，2017（02）：26-35.

[2] 孙英浩，谢慧. 新工科理念基本内涵及其特征[J]. 黑龙江教育（理论与实践），2019（Z2）：11-15.

[3] 杨牧南，黄松炜，汪航，等. “新工科”背景下材料专业本科人才培养新模式的探索[J]. 教师，2021（01）：78-79.

[4] 毛成，赵春鱼，李一星. 新工科背景下地方院校个性化人才培养模式探索与实践——以中国计量大学工科试点班为例[J]. 中国大学教学，2022（Z1）：31-38.

[5] 王春明，邹杨君，张雪辉，等. 浅谈新工科背景下金属材料工程专业多元化、创新型卓越工程人才培养[J]. 教育教学论坛，2020（29）：277-278.

[6] 新华网. 习近平：把思想政治工作貫穿教育教学全过程[EB/OL]. （2016-12-08）.http：//www.xinhuanet.com/politics/2016-12/08/ c_1120082577.htm.

[7] 孙秋野，黄雨佳，高嘉文. 工科专业课课程思政建设方案：以《电力系统分析》课程为例[J]. 中国电机工程学报，2021（02）：475-486.

[8] 陈华栋，苏鏐鏐. 课程思政教育内容设计要在六个方面下功夫[J]. 中国高等教育，2019（23）：18-20.

[9] 石晓辉，张敏，乔珺威. 全国大学生金相技能大赛：提升学生工程能力及素养的关键实践[J]. 中国现代教育装备，2020（15）：101-103.

（责任编辑：陈华康）

基金项目：济南大学校级重点教研教改项目“立德树人学科竞赛导向下材料专业理实融合教育模式的构建与实践”（项目编号：JZ2108）;山东省本科教学改革研究面上项目“基于创新能力培养的‘复合材料与工程专业课程体系优化”（项目编号：M2020136）。

作者简介：左敏（1981—），女，博士，济南大学材料科学与工程学院硕士生导师，副教授，研究方向为有色金属及其复合材料;赵德刚（1981—），男，博士，济南大学材料科学与工程学院博士生导师，教授，研究方向为热电材料与有色合金;滕新营（1970—），男，博士，济南大学材料科学与工程学院博士生导师，教授，研究方向为有色金属及其复合材料。