新工科材料类专业课程思政探索与实践——以“材料性能学”为例

孙 毅，项宏发，吕 珺，周如龙

（合肥工业大学 材料科学与工程学院，安徽 合肥 230009）

2019年3月，习近平总书记在学校思想政治理论课教师座谈会上强调，思政课是落实立德树人根本任务的关键课程［1］。自党的十八大以来，课程思政建设就已经在高校广泛展开。将各类课程与思想政治理论课有机融合，形成协同效应，是培养大学生树立正确的世界观、人生观和价值观，推进和加强高校思想政治工作的重要手段。而对于工科类的专业课程，教育部在2020年5月印发的《高等学校课程思政建设指导纲要》指出，“要深入梳理专业课教学内容，结合不同课程特点、思维方法和价值理念，深入挖掘课程思政元素”“要注重强化学生工程伦理教育，培养学生精益求精的大国工匠精神，激发学生科技报国的家国情怀和使命担当”［2］。推进工科专业课程的课程思政建设具有深刻的现实意义，也是目前的研究热点。贾则琴［3］等聚焦高校工科课程思政建设面对的现实困境，基于既有经验，从实施机制、教师引导和学生培养等方面提出了优化路径。刘国龙［4］等阐明了新工科建设背景下课程思政建设的育人意蕴和价值，提出优化思政教学形态、提升教师教研能力和整合优质教学资源，进行新工科课程思政教学的实践路径。

工业报国、为党育人、为国育才是合肥工业大学的初心使命。学校将课程思政作为“三全育人”长效机制构建的思想引领、教师育人能力提升的动力平台，以及课程育人效果走深走实的根本保障。而习近平新时代中国特色社会主义思想主题教育的学习贯彻也为继续深入推进课程思政建设提供了强大的推动力。材料科学与工程学院各党支部在学院党委的指导下，深入结合本专业特点，将课程育人理念有效融入专业课程。“材料性能学”作为材料科学与工程学科的核心课程之一，旨在使学生了解材料的基本概念、基本理论、基本物理性能以及性能与结构之间的关系，掌握基本理论及基本概念，熟练运用基本理论及基本概念分析和解决实际问题。其在整个专业学习过程中起到承上启下的作用，是专业培养的重要环节和内容。本文从“材料性能学”课程特点出发，通过思政元素的挖掘和思政教学策略的研究，讨论课程思政融入的教学实践方式，旨在为相关专业课程的教学改革与创新提供有益的参考。

一、“材料性能学”课程思政目标的确定

“培养什么人，怎样培养人，为谁培养人”是我国高等教育需要回答的根本问题。课程思政是引导大学生树立社会主义核心价值观，凝聚爱党报国信念，提升身体心理素质的关键抓手。专业课程的理论和实践教学过程在工科类专业中占据主导地位。因此，专业课程的教学目标除了知识传授和技能培养，更承担着价值引领的责任。而在目前新工科建设的大背景下，将材料专业课程与思想政治教育进行有机融合，对于更好地发挥出材料专业课程服务人才培养、服务国家战略发展具有重要意义。

“材料性能学”在课程大纲中一般设置在大学三年级，这一阶段的学生正面临着今后发展的规划和选择问题。未来的不确定性和信息的多样性会导致学生的思想和学习状态变得浮躁，易出现迷茫的心态。通过设计思政元素融入课堂教学的具体举措，可以对学生施加正确的引导，让学生更加深刻地体会学科的重要性，端正学习态度。

由于“材料性能学”的学习内容较多，每章都涉及材料的一种物理性质，每种物理性质又是一个独立的研究方向，而在后续的专业课程中又有相应的独立课程来对其进行详细讲解，如开设的半导体物理、磁性材料与磁测量等。因此，本课程是将几个方面的物理性能进行压缩，只保留核心知识点和重点难点。这样做的好处是可以在有限的课时内把课程内容讲授完毕，让学生对材料的物理性能有相应的理解和巩固。但是也会出现由于学生基础知识不足，缺乏相关实践经验等原因对课程内容的吸收程度较差的情况。此外，外界因素如手机游戏、课外读物等也使得学生在课堂中容易出现心不在焉的情况。通过将专业知识与课程思政元素相结合来改善教学效果，能够有利于激发学生学习的积极性，培养学生多角度看问题的能力。

在目前信息化时代，学生能够从不同渠道接受大量信息，从而发展出多元化的兴趣、爱好，以及学习方式，网络新媒体平台，如微博、抖音、B站和知乎等在学生群体中具有较大的影响力，学生可以通过相应的网络平台快速获取各类专业知识，分享各自的见解，在知识共享化的过程中塑造出不同的兴趣偏好。这对于在“材料性能学”这类工科的专业课程中开展思政工作提出了更高的要求。“过硬”的引入方式不仅效果有限，还容易造成部分学生产生反感情绪。需要通过精心设计，将课程思政元素以润物无声的方式进行融入，从而提高学生的接受度。

通过结合课程定位，梳理课程内容，从学生培养的要求和效果着眼，“材料性能学”课程思政的目标可以归纳为三点：阐明材料发展是促进人类社会文明进步的重要动力，增强学生对专业的认同感、自豪感和使命感；树立学生正确的世界观、人生观和价值观，培养社会主义责任感、大国工匠精神和爱国主义情操；培养学生的科学素质，提高学生的自主学习和团队合作能力，激发学生勇于探索、敢于创新的精神。

二、“材料性能学”课程思政元素的挖掘

课程思政教学改革和创新的关键点是思政元素的挖掘。高校教师首先要坚持正确方向，持续理论学习，才能更好地发掘思政元素，将国家富强、民族复兴、人民幸福的历史使命与实际教学有机结合，正确引领学生的价值观。其次，教师要提升业务能力，结合自身从事科研工作的实际体会和最新的科研成果，秉持严谨的科学态度，挖掘与课程内容之间具有牢固内在联系的思政元素，提升专业知识和思政元素的关联度。最后，教师还要坚持与时俱进，尊重并正视学生的兴趣点和所关注的问题，将社会热点和课程内容进行联系，发掘学生喜闻乐见且符合课程思政教育的元素，通过正向引导增强学生的社会责任感和国家自豪感，在传授专业知识的同时实现立德树人的根本目标。

具体到“材料性能学”课程，部分思政元素的挖掘如表1所示。

表1 “材料性能学”课程思政元素的挖掘

三、“材料性能学”课程思政元素应用策略

课程思政元素挖掘的目的是将其有效融入日常教学，而如何将工科课程的理性思维与思政偏向情感、责任等的感性思维有机融合，达到盐溶于水的效果，是课程思政教学方法实施的重点和难点。具体而言，在“材料性能学”课程中教师可以通过“述、论、探、评”四步开展实施思政教学。

“述”即为教师通过精心备课在课堂上对重点知识点的讲述。教师在课程组内进行交流沟通，建立包括视频、图片和文字等多种形式的课程思政素材库。在授课过程中，可以通过引入材料领域中的科学家事迹、材料前沿研究成果、重大工程案例和专业原理等，进一步优化教学设计和内容，坚定学生的理想信念，培养学生的爱国主义精神、创新精神，提高学生自主学习获得新知识的能力，增强团队合作意识。如在讲述金属材料的低温脆性这一章节时，引入泰坦尼克号的沉没过程。在现代研究者发现泰坦尼克号的残骸后，将其金属碎片与如今的造船钢材进行对比试验，从而发现钢材的冷脆性是导致灾难性断裂的原因。而后再通过视频介绍引申出我国跨越世界屋脊的青藏铁路，为何其能穿越千年冻土带，以延伸出中国在交通基础设施建设领域取得举世瞩目的成就。这样不仅有助于引导学生在面对问题时能够正确分析和积极解决，更有助于培养学生精益求精的大国工匠精神，激发学生科技报国的家国情怀和使命担当。再如，在讲述离子导电这一章节时，教师可以结合当前二次电池领域研究的前沿知识，并结合自身科研工作讲述锂/钠离子电池领域存在的关键问题，如设计高能量密度、高倍率的电极材料，让学生对材料的物理性能和实际应用进行联系。此外，在进行磁性材料的讲述时结合稀土永磁的重要应用和美国针对中国制造2025发展规划的反制措施，解释为何国家要保护稀土资源、规范限制出口程序，从而让学生理解中国与美国贸易战的根源，激发学生的爱国热情，使学生明白中国坚定走自主发展道路的必要性。

“论”即为引导学生聚焦问题思辨，交流讨论。对于课程的部分知识点，可以通过翻转课堂的方式，提前布置任务让学生预习和准备材料，在课堂上开展案例分析。如在讲述材料的超导性能时，教师在课前组织学生查阅文献资料，包括超导材料物理机制、发展里程碑、领域内著名科学家贡献等，制作PPT后在课堂上以小组为单位进行讲演。在其他同学进行提问后，由教师对讲演内容进行点评，并随机抽取学生介绍超导原理和高温超导的概念。之后再对相关知识点延伸扩展，补充我国在超导材料发展中做出的重要贡献和实际应用，如赵忠贤院士在铁基超导技术上的创新成果、上海磁悬浮列车的运行和托卡马克核聚变装置的开发等。整个过程以学生为中心开展，教师作为辅助者和指导者参与。这不仅能激发学生学习知识的主动性和积极性，还能让学生更加深刻地体会到学科的重要性，增强学生的文化自信心和民族自豪感。

“探”即为设计调研问题，激发学生的探索精神与创新思维。设置的问题可以来自国际国内科学界和产业界关注的热点话题，也应当和学生自身关注的就业领域、考研方向等有所联系。如，提出为何我国新能源产业能够从无到有快速发展，实现弯道超车的问题。学生通过课后的调研、探索、分析，能够了解国内新能源企业的蓬勃发展态势，以及二次电池的原理和关键技术，明晰快离子传导的固态电解质是二次电池的研究热点和发展方向。同时，在调研过程中，学生也能够认识到新能源政策的制定和具体实施情况，直观感受到国家政策的指引作用。进一步，让学生认识到碳达峰、碳中和工作的重大意义，激发学生的爱国热情，培养学生的绿色思维、生态思维和创新思维。再如，针对美国和韩国发表的室温超导研究论文，提出室温超导离我们现实生活还有多远的问题。学生在进行文献调研的过程中，发现室温超导具有极大的潜在应用价值，但也注意到国内外诸多研究机构对相关论文工作进行了复现，在机理和磁化率等数据上提出了质疑。通过正反两方面资料的收集整理，再联系课程上讲述的超导理论，让学生提出自己的见解和意见，引导学生独立思考、勇于钻研的品质。

“评”即为进行课程考核和课程评价，持续改进。一方面，在专业考核时将课程思政内容融入到部分考题中。选择的思政内容应以相关专业知识为载体，对学生进行综合考查，即考查学生对思政元素的理解程度，以及学生综合分析问题、解答问题的能力。如选取“热传导”这部分内容中神舟飞船返回舱穿越大气层安全着陆这一思政元素，考核学生对于隔热材料专业知识的掌握，并分析我国取得一系列航天伟大成绩背后的原因。另一方面，在课程结束后让学生对课程教学过程进行评价，如询问学生在学习过程中最感兴趣的方向和印象最为深刻的内容，寻找课程思政元素融入的潜在切入点和过程中存在的问题。此外，课程组教师之间相互交流沟通，多角度、多层次评价课程思政实施效果，为今后教学工作的持续改进打下坚实的基础。

结语

在新工科课程中融入课程思政不仅要求高校教师具备开展课程思政教学的积极意识，还要具有挖掘课程思政元素的能力。课程思政教学不是简单的案例堆砌，而是经过精心设计的教育教学理念。作为高校教师，要在充分理解所授专业课程特点的基础上，始终坚持正确的政治方向，不断寻找和提炼课程中与思政相关的元素。这不仅对教学内容和教学方式提出了更高的要求，同时也是教师自身在思想上的一次洗礼和升华。从而实现知识传授、能力培养、价值塑造“三位一体”的教学目标，引导学生立德成人，立志成才，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。