材料化学“课程思政”教学改革实践研究*

2020-03-07夏晓敏

广州化工 2020年21期

王彬，夏晓敏，王坤

(1 中原工学院材料与化工学院，河南郑州 450007；2 中原工学院建筑工程学院，河南郑州 450007)

课程思政是新时代背景下提出的一种创新性的教育理念，旨在通过挖掘各类专业课程所蕴含的思想政治元素，发挥专业课程所承载的思想政治教育功能，将专业课程与思想政治教育同步进行，产生协同效应，最终实现立德树人的根本任务[1]。通过专业课程思政教学改革，实现从单一的思政课程向“课程思政”多元化育人局面的转变，将思想政治教育贯穿于专业教学始终，促使专业任课教师承载起思政担当，构建起思政/专业融合贯通的教育体系。材料化学是化学、化工、材料等专业开设的一门专业基础课，蕴含着大量丰富的思想政治教育的案例，能够起到辅助思想政治教育的积极作用，进行材料化学“课程思政”教学改革，具有重要的现实意义。

1 课程思政教学改革的时代背景

习近平总书记在2016年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，思想政治理论课要坚持在改进中加强，提升思想政治教育亲和力和针对性，满足学生成长需求和期待，其他各门课都要守好一段渠、种好责任田，使各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应[2]。”习近平总书记的讲话精神点明了高校思想政治理论课的改革方向，同时又阐述了高校其他专业课程与思想政治理论课的关系。如何打破长期以来思想政治教育与专业教育彼此隔绝的状态，将立德树人贯彻到高校课堂教育教学全过程，一直是高等院校思考与探索的方向。为适应新时代社会发展需要，响应党中央的号召，开展大思政教育理念下的专业教育具有鲜明的时代特征，因此，进行课程思政教学改革具有明确的时代背景，更具有切实的必要性。

2 课程思政教学改革的可行性

材料化学是高等院校化学化工专业的一门基础课，属于现代材料科学、能源化学、环境科学和纳米生物学领域的重要分支，是国际科学前沿和国家重大战略需求中重大科学问题研究的基础和支撑。在新材料的发现与精准合成及其新的表征技术，器件的设计与组装及其性能测试等领域，材料化学学科起到了不可替代的作用。材料化学具有结构晶体学的基础和化学的合成方法，以功能为导向设计新材料具有明显的优势。该课程着重培养学生掌握材料科学、化学、化学工程等学科知识与实验技能。旨在培养系统掌握纳米材料与功能材料设计、制备与表征的基础理论。学习完该课程的学生将具有良好的国际化视野、材料设计理念与实验技能，是符合社会主义市场经济发展和国际竞争需求的高层次精英人才。更重要的是，通过材料化学课程的学习能够培养学生的原始创新精神和科学诚信品质。材料化学蕴含着丰富的教育元素，表现出科学艺术性与哲学辩证性的高度统一，通过这些教育元素的讲述将使得学生在专业基础知识与思想政治素养方面同步得到提升，对未知事物认识时有一个全面科学理性的评判。当前思政课程改革正在全国范围内展开，材料化学进行课程思政教学改革具有诸多优势，具有可行性。

3 课程思政教学改革实践

3.1 培养学生爱国主义情怀

科学无国界，但科学家有自己的国界。在教学中结合知识点穿插讲述我国科学家投身科技报国事业中的典型案例。结合微视频、名人语录、论著等让学生了解我国科学家过去如何运用所学专业知识技术报效祖国的，培养其爱国主义情怀，把科技强国的观念自觉融入到学习过程中。例如在金属材料的介绍中，我国科学家叶恒强院士是国内最早从事固体原子像研究者之一。叶院士利用固体原子像表征技术对固体材料缺陷结构进行了细致深入的研究，在金属合金时效析出的拓扑密堆相中发现大量新的晶体学对称结构，总结了这类拓扑相晶体结构的构造规则，进而运用透射电镜表征金属合金及金属间化合物的选区电子衍射与元素空间分布。另外与合作者发现晶体块体中存在传统晶体学不允许的五次对称轴，为我国在准晶相实验研究居于国际前列做出了贡献[3]。例如在无机非金属材料的介绍中，我国科学家李玉良院士团队2010年首次制备了一种新兴的二维碳材料-石墨炔，由于其奇特的sp和sp2杂化二维网格结构使得其兼具独特的化学活性和物理稳定性，二维平面高度共轭特点赋予其优异的电荷传输和载流子迁移能力，是解决电化学器件中电极界面问题的关键材料，有望影响能源领域发展方向[4]。在课堂讲述之外，指导学生查阅相关资料，利用信息化资源进行学习，启发学生对科学的浓厚兴趣，厚植立志科学报国的情怀。

3.2 培养学生科学精神和工匠精神

科学是基础，技术是支撑，是人类社会文明不断发展的动力与源泉，而科学精神与工匠精神则是科学家和工程师身上的特有品质，体现着对真理锲而不舍的执著与追求。科学精神和工匠精神，不仅仅体现在科学家和工程师身上，也是每一位普通科技工作者身上应该具有的高尚品质。在本课程的非金属材料部分，讲解科学研究中的哲学辩证精神对科学创新的重要性，工艺优化中的精益求精精神对技术创新的重要性。例如富勒烯-C60的发现，为何其结构是由20个正六边形和12个正五边形组成，而不是由单独的六边形或五边形组成的？富勒烯结构的提出过程就是大胆猜测与严格科学论证。从1971年日本科学家大泽映二提出分子结构设想，到1980年日本科学家饭岛滕澄男使用透射电镜观察到C60图像，最后到1991年美国科学家霍金斯解析出富勒烯的晶体结构[5]。教育学生科学研究和人生同样没有坦途的道路，树立学生面对挫折失败不气馁的品质，教育学生严谨科学、实事求是的精神。

3.3 培养学生的团队协作精神

同舟共济扬帆起，乘风破浪万里航。团队协作精神是指一种团结一致，互相帮助，为了共同目标锲而不舍拼搏到底的精神。在讲述复合材料时，我国催化学家张涛院士团队于2011年在国际上首次提出“单原子催化”的概念，单原子催化是指负载型金属催化剂中的金属以单原子形式均匀分布在载体上。由于单原子催化剂具有均相催化剂的活性位点原子尺度分散和多相催化剂可回收再利用的特点，被认为开辟均相催化剂多相化的新途径，成为均相催化向多相催化转变的重要载体。单原子催化剂的合成、结构表征、应用反应需要团队协作方能完成[6]。培养学生的团队协作精神，就是让学生认识到当前的科学研究已是一个复杂的系统工程，完全依靠个体或单个团队已经无法完成。培养学生们的团结协作精神是实践教学的必然趋势。中原工学院材料与化工学院在学生大二就开始实行导师制，学生与承担科研项目的老师通过双向选择后进入实验室开展科研活动，研究方向相近的学生两三人为一小组，学生间的工作采用协作制。擅长材料合成的学生以合成为主，对仪器表征感兴趣的学生以材料表征为主，注重性能测试的学生以性能评价为主。通过大家的协作最终实现由材料合成，到结构表征，最后到性能测试全过程的系统训练。例如在无机材料固相反应实验中涉及马弗炉、管式炉、扫描电镜等仪器的使用操作，升温速率、气体流速等实验参数都会对材料微纳结构产生影响。因此首先要求分组学生明确分工，进行实验条件正交化，分析变化规律，计算对比实验结果的差异性，探究潜在的原因，以此培养学生团队协作与科学创新精神。同时学生在实验过程中加深了对理论知识的理解，锻炼了实际动手能力，养成一种运用理论指导实验，实验反馈理论的科学思维方式。

4 课程思政改革效果

材料化学“课程思政”教学改革最终效果体现在学生思想道德品质、专业知识水平等各个方面，因此，不能简单的通过条框表格量化来衡量。最终要看是否有助于学生树立正确的世界观、人生观、价值观[7]。课程改革初始，任课老师们都在认真思考和探索改革效果的问题。在改革实施过程中，任课教师通过观察课堂上学生的反应，从其学习兴趣、课堂表现、课后作业等方面分析判断，适当的时候还以研讨会、课下交流、课程评教来检验课程思政改革的效果。结果表明，学生对材料化学课程实施的“课程思政”教学改革反映热情度很高，更愿意接受这种潜移默化的思想价值引导，在获取专业知识教育的同时，进行了思想政治素质的升华，实现了立德树人的根本任务。实践证明，课程思政改革是有明显成效的，也是具有进一步提升空间的。目前这种专业课程思政改革模式已经在中原工学院材料与化工工学院其他专业如材料科学与工程、材料成型及控制工程、高分子材料与工程进行广泛深入开展。