王晓钧 李旸

摘  要：作为复合材料与工程本科专业的重要专业课程，复合材料工学是复合材料专业学生或其他相关专业学生从事复合材料学习、科学研究、生产和应用等必须掌握的主要课程。智能技术的发展是当今社会信息化和进步的要求，作为引领教育方向的思政教育，是为国家培养素质过硬人才的初心和使命。该文探索在复合材料工学课程中进行智能模块化切入的方法，把握要领将课程思政教育有机融入课程的途径，研究将工学、智能技术、课程思政教育及智慧教学合为一体的操作，对复合材料专业课程的课程思政教育提出拓展思考。

关键词：智能技术;复合材料工学;课程思政教育;育人;智慧教学

中图分类号：G642      文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2024）17-098-04

Abstract： As an essential professional course toward the bachelor of engineering degree in composite science and engineering， Technology of Composite Materials is designed to prepare you to be a professional technologist， researcher， and manager in the future. Intelligence is the sign and the requirement of today's informatization society. Ideological and political education offers guidance for education， and exhibits the original aspiration and mission for student training. In teaching practice， intelligence modularity was introduced into the course through distinctive modularity. Ideological and political education were organic confluence with the course. The course of Technology of Composite Materials， intelligence， ideological and political education， and wisdom teaching were combined together in the teaching process and the student training. Deep thinking was made for ideological and political education of major courses.

Keywords： intelligence technology; Technology of Composite Materials; ideological and political education; educate people; wisdom teaching

中国的复合材料及其产业以大气磅礴之势屹立于世界的东方，在复合材料原材料、复合材料生产工艺、复合材料产品应用领域等多个方面，中国处于世界的先导地位，引领着世界复合材料走向未来的新纪元。复合材料工学（以下简称工学）以当代先进的复合材料制造原理、制造工艺、制造设备为视角，向同学传授基础的、实用的、面向未来的复合材料的工学知识;教授学生现代复合材料领域的工艺及设备的原理、过程、运行、参数、结构和应用。以智能为代表的第四次工业革命，将人类社会带入了人与智能共存的新时代，深刻地改变了社会、生产和人类生活。因此，适应智能化第四次工业革命与满足社会进步的需求，是高素质专业人才培养的关键问题。作为复合材料专业高素质人才培养的高校，培养什么人，怎样培养人，为谁培养人是学校教育中的根本问题[1]。在此过程中，立德树人成效是检验高校一切工作的根本标准[1]。落实立德树人的根本任务，必须将价值塑造、知识传授、能力培养三者融为一体，不可割裂[1]。这一战略举措的落实，就是切实履行立德树人的根本任务——思政建设。

因此，在新时代和新的工业革命中，考量智能与工学，以及与课程思政教育发展的新融合和新发展，是牢记初心使命和改革创新的新尝试，是培养中国复合材料专业人才和推动中国复合材料产业进步的新探索。

一  智能对复合材料工学的模块化切入

复合材料工学的教学有着其知识目标、能力目标、素质目标。工学的知识目标就是要求学生掌握树脂基复合材料的常用工艺与基础设备原理和应用，从工艺设计、工艺流程布置、原材料、工艺控制及工艺设备五个部分学习和掌握知识。同时，在复合材料工业的与时俱进中，工学的知识目标要求学生学习和应用3D Studio Max、ANSYS、PPTX、MATLAB和3D 3S等技术。工学的能力目标是通过认知学习，培养学生具备适应复合材料研究和工业制造的能力和素质，能够应用智能技术，对学习中难以展现的工艺进行“‘智生专业”的场域转换。工学的素质目标则强调成为既掌握现代智能技术，又具有扎实的专业知识，推动中国复合材料产业和研究进步的大国工匠和专业人才。

从工学的目标中可以看到，智能是工学学习的必要内容。智能对工学的切入，是我们探索的一个关键。《中国教育现代化2035》中明确要加快信息化时代教育变革，利用现代技术加快推动人才培养模式改革，实现规模化教育与个性化培养的有机结合[2]。蒋占峰等[3]指出：在教学方式与载体的选择上，要充分利用互联网、人工智能、大数据、AR和VR等技术，实现线下与线上的协同。当代大学生深受网络虚实二重性的影响，这使得高校思想政治教育工作应进行改革与创新。课程思政的建设要凸显互联网思维，着眼课内课外、校内校外、线上线下的具体情况与现实需求，在以“内容为王”特质的基础上，构建集思想交流、价值引领、问题研讨和成长分享于一体的交互式、立体式、集成式的线下线上课程思政体系。因此，在铸国之魂和育国之匠的过程中，针对工学中有多个工艺，各工艺的工序不同，得到的产品也有不同的特点，智能技术融入工学教学的要点不仅是要有教育意识的高度，更要注意突破工艺或工序中难以实现或者不容易被直观实践之处，利用智能技术对工艺流程和工艺的内在规律进行智能化的展现，对工艺中的复杂工序进行模块化设计，并进一步进行工序的模块化组合是其中的关键。因此，智能与工学的结合侧重于工艺规模较大，或工艺流程较长，或工艺复杂度较大，或教学实验室比较难以再现的工艺。例如，复合材料原材料生产工艺中，玻璃纤维池窑的生产工艺体现出现代化和大规模化，普通的教学课堂和教学实验室不可能真实地展现这样的工艺流程，如果用书本上的流程化框图表达，是抽象和僵硬的，生产的照片展示也是局部的、静止的、不连贯的，学生的想象受到限制，学习的效果受到影响。采用3D Studio Max技术，将原料的入窑、高温反应、玻纤拉丝、浸润剂涂敷和收卷等工序一一进行模块化智能制作，各工序环节的特点对应各模块进行分立学习，可以达到形象、细致、可分立和可组合。又如，缠绕工艺中的缠绕规律，用实验的方式难以进行导丝头、芯模多方位的修改和设计，在真实的缠绕生产中，难以对导丝头、芯模的运动规律进行深入的分解认知和学习，更难以细致地研究它们各自的规律性。在PPTX、3D Studio Max、ANSYS的智能技术中，进行模块化操作和组合，可以细细揣摩缠绕工艺中纱架模块、浸胶模块、导丝运动模块、芯模缠绕模块和纱线运动模块，连纤维的走向细节都可以规律性地弄明白，工序过程的细节得到清晰展示（图1）。还可以在模块化的操作中融入设计和创新的自我元素，将工学的学习变成知识与人的“人机与共”和“人机和谐”，即“在人机互动、互创、互帮和互建情境下，人机一体化，人类的命运与类人机器人的命运联系在一起，可谓人机与共，不是人机冲突、对抗，而是人机和谐、共建人机命运共同体的美好愿景”[4]。将工学的学习变成应用自如的智能模块化的设计，这也印证了人工智能学者玛格丽特·博登[5]曾对人工智能的定义：“让计算机完成人类心智能做的事情。”

二  课程思政教育是专业教育赋予新生命的新驱动

习近平总书记在学校思想政治理论课教师座谈会上的重要讲话指出，用新时代中国特色社会主义思想铸魂育人，引导学生增强中国特色社会主义道路自信、理论自信、制度自信、文化自信，厚植爱国主义情怀，把爱国情、强国志、报国行自觉融入坚持和发展中国特色社会主义事业、建设社会主义现代化强国、实现中华民族伟大复兴的奋斗之中[6]。因此，高校的课程思政教育是新时代中国特色社会主义教书育人的必要途径。进行思政教育的基本要领是“要坚持政治性和学理性相统一;坚持价值性和知识性相统一;坚持建设性和批判性相统一;坚持理论性和实践性相统一;坚持统一性和多样性相统一;坚持主导性和主体性相统一;坚持灌输性和启发性相统一;坚持显性教育和隐性教育相统一”[6]。

遵循思政教育八个统一的要领，探索实践可行的、实际的、有效的复合材料工学课程思政教育的方法创新。第一，思政教育法。这是教学中贯彻“教书育人”和“铸魂育人”的根本和大方向，在教学过程和教学内容中必须时刻把握，将教学提升到培养中国特色社会主义建设者和接班人的能力和素质的高度，并且让学生们未来具有专业和产业发展的领航能力。第二，引导法。通过现实中的石油化工、食品工业、航空航天、汽车和军事等实例，包括2022年在北京举行的冬奥会和冬残奥会的火炬（由南京工业大学复合材料专业毕业学生主要参与研制、点燃、运行），引导学生认识到缠绕工艺产品在日常生活的普及性和国民经济中的重要性，增强学习的兴趣和实际感触。特别是2022年北京冬奥会和冬残奥会“飞扬”火炬的典型事例，非常贴近又非常有心灵震撼，是一个活生生、强有力的课程思政教育的典范。这个典范用现实的强大力量引导学生，为国争光，为人类的发展进步做出实在的贡献，立志成为中国特色社会主义建设者和接班人。第三，案例比较法。例如对于缠绕工艺，采用比较法认识不同缠绕工艺之间的特征和差异，中国在缠绕工艺中的创新和推动，复合材料专业毕业生在其中发挥的重要作用，就是一种价值与知识统一的教育，寓人生价值观于润物细无声的课堂教育。第四，研讨法。思考和研讨缠绕的规律，这是有深度和有难度的地方必须要注意的，在与教师的相互探讨中和教师的提示中，启发学生找到规律和技巧。以透彻的学理分析回应学生们，我们培养的学生为什么能，为什么必定能。第五，现实体验和交流。思政教育不宜局限于课堂上的教育，思政教育更加需要“活生生”的展示。在教学课堂之外，创建“学长导航”的思政教育大讲堂，即“The best way to learn is to learn from the best——优秀学长导航”为主题的“鲜活思政”。邀请在复合材料领域做出较为突出贡献的校友现身说法，展示复合材料在国民经济和百姓生活中的广泛应用，展示未来人与自然相融合的复合材料发展愿景。在社会中锤炼成长的学长们对人生的感悟和对复合材料持续发展新未来的演讲，激励同学们在未来职业生涯中扬帆起航。学长们讲述现实中的智能化生产和智能化设计，启迪同学们更加重视智能技术与工学专业知识的结合，努力学习专业知识和当代智能技术，成为有作为的中国特色社会主义建设者和接班人。

在课程思政教育的纲领和基本要领指导下，结合课程思政教育的落实和方法探索，形成“中国特色社会主义、爱国主义、人生价值教育及伦理道德和法律意识教育”的课程思政教育四个主元素，在课程设计、课程讲授、课堂讨论、作业布置和考试考核五个方面予以展开和考核。

三  智能与工学和思政教育的“三位一体”

基于智能对复合材料工学的模块化切入，以及思政教育的架构，将智能与工学和课程思政融合成一体。树脂基复合材料行业的科技创新发展和当前科技产业大变革的时代背景，科技和产业强国的理念和使命感，促使学生形成坚定的“意识决心”。将智能实践切入到工学的环节中，通过虚实结合，虚实互补，实现“专业知识”的“技术转轨”;让学生在学习过程中，提升智能素养，感悟理论知识和技术关键，与生产实际相结合，感触到中国特色社会主义建设者和接班人的知识、能力、素质全面培养的迫切性和必要性。将知识点与智能中的操作相关联，基于精准教学理念结合学生学情，及时调整教学策略，优化教学效果，在课程智能设计、智能个性、智能自适应三个方面体现宽泛的“智慧学习”。教育学生不仅探索，而且思考;不仅学习和实践，而且落实和考试。

智能赋能复合材料工学铸国之魂、育国之匠的研究和实施的价值在于：将智能、“智慧教学”和复合材料工学深度融合，并在课程思政教育中升华，顺应智能时代的发展，体现习近平总书记指出的“积极推动人工智能和教育深度融合，促进教育变革创新[7]”。本案例是在实现民族复兴的伟大征程中贯彻党的教育方针，体现习近平总书记“坚持教育为人民服务、为中国共产党治国理政服务、为巩固和发展中国特色社会主义制度服务、为改革开放和社会主义现代化建设服务”的指示[6]，坚持思政的政治航向和专业技术与时俱进的创新发展，是智能时代中智能、交叉学科与课程思政相互交融、相互促进的“三位一体”的标志，为专业课程的智能赋能和思政教育提供有益参考，最终形成“智能实践+智慧精准教学+专业基础+思政教育”的教育统一，将习近平总书记提出的课程思政教育的“八个统一”不仅融合在课程思政教育的实践中，而且融入在“智能实践+智慧精准教学+专业基础+思政教育”的教育统一中，形成既有内循环，又有外拓展，更有大循环的建设理念和建设框架（图2）。

在课程建设中，基于树脂基复合材料行业的科技创新发展和当前科技产业大变革的时代背景，帮助学生树立科技强国的理念和使命感，坚定“意识决心”;智能技术和实践切入到复合材料工艺环节，通过虚实结合，实现“专业知识”的“技术转轨”，让学生在亲身的仿真实践中，提升智能素养，感悟理论知识和技术关键，与生产实际相结合，强调中国特色社会主义建设者和接班人的知识、能力、素质全面培养;将知识点与智能仿真实验中的操作相关联，基于精准教学理念，结合学生学情，及时调整教学策略，优化教学效果，发挥学生的特长，在课程智能设计、智能个性、智能自适应三个方面体现宽泛的“智慧学习”。

四  智能与工学和思政的教育拓展

智能赋能复合材料工学铸国之魂、育国之匠的研究和探索，强调的是以人为本，立足培养热爱祖国、为国家发展做贡献的接班人。课程的视野不宜局限于几十人的小课堂，局限于讲台范围内的“一亩三分地”，要服务于学生、服务于国家和社会、服务于未来。因此，智能赋能复合材料工学铸国之魂、育国之匠的工作更加需要深思和拓展。

从学生角度定位与思考。智能+交叉学科的教学要结合学生的成长规律，以学生为中心进行个性化教育。课程思政教育和智能应用，不是老师推着学生，而是要激发学生的热情，使他们愿意倾听思政教育的内容，主动迎接现代智能技术的新挑战，从挑战中获得技能和知识。学生成为主动的实践者和创造者，是实现人才培养及智能+专业学科的新的复合和创新，真正成为“智慧教育”。在教育和教学中宜把准不同学生的不同定位，对思政教育的感知度、智能化教育的深度和难度要有适度的把控，对于学习能力强、学习态度端正、科创热情高的同学，可以压任务，与教师和专业人士共探讨，在专业知识的考核中，适度向他们倾斜。

从智能角度定位与思考。智能是时代进步的标志，智能技术在不断进步。智能软件和硬件的提升，是不可或缺的两大组成。智能交叉学科课程的课程思政教育建设需要教师与时俱进，并对智能技术本身有认知和了解，知道怎么做，怎样做得好，在哪些方面有益于对学生进行专业知识的传授和思政教育。对学生也有智能技术基础和学习能力的要求，而且必须拥有实现智能技术与专业学科创新的计算机硬件，这是运行智能过程的基本要求。

从专业知识角度定位与思考。随着复合材料工业的蓬勃发展，专业知识和技术水平日新月异。在教学中，首先要清楚哪些工艺可以与智能技术进行学科交叉，智能技术如何恰当地赋能复合材料的技术和工艺。在应用中，注意不能过度强调智能技术，要与实际相吻合，因为该交叉学科的专业是和国民经济基础产业相关联的实体大产业，以“实业报国、实干兴邦”为特色。因此，要掌握好“虚实结合”这个关键，牢记“实践是检验真理的唯一标准”的哲理。

五  结束语

智能，是时代的标志和发展;复合材料工学，是蓬勃发展的复合材料朝阳产业中的基础和必备知识;课程思政教育，是中国特色社会主义的初心使命和百年大计。智能赋能复合材料工学铸国之魂、育国之匠的探索和研究，是发展中的复合材料专业知识与“灵智”的智能、与“鲜活”的思政共存、共享、共进的理念，为中国特色复合材料专业人才的培养开辟教育与教学新途径，创新教育与教学的新理论，升华教育与教学的新高度，为新时代中国特色社会主义的教育注入新活力。

参考文献：

[1] 中华人民共和国中央人民政府. 教育部关于印发《高等学校课程思政建设指导纲要》的通知[EB/OL].（2020-05-28）.http：//www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2020-06/06/content_5517606.htm.

[2] 中共中央、国务院印发《中国教育现代化2035》[EB/OL].（2019-02-23）.http：//www.gov.cn/xinwen/2019-02/23/content_5367987.htm.

[3] 蒋占峰，刘宁.高校课程思政建设的多维审视[J].现代教育管理.2022（9）：111-118.

[4] 张立文.和合人生价值论——以中国传统文化解读机器人[J].伦理学研究，2018（4）：1-12.

[5] [英]玛格丽特·博登.人工智能的本质与未来[M].孙诗惠，译.北京：中国人民大学出版社，2017.

[6] 习近平：用新时代中国特色社会主义思想铸魂育人 贯彻党的教育方针落实立德树人根本任务[EB/OL].（2019-03-19）.http：//jhsjk.people.cn/article/30982234.

[7] 习近平向国际人工智能与教育大会致贺信[EB/OL].（2019-05-16）.http：//jhsjk.people.cn/article/31088558.

基金项目：南京工业大学智能制造课程思政工作室开放课题“智能仿真赋能复合材料工学”（ZNZZSZ02）;南京工业大学在线开放课程立项建设“复合材料工学”（ZXKFKC20216205）;南京工业大学第一批课程思政示范课程“复合材料工学”（KCSZ20216046）;南京工业大学一流本科课程“复合材料工学”（YLBKKC，XSXX20227804）

第一作者简介：王晓钧（1963-），男，汉族，安徽阜阳人，博士，教授。研究方向为复合材料和材料化学。