耿慧远　孙湛　秦少华　何鹏

摘  要：新工科建設与课程思政展现出密切的内在一致性，新工科为课程思政提供全新的平台，而课程思政则为新工科提供具有战略性指导意义的方针。然而，新工科的蓬勃发展也对课程思政提出崭新的挑战，尤其是在如何实现跨学科整合、统一知识传授和价值观引领等方面，成为当前新工科背景下高校教师迫切需要解决的问题。以金属非平衡凝固新工科课程为例，该文引入项目式学习方法，通过思政案例的开发和话语表达两个方面，论证如何以思政案例为媒介，确保课程思政更好地融入新工科建设。设计个人和小组项目案例，涵盖课程核心知识点与思政要素，旨在通过案例引导学生深度思考。同时，进行跨学科整合，将工程和人文社科内容有机融入项目中。强调团队协作，通过项目的讨论和考核引导学生形成积极的价值观。通过这一互动式、富有趣味性的课堂实践，使得原本晦涩难懂的课程知识焕发生机，同时激发学生对专业知识以及“为谁学、怎么学”等问题的自主思考。这样的教学方法旨在切实贯彻立德树人的根本任务，使学生在学习专业学科的同时培养出更为全面的素养。

关键词：课程思政；语话表达；新工科；项目式学习；金属非平衡凝固

中图分类号：G641      文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2024）13-0032-05

Abstract： The construction of emerging engineering education and ideological and political education in courses exhibit a close inherent consistency. The emerging engineering education provides a fresh platform for ideological and political education， while ideological and political education， in turn， offers strategic guidance for the development of emerging engineering education. However， the vigorous development of emerging engineering education also poses novel challenges for ideological and political education， especially in areas such as achieving interdisciplinary integration， unifying knowledge impartation， and guiding values. These challenges are urgent issues that university teachers need to address in the current context of emerging engineering education. Taking the example of the course Non-Equilibrium Solidification of Metals， this paper introduces a project-based learning approach. Through the development of ideological and political cases and discourse expression， it argues how ideological and political cases can serve as a medium to ensure the better integration of ideological and political education into the construction of emerging engineering education. The design of individual and group project cases encompasses core course knowledge points and ideological and political elements， with the aim of guiding students in deep thinking through these cases. Simultaneously， interdisciplinary integration is pursued by organically incorporating engineering and humanities and social science content into the projects. Emphasis is placed on teamwork， and through project discussions and assessments， students are guided to form positive values. This interactive and engaging classroom practice revitalizes the originally complex and obscure course knowledge， while also inspiring students to engage in independent reflection on professional knowledge and questions related to "why learn" and "how to learn". This teaching method aims to effectively implement the fundamental task of moral education and character development， fostering students with more comprehensive qualities while pursuing their professional disciplines.

Keywords： ideological and political education; discourse expression; emerging engineering education; project-based learning; Non-Equilibrium solidification of Metals

新工科和课程思政建设是近年来我国高等教育领域备受关注的两个重要举措。2017年《教育部高等教育司关于开展新工科研究与实践的通知》吹响了新工科建设的号角，强调以立德树人为引领，培养未来多元化、创新型的卓越人才。2020年教育部印发的《高等学校课程思政建设指导纲要》强调将价值观塑造、知识传授和能力培养融为一体，以帮助学生树立正确的世界观、人生观和价值观。而2020年教育部办公厅制定的《未来技术学院建设指南（试行）》将未来技术学院定义为新工科建设的“再深化、再拓展、再突破、再出发”，并指出创新人才的培养应该“坚持知识传授与价值引领相统一，培养学生追求真理、勇攀高峰的科学精神，坚定服务国家、造福人类的责任感、使命感。”我们可以清晰看出新工科建设和课程思政在一致性和逻辑契合性方面呈现高度的统一。以“新的工科专业、工科的新要求”为内涵的新工科建设为课程思政提供了创新的平台[1]，而课程思政为新工科指出了战略性的指导方针。同时也应该看到，新工科建设的发展也对课程思政提出了新的挑战，如何整合课程资源以涵盖工程、技术和人文元素，如何提高教师素质要求以及评价体系的不完善等都成为新工科背景下高校教师们亟需解决的问题[2-4]。

当前，新工科的课程思政研究主要聚焦于两个主要方向。首先，理论研究更注重宏观层面，如天津大学的贾启君研究员[5]从新工科课程思政建设的角度出发，对课程思政建设的重点内容、实施体系、评价机制等进行了深入探讨。南京工业大学王轶卿、张翔[6]认为在新工科建设框架下实施课程思政改革需要构建新工科建设的中国理论体系，赋予新工科建设“中国特色”。而河海大学的吴宝海等[7]学者提出高校工科院系应以课程思政为起点，从人才培养模式创新、标准化教學引领、党建引领的师德师风建设等多个层面入手，大力培养具备思想、情怀和专业实力的新工科人才。其次，更多的研究关注于具体某门课程的思政建设，侧重于思政案例的详细梳理。例如，北京林业大学的段瑞枫等[4]学者针对新工科建设，探索了数字通信课程中的思政教育融入方法。他们从教学内容、实验课程、教学模式以及学术前沿介绍等方面提出了“4个思政融合”的理念，并在实施过程中采用“3个思政带入”的方法，详细介绍了思政教育在整个教学过程中的实施方案。另外，哈尔滨工业大学的黄永江等[3]学者结合新工科教育理念，通过深度挖掘非晶合金课程中蕴含的思政元素，将课程思政贯穿于教学全过程。通过不断优化教学方法、教学内容和教学设计，提高了该课程的授课效果，加强了学生的科研素养，真实地实现了立德树人的根本任务。这些研究为新工科的课程思政建设提供了有益的经验和借鉴。

本文以金属非平衡凝固新工科课程为范例，引入项目式学习方法，从思政案例的开发和话语表达两个方面，系统论证如何以思政案例为媒介，确保课程思政更为深入融入新工科建设。在具体实施中，我们分别设计了面向个人和小组的项目案例，以确保项目涵盖课程的核心知识点，并巧妙地贯穿其中思政要素的线索。项目设计的关键在于跨学科的整合，我们在项目中引入了工程和人文社科的内容，以激发学生全面思考问题的能力。在实施过程中，我们强调了团队合作的重要性。通过让学生参与项目的讨论和考核，我们不仅培养了团队协作精神，还在项目中注入了价值观的引领。

一  金属非平衡凝固课程概况

金属非平衡凝固课程聚焦于金属在非平衡状态下的凝固行为，是材料科学与工程领域的基础课程。该课程在金属3D打印、表面加工以及高性能材料制备等技术领域具有广泛应用，涉及的产品包括分布式输电系统中使用的非晶电机、大规模数据存储设备中的硬盘存储器，以及电动车中大量使用的非晶电动机等[8-13]。金属非平衡凝固在多个领域中展现出重要用途，因此，金属非平衡凝固课程在新工科课程建设中扮演着重要的基础角色，为机械、电子、材料和能源等学科提供有力支撑。

作为材料加工工程领域的基础课，金属非平衡凝固课程涵盖了多个学科领域。例如，课程介绍了近平衡条件下溶质在溶液和固相中分布的夏尔公式，以及成分过冷对凝固时结晶形态的影响等。这些内容涉及数学、物理、化学、热力学和动力学等多学科知识。因此，学生在学习过程中不仅获取了关于金属非平衡凝固的理论知识，还培养了在多学科交叉领域中思考问题的能力，为未来在相关领域的研究和实践奠定坚实基础。

然而，传统的金属非平衡凝固课程大纲和教学设计中思政元素分散，缺乏系统性的设计。因此，在新工科建设框架下，以金属非平衡凝固课程为例，实施课程思政改革，并实现思政元素与学科知识的有机结合，产生一加一大于二的加成效应具有重要的意义。我们认为，在这样的课程中，既要引入课程思政，又要实现新工科课程理念的建设，激发学生对该课程的浓厚兴趣。基于项目式学习的方式显然是一个具有前景的解决方案，实践的结果证实了这一设想。

二  项目式学习中的思政融入

（一）  项目式学习的流程设计

项目式学习（Project-based Learning）是一种以学生为中心的教学方法，教师在提供关键知识的基础上，通过构建初步的学习框架和开展讨论，引导学生通过团队合作解决开放性问题的经历来学习。在金属非平衡凝固课程中，采用项目式学习的方式有助于将思政元素融入教学过程中，同时培养学生的创新能力和思政意识。

首先，通过设计具体的项目，确保项目具有一定的复杂性和真实性，涵盖金属非平衡凝固课程的核心概念和知识点。这样，学生可以将理论和知识应用到实际问题中，促使他们在解决问题的过程中主动思考与发现。其次，进行跨学科的整合，确保项目设计涉及多学科知识领域，包括工程和人文社科等，培养学生的综合思维能力。在项目中引入思政要素的线索，鼓励学生在解决问题的过程中主动发现并思考与思政相关的议题，从而实现对思政元素的有机引入。再次，强调团队合作，鼓励学生组成小组进行合作。通过项目式学习，培养学生的团队协作、沟通和领导能力，强调了集体协作的重要性，进一步促进学生的全面发展。最后，在项目进行中设立明确的评价标准，及时给予学生反馈。通过对项目过程和最终成果的评价，不仅关注学生的学术表现，还注重评估学生在团队协作、创新思维和思政方面的发展。这样的评价机制有助于全面了解学生的学习和成长情况，为他们在未来的学术和职业生涯中提供有力支持。

（二）  课程思政融入的理念与原则

一个重要的问题是：我们希望向学生传递什么样的理念呢？我们认为这些理念应该包括以下四个方面。

首先，弘扬爱国精神，唤起学生内心深处的爱国之情。引导学生将个人的“小我”融入到祖国的“大我”、人民的“大我”之中，增强学生的民族自豪感，从而弘扬爱国主义精神，激发学生的爱国热情。其次，崇尚专业精神，让学生认识到专业所能贡献的独特价值。通过了解与国外整体方向的差距，我们旨在激发学生为服务国家战略而奋发向前的雄心壮志，加强关键核心技术攻关的骨气和志气。再次，培养学生的科学精神，同时赋予他们更具创新思维的能力。这不仅仅是关于知识的传授，更是为了引导学生在思考和解决问题时保持科学、开放的态度。最后，培养学生的实践精神，并且在团队合作中表现出色。在面对新的工作和挑战时，学生需要能够融入团队，共同努力，达成更为远大的目标。

通过对这四个方面理念的引导，我们相信可以培养学生追求真理、勇攀高峰的科学精神，树立服务国家、造福人类的使命感和革命感。

三  课程思政建设的实践

（一）  课程思政案例的开发与构建

思政案例是课程思政的教育教学载体，从内容上看，应包含思政元素和专业知识两个耦合共进的要素，共同完成知识传授和价值引导的目标。其中，思政元素是蕴含于专业知识体系中的思想价值和精神内涵，一般而言，思政元素从专业、国家、文化等多个角度进行深度的挖掘和提炼。

在介绍凝固科学的发展史时，我们回顾了殷商时代的大方鼎，三星堆的青铜面具以及战国编钟等历史文物。这些文物不仅是中华文明的杰出代表，更突显了我国劳动人民在3 000多年前就已经掌握了精湛的金属凝固技术。通过对这些古代金属凝固工艺的深入了解，我们可以激发学生对中华文化的自信，让他们认识到我们拥有源远流长的技术传统。同时，我们将目光转向当代，强调我国为金属凝固方面的大国。比如我们制造的世界上最大的液压机、最大的铸钢件、最大的风力发电机轮毂等。这些先进技术的成功应用展示了我国在当代工业领域的卓越成就。通过这些案例，激发学生的爱国热情，宣扬文化自信与制度自信。这种历史与现实的结合为学生提供了更加全面深刻的认识，让他们更有信心面对未来的挑战。

通过介绍冬奥会火炬的3D打印技术，我们深入了解了由哈尔滨工业大学材料学院苏彦庆教授团队开发的创新过程，为学生提供了一个鲜活的案例，引导他们发扬科学精神，培养创新思维。另一方面，我们结合稀土永磁材料的发明过程，引导学生深入了解科学创新的历程。通过这个案例，学生可以了解科学家在解决实际问题中所面临的困难和挑战，同时感受到科学研究对社会的积极影响，从而激发他们对科学的浓厚兴趣。同时，我们在涉及中美贸易战时，通过探讨被“卡脖子”的先进发动机技术，向学生解释我们为何会陷入这一困境，具体“卡脖子”的原因等。这不仅引导学生发扬专业精神，更让他们认识到技术创新在国家安全和国家战略中的关键作用。学生在服务于国家战略的过程中，既能找到专业的发展方向，也能为国家解决现实问题贡献力量。

（二）  课程思政案例的语话表达

专业课程的教学实践和思想政治教育从根本上而言是一种价值传播和劝导行为，因此，思政案例的话语表达将直接影响到学生对专业知识的接受程度和对教师传导价值观的认同程度。在课程思政的实践中，语话表达方式的选择至关重要，不同的表达风格能够传达截然不同的信息和态度。在新工科课程思政建设中，将政治话语转变为学术话语，采用叙事语汇，是一个行之有效的方法，有助于更好地引导学生理解和认同思政内容。

在介绍快速凝固的应用过程中，我们选取了稀土永磁材料这一具体例子，突显了快速凝固技术在稀土永磁材料的发明过程中的重要作用。在拓展内容时，我们注重事实本身，强调我国在这一领域所取得的显著成就。通过讲述我国在20世纪90年代统筹布局，引进当时国际最新技术等，经过政府、产业界和科研人员30年来的努力，使我国的稀土永磁产销量达到了全球的80%。这种学术话语的叙事方式不仅突显了事實的客观性，同时将焦点转向了技术和创新，使学生更容易理解和接受。通过这样的叙事方式，学生能够清晰地了解我国社会主义制度的优越性、人民的勤劳智慧以及科学家的创新精神等方面的信息。

（三）  项目式学习中的思政融入

在金属非平衡凝固课程教学中项目式学习分为两种。

第一种是以单个学生为单位的项目式学习。在这一项目式学习中，我们设定了主题为“金属凝固与社会”。这个主题的设定旨在激发学生对金属凝固技术及其与社会的关系的深入思考。首先，关注金属凝固的技术方面，学生可以选择某一具体的金属非平衡凝固方式，如动力学的快速凝固、深过冷快速凝固或大温度梯度定向凝固等。在这一阶段，学生需要深入了解所选择技术的来龙去脉、技术原理等方面的知识，为他们的项目提供技术基础。其次，关注与社会的关系，学生需要深入分析所选技术在社会中的具体影响，重点关注这项技术对中国社会所带来的成就等方面。这样的设计使得学生在调研和汇报项目时，自然而然地引入了国家在这方面的成就，从而达到了让学生自发挖掘思政元素的目的。这样的项目化学习不仅使学生更深入地了解技术原理，还通过关注社会影响，引导学生将所学知识与国家成就相联系，达到了思政教育的目标。

第二种是以小组为单位的项目式学习，主题为“我要穿越——从石器时代到青铜时代”（如图1所示）。这个主题将学生们带入了一个充满创造性和挑战性的历险之旅，激发他们的团队协作和竞争意识。

首先，学生们“穿越”到石器时代，成为一个部落的领导者，需要带领这个部落以最快速度进化到青铜时代。穿越的地点是个性化的选择，这为学生提供了更多的创造空间，使整个项目更具有趣味性。

在技术进化的路线选择上，学生们需要精心策划，考虑到各个时期的资源、环境以及部落的需求。这要求他们不仅了解不同时代的技术发展，还需要综合考虑各种因素，做出最为合理和可行的决策。

最后，通过所有同学的投票方式决定哪一组的进化方式最为优秀，这为整个项目增加了一层竞争的元素。同学们将不仅仅关注自己小组的表现，还会在其他小组的方案中找灵感，促使更多地思考和深入研究。

这里我们举两个具体的例子，其中一组同学在“穿越”過程中有一个思考，他们认为“穿越者最重要的不是直接发展技术，而是带去发展技术的种子。穿越者首先应该解决的是科学方法论，否则再多的技术能够得到结果也不过是另外一种形式的陷入停滞的科技。最重要的是体系和科学的研究精神，即使从初级技术发展，只要有科学研究精神，时间可以弥补一切的技术差距”。这样的感悟不就是科学精神的萌芽吗！另外一组同学对穿越地点进行了深入的考察，最终选择决定在辽西地区进行他们的穿越，为此他们去查阅了大量的文献以及考古的发现。通过这样的方式，使学生们得以了解我国古代这么璀璨的文明是怎么来的，对于我们的文化自信、制度自信，也就同时植入了意识当中。

（四）  课程考核中的思政融入

除了学习的环节之外，课程的考核结果也是学生比较重视的环节之一，也是课程思政应当融入也可以融入一个重要的环节。我们鼓励学生将自己的学习心得、对专业的感悟以及金属凝固技术对国家产业发展的影响等在项目式学习和课程的最终报告中进行总结。最终报告的撰写，既是对学术成果的总结，也是对思政元素的应用。学生通过总结学习经验、专业感悟以及对国家产业发展的思考，自然而然地将课程思政的核心观念融入到自己的思考中。这种方式不仅能够提高学生对课程的深度理解，也有助于培养他们的综合素养和社会责任感。

综上所述，金属非平衡凝固课程中的项目式学习及相应的课程思政建设的流程可以归纳为图2所示。

四  课程思政建设的初步成效

将项目式学习与课程思政有机融合取得了显著的效果。从学生的反馈和发展方向来看，这种改革带来的积极影响是显而易见的。我们分别对课程思政改革前哈尔滨工业大学材料科学与工程学院2019级、2020级学生（共25人），以及课程思政改革后2021级、2022级学生（共36人）进行了问卷调查，问题是：你是否认为本门课程对于培养自己的科学素养和人文素养有帮助？共发出61份问卷，收回有效问卷61份。

图3给出了问卷调查的结果。由图3可知，课程思政的融入极大地提升了学生对于金属非平衡凝固的课程认可程度，认为课程对自己有帮助的学生占比提高了约50%，而认为课程对自己帮助不大的学生占比仅为之前的1/2。

学生对课程的认同感和学习体验明显提升。调查结果显示，学生认为这门课程对自己非常有帮助的比例从课程思政改革前的20%多提升到了将近40%。这表明学生更深刻地体验到课程的实际价值，提高了他们对课程的认同度。通过项目式学习，学生对金属非平衡凝固学科产生了浓厚的兴趣，并有更多的学生选择在课题组深造，部分同学取得了硕士学位，并有同学继续攻读博士学位。这表明项目式学习和课程思政的融合激发了学生的学术热情和进取心。总体而言，项目式学习和课程思政的结合为金属非平衡凝固课程注入了新鲜的活力，激发了学生的学术兴趣和对课程的参与度。

五  结束语

本文以金属非平衡凝固这一典型新工科课程为例，基于理工科教育教学实践，将项目式学习引入课程思政建设。主要从思政案例的开发和话语表达两个方面论证了如何通过不同形式的项目式学习手段，更好地将课程思政融入新工科建设中。在设计个人和小组项目案例时，全面涵盖了课程核心知识点与思政要素，旨在通过案例引导学生进行深度思考。同时，进行了跨学科整合，将工程和人文社科内容有机融入项目中。强调了团队协作，通过项目的讨论和考核，引导学生形成积极的价值观。本文确立了一个具体、可操作、具有辐射推广价值的新工科课程思政建设途径，具备较强的可行性。对于教师而言，该途径不仅能够结合个人授课特点进行拓展和丰富，还能够通过学生反馈直观地检验教学改革效果。

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基金项目：黑龙江省高等教育教学改革项目“新工科背景下《金属非平衡凝固》课程思政建设研究与实践”（SJGY20210264）

第一作者简介：耿慧远（1978-），男，汉族，河南许昌人，博士，副研究员，博士研究生导师。研究方向为热电材料及器件。

*通信作者：何鹏（1974-），男，汉族，黑龙江哈尔滨人，博士，教授，博士研究生导师。研究方向为钎焊、微连接及可靠性基础理论与实际应用技术。