齐锦刚，赵作福，刘伟东，王 冰，胡 昕，于文雯

(辽宁工业大学 材料科学与工程学院，辽宁 锦州 121001)

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指出：“要用好课程教学这个主渠道，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，满足学生成长发展需求和期待，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。”[1]在当今的时代背景条件下，思政教育是为了学生的全面发展而进行的价值选择和追求，在课程教学中有着举足轻重的地位。就我校材料学、材料物理与化学专业的研究生教学而言，深入挖掘“材料物理”课程中的思政元素，一方面，可以帮助学生将枯燥的理论与实际材料研究有效联系起来，为今后的科研工作打下扎实的基础；另一方面，本课程可以体现出课程育人的重要作用，对青年学生的未来发展具有重要意义。

一、课程简介

“材料物理”课程将物理理论与材料科学紧密结合，是材料学、材料物理与化学专业研究生的重要学位课。本课程总计40 学时，年均授课学生人数为30 人。其主要内容为对不同尺度的材料物理现象和模型进行研究，如微观层面的自由电子理论、能带理论和宏观尺度的材料制备技术等[2]。该课程在为硕士研究生提供必备的基础理论知识的同时，也培养学生从物理角度思考问题的方式，深受学生的喜爱。

二、课程中的思政元素

将“材料物理”这门课程的教学内容和思政教育相结合，使思政元素潜移默化地融入学生的课程学习中，使学生既能熟练掌握课程知识，又能将政治教育熟记于心，在未来的学习、工作和生活中能够充分运用自己所学知识来思考问题、解决问题。本文主要讲述了金属自由电子理论从Drude 模型到Sommerfeld 模型的发展符合恩格斯在《自然辩证法》中提到的“否定之否定”规律，量子力学中薛定谔方程求解过程引出的边界条件限定问题体现了物质与意识的辩证关系，以及材料制备技术中体现出来的工匠精神。在“材料物理”课程中，诸如此类的思政元素在材料的各个方面上比比皆是，这充分体现了课程思政教学改革与实践的全面性。

（一）从金属自由电子理论引出否定之否定规律

金属自由电子理论从Drude 模型发展到量子力学中的Sommerfeld 模型，符合恩格斯在《自然辩证法》中提到的“由矛盾引起的发展或否定之否定——发展的螺旋式上升”规律。否定之否定规律[3]是哲学的基本规律之一，它揭示了事物发展所体现的前进性和曲折性的统一。事物发展过程中所体现的对于否定的转化是为了实现创新和发展。曲折性体现在事物发展的暂时停顿或后退，但经过重重困难，最终会为事物的发展开辟新的道路。可以看到，事物的发展趋势是波浪式前行或螺旋式上升。否定之否定的规律中所蕴含的哲学让人们对事物发展的前进和曲折有更深刻的认识。

Sommerfeld模型是对Drude模型所存在的某些否定部分进行优化而得到的。具体来说，整个理论模型的发展经历了肯定、否定、否定之否定的过程，与否定之否定自身具有的规律性恰好保持一致。Drude 在提出假说之初对其充满了肯定想法，但科学家们经过一系列的公式推导与验证后，发现Drude 模型存在缺陷，从而对其产生怀疑和否定，促进了Sommerfeld 模型的提出，完善并改进了Drude 模型假说，对量子力学的发展历程作出了巨大贡献。这个事例说明，事物的发展是螺旋式上升的，同时也教育学生从事物发展的全过程出发，正确地对待发展过程中的艰难险阻，坚持事物的发展过程是始终前进的。正确对待学习工作中的顺逆，顺境中仍应保持一颗平常心，预判背后可能存在的困难和曲折；在逆境中，我们要学会克服消极的态度，时刻保持积极向上的精神状态，同时，要充满自信不怕困难，勇攀高峰，向往美好的未来。

（二）从薛定谔方程的求解过程引出边界条件限定问题

电子运动的薛定谔方程为：

其中：V（r）表示势能函数，若周围存在一个势场，即存在电子间相互作用，那么就会对电子的行为产生影响。若要使电子能够自由运动就必须打破势场的束缚，使得电子的运动不被周围的边界条件限制，从而获得“自由”。

人们无论是在意识层面还是在物质层面想要追求“自由”，都要打破对于自身的束缚，正如电子在运动的过程中获得电子能级从而打破束缚，获得“自由”。又如，“无我”境界就是要去掉自身边界，不在意自身利益的得失，树立责任意识优先，权利意识靠后的习惯性思维。如果所有人都只考虑个人利益的得失，那么人就像电子一样，行为会受到限制，周围的“势能函数”会发生改变，即从表面上看个人在物质层面得到更多，但从边界条件限定问题的角度出发，这就是在对自身设定边界，反而人们会变得更加不“自由”。所以自己的“能级更加广泛”，拥有一颗利他的心，无私奉献不计回报，使自己变得更“自由”，这便是做人的意义，做学问亦是如此。同时这对于学生形成正确的“三观”有着重要的影响，教育学生始终坚持为人民群众谋福利，集体利益高于个人利益，引领学生找寻正确的发展道路，将个人价值与社会发展相结合，为国家繁荣和社会发展作出贡献[4]。

（三）从Sommerfeld 模型引出辩证法的对立统一规律

单电子波粒二象性的Sommerfeld 模型符合唯物辩证法的对立统一规律，即自由电子的粒子性和波动性同时存在。从波动方面来描述粒子的运动需要用到波动方程，这就是薛定谔方程的由来。Sommerfeld 模型能够利用能级的不连续性和费米-狄拉克统计的结果来证实“费米面附近少量电子才是真正自由的电子”。费米能级亦存在着对立统一规律，其揭示了事物普遍联系的根本内容和变化发展的内在动力。

凡事没有绝对的好与坏，在人们日常生活中好与坏是相对存在，具备一体两面性。随着社会的进步与发展，人们在不同历史时期、不同情况下对待事物发展的评价也会各不相同。正如《老子·五十八章》中的“祸兮福之所倚，福兮祸之所伏”，意思是祸与福互相依存，可以互相转化。祸事的背后也会孕育新的希望，善事的另一面也会存在风险。这体现了辩证法的思想——矛盾的对立统一与相互转化。又如人们所熟知的那则“塞翁失马”的故事，塞翁丢失了一匹强壮的马，邻居们得知消息后过来安慰他，但他不以为意地说道：“这或许也是一种好的结果。”过了一段时间，马儿自己回到了家中并一同返回了多匹骏马，邻居们都来祝贺他，这时他对大家说道：“这并不一定带来好的结果。”果然在他的儿子骑马时跌跌撞撞地摔断了腿。邻居们又来安慰他不要难过，塞翁说道：“怎么知道这不是一种好的结果呢？”一年后，国家来强制招募青壮年征兵入伍，参军的许多年轻人都因此丧生，只有他的儿子因伤无法入伍，保住了一条性命。所以，人们在生活中遇到的每一个问题，都要学会一分为二地分析，不仅要看到事物好的一面，也要看到事物不好的一面，了解事物的内在含义，不要因眼前的得失而改变心境，用平常心来面对生活中的各种问题。

（四）从材料性能引出现象与本质规律

材料的性能涉及各种物理、力学、化学、工艺及工程现象，正如肖纪美先生《材料学的方法论》中所述，从现象的本质来看，同一材料的不同的性能只是相同的内部结构，在不同外界条件下所表现出的不同行为[5]。

因此，我们一方面要善于发现个体表现出来的性能中所体现的特殊规律，另一方面也要从材料的内部结构以及内因和外因的辩证关系中归纳总结出材料为何具备这些特性。前者强调特殊性，后者强调一般性。例如，我们既要探索材料中塑性、韧性、强度、硬度等各种性能的特殊规律，又要研究晶体缺陷理论在材料形变到断裂过程中所体现出的一般规律；既要归纳出与性能有关的各种现象规律，又要探索现象中所蕴含的机理。通过对本课程的学习，使学生们用透过现象看本质的方式来认真地对待遇到的问题。在进行实验时，要仔细观察实验现象，认真思考，通过实验现象了解其本质。我们学习知识时，只有通过事物的现象看清其本质，才能够真正理解其中的含义。

（五）从材料制备技术引出大国工匠精神

由于材料的结构不同，它们的制备方法也不同，但它们也有许多相似之处。通过本课程的学习，使学生们能够在了解材料制备工艺和性能测试方法以及相关大型设备的使用等方面，恰当地引入目前国内最先进的科研进展，使得同学们感触颇深。每个人都应对国家的兴衰负责，努力丰富自己的知识，为国家的发展贡献自己的力量。让学生明白，真正掌握核心技术，离不开勤奋的研究和扎实的工匠精神，以此来增加学生们学习的动力。

例如，位于我国研究前沿的“FAST 工程”，其500 m 口径球面射电望远镜（FAST）是目前世界上最大、最灵敏的单口径射电望远镜，未来将会应用在中性氢巡视、脉冲星搜索、国际VLBI 网联测及地外生命搜寻等重要前沿领域[6]。引入这样一个伟大的工程，不仅可以增加学生的民族自豪感和爱国主义情怀，也可以激励学生为中华民族的伟大复兴继续努力奋斗。另一个是胡双钱的案例。35 年来，他亲自处理了数十万件精密零件，并创造了100%经认证的磨料零件的惊人纪录。中国新一代大型飞机C919 的首架原型机中有许多由胡双钱亲自打磨的新零部件。这种精益求精、踏实肯干的大国工匠精神，在材料制备、测试表征和设备研发中同样至关重要，非常值得学生们用心学习。工匠精神是当代学生必须具备的一种职业素养和观念，在教授学生们理论基础知识的同时合理地渗透大国工匠精神，能够促使学生更加全面地发展。

三、结束语

“材料物理”作为一门将物理理论与材料科学紧密结合的专业课程，在日常教学过程中，教师绝不能简单地拘泥于书本的表面知识，而是要将书本知识与思政内容相结合,深入挖掘课程内容中的思政元素，使得学生在学习专业课程的同时，也深刻了解到当今时代背景下的政治思想，从而引发学习兴趣和深入思考，积极主动学习课堂知识，并为以后的学习和科研工作打下基础。