“材料现代测试方法”课程思政的教学实践

朱 海，赫荣安，张世英

（长沙学院 生物与环境工程学院，湖南 长沙 410022）

立德树人是高等教育的根本任务，而以立德树人为根本的课程思政则是落实这一目标的重要手段。为在各门类课程教学过程中全面落实课程思政，在传统知识体系中融入课程思政元素，各学科教师需要充分发挥其专业知识及政治思想教育能力。只有将思想政治教育元素融入每门课程，才能实现立德树人，培养全面发展的德智体美劳应用型人才。

一、“材料现代测试方法”课程思政的理论依据

按照更好服务地方经济的办学定位，长沙学院功能材料专业主动对接湖南省新材料产业链，设立新能源材料和半导体信息材料两个学科，打造适应与服务湖南，尤其是长沙新材料产业发展的专业人才培养体系，并取得了初步的成绩。这些优秀本科人才的培养离不开行之有效的教学体系。在教学过程中传授专业理论知识固然重要，但是仅具备专业知识显然难以与新时代对人才的要求相适应，因此，亟待提升学生的思想政治水平。“材料现代测试方法”课程知识点繁多、逻辑推演计算难度大，不仅加大了学生的学习难度，也给任课教师提出了挑战。如何设计该课程的思想政治教学，如何使教师在讲授专业理论知识时能自然融入思想政治内容，是目前课程思政亟待解决的问题。

“材料现代测试方法”是根据长沙学院功能材料专业本科人才培养方案，面向材料类专业学生开设的专业必修课。主要教学内容包括：X射线衍射分析、电子显微分析、热分析、X射线光电子能谱、比表面分析和红外光谱等，主要向学生介绍分析材料成分、组织、晶体结构、形貌等材料微观结构表征的手段。本课程具有以下特点：（1）涉及的基础理论知识比较复杂，且综合性强，使得学生在理解上难度较大；（2）当今科技检测方法日新月异，但教材内容相对滞后，需要在课堂上及时引入最新知识；（3）课程抽象、深奥，学生在短时间内较难全面深入学习。

针对课程的上述特点，如何在专业理论知识教学中融入思想政治教育内容，以培养德才兼备且满足地方新材料产业经济发展需求的人才，是实现本课程思政教育的核心问题。一直以来，大多数人都认为学生的思想政治教育通过开设专门独立的思想政治理论课即可，而像“材料现代测试方法”这样的专业课程只需要负责传授专业理论知识和实践技能，因此，学生的“德”与“能”的教育过程是分离的。大多数专业课教师虽然科研水平很高、理论基础扎实，但是往往缺乏思想政治教育意识，忽略了思政能力提升。部分教师在教学过程中强硬地塞入思政内容，导致学生对思想政治教育反感。

二、“材料现代测试方法”课程思政的教学探索

（一）以多元化教学模式促进课程思政

“材料现代测试方法”课程的复杂性，决定了教师需要采取多元化教学模式以激发学生的学习兴趣。依据当代大学生的心理特点和所处的社会环境，对传统的课堂教学模式进行创新改革，利用先进的互联网多媒体技术，结合课堂教学，让学生方便地接受教学信息。同时，改变以往的以教师为中心的教学模式，通过小组讨论、翻转课堂等形式让学生“唱主角”，激发学生的学习热情，提升学生的学习主动性，使整个理论课堂活跃起来，从而在保证完成理论教学目标的同时培养学生的爱国主义情怀。一方面，丰富教学形式和手段，如利用项目式教学、工厂现场教学、讨论法教学等方式，丰富和创新课堂教学，提升学生的学习积极性；另一方面，采取寄情于景、认知体会、实践反思等形式，让学生通过参观红色革命教育基地、新材料企业生产车间等，引导学生加强对职业操守和职业道德的认识和思考，推动思想政治教育入脑入心。

（二）以创新创业教育深度融合课程思政

创新创业教育是高校的重点教学任务之一，通过创新创业教育不仅可以提升学生的创新意识，提高学生的创业成功率，而且能够使学生很好地将所学理论知识运用到社会实践活动中，达到学以致用的效果。创新创业教育和思想政治教育结合在一起更容易达到课程思政的教学目标，因此，将富含思政元素的创新创业教学与专业理论教学相结合，那么专业课的思想政治教育将达到事半功倍的效果。任课教师可以根据课程特点，结合社会热点话题、科研前沿成果或者经典的创新创业案例等，促使学生热爱课程学习，对所学的专业更加自信。通过介绍优秀民族企业的创新创业之路，激发学生自强不息、勇于开拓进取的精神。另外，教师可以结合自身的科研课题，或者带领学生申报大学生创新创业项目、参加大学生课外学术作品竞赛等，进一步提高学生的实践能力、创新精神，促使学生熟悉创新创业流程，打开创新创业思路，培养学生锲而不舍的实干精神。

（三）以现代信息化技术推动课程思政

专业课程的思想政治教学应充分利用各种互联网新技术，全面增强课堂教学的思想政治教学效果。长沙学院功能材料专业的“材料现代测试方法”课程，利用学校新开辟的智慧课堂，在原有理论知识讲授的基础上引入大量关于X射线、电子显微镜、氮气吸脱附、热分析、X射线光电子能谱和红外光谱的思政元素，通过信息化的教学手段，克服了传统课堂由于学生人数教学效果不佳的问题。另外，在这样一个信息爆炸的时代，各种各样的信息充斥了学生的周围，通过思想政治教学使学生学会接受正确信息，自觉屏蔽不正当信息，做一个具有社会主义核心价值观的大学生。

三、“材料现代测试方法”课程思政案例库建设

挖掘专业课蕴含的德育资源并进行有效渗透，建设特色鲜明的课程思政案例库，能够提高高校思想政治教育的实效性。长沙学院功能材料专业教师团队围绕专业核心课程，充分发掘德育资源，立足于学科的学术内涵和传承脉络，深度挖掘专业课程与思想政治理论课程的结合点，大力建设课程思政案例库。案例涵盖了爱国情怀、理想信念、法律意识、科学精神、文化自信、社会责任等内容，从多维度反映社会主义核心价值观、工匠精神和人文情怀等思政元素。实时更新案例库，结合最新的时政资源、热门话题，激发学生情感共鸣。

（一）X射线的性质与产生：科技创新助力卫星遨游太空

这是本课程关于X射线衍射分析的第一节内容。日常生活（如进站安检口、医院体检等）的很多场景都利用了X射线。首先引入问题：X射线在人们的生活中无处不在，我们经常与它接触，但它看不见、摸不着，那它在工业生产中有何应用，它对我们人体有伤害吗，怎么才能获得X射线？要解答这些问题就必须理解X射线的性质和产生机理。举例证明：在医院体检时，医生利用胸透机就能观察到患者身体内部器官的健康状况，这是利用了X射线的透视性。在火车站、城铁站和飞机场过的安检也是利用了有透视功能的X射线。组织学生进行问题讨论：（1）X射线如何产生；（2）X射线与电子运动能量息息相关，高压下电子的运动对X射线有何影响，X射线可以应用在哪些领域呢。最后分析和总结：（1）X射线衍射分析的发现与应用与伦琴的研究工作有关；（2）X射线的主要性质：波动性和粒子性；（3）X射线的产生源自X射线光管；（4）我国自主研发的X射线卫星成功获得应用。这说明只有先进的技术才可以在大国重器中得以重用，技术的创新需要脚踏实地与实事求是。

（二）光电子能谱分析的基本原理：透过表面看本质

在生活生产过程中，材料的表面结构往往决定性质与应用，通过本节教学，教育学生要透过表面看本质。首先引入问题：在考古过程中，分析文物的年代是一个重要环节，例如刚出土的青铜器表面已经出现点点斑驳，那么如何才能知道青铜器表面元素的状态？要解决这一问题，最有效简单的方法就是利用X射线光电子能谱。举例证明：家家户户都有炒锅，普通炒锅在炒菜时油烟非常严重，而采用不粘锅炒菜却只产生极少的油烟并且不容易粘锅，这肯定与铁锅的表面组成结构有关。目前，X射线光电子能谱是能够精确分析各种各样固体材料表面信息的重要技术手段，其主要工作原理是利用单色X射线将样品表面的电子击打出来，根据测量该电子的动能再换算成具有特征性的电子结合能，通过分析电子结合能的大小就可以得出材料表面的化学组成与状态。最后进行问题讨论：（1）什么是材料的表面，什么是材料表面厚度；（2）为什么要对表面进行分析；（3）X射线光电子能谱的基本工作原理是什么。最后分析和总结：（1）XPS是利用X射线与物质相遇后激发出表面原子的内层电子，通过对这些电子进行能量分析而获得的一种能谱。（2）通过检测光电子的动能，再根据爱因斯坦的光电效应得知相应能级的结合能，进而进行元素的鉴别。（3）各原子的不同轨道电子的结合能是一定的，具有特征性和唯一性。（4）在学习过程中，要学会透过现象看实物的本质，不要忽视在生产生活中常见的现象，要学会通过现象思考原理。

（三）电子光学基础：疫情防控离不开科技支撑

物质微观结构决定着其性质与应用，通过电子光学基础这一案例，让学生懂得科技在医疗和疫情防控中的重要性。首先引入问题：人类历史是一部不断认识世界、发现世界的过程，其中微观世界一直是人们关注的重要领域。为什么人们有了光学显微镜还要开发电子显微镜；在电子显微镜中，光源是什么；为什么电子显微镜可以分辨更小、更细微的物体；为什么光学显微镜只能看到细菌，而更小的冠状病毒却只能借助电子光学显微镜。举例证明：在光学显微镜下，我们可以看到越王勾践剑之所以锋利无比是因为剑身的表面有树枝晶状体；同样，在光学显微镜的帮助下我们可以清楚地看到细菌的样貌，比如大肠杆菌。然而，为什么病毒无法利用光学显微镜进行观察，如何破解这一难题？问题讨论：（1）为什么光学显微镜存在分辨率极限；（2）要想观察到更细微的物质结构，如病毒或晶格条纹，我们可以通过哪些途径提高分辨率。分析和总结：（1）衍射现象是导致分辨率极限最本质的原因；（2）改变电磁波的波长是提高分辨率的最有效途径；（3）电子波的波长短且能像可见光那样进行会聚成像；（4）利用电子显微镜可以进一步提高分辨率极限，在此帮助下我们可以准确而清楚地观察新型冠状病毒的样貌，继而寻找有效的办法对抗病毒的侵扰，因此，战胜疫病离不开科技的支撑。鼓励学生努力学习，运用科技强国富民。

结语

目前，“材料现代测试方法”的课程思政教学实践，已经在长沙学院功能材料专业实施。通过丰富多元化的教学模式、融合创新创业教育、借力现代信息技术建立了较为完善的课程思政教学体系。同时，根据学生的认知规律和接受特点，建立了“材料现代测试方法”课程思政案例库。通过以上措施对专业课程内容和思政元素进行有机融合，不仅符合学生的学习心理特点，而且使学生在接受思想政治教育的同时更加激发其自身对课程乃至专业的热爱。