“材料科学基础”课程思政建设、案例与探索

王焕磊，吴敬一，雷 黎

（中国海洋大学 材料科学与工程学院，山东 青岛 266404）

课程思政建设是目前高校关注的热点和焦点问题，旨在培养立大志、明大德、成大才、担大任的新时代青年人才。2016年12月，习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上强调，要把思想政治工作贯穿教育教学全过程［1］。2019年10月，教育部在《关于一流本科课程建设的实施意见》中明确提出，一流本科课程建设要深入挖掘各类课程和教学方式中蕴含的思想政治教育元素［2］。2020年，教育部印发《高等学校课程思政建设指导纲要》，要求落实立德树人根本任务，必须将价值塑造、知识传授和能力培养三者融为一体、不可割裂。掌握事物发展规律，丰富学识，增长见识，塑造品格，努力成为德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人［3］。因此，在一流课程建设背景下加强课程思政至关重要，关系到人才培养质量。

一、“材料科学基础”课程内容与课程思政要求

作为材料科学与工程专业的核心课程，“材料科学基础”自2002年至今已有20多年开设历史，起到了承接先修公共基础课和后续专业课程的桥梁作用。“材料科学基础”课程从金属材料的基本理论出发，与高分子、陶瓷、复合材料等相耦合，在注重解决材料基本问题和共性问题的同时，对材料的成分、组织结构、制备工艺与性能和应用之间的相互联系进行充分讲解。通过课程学习，不仅促进学生掌握专业基础理论，同时培养学生分析和解决问题、探索新知识的能力。

发挥“材料科学基础”课程在课程思政方面资源丰富的优势，融价值塑造、能力培养和知识传授于一体，打造专业课课程思政高地，有效响应国家“守好一段渠、种好责任田”的时代号召。将中华民族优秀文化成果融入教学中，有利于坚定文化自信；将优秀科学家的典型事迹引入教学，有利于培养家国情怀以及精益求精的科研精神；将最新的科研动态、工程实例引入教学，有利于树立工匠精神，培养学生的创新意识；将专业知识与辩证唯物主义思想相结合，有利于培养学生运用马克思主义哲学思想看待事物和分析问题［4-8］。经过多年“材料科学基础”课程的教学实践与探讨，现就课程思政方面的做法提出一些看法与体会，以期向“立德树人有道、春风化雨无声”的方向努力。

二、课程思政建设内容与途径

（一）提升教师的思想政治水平和教学能力

首先，作为教学的实施者，教师需从提高自身思想政治素质和政治觉悟入手，深入领会党的各项教育方针与政策，坚持立德树人，做“四有”好老师。作为党员，可充分利用“学习强国”App坚持学习，从政治、思想和情感角度增强对党的创新理论认同感，坚定“四个自信”。其次，从强化育人意识和提升育人能力入手，确保教师将课程思政建设落在实处、见到成效。畅通教师技能提升渠道，以教学观摩、教学比赛、教学培训、经验交流等方式提高教师的教学和思政水平。最后，充分发挥教学团队、课程组等基层教学组织的作用，通过互相听课、定期研讨等方式不断实现专业教育和思政教育的有机耦合，让学生在潜移默化中接受正确的价值导向和理想信念，避免课程思政的生搬硬套和浅尝辄止。

（二）深挖课程思政与专业知识间的契合点

“材料科学基础”课程将全面介绍材料科学基础理论知识，课程具有概念多、内容抽象、理论性强、教授难度大的特点，因此，如何用有限的学时将这些理论知识与思维方法，以及价值导向等思想政治内容传授给学生面临巨大的挑战。本质上需要教师在进行教学设计时提炼知识点中蕴含的育人元素，将知识点归类并厘清关联知识点，盐溶于水、润物无声地将马克思主义哲学元素、政治认同、家国情怀、中华优秀传统文化、职业素养、科学精神等内容引入课程教学中，以此提高学生的爱国意识和运用知识的能力。结合授课实际，现将相关的课程思政案例主题归纳如下。

1.材料与社会发展。材料作为载体构筑了整个世界。材料与人类文明的进步息息相关，材料发展史就是人类文明的发展史。将材料与社会发展有机结合起来看待，让学生思考材料的魅力。从四大发明到“两弹一星”，再到载人航天、北斗导航，无不需要材料的进步来支撑，从而让学生了解专业的重要性，强化专业认同感。通过介绍对社会发展起关键作用的材料，并结合典型科学家的事迹介绍，激发学生的爱国热情与报国之志，坚定其文化自信。比如以“两弹元勋”邓稼先、中国材料科学之父师昌绪的事迹为切入点，从中提炼与材料有关的“背后的故事”作为情境素材，让学生在体验中提出问题，帮助其树立正确的价值观念。

2.晶体。中国科学院院士蒋民华写过一首《晶体赋》，里面蕴含了丰富的课程思政点。《晶体赋》中写道：“晶体美丽有用，构造和谐有序。美丽出自和谐，有用源于有序。”充分体现了晶体有序结构的重要性，以石墨、金刚石、石墨烯等同素异形体为例，引导学生思考同一元素因不同的排列方式而具有不同性质的原因，激发学生的创新精神。《晶体赋》中还写道：“成晶与做人何其相似。育晶和育人相辅相成。纯洁透明，晶体人格化。光明磊落，人格晶体化。”寓意着我们做人要诚实守信、光明磊落，引导学生在将来的工作中要具备工匠精神和爱岗敬业的职业素养。同时，结合晶体的对称性，可以布置相关实践作业，让学生动手制作典型的晶体结构模型或者观察自然界中的对称结构，充分发掘材料之美。

3.晶体缺陷。讲授这部分内容时，学生会有疑惑：晶体不是近乎完美的吗？为什么还要研究缺陷？缺陷多了还叫晶体吗？在抽丝剥茧解决疑问的同时，可以引入关于缺陷的最新科研动态。比如缺陷对于储能和催化等领域的发展至关重要。通过在材料中引入空位、杂原子掺杂等途径实现对其微观结构和电子结构的调控，从而研究不同缺陷类型对材料储能和催化性能的影响规律，为发展高性能电极材料提供有效途径。如果缺陷比例过高，以至于晶体的“完整性”无论从实验或从理论上都不复存在时，此时的材料不能被称为晶体，而应该成为非晶体，也就是产生了量变。通过展示晶体缺陷案例，不仅可以培养学生崇尚科学的精神，还可以加深学生对辩证唯物主义从量变导致质变观点的理解，增强其理性思维能力。

4.扩散。扩散中一个非常重要的现象是柯肯德尔效应。柯肯德尔在发表这一学术成果时经历了多次被主流科学家质疑的情况，让学生了解论文发表的艰辛以及同行评议的作用，同时让学生认识到尊重科学、挑战权威的重要性，树立不因循守旧、实践是检验真理唯一标准的思想意识。同时，结合科研进展介绍柯肯德尔效应在形成中空纳米结构方面的应用，正是基于不同元素间扩散速率的不同才形成了中空纳米球、纳米管等具有空腔结构的纳米材料。科研案例的讲解有利于让学生认识到潜心学习专业知识、专注科研创新的重要性。另外，由扩散结合病毒传播，联系到我国抗疫，在党和国家的号召下全国人民全力以赴、协同有序做好抗疫工作，充分弘扬了大力协同的担当精神，让学生认识到这是一种需要新时代大学生继承与发扬的中国精神。

5.材料的变形。衡量材料变形的指标是塑性和强度，这两个既对立又统一的指标可以与人的性格结合起来。百折不挠、坚韧不拔的民族精神，使中华文明无论经过怎样的起落，总是可以重新统一、重新崛起。让学生了解中华民族强大韧性的同时激发学生的奋斗精神。同时，材料更多时候需要强度与塑性的双重保障，也就是刚柔并济。采用“刚柔并济”的新型聚合物电解质体系，可满足动力电池对高能量、高功率和安全性等多方面的要求。“刚柔并济”就是使用“刚”性骨架材料（如聚酰亚胺、玻璃纤维、纤维素等）改善电池的力学性能和热稳定性，利用“柔”性离子传输材料（如聚环氧乙烷、聚碳酸丙烯酯等）赋予优异的离子传导性和界面稳定性，通过“并济”的方式大幅提高综合性能。通过“刚柔并济”制备理念的典型事例介绍，引导学生讨论刚与柔对立统一的哲学思想。

6.材料的凝固。《周礼·考工记》中记载：“凡铸金之状，金与锡，黑浊之气竭，黄白次之；黄白之气竭，青白次之；青白之气竭，青气次之；然后可铸也。”其准确记述了冶铜过程中颜色随炉温变化的规律，涉及温度与材料凝固的关系。用肉眼观测的光测高温技术说明了我国当时的青铜冶炼技术处于世界领先地位，增强了学生的民族认同感和自豪感，有利于激发学生实现中国梦的热情。加强问题引导，比如引导学生探讨芯片“卡脖子”技术，通过介绍制造芯片所需单晶硅制备中涉及的结晶理论，有效渗入思政元素。一方面，让学生充分认识掌握核心技术的关键性，激发学生的爱国热情，树立报效祖国的理想信念；另一方面，培养学生克服“卡脖子”技术的思路和方法，要关注科技前沿动态，要有“板凳甘坐十年冷”的决心意志。

7.铁碳合金相图。铁碳相图蕴含了成分决定组织、组织决定性能的关键思想。从古代的炼铁炼钢术到现代的先进钢铁制造工艺，无不体现“千锤百炼出好钢”的科学精神。授课中以金展鹏、师昌绪、徐祖耀、柯俊等学者在钢铁材料、相图等方面的事迹为抓手，向学生讲述国际上享有“中国金”称号的“金氏相图测定法”发明人金展鹏的生平与事迹，激励学生养成高尚品格。另外，引导学生观看《大国重器》《大国工匠》、宝钢集团宣传片等视频，阅读《中国古代冶铁技术发展史》《中国钢铁工业的崛起与技术进步》等书籍，坚定发展是第一要务、创新驱动发展的核心理念，加强对工匠精神和科学精神的认同与理解。同时，通过对废旧钢材的循环利用等工程案例的讲解，树立学生“变废为宝”的绿色发展理念，坚持“绿水青山就是金山银山”的可持续发展观，加强对学生社会责任感的培养。

（三）创新课程评价方式，强化课程思政成效

为充分调动学生课程学习的积极性并公正评价学生的知识、能力、素养，对传统重结果、轻过程的考核评价体系进行改革，设计多维度、多样化的考核体系，大幅提高平时成绩比例至40%～50%。其中，平时成绩中设有“课堂精彩10分钟”环节，占平时的25%左右。“课堂精彩10分钟”环节中，学生以PPT形式进行小组汇报，将搜集到的文字、图片、视频等制作成PPT，通过讲解展现与课程内容相关的材料科学家的先进事迹，思考科学家故事背后所蕴含的哲理获得思想启迪。引导学生主动参与思政教育，以“铁杵磨成针”的精神从教师和学生两个角度共同发力，提高课程思政的效果。小组汇报可通过任务分解、分类评价等方式对组内成员进行评价，解决了目前课程思政成效评价难的问题。此外，在整个过程中还有效锻炼了学生资料收集、文献阅读、图表绘制等方面的能力，也锻炼了学生的团队意识和协作精神。

结语

通过多年的探索与实践，结合对材料发展史、先进科学家事迹、科研动态、工程案例等的深入剖析，实现了“材料科学基础”课程中的知识点与思政元素的有效融合，但仍须坚持一以贯之、久久为功的态度，对其进行完善与优化。在后续的授课中，教师应继续提高自己，以国家和社会需求为指导，践行德育为先、立德树人的教育理念；深挖课程思政元素，认真细致地规划好每一堂课的教学设计，将思政教育植入专业知识；继续创新“以学生为中心”的教学方法和评价体系，将学生融入课程思政的积极性和主动性调动起来。“经师易求，人师难得”，让真善美的种子埋在学生心底，让家国情怀、科学精神、工匠精神、创新精神等在学生心底生根发芽。坚持立德树人，增强学生的专业认同感、民族自豪感、社会使命感，培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人。