研究生專業課程中實施“課程思政”的探索

李曉光 翟薇

摘要研究生是我國未來事業的引領者，其政治素養、專業素養、人文素養應相輔相成，這也是新時期人才培養的基本導向。“課程思政”理應在研究生培養中發揮重要作用，然而這方面的探索還在起步階段。本文基于“晶體物理學”的教學經驗，首先針對研究生專業課教學中以學生為主的特點，探討了將思政元素融入課堂教學的基本理念；然后以大量素材為基礎，討論了課程思政的實施策略。實踐證明，在教學過程中恰當地引入思政元素可以得到研究生的普遍歡迎，是提高研究生培養質量的有效手段。

關鍵詞 研究生專業課 課程思政 晶體物理學

中圖分類號：G643文獻標識碼：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.14.016

Exploration on the Implementation of "Curriculum Ideological and Political Education" in Postgraduate Professional Courses

——Take Crystal Physics as an example

LI Xiaoguang， ZHAI Wei

（SchoolofPhysicalSceicnceandTechnology，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’an，Shaanxi710129）

AbstractGraduate students are the leaders of China’s future career， and their political literacy， professional literacy and humanistic literacy should complement each other， which is also the basic orientation of talent training in the new era. "Curriculum Ideology and politics" should play an important role in graduate training， but the exploration in this aspect is still in the initial stage， First of all， according to the student-centered characteristics of graduate professional course teaching， this paper discusses the basic idea of Integrating Ideological and political elements into classroom teaching； Then， based on a large number of materials， this paper discusses the implementation strategies of Ideological and political education. Practice has proved that the appropriate introduction of Ideological and political elements in the teaching process can be widely welcomed by graduate students， and it is an effective means to improve the quality of graduate education.

Keywordsprofessional courses for postgraduates； Curriculum Ideology and politics； Crystal Physics

為誰培養人，培養什么樣的人，怎樣培養人，是教育工作的根本問題。研究生教育是最高學歷教育，在很大程度上決定了我國高層次人才的底色和質量。因此，站在研究生教育的角度對這三個問題進行潛心探討和努力踐行具有重要意義。2020年7月，全國研究生教育大會指出，必須加強對研究生的思想政治教育，必須培養德智體美勞全面發展的社會主義建設者和接班人，必須培養德才兼備的高水平人才。自此，研究生教育的方向和任務已非常清晰。在執行層面，如何做到為黨育人，為國育才，培養德才兼備全面發展的研究生，也就是“怎樣培養人”，是當下各方力量需要共同探索的問題。對于站在育人第一線的教師而言，在專業課上引入可以強化理想信念，厚植愛國情懷，拓展知識體系的“課程思政”，毫無疑問是落實國家部署，提高研究生培養質量的有效途徑。

早在2016年12月，全國高校思想政治工作會議中就明確指出，思政教育應融入所有課程：“要用好課堂教學這個主渠道，各類課程都要與思想政治理論課同向同行，形成協同效應。”自此，在理工類專業課程教學中把課程思政理念融入教學設計逐步成了共識。物理學是自然科學的基礎，從其壯美的發展歷程、感人的科學家精神、引人入勝的哲學思辨等角度可以挖掘出豐富的思政元素。[1]圍繞本科物理學教育開設的大學物理、大學物理實驗等公共基礎課，以及力學、光學、電磁學等專業基礎課，主要講授幾百年來物理學最重要、最基礎的發現。這些課程涉及的學生和教師數量眾多，相關課程思政的研究業已取得了一系列成果。[2-11]

相比之下，針對物理類研究生專業課程的思政建設尚未得到足夠重視。與本科課程相比，研究生的專業課往往與開課院系的研究方向密切相關，在教學形式上更多地采用翻轉課堂、對分課堂、研討式教學等以學生為主的模式。而與本科生相比，研究生群體的自主學習能力更強，對學以致用的渴求更高，對了解科技前沿以及當代科學家事跡更感興趣。因此，探索與這些特點相契合的課程思政理念和策略具有重要意義。本文以“晶體物理學”為例，結合教學實踐，對此進行探討和經驗分享。

“晶體物理學”是很多高校和研究所針對物理類研究生開設的專業課程，化學、材料類研究生也多有選修。在本校，這門課程采用教師講授、學生報告、點評研討相結合的方式進行教學。教師講授內容主要包括晶體的力、熱、光、電、磁等方面的基本性質，以及晶體結構、晶體生長、晶體表面特性，等等。學生報告內容主要以自選專題為主。這門課程與本科生/研究生的固體物理、半導體物理、表面物理等課程有很多關聯，因此，本文探討的理念、策略和素材對其他物理類課程也有借鑒意義。

1基本理念

作為物理學的分枝，晶體物理學的研究對象主要為晶體，而選修這門課程的學生其研究任務多多少少與晶體有關，他們對可以關聯的點更感興趣，也樂于聆聽或分享自己領域內與晶體有關的內容。基于此，在教師講授環節，可著重從國人成就、身邊故事等角度進行思政融入和引導；在學生報告環節，事先指導學生在內容設計上引入思政元素，例如具體領域的科學家故事，并重視從我國相關科技發展的角度進行報告；在點評研討環節，適當增加思辨層面、審美層面、歷史文化層面的討論。這樣，師生共同進行思政建設，學生有很高的參與度，思政內容又能結合學生的研究方向，提高其綜合素養，學生自然會產生學習的意愿和內化的動力。

2具體策略及素材

2.1討論國人成就，點燃愛國情懷

在20世紀的激光系統中，磷酸鈦氧鉀晶體（KTP）是非常重要而稀缺的部件，被看作全能激光倍頻材料。這種晶體生長難度大，體系復雜，制備技術長期被西方壟斷。山東大學晶體材料研究所在這樣的背景下承擔了該晶體的研制任務，在20世紀80年代初期的艱苦環境下，迎難而上，爭分奪秒，對KTP晶體的生長機制、生長條件、生長設備做了大量研究。經過兩年的艱苦奮斗，不僅掌握了KTP晶體的生長規律，還生長出了具有實用價值的大尺寸晶體，從而打破了西方的壟斷。此后，山東大學晶體材料研究所取得了一個又一個突破，例如，在“十一五”期間，成功生長了直徑達190mm的高質量超大尺寸摻釹釓鎵石榴石單晶（Nd：GGG），突破了國外的封鎖，強力推進了我國激光工程的發展。

隨著我國科研工作者在非線性光學晶體領域中不斷砥礪前行，一些科技已經領先全球，讓我們實現了從“突破封鎖”到“封鎖”的轉變。在目前最先進的激光系統中，有一種核心部件氟硼磷酸鉀（KBBF）晶體，曾是唯一可以直接產生極窄頻寬深紫外激光的激光倍頻材料，在戰略級別固體激光武器的研制中具有決定成敗的作用。這一寶貴材料是我國陳創天院士團隊于1995年左右研制成功的，被西方稱為“中國牌晶體”，并在2009年起禁止對外出口。2015年，中科院福建物質結構研究所研制出了無鈹深紫外非線性光學晶體LSBO，該晶體具有比KBBF更強的非線性光學效應，還避免了KBBF的層狀生長習性、加工困難等問題，是下一代深紫外非線性光學晶體的優秀候選材料。

除了在非線性光學晶體領域遙遙領先，我國還有很多涉及晶體學的成就令世界矚目。例如，1965年，我國合成了結晶牛胰島素，這是世界上第一個人工合成蛋白質，對人類認識生命、治療疾病而言有著重要意義和深遠影響；2019年，中科院金屬所首次制備出以肖特基結作為發射結的垂直結構硅-石墨烯-鍺晶體管，成功將石墨烯基區晶體管的延遲時間縮短了1000倍以上，為實現超高速晶體管奠定了基礎；在商業方面，我國泰晶科技股份有限公司基于自主研發生產的用于數字電路系統的石英晶體諧振器，不僅打破了國外壟斷，實現了國產替代，還于2017年沖到了全球銷量的前十。凡此種種，都證明了中國人的偉大創造力和不屈不撓的奮斗精神。在教師講授和課堂研討環節，結合世界風云討論這些或遠或近的國人成就，可以強烈激發學生的民族自豪感和自信心，從而點燃愛國情懷。

2.2講述身邊故事，激發拼搏精神

將本單位代表性科研成果融入課程教學很容易使學生產生好奇心、親切感和自豪感，進而激發科研熱情和拼搏精神。以金屬晶體的思政融入為例，我們會從科學問題和現實難題出發，講授/討論本校在金屬凝固研究中取得的重要成果。

從高溫液態凝結成低溫固態是金屬晶體材料制備的主要途徑。對凝固過程的調控是高性能材料制備的重要環節。例如，在我國迫切需要取得突破的航空發動機領域，發動機的金屬葉片是第一關鍵零件，通常需要通過定向凝固技術制成單晶組織。而在金屬凝固研究方面，我校處于國內領先水平，擁有凝固技術國家重點實驗室，在現代凝固理論、材料精確成形、航空航天先進材料這三個方向上取得了豐碩成果。此外，我們學院魏炳波院士團隊在超常條件下金屬凝固的研究方面做了很多開創性的工作。20世紀90年代初，魏院士放棄德國優厚的待遇，毅然回到母校，致力于我國空間材料科學的研究。他白手起家，從無到有創建了我國第一個空間材料科學與技術實驗室。二十多年來，他的團隊始終堅持科技創新，形成了“自主研發科研裝備，引領空間材料國際前沿”的發展模式，打破了西方的技術封鎖，建立了國際領先的靜電懸浮、電磁懸浮和超聲懸浮等多套完全擁有自主知識產權的空間環境地面模擬實驗系統，并開展了超常條件下金屬材料的深過冷與快速凝固機理研究。2020年，團隊獲批了我國金屬材料領域首個“超常調制特種金屬材料基礎科學中心”。

講述這些振奮人心的身邊故事可以讓學生深入、立體地了解所在單位的研究方向、奮斗歷程和重要成果，這不僅能促進學生對自身科研的整體把握和對身邊科研資源的了解，而且使學生真切意識到，為國奉獻、為國爭光的楷模就在身邊，由此自然生發出高遠志向和看齊意識。

除了本單位故事的講述，對同齡人優秀事跡的介紹也容易觸動學生，使其覺得這些同齡人就是近在身邊的榜樣。在研討二維原子晶體時，可介紹曹原博士的事跡。生于1996年畢業于中科大少年班的曹原，于2018年被《Nature》評選為年度科學人物榜首，他的研究幫助中國在石墨烯超導領域處于世界領先地位。在研討晶體生長時，可介紹馬天瓊博士的事跡。馬天瓊在蘭州大學讀博期間，為了生長出大尺寸共價有機框架單晶，突破該領域的核心瓶頸，花了7年時間專注在這一件事上。在這期間，她沒有文章發表，沒法按時畢業，與身邊同學形成了鮮明的對比。很多人建議她放棄這塊難啃的硬骨頭，但她堅持夢想，不懈努力，并勇敢面對質疑和方方面面的壓力，最終苦盡甘來。2018年，她以第一作者將其成果發表在《Science》上，用其經歷生動詮釋了“不經歷風雨，怎么見彩虹，沒有人能隨隨便便成功”。這些優秀同齡人的事跡很容易激發學生們的進取心，強化年輕人應有的堅定毅力和拼搏精神。

2.3介紹古代科技，增強文化自信

我國不僅擁有璀璨的歷史文化，還擁有杰出的古代科技。其中，在晶體物質的開發和利用方面有很多領先世界的成果。在夏商時期，我們就已擁有成熟的青銅（銅錫/鉛合金）冶煉技術，并為后世留下了大量精美的青銅器皿。在春秋時期，冶鐵技術逐漸成熟，并領先歐洲1900年。戰國時期的白口鐵柔化術、秦朝時期的高爐煉鐵術、漢朝時期的百煉鋼術、南北朝時期的灌鋼術都是領先世界的技術，為我國古代生產力和綜合國力的發展提供了重要支撐。而現在，中國鋼鐵已成為領導者，產量在全球遙遙領先，為我國成為現代化強國提供了重要保障。此外，黃金的加工技術也是我國古代科技的亮點。在春秋戰國時期，我們就掌握了利用金汞混合液在銅器上鍍金的鎏金技術（加熱使汞蒸發，銅表面便附著了金涂層），是世界上最早使用這一技術的國家。

除了金屬晶體以外，很多復合物礦物晶體在中國古代也得到了廣泛應用，尤其在醫藥中的應用，非常具有中國特色。我國最早的藥物學著作《神農本草經》里記載了46種礦物類藥材，包括石膏、代赭石、雄黃、云母、滑石、石英、磁石等。在中醫理論指導下，這些礦物晶體在很多疾病的治療中發揮著至關重要的作用，直到今天依然護佑著中華兒女。眾所周知，在新冠肺炎疫情期間，中醫藥為我國迅速戰勝疫情做出了巨大貢獻。其中，廣泛使用的清肺排毒湯方劑中最主要的藥材就是石膏晶體，其臨床使用依據至少可追溯到1800年前的《傷寒論》。

在課程講授和討論中穿插這些知識，不僅可以豐富學生的人文素養，拓展知識面，還可以潛移默化地增強民族自豪感，培養文化自信。

2.4重視知識遷移，提升思維品質

在課堂教學中，除了內容講解，還應有意識地對學生的思維能力進行訓練。對研究生而言，核心任務是從事以創新為靈魂的科學研究。具有既嚴謹又活潑的思維是從事科研工作的重要保障。在課堂問答環節、點評環節都可以圍繞具體內容對研究生進行思維層面的訓練。此外，還可以設置以知識遷移為特色的專題報告，讓學生深刻體會不同科學概念/理論之間的關聯，以及建立這些關聯的內在邏輯和想象力，進而有力提升學生的思維品質。

通常意義上的晶體指的是粒子在空間中周期性排列形成的固體，組成粒子可以是原子、離子、分子，對應的晶體稱為原子晶體、離子晶體、分子晶體。然而，無論是自然界的蛋白石還是人工合成的膠體陣列，也具有周期性有序結構，這些結構的組成粒子是微納米級顆粒（膠體粒子），因此，在1957年，人們提出了“膠體晶體”的概念。這是從粒子尺度出發做出的概念遷移。將不同折射率的涂層周期性排列，可以產生光子帶隙，使不同波長的光的傳播行為產生顯著差異。過去只是根據具體性能對這類材料進行命名，如減反膜、高反膜。1987年，人們提出了“光子晶體”的概念用于描述這類材料。這是從晶體的結構周期性出發做出的概念遷移。此外，很多膠體晶體，例如蛋白石，對光的反射行為調節具有波長選擇性，因此也可稱其為光子晶體。這是對同一種材料從不同角度進行命名的范例。類似于光子晶體，人們發現當彈性波在一些彈性常數/密度周期性分布的介質中傳播時，也會產生帶隙現象，只有特定頻段的彈性波可以高比例通過。1993年，人們針對這些材料提出了“聲子晶體”的概念。這是從光子晶體的功能出發做出的概念遷移。膠體晶體、光子晶體、聲子晶體這些概念總的來說，所描述的對象與常規晶體一樣都具有空間上的周期性。2012年，諾貝爾獎得主Frank Wilczek提出了“時間晶體”的概念，用于描述在不受外界作用下狀態/性質隨時間周期性變化的物體。2016年，馬里蘭大學的科學家首次制備出了時間晶體。很明顯，時間晶體是通過類比常規晶體在空間上的周期性做出的概念遷移。

以上這些內容既可以由教師講授，也可以讓學生將其作為報告內容。從教學效果來看，學生通過對這些知識遷移的體驗和揣摩，可以更深入地理解科學概念的創造和演變，并在一定程度上打破僵化的理解習慣，提高思維的靈活性。

2.5融入美學欣賞，提高人文素養

人們面對美的事物會本能地產生關注和熱愛，因此，將美育融入課堂教學既可以豐富學生的知識結構，提高人文素養，也可以調動學生熱情，營造活躍氣氛。圍繞晶體，可以挖掘出很多美學要素。首先是語言之美。“晶體”二字是基于物體光學特性的名詞創造，字面意思是指亮晶晶、閃閃發光的物體。在甲骨文中，“晶”象形天上的星星，本義是指繁星，后引申為明亮、閃耀之意。這一詞匯充分體現了漢語的生動、形象和簡約之美。此外，漢字構詞的簡約和意蘊豐富等優點，為現代科技的概念創造帶來了巨大便利，例如“激光”“衍射”“函數”“細胞”“電腦”等現代詞匯，和“晶體”一樣，都能既準確又簡單高效地反映事物的核心特點。

在晶體學領域，還有大量優美的名稱值得欣賞。二氧化硅的天然結晶體在地質學上稱為“石英”，純凈透明的石英稱為“水晶”。英者，美也，水者，透明也。硫酸鈣水合物的天然結晶體稱為“石膏”，膏者，脂油也。這些常見詞匯，細細揣摩，皆具美感。晶體的微觀結構和對稱性也可作為審美對象，讓學生體會結構之美、和諧之美。此外，種類繁多的寶石、玉石，更是可以通過視覺沖擊來展示晶體的光學之美、自然之美。在欣賞畫面的同時，討論顏色產生的機制，及相關晶體性質等問題，文理互釋，可以讓學生的人文素養和科學素養同步提升。

3教學實踐與效果分析

從2017年起，本校“晶體物理學”教學團隊開始著力進行課程思政建設和實踐，并通過課堂反饋、課下交流、問卷調查等途徑對思政實施效果進行了分析。從2017到2020年，有四屆學生共計88人選修了這門課程，學生課堂報告 61人次，其中大部分在老師指導下融入了思政元素。代表性報告有：2018級陳惠敏同學的《中國晶體》，講述了陳創天院士和KBBF晶體的相關內容；2018級董行行同學的《寶石簡介》，展示并分析了不同晶體的形態和色彩之美；2019級曹再翔同學的《超聲場對結晶的作用》，介紹了我校在聲場調控方面的重要成果；2019級蔣浩浩同學的《維格納晶體》以及2020級席宇航同學的《時間晶體》，從知識遷移的角度進行了新概念、新事物的討論；2020級孫鉑涵同學的《中國古代鋼鐵技術》，介紹了我國古代在金屬晶體領域的先進科技。從課堂效果來看，無論是做報告的同學還是聽報告的同學，對這些內容都表現出了很大興趣，課堂討論也很熱烈。

教師是實施課程思政的主體。近年來，本課程教學團隊對思政元素進行了廣泛搜集和整理，基本上在每一堂課的講授和點評研討環節都會融入一定的價值、人文和思辨元素。此外，為了將重要思政內容厚植學生心田，除了課上課下交流，在期末考試的試題中也設置了相關題目。在結課半年后對學生進行談話式回訪，發現學生普遍能記起很多思政內容。學生認為，這些內容與課程知識關聯性強，因此印象深刻。立足專業課程自身特點，將內隱的價值理念外化為師生教與學的行為表現，是課程思政取得實效的關鍵。[12]本課程牢牢抓住“晶體”這一關鍵詞進行思政素材的尋找和編織，是學生普遍樂于接受的重要原因。

為了深入了解課程思政實施的效果，我們針對不同思政策略的認可度/受歡迎程度，在往屆學生的微信群中進行了匿名問卷調查。結果顯示，學生對“討論國人成就，點燃愛國情懷”的平均認可度為8.8分；對“講述身邊故事，激發拼搏精神”的平均認可度為9.2分；對“介紹古代科技，增強文化自信”的平均認可度為8.9分；對“重視知識遷移，提升思維品質”的平均認可度為9.6分；對“融入美學欣賞，提高人文素養”的平均認可度為9.3分（滿分皆為10分）。這些高分數據說明學生對各個方向的思政內容普遍都很認可，但更加偏愛與自身能力提升有明顯關聯的內容。相對而言，對培養愛國情懷和文化自信的認可度略低（<9分），這在一定程度上反映了價值塑造是研究生育人體系中難度最大的環節，需要教師在這方面探索更好的方法和技巧。

4結語

研究生是我國科技隊伍的生力軍和儲備力量，畢業后，他們會在各個領域扮演重要角色，在中國偉大復興的歷史道路上發揮引領者的作用。因此，培養熱愛祖國、德才兼備、全面發展的研究生已成為新時期國家層面提出的明確任務。這意味著學校、導師、授課教師等各方力量必須強力貫徹“價值塑造、能力培養、知識傳授”三位一體的育人理念。通常，研究生只在第一學年有課程學習任務，時間很短暫，而課堂上的交流對育人而言是非常重要且高效的方式。所以，授課教師必須要重視和踐行課程思政，這樣才能建立屬于自己的三位一體的育人體系，才能在研究生培養中守好自己這段渠，種好責任田。本文認為，基于師生共建課程思政的理念，從國人成就、身邊故事等多個角度出發，可以有效實施課程思政，從而能夠增強研究生的愛國情懷、文化自信、拼搏精神、思維品質和人文素養。相信課程思政在專業課程中的廣泛融入，必將提升我國研究生的培養質量，進而為我國的不斷崛起提供可靠的高層次人才保障。

*通訊作者：翟薇

基金項目：西北工業大學2020年度校級教育教學改革研究項目（2020JGY29）

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