“特色案例”在课程思政建设中的应用探索
——以《材料力学性能》课程为例*

2023-01-16 12:39:24赵亚东张阳明
广州化工 2022年12期
关键词:郑玄材料力学案例

何 寒,王 琳,赵亚东,张阳明

(安阳工学院机械工程学院,河南 安阳 455000)

习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上强调,“要用好课堂教学这个主渠道,各类课程与思想政治理论课同向同行,形成协同效应”[1]。课堂教学是促进高校课程思政建设和发展的重要途径之一。教师应在课堂教学中以专业课程的教学内容为载体,通过潜移默化的方式对学生进行思想政治方面的正确引导与教育,避免出现专业教育与课程思政教育相互割裂的情况。在课堂教学中,课程思政教育不能贪多求全,不能为政治教育而教育,强行“拉郎配”[2]。

教师开展课程思政需挖掘课程蕴含的思想政治教育元素(以下简称思政元素),确保所挖掘的内容体现政治性、饱含育人性、富有科学性、具有生动性,并能有机融入各类课程教学之中[3]。只有把专业知识的讲授与思政元素有机融合在一起,学生才会欣然接受课程思政教育,才能有效实现高校课程思政建设立德树人的教育目标。如何把挖掘的思政元素有机融入课程教学中,是教师开展课程思政的难点问题。

1 以蕴含思政元素的案例(以下简称特色案例)为切入点开展课程思政

开展课程思政“显性教学”的切人点和具体实施方式与专业特色和课程特征息息相关,不同课程选择的课程思政“显性教学”切人点各不相同[4]。材料力学性能课程主要介绍材料在各种载荷作用及服役条件下的力学性能。材料的力学性能是材料在实际工程应用中必须涉及的共性问题。现行教材中,材料力学性能的基础理论及实验知识基本是国外科学家的研究和发现,鲜有中国或华裔科学家的研究成果。这与我国近代自然科学发展相对缓慢的历史现状有一定的关系。如果仅局限于从现行材料力学性能教材内容中去挖掘蕴含的思政元素,会感到可挖掘的内容十分有限。这也是目前许多专业课程在开展课程思政时所面临的问题之一。

近年来,随着我国科学技术突飞猛进的发展,在有关材料力学性能的研究领域里,涌现出了许多原创的科研成果。为了更好地发挥材料力学性能课程的德育功能,不仅要从教材内容中深入提炼思政元素,还要不断从国内近期的科研成果中广泛挖掘相关特色案例。相比从教材内容中提炼思政元素,引入特色案例会更直观明晰地将思政教育融入课堂教学中。以特色案例为切入点开展课程思政,关键在于如何将特色案例引入课堂教学。只有将特色案例和课堂教学内容有机衔接在一起,案例中所蕴含的思政元素才会“自动”地显现出来,被学生所接受,从而避免课程思政“两张皮”的问题。因此,引入特色案例,首先要以课堂教学内容为背景;其次,挖掘案例所蕴含思政元素的广度及深度也尤为重要,最好采取引导和鼓励学生参与讨论的方式,让学生自己去体会并总结,最终达成课程思政教育的目标。

2 特色案例在课堂教学中的应用举例

民族自豪感是爱国主义的重要因素,是指对本民族的历史文化、价值取向、现实状况等表示高度认同、充满信心的情感。科学精神一般可概括为探索求真的理性精神,实验取证的求实精神,开拓创新的进取精神,竞争协作的包容精神,执著敬业的献身精神[5]。教育部在《高等学校课程思政建设指导纲要》中强调,“工学类专业课程要在课程教学中把马克思主义立场观点方法的教育与科学精神的培养结合起来”[6]。就材料力学性能课程而言,从挖掘的大多数案例所蕴含的思政元素来看,均可从民族自豪感和科学精神两个方面分别对案例进行归类整理。在材料力学性能课堂教学中以特色案例为切入点开展课程思政,可以从案例所蕴含的民族自豪感和科学精神两个方面进行探索应用。

以往,总有不少学生认为材料力学性能课程中所涉及到的专业知识是西方人总结的精华。如果能把有关中国科技史和国内科研成果的特色案例融入课堂,学生就会产生浓浓的民族自豪感。如果能在课堂教学中介绍我国科学家的突出成就和科研事迹,则有助于将科学精神传承给年轻学子。

2.1 “能上出民族自豪感”的特色案例

(1)“郑玄说”中国科技史研究案例(以下简称“郑玄说”案例):“郑玄说”是老亮教授于1987年发现并提出的。早在我国东汉时期,经学家郑玄对《考工记·弓人》中“量其力,有三均”一句作注解时,提到“假令弓力胜三石,引之中三尺,弛其弦,以绳缓擐之,每加物一石,则张一尺”[7]。刘树勇教授通过比较郑玄和胡克各自的陈述,证明他们都表述了材料的弹性规律,但都有些不足之处[8]。也有不少人提出将胡克定律改称为“郑玄-胡克定律”。

在材料力学性能课堂教学中,引入“郑玄说”案例的具体流程如下:

第一步,课堂教学内容介绍。在讲授材料的弹性变形定律时,会提到“材料在弹性变形过程中,不论是在加载期还是卸载期内,应力与应变之间都保持单值线性关系,即服从我们熟知的胡克(R.Hooke)定律”。

第二步,以胡克定律为背景,可将“郑玄说”案例以文本、图片等多媒体形式引入。让学生对我国关于力和变形成正比关系记载的历史有一定的了解,并鼓励学生积极发表对“郑玄说”案例的个人观点和看法。

第三步,对讨论的意见进行总结。从老亮教授发现并提出“郑玄说”到有人提出将胡克定律称为“郑玄-胡克定律”,学生可以很明显地看出我国关于力和变形成正比关系的记载要早于胡克定律的提出,同时也会感叹我国古代劳动人民的聪明才智。“郑玄说”案例所蕴含的民族自豪感就会在学生心中油然而生。

(2)“张勇教授课题组科研成果”案例:2019年张勇教授课题组研究发现,具有面心立方结构的亚稳态CoCrFeNi高熵合金在4.2 K(约为-268.95 ℃)超低温环境下具有十分优异的低温力学性能,拉伸强度高达1260 MPa,延伸率达到62%[9]。

在材料力学性能课堂教学中,引入“张勇教授课题组科研成果”案例的具体流程如下:

第一步,课堂教学内容介绍。材料在低于某一温度时,会由韧性状态变为脆性状态,冲击吸收能量会明显下降,产生低温脆性现象。采用现代冶金技术生产的钢铁可以承受-60 ℃的低温。但是,人类要探索太空就必须考虑太空环境的温度,目前没有钢铁材料可以承受接近绝对零度0 K(约为-273.15 ℃)的太空温度。

第二步,以“人类要探索太空,没有钢铁材料可以承受太空温度”的问题为背景,直接引入“张勇教授课题组科研成果”的案例。学生会很直观地认识到,由我国科学家研制出的亚稳态高熵合金具有极强的低温应用潜力,有望使这个问题得到较好地解决。同时,也会感受到目前我国相关科研成果已经达到了国际先进水平,从而激发学生强烈的民族自豪感。

2.2 “能传承科学精神”的特色案例

“李晓刚教授科研事迹”案例:三十年磨一剑,2015年李晓刚教授的研究论文“share corrosion data”在世界顶级科技刊物《Nature》上发表。这是世界华人腐蚀研究者首次在《Nature》上发表研究论文。材料腐蚀数据的积累需要长期坚守并持续投入,李晓刚凭借着对腐蚀研究的痴迷坚持了下来。当谈到取得的成就时,李晓刚教授表示这都是集体的成就,要归功于老一代腐蚀工作者奠定的良好基础和研究团队的协同劳动。他认为科研人员应该做到目标坚定、持之以恒、惜时如金,注重原创性研究成果,同时还要加强团队密切合作[10]。李晓刚教授有很多身份,但他始终坚持自己“就是一个学者”,一心搞科研,为国家耐蚀材料需求解决一个又一个的难题。

在材料力学性能课堂教学中,引入“李晓刚教授科研事迹”案例的具体流程如下:

第一步,课堂教学内容介绍。机件在加工过程中往往会产生残余应力,在服役过程中又承受外加载荷,如果与周围环境中各种化学介质相接触,便会产生特殊的断裂现象如应力腐蚀和氢脆断裂等。随着石油化工、航空航天、核能等工业的迅速发展,机件接触的化学介质的条件也越来越苛刻,致使各种腐蚀断裂形式逐年增多。因此,材料在各种腐蚀环境中的断裂现象日益受到工程设计人员及材料科学工作者的重视。

第二步,以“各种腐蚀环境对材料力学性能的影响日益受到人们的重视”内容为背景,将“李晓刚教授科研事迹”的案例以图片、视频等多媒体形式在课堂教学中展现出来。同时,引导学生谈谈自己的心得体会。

第三步,学生在谈关于李晓刚科研事迹的心得体会时,就会深深地被我国科学家身上具有的勇于在实践中探索创新的精神和团队意识所吸引,并转化为自身将来学习生活的精神动力。

从以上三个特色案例在课堂教学中的实际应用可以看出,有的特色案例如文中“张勇教授课题组科研成果”案例,可通过“以教学内容中的某一问题为背景”直接引入的形式,让其所蕴含的思政元素凸显出来;有的特色案例如文中“郑玄说”案例和“李晓刚教授科研事迹”案例,在以相关教学内容为背景引入后,还需要引导和鼓励学生积极参与讨论,最终以学生自我体会和领悟的方式达成课程思政教育的目标。

3 教师是在课堂教学中开展课程思政的关键所在

教师以特色案例为切入点开展课程思政,需要广泛挖掘与课程相关的特色案例,并将其融入到课堂教学内容中。从“挖掘”到“融入”,不是一道简单的工序,而是一项复杂精细充满实践性和挑战性的工作。挖掘案例所蕴含思政元素的广度深度和把案例融入课堂的有效程度,均与教师自身的政治素质、业务素质、教学水平等因素密切相关。习近平总书记在北京大学师生座谈会上的讲话中强调,“教师要把教书育人和自我修养结合起来,做到以德立身、以德立学、以德施教”[11]。“教育者必须先受教育”是教师在课堂教学中开展课程思政的重要前提条件。教师要自觉把教书育人和自我修养结合起来,增强自身的使命感和责任感,不断提升自身的执教能力和育人本领,更好地发挥课堂教学这个“主渠道”的作用。

4 结 语

在材料力学性能课程的课堂教学过程中,相比从教材内容中直接提炼思政元素,以教学内容为背景,结合图片、视频等形式引入蕴含民族自豪感和科学精神的“特色案例”,并有意识地引导和鼓励学生积极参与讨论,更有利于课程思政目标的达成。可见,“特色案例”的应用为课程思政建设提供了一种更为直观的途径。但这对教师提出了更高的要求,即要在课程思政教育过程中充分发挥主观能动性及课程思政教育中的“主导作用”,积极挖掘“特色案例”的育人资源,不断丰富“特色案例”表现形式,促进专业教育与课程思政教育的有效融合,以达到在培养学生专业素养的同时提升其道德素养,实现立德树人的教育目标,为培养社会主义合格建设者和可靠接班人提供坚实有力的保障。

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