新工科背景下课程思政教学改革的探索实践

-以《材料科学基础》课程为例

王利媛，吴呈珂，刘旭坡，刘  洋，高书燕^*

（河南师范大学 材料科学与工程学院，河南 新乡 453007）

[摘  要]：《材料科学基础》作为材料类本科专业的必修课程，其教学目标及任务紧密围绕立德树人。以河南师范大学材料科学与工程学院《材料科学基础》课程为例，结合新工科建设背景下课程思政建设目标，强调以教师为主导，学生为主体的教学思想，深入挖掘思政元素，探索课程知识体系与课程思政理念的有机融合方式，丰富课堂教学。同时，加强教学方法创新实践，全方位、多角度、生动有趣地开展课堂教学，强化学生“德育”及“智育”的协同培养。

[关键词]：课程思政；教学改革；立德树人

[基金项目]：2020年河南省本科高校课程思政项目-河南省首批本科高校课程思政样板课程（热学）（教高〔2020〕531号）。

[作者简介]：王利媛（1990-），女，河南新乡人，博士，河南师范大学材料科学与工程学院讲师，主要从事纳米纤维材料研究；高书燕（1972-），女，河南南阳人，博士研究生，河南师范大学材料科学与工程学院教授，博士生导师（通讯作者），主要从事材料表界面物质与能源转化领域研究.

[中图分类号]：G642       [文献标识码]：A        

课程思政是新时代背景下提出的一种以立德树人为根本任务的综合教育理念。2016年12月全国高校思想政治工作会议上，习近平总书记提出：“要把思想政治工作贯穿教育教学的全过程，要用好课堂教学这个主渠道，各类课程都要与思想政治理论课同向同行，形成协同效应”^[1]。2018年6月全国高等学校本科教育工作会议上，教育部陈宝生部长强调了专业思政，即专业课老师应制定开展“课程思政”教学设计，做到“课程门门有思政，教师人人讲育人”^[2]。之后，教育部印发《高等学校课程思政建设指导纲要》，为进一步深化高校课程思政体系化建设提供指导意见，为高校专业课教师课程思政教学的改革创新明确了前进方向。

《材料科学基础》作为材料类本科专业的一门必修课，在专业课程体系中发挥着承前启后的作用。《材料科学基础》课程内容丰富、体系完整，在培养学生科学研究能力、创新能力，工程实践能力等方面起着重要地位。本文以河南师范大学材料科学与工程学院新工科建设为例，紧密联系时代背景和学院现实，从《材料科学基础》课程思政建设目标出发，以教师为主导，学生为主体的教学思想理念为切入点，将“时代话语”、著名科学家事迹、核心价值观、行业精神培育等融入到《材料科学基础》课程教学中，将价值引领、能力培养和知识传授有机融合在一起，从而充分发挥课程思政在培养具有社会主义核心价值观、德才兼备的专业技术人才中的重要作用。

一、《材料科学基础》课程思政建设目标

在相当一段时间内，《材料科学基础》课程目标主要针对知识目标和能力目标，即通过课程培养使学生能够掌握材料组成-结构-性能之间的关系理论、材料在加热过程中的物理化学变化规律以及相关动力学模型、材料的相结构与相图等，重点培养学生科学研究及实践能力，为今后从事材料科学与工程方面的教学、科研、生产等工作储备坚实基础^[3]。新工科背景下，课程思政建设对《材料科学基础》课程的培养目标提出了新要求，课堂教学中，除了知识理论的传授，思想政治教育元素、价值理念以及精神追求也应有机融入课堂中，以期同步实现价值的塑造、能力的培养以及知识的传授^{[4, 5]}。因此，针对课程教学改革，应结合课程内容特点，深度挖掘、提炼其中所蕴含的思政元素，例如，优秀传统文化，科学家精神等融入课堂教学中，对学生世界观、人生观、价值观的树立起到积极引导作用；增强学生民族自豪感和爱国情怀；培养实事求是、勇于创新的科学态度及追求真理、勇攀高峰的科学精神；同时，提升学生专业认同感、材料工程伦理意识；提高自主学习能力及团队合作能力；促力学生成长为德、智、体、美、劳全面发展的社会主义建设者和接班人。

二、《材料科学基础》课程思政教学实践

1、以教师为主导，丰富教学内容，将思政元素融入课堂教学

根据所选教材内容，科学合理地设计课堂教学，丰富教学内容，将马克思主义哲学观、社会主义核心价值观、优秀传统文化、爱国主义、科学家精神等思想政治元素地融入课程教学过程中，在“润物细无声”中践行德育为先、立德树人的教育理念。

(1) 将材料的文化背景和发展史融入课程中，树立专业自信感、民族自豪感

材料渗透于人们生活的方方面面，机器、构件、产品的制造均离不开材料的发展。材料的进步发展与人类的生存和发展息息相关，深究人类文明发展史，无不包含着利用、制造和创造材料的过程。从远古时代的石器、到近代的青铜器、铁器，再到现代的先进材料技术，材料的改进、兴起及广泛应用，一步步地改变着人们的生活和生产方式，逐步推进社会进步与发展^[6]。具体地，以古代铸剑为例，对比古今精铁铸造技术，引入现代化工设备材料加工工艺性能的概念，让学生了解目前国家高超的加工工艺性能的处理手段。通过这些介绍，使学生深刻了解材料专业的重要性，强化专业认同感，激励学生发奋学习，积极向上，同时激发学生爱国主义情怀和民族自豪感。

(2) 将专业典型人物、先进事迹融入课堂中，培养科学素养、工匠精神

材料科学发展中重要理论的发现均是一代代材料学家奋斗积淀而凝成的结晶。秉承“以道理赢得认同，以悟道取代灌输”的思想，通过材料专业典型人物先进事迹的讲述，潜移默化地将世界观、人生观、价值观及理想信念，灵活有趣地传导给学生。比如，通过讲解材料科学与工程学科重要奠基人之一、中国形变热处理基础研究奠基人雷廷权院士的科研事迹，玻璃大王、慈善大王曹德旺创业经历，以他们求实创新、协作自律、艰苦奋斗的精神激励学生，培养学生工匠精神。又如，通过引导学生从诺贝尔奖获得者屠呦呦人物事迹出发，了解其50多年来，带领团队攻坚克难、让青蒿举世闻名的科学故事，剖析其背后所蕴含的“成功秘方”—内心平静的力量、淡泊名利的境界、追求真理的执着以及孜孜不倦的坚持，进而培养学生从零到一的原创性学术能力以及科学素养。

(3) 将新材料的开发应用融入课程中，激发创新意识、创新能力

以新材料的研究开发和应用成果为切入点，在课程内容中加入与材料相关的学术及新闻报道，有意识地引导学生关注材料前沿问题。引入《中国制造2025》等重大发展战略中关于新材料的部分以及“卡脖子”关键战略材料技术，比如稀土永磁材料、节能与新能源汽车关键材料、生物医药材料等的学习，通过对这些技术背后所运用的材料理论知识的学习以及国内外相关材料技术的对比分析，让学生从内心深处理解习近平总书记所讲的“一定要把关键核心技术掌握在自己手里”的重要性，提高学生知识运用能力，让学生切实感到学习的重要性，激发学生国情意识，树立为“中华之崛起而读书”的伟大志向。

(4) 将马克思主义哲学观融入教学中，提升哲学思辨层次，树立正确世界观

材料科学中的许多理论都包含了很深的哲学思想。比如，材料的强度和韧性二者就是一对矛盾统一体。一般来说，材料强度越高、韧性越差，但是对于聚合物膜材料，随着纳米填充剂材料的引入，当填充量达到一定程度时，膜材料的强度和韧性可得到同步提升，二者得到统一。另外，许多材料的变化过程蕴含着量变到质变的过程。例如，材料的结晶过程，当达到一定的能量、结构、浓度值时，结晶过程才会发生；材料化学中离子势对羟基化合物（Al(OH)₃，Si(OH)₄，H₃PO₄，HClO₄等）酸碱性影响规律，离子势逐步增大，化合物从酸性、中性逐步过渡到碱性，这些实例直观地揭示了物质因量不同而引起质的变化，体现了事物“量变”到“质变”规律。因此，在传授理论知识的过程中，注重哲学思想及辩证唯物观的提炼及归纳总结，使学生在掌握材料课程的理论知识和实践案例的同时，其哲学思辨层次，分析问题、解决问题的能力得到培养和提升，进而引导学生形成科学的思维思辨方法，树立正确的世界观。

(5) 将环保理念融入课堂，培养社会责任感

《习近平总书记系列重要讲话读本》之-绿水青山就是金山银山，强调了建设生态文明是关系人民福祉、关乎民族未来的大计，是实现中国梦的重要内容^[7]。将绿色发展理念贯穿于教学中，例如在讲授新能源材料时，通过介绍燃料电池工作原理和离子交换膜的研究进展，使学生深入理解绿色能源与电极材料、聚合物膜材料之间的紧密联系；同时通过废旧生物质材料在储能关键材料中的应用，废旧电池材料资源循环利用等研究实例的讲授，树立“变废为宝”可持续发展绿色理念。在讲授可生物降解聚合物材料时，对学生展示塑料污染的严重性和治理的迫切性，使学生深切体会绿色发展的重要性，进而建立起可持续科学发展观和绿色生态技术观，培养学生绿色发展的社会使命感与责任感。

2、以学生为主体，创新教学方法，提升学生主动学习兴趣及能力

课程思政的主体是学生，唯有调动学生学习的主动性和积极性，使学生以主人翁的身份参与并投入到课堂活动中，才能达到理想的教学效果。因此，精心设计参与度高、互动性强的教学环节，构建形式多样的教学活动，全方位、多角度、生动有趣地开展课堂教学，进而“润物细无声”地完成价值引领。

（1）以问题讨论为引导，激发学习兴趣

采用线上与线下相结合的教学方法，建立以超星、钉钉、雨课堂等为载体的“线上”网络教学与传统面授“线下”教学相结合的方式，同时通过线上教学网站、微信公众号、班级群等网络平台，持续定期地在推送材料领域热点新闻以及优质课件资源；布置学生收看与课程内容相联系的国产优秀纪录片（比如，《大国重器》、《材料改变世界》、《传奇：改变世界的新材料》等），与学生实时互动问答，构建深层次学习场域。比如，通过在微信群推送网络上有关华为事件的新闻，设计诸如“如何看待华为事件？”、“造成该事件的主要原因是什么？”“作为一名材料专业学生，我们能够做些什么？”等问题，学生们通过讨论探究“华为事件”的根本原因，进一步了解目前中国材料加工技术的现状，同时融入思政要素，只有掌握顶尖材料加工技术才能赢得主动权，引导学生应积极响应国家号召，开展创新创业，激发学生的爱国主义情怀，培养学生立志报国的理想信念。同时，引导学生从解决关键科学问题及“卡脖子”技术出发，聆听专家学者学术报告，领略领域研究前沿成果、关注材料行业发展动态，清楚该领域研究现状以及研究的意义和价值，进一步启发学生的科研思路、激发灵感。

（2）以课题项目为落脚点，提高主动学习能力

紧跟学院老师研究前沿及材料领域研究热点，归纳总结具体课题方向，比如，柔性聚合物太阳能电池研究进展、燃料电池用电解质膜研究进展、生物质碳材料在超级电池容器中的应用等综述课题，让学生根据兴趣选择课题研究方向，进行文献资料检索和总结，通过PPT讲解汇报，教师点评，互动讨论的形式，让学生亲身感受前沿材料与生产生活之间的紧密联系。教师在点评过程中，可从专业理论知识、社会生产实践层面出发，逐步引导学生，一步步上升至国家发展、民族振兴层面，鼓励学生敢于表达，提升学生思辨能力。除了综述课题，进一步开设实验性课题项目，比如，3D打印给我一双灵巧的“手”、纤维素增强可生物降解聚合物-“限塑令”下的绿色塑料、微能源巨能量—无处不在的摩擦能源与摩擦纳米发电机、金属腐蚀的“克星”—自驱动电化学防腐、纳米纤维助力高性能储能材料等，鼓励学生参与到课题实践中，从实践中对专业理论知识进行进一步反馈学习，培养学生发现问题，解决问题的能力。教师在实践引导时，引导学生在实验过程中细致观察实验现象，客观记录实验数据，注重科研诚信，同时学会独立思考、正确处理及分析实验数据等，力争每个实验地进行都体现出严谨、细心、精益求精的“工匠精神”。

（3）加速教学模式改革，培养学生自主学习习惯

顺应当下“互联网+”时代，在日常教学中，创新教学主体，实施课程思政新媒体教学，合理利用碎片化时间，用学生乐见的方式传播专业知识，同时扩展专业课的教学时间和空间维度，潜移默化地完成价值引领。同时，课堂上组织学生以个人兴趣为导向，以《材料科学基础》课程为落脚点，以PPT内容制作、小组辩论赛等为主要方式，形成自主学习总结、小组交流沟通，全班分享的学习模式，充分调动学生自主学习积极性，使学生以“主体”的身份，投入到学习当中去，充分发挥主观能动性，提高学生自主学习能力和兴趣。通过“兴趣”课程教育培养学生自主学习习惯，培养其发现问题、解决问题的能力，实现学习效果最优化。

三、结束语

在《材料科学基础》课程教学中，挖掘思政元素，创新教学模式，通过材料发展史讲解、典型人物事迹分享、前沿动态追踪、哲学理论剖析、环保理念传播，基于问题讨论、课题汇报实践等方式，提升学生学习兴趣及自主学习能力，增强了学生的专业及民族自豪感、社会使命感以及绿色发展理念，培养了学生的科学素养、创新意识及工匠精神，有效实现课程思政价值引领。

[参考文献]：

[1]习近平在全国高校思想政治工作会议上强调: 把思想政治工作贯穿教育教学全过程 开创我国高等教育事业发展新局面[N]. 人民日报, 2016-12-9.

[2]陈宝生部长在新时代全国本科教育工作会议上的讲话. [2020-06-21]. http://pgzx.xzit.edu.cn/94/3d/c163a103485/page.htm 

[3]任璐. 本科生材料科学基础课程教学改革探索与实践[J]. 教育教学论坛, 2020, 497(51): 213-214.

[4]何红娟. “思政课程”到“课程思政”发展的内在逻辑及建构策略[J]．思想政治教育研究，2017( 5): 60．

[5]高大海， 戴玉华. 探索新工科背景下的课程思政教学—以聚合物制备工程课程为例[J]. 教育教学论坛, 2020(21): 49-51.

[6]郝士明. 材料图传: 关于材料发展史的对话[M]. 化学工业出版社, 2014.

[7]《习近平总书记系列重要讲话读本》之：绿水青山就是金山银山—关于大力推进生态文明建设http://cpc.people.com.cn/n/2014/0901/c164113-25580891.html