課程思政元素融入《SPS燒結技術導論》本科課程建設的探索

竇允辰 杜 永 孟秋風 徐家躍

（上海應用技術大學 上海 201418）

1 課程基本情況

上海應用技術大學材料科學與工程學院專業課程《SPS燒結技術導論》是面向材料類本科生開設的專業選修課程，安排在大四的第一學期，共32學時。本課程主要講述SPS（放電等離子燒結）裝置和工藝特點、特殊的燒結機理、國內外發展狀況，以及SPS在功能梯度材料、復合材料、高致密度陶瓷、生物材料、超細或納米晶WC-Co硬質材料、鎂合金等新材料制備方面的應用及優勢。通過本課程的學習，使學生們學習和掌握放電等離子燒結技術的基本原理和工藝特點，掌握制備工藝和材料結構、性能之間的內在關系，了解該技術在先進材料制備和研究上的優勢以及國內外發展狀況，培養學生分析、解決實際生產問題的能力和實驗技能。

放電等離子燒結（SPS）是具有升溫速度快、燒結時間短、所制得的材料致密度高、外加壓力和燒結氣氛可控等特點的一種材料制備的新技術，由于其獨特的技術優勢，越來越受到國內外的廣泛重視。SPS主要是利用外加脈沖強電流形成的電場清潔粉末顆粒表面氧化物和吸附的氣體，凈化材料，活化粉末表面，提高粉末表面的擴散能力，再在較低機械壓力下利用強電流短時加熱粉體進行燒結致密。其消耗的電能僅為傳統燒結工藝（無壓燒結、熱壓燒結、熱等靜壓）的1/5～1/3。因此，SPS技術具有熱壓、熱等靜壓技術無法比擬的優點：（1）燒結溫度低（比熱壓燒結和熱等靜壓低200～300℃）、燒結時間短（只需3～10min，而熱壓燒結和熱等靜壓需要120～300min）、單件能耗低；（2）燒結機理特殊，賦予材料新的結構與性能；（3）燒結體密度高，晶粒細小，是一種近凈成形技術；（4）操作簡單。由于其獨特的優勢，國際上日本、美國、歐洲、韓國、俄羅斯等裝備了1000多臺SPS設備，國內經過近20年的發展，也裝備了近100臺SPS設備，將其用于制備各種先進材料，如梯度功能材料、熱電材料、高性能陶瓷材料等，新材料研究和開發取得了顯著進展。

本課程領銜主講教師是上海市海外名師 Jacques Guilluame Noudem教授。J.G.諾登教授是法國卡昂大學全職教授，知名材料科學家，長期從事超導陶瓷、熱電材料等新材料研究，特別擅長SPS方法快速制備大尺寸陶瓷材料。他是較早開展SPS制備MgB2超導體、BiTeSe熱電材料等塊體的科學家，相關論文發表在Scripta Materialia、Adv.Funct.Mat、Appl.Phy.Lett.等國際知名刊物上，引起國際同行廣泛關注，多次受邀在國際會議上做大會報告，并擔任國際會議分會主席。他還是一位活躍的材料科學家，與世界各國同行建立了良好的合作關系，其中包括日本物質材料研究所、歐盟國家的大學和研究機構、中國的西北工業大學和上海交通大學等。課程另一位主講教師是竇允辰博士，講師，主要研究方向是熱電材料，擅長利用SPS技術制備各種塊體材料，并分析工藝與結構、性能之間的內在關系。竇博士在教育教學工作中認真負責，注重因材施教，獲得了較好的教學質量和優異的教學評價。

SPS燒結技術導論課程傳統的授課方式是以教師教授為主，抑制了學生的想象力和創新力，不利于學生創造性思維和獨立自主學習能力的提高。為滿足新時代人才發展的需求，授課教師對本課程的教學方法和手段進行了革新和改進，在課堂上實施“課程思政”，多采用啟發式、互動式、混合式教學。讓學生成為課程教學的主體，將傳統的“以教師講授為主”轉向“以學生主動學習為主”，激發學生的學習興趣。譬如課堂教學中所用的PPT，可以多配圖和動畫視頻，而不只是枯燥乏味的文字描述。圖文并茂，才能更加生動的表達知識的深層含義，也能更加吸引學生課堂注意力，學生能夠更加直觀的去掌握課程內容。又例如在講授SPS技術在熱電功能材料的應用這一章節，讓學生分組調研并討論國內外的研究進展，并重點討論中國科學家在其中的杰出貢獻，激發學生們的家國情懷和為中華民族的強盛而奮發學習的熱情。

2 課程目標

本課程教學目的是使學生掌握SPS的工藝特點、裝置和特殊的燒結機理，了解國內外發展狀況，以及SPS在功能梯度材料、熱電材料、復合材料、高致密度陶瓷、生物材料、超導材料、鎂合金等新材料制備方面的應用及優勢。培養學生分析、解決實際生產問題的能力和實驗技能；激發學生們的家國情懷和為中華民族的強盛而奮發學習和工作的熱情；為學生從事材料行業的生產和科學研究工作打下必要的理論基礎。

3 《SPS燒結技術導論》思政課程體系構建

3.1 將教書育人貫穿于專業教學的全過程

在專業教學中同樣肩負著培養大學生社會主義核心價值觀的重任。無論是課堂教學還是實驗課程、實踐環節等都存在教書育人的問題。教師在專業知識的講授中不僅介紹最新科技成果以拓寬學生的視野，而且接合中國科學家使用SPS技術制備各種先進材料中取得的突出成績形象地描述中國的快速發展歷程，增強學生的民族自豪感和自信心。如講解SPS技術在高致密度、細晶粒陶瓷的制備和研究的過程中，不僅講解機理、工藝、工藝對性能的影響、國內外研究進展等，同時更深入講解中國科研機構如清華大學、上海硅酸鹽研究所的相關科研人員在此研究方向上取得的重要成就，增強了學生的愛國熱情和職業責任感。正確認識遠大抱負和腳踏實地，珍惜韶華、腳踏實地，把遠大抱負落實到實際行動中，落實到中華民族偉大復興的不懈奮斗中，讓勤奮學習成為青春飛揚的動力，讓增長本領成為青春搏擊的能量。

3.2 將以學生為中心的理念貫穿教學全過程

以學生為中心的教學，就是從學生真正掌握知識、提高能力入手的教學。課堂教學，注重的不是教師把知識講給學生，而是從學生的角度出發，讓學生真正掌握。教師不僅講授知識點，同時要啟發學生掌握將知識融會貫通的能力。團隊教師在研討教學方法時，比較了國內外教學方法的差別，國外的教學更注重以學生為中心，使學生真正掌握，持久記憶；國內授課時教師講授時間長，基本上滿堂灌，學生很難真正入腦并記住。針對這一問題，采用了課堂上把所學的知識點連貫起來，把制備工藝與先進材料的性能研究結合起來，如利用SPS技術制備梯度功能材料，從梯度功能材料的基本特點和應用前景到制備工藝的選擇和優化，請學生考慮用到了哪些學過的知識，這樣學生不斷開動腦筋，思考問題，課上預留出可以供學生提問題的時間，進行交流。以學生為中心的課堂教學，明顯提升了學生的積極性，課后主動參與教師的科研課題的學生越來越多。

3.3 將傳授基礎知識同國家意識相結合

《SPS燒結技術導論》主要介紹SPS的工藝特點、裝置、燒結機理以及其在各種先進材料制備中的應用和發展狀況。通過學習，使學生了解SPS燒結技術在材料制備領域的地位和作用，以及燒結機理、技術優勢等有關基礎知識。我們在以往教學內容注重知識點的基礎上，接合我院專業分類和研究方向，擴展了SPS技術在先進材料的制備上的應用的相關內容，如利用SPS技術制備納米材料、高性能陶瓷材料、熱電材料、鎂合金、磁性材料等的優勢和研究進展等，使學生了解最新科學技術前沿，講解國內技術應用于發展與美國、日本等國家的差別。作為材料專業的本科學生就要有時代緊迫感和責任感，學好專業知識，學好專業本領和技能，志存高遠，將來為我們國家在先進材料的制備和研究等方面取得市場競爭的優勢做出貢獻。

3.4 強化過程考核，加入思政元素，改進考核模式

考核既可以對學生真正的知識水平與能力進行客觀檢驗，又可以為課程的學習起到一定的導向作用。但是傳統考核模式基本上都是“期末一張卷”，考核的重點是結果，目的是檢查學生學得怎么樣，主要檢測的是學生對專業知識的接受程度。目標很明確，但同時弊端也很明顯。這種模式考查不了學生的學習過程，教師不能通過試卷考試了解學生的學習態度和學習狀態。而且，在現實中，很多學生都是在考試前對教師給出的考試大綱用一周的時間進行死記硬背，以便應付考試，這樣學生考完即忘，最后還抱怨沒學到什么東西。因此，本課程要改變這種傳統的考核方法，關注學生的學習動態和學習態度，強化過程考核。

4 預期目標

對照課程思政建設要點，把SPS燒結技術導論課程思政建設不斷推向深入，突出強調學生在教學中的中心地位，轉變教育理念，把對學生知識的給予轉變為培養學生的學習能力、創新能力、實踐操作能力，激發學生的愛家愛國熱情，滲透家國情懷。以往此課程考核方式為考察，考核標準占比分為出勤（10%）、Presentation（20%）和研究報告（70%）。重點考核演講技巧、文獻調研和整理能力以及寫作技巧。進行課程思政試點后，將重新設計評分體系，抽取原有指標體系中的相關得分并單獨設置一塊核心課程思政要素得分，即出勤得分（10%）、Presentation得分（20%）、課程思政要素（20%）、研究報告（50%）。核心課程思政要素的評分依據是演講和研究報告中的思政內容，其得分率取決于學生的學習態度、科學精神、國家意識和國際視野。

5 結束語

根據學校的辦學定位和材料學科的特點，在材料類專業選修課程教學過程中融入課程思政元素，將課程思政理念與專業知識體系相結合，充分發揮專業課教學的主渠道作用，把崗位意識和專業技能融為一體，把家國情懷和社會責任作為專業教學的靈魂，貫穿到人才培養的全過程，真正實現在課堂教學主渠道中全方位、立體化育人。