線上教學中課程思政元素發掘與教學設計
——以“材料科學基礎”課程為例

萬祥龍，劉 銀，丁國新，程國君，李孟婷，張 超

線上教學是網絡時代催生的一種新的教學模式，與線下教學相比其優缺點明顯，如何提高線上教學質量是當前教學研究的熱點之一［1-2］.線上教學中師生雖不能像線下那樣面對面交流，但線上教學內容具有回放功能，便于學生對課堂上沒有深入理解的知識點進行復習鞏固.對于課程思政內容的線上教學難度變大，教師們往往缺乏第一手的反饋信息，難以及時掌握課程思政內容的教學效果.同時，面對各種網絡思潮，如果缺乏正確的價值觀和判斷力，自制力差的學生容易沉溺于網絡，教學效果無法得到保證，學生正確的人生觀和世界觀也難以形成.因此，與線下教學相比，遠程線上教學中更需要注意到這些現實存在的問題，通過課程思政教學設計，可以幫助學生樹立正確的人生觀和世界觀.

本研究通過分析線上教學中存在的問題，有針對性地設計課程思政教學方案，通過培養學生的科學精神、愛國情懷、責任與擔當和創新思維，促進學生人生觀和世界觀的形成.本研究以“材料科學基礎”課程為例，分別從案例化、多元化、體系化、常態化和創新化等多角度對線上遠程教學在工科學科中的課程思政元素進行發掘，發揮課程思政教學的設計作用，提高學生們線上學習的主動性和自律性，幫助學生樹立正確的國家觀、民族觀、人生觀和世界觀［3］，成為國家堅定的建設者和接班人.

1 工科課程思政要求與線上思政建設目標

1.1 工科課程思政要求

工科的專業課程體系中，關于工程理論的內容較多，在課程中如何實現立德樹人、多課程體系協同育人，避免完全上成了課程思政課，是工科專業課程思政教學需要解決的主要問題，因此需要進行立體多元化的教學設計，同時也要注意顯隱的結合，讓學生在教學中被無縫帶入，達到潤物細無聲的目標.

1.2 線上教學中課程思政建設的教學目標

根據線上教學的特點，選擇更多合適的科學理論發展和工程應用案例進行專門的教學設計，以達到以下的教學目的.

（1）政治認同與理論教學的有機結合.在工科課程教學中融入思政元素，與理論教學有機地結合需要進行專門的教學設計［4-6］.從教學大綱、教學計劃和教學用PPT入手，尤其可以有效地運用包括了案例的視頻、圖片等直觀資料，在教學中方便添加課程思政的內容，發掘案例背后的課程思政元素，通過顯隱結合的方法，不刻意、不主動提示該部分為課程思政內容，從而達到將學生的工程理論學習與政治認同有機結合的目的.

（2）顯性與隱性教學相結合的教學模式.在工科課程線上教學的背景下，結合網絡視頻宣傳我國重大工程案例，把具有先進性和代表性的工程案例與課程理論知識相結合.通過引入實際案例背后的科學理論，引導學生對相關理論進行學習與討論，傳承工程中的工匠精神，激發學生的學習熱情與愛國熱情，實現了顯性與隱性教學的結合.

（3）把學生的德育放到學生全面發展首位.在工科教學中，立德樹人是排在首位的目標.在德育內容的選取上，要注意選擇與學生的生活貼近、學生易接受的課程思政案例，如我國解放初期眾多科技工作者回國報效祖國的事跡，科學家們放棄國外優越的生活條件，義無反顧地把所有的時間和精力投入到祖國的建設當中來，才有了我國的兩彈一星，才讓中華民族自信地屹立在世界面前.重視德育有利于加強學生素質拓展，提升育人成效，提升學生日后服務社會的能力.立德樹人的另一個重點是加強教師自己修身立德、言傳身教的能力［7］.通過教師榜樣的模范作用，在給學生傳授知識的同時加強德育教育，對學生的言行、價值觀都具有決定性影響.因此，在線上課程的教學設計中需要有意識地展示這方面的內容，培養具有良好思想品德和有能力為社會主義建設貢獻力量的人才.

（4）充分發揮多元化育人在網絡課程中的作用.在工科課程教學中加入課程思政元素，需要充分發揮教學設計的作用，設計和建立多元化的育人模式.多元化育人需要注意學生在不同方面的能力培養，提高學生的綜合素養.針對學生的不同能力培養要求進行針對性的設計，如對理工科的學生，人文素養培養也具有重要的地位，學生的管理、表達和辯論的能力也需要得到重視.在一些工科課程中可以開展案例辯論式教學，在案例辯論過程中理解理論，在辯論中促進了對學生思辨能力的培養，提高了學生的綜合素質.

2 線上“材料科學基礎”課程思政的背景

在工科材料類專業中，“材料科學基礎”課程是一門舉足輕重的基礎課程，也是材料類學生考研的必考課程之一，在整個課程體系中具有銜接基礎理論和專業課程的作用.一方面，從材料科學與工程的基礎原理出發，滲透課程思政的因素，在幫助學生掌握基礎理論的同時樹立科學的發展觀、人生觀和價值觀.另一方面，選擇合適的課程思政案例，可以促進學生對材料科學與工程興趣的產生，對后續的專業課程學習也具有積極的作用.

在課程教學設計中，注重探索和挖掘“材料科學基礎”課程中的相關思政元素，遵循“價值引領、能力培養、知識傳授”的理念［4］.分別從培養學生的科學精神、工匠精神、愛國主義精神三個角度出發，幫助學生樹立科學發展史觀［5］.同時，有利于塑造學生的擔當意識、愛國情懷、職業道德和職業精神.

3 線上課程思政教學設計與建設方案

以“材料科學基礎”課程為例，嘗試從以下幾個方面推進工科課程思政建設.

3.1 線上教學中課程思政元素發掘

在工科線上課程中開展課程思政教育要積極挖掘課程思政元素，并就相關元素進行深入的拓展，精心設計教學方案，考慮學生對課程思政元素的接受方式和能力，以達到預期的教學效果.

（1）工程案例與思政元素的結合.從重大工程案例出發，引出工程案例背后的理論知識，可以讓學生更深刻地理解從理論到實踐的差距與實現的路徑.這種案例教學不僅不會讓學生覺得理論是空洞的，而且能提高學生的學習興趣，積極主動地思考和查詢相關資料，有利于培養學生的科學精神.如選取港珠澳大橋建設作為工程案例，從特種材料應用的角度加以分析，一方面體現了我國新材料領域取得的新進展，另一方面在案例中能讓學生學習到重大工程中一絲不茍的工匠精神.通過引導學生課后利用網絡資源對相關案例進行深入的調查、分析和總結，有利于其在后續課程中對相關理論內容進一步地理解和思考，實現遠程線上教學后的二次學習.

（2）線上課程思政元素多元化.線上課程思政的多元化教學主要從以下兩個方面進行設計.首先是案例內容的多元化，從科學發展的歷史規律角度、理論發展的曲折性方面選擇適當的案例.如電子在單晶中衍射問題的發現是源于一次實驗事故，不銹鋼材料也是從一堆廢棄的實驗樣品中發現的，這些案例都顯示人類在認識材料的過程中是曲折的.由所發現材料的特殊性能再研究其背后的機理，然后把機理用于制備新材料的實踐，用新的實踐檢驗理論，這個過程體現了理論發展的曲折性以及自然科學中理論與實踐相互促進的關系.其次是案例來源的多元化，從古今中外的案例、圖書和檔案等到當前的網絡資料，由科學理論到工業上的實際應用，都表現出可用于課程思政案例資料來源的多元化.

（3）線上課程思政元素體系化.依據課程的教學內容，對相關的課程思政教學進行體系化設計.從能力培養、世界觀和價值觀的建立、對國家建設的擔當和愛國情懷等角度進行系統化協同育人.通過分析不同部分教學內容之間的聯系，對課程思政案例在不同章節中進行有針對性地選擇和設計.如從人類對原子的認識到固體中原子的堆積方式，進一步得到相關的晶體常數和相關定律，再到后續的固態中的擴散、晶體的固態相變和相圖，把每一步的課程思政案例教學內容系統化.同時，課程思政元素體系化也為全方位育人提供良好的素材.從不同的育人角度對學生不同能力的培養，是建立課程思政元素體系化的主要目標.

（4）線上課程思政元素常態化.線上課程思政內容具有網絡屬性，容易被學生課后在網絡搜索和查證，因此對課程思政材料的收集與含義的挖掘本身就需要一個正確的價值觀.日常網絡中正能量案例傳遞的價值觀經得起網絡上各種思潮的考驗，而且正能量的素材更容易獲得學生的認同.如我國當前遇到的芯片技術這一卡脖子問題，科學家們都能很好地掌握其原理，但真正的差距是從技術上實現芯片的制造技術.不論是光刻機的極紫外線光源還是光刻膠，都是材料科學發展的巔峰.這類案例可以很好地激發學生的責任與擔當，通過有擔當一代人的努力，沖破歐美對我國的技術封鎖，解決卡脖子的技術不是遙不可及的.好的課程思政元素既需要貼近學生生活、貼近時代發展，更是一種可以時時深入人心、常態化的正能量教育.

（5）線上課程思政元素創新化.線上課程思政與工科教學內容的融合其本身就是一種創新，對課程思政元素的選擇與教學設計也是巨大的挑戰，最常用的方法是利用課程的內容在課程引入階段提出與課程理論相關的創新性案例，激發學生對本章節內容的學習興趣，同時也讓學生覺得這樣的教學不是一種說教.如在鐵碳相圖的教學中，從我國古代的干將莫邪和古印度的大馬士革鋼介紹入手，體現了古人高超的技藝和工匠精神.根據當前網絡上能查到的大馬士革鋼的花紋圖案，引導同學們思考結構與性能之間的關系，并在后續的鐵碳相圖的學習中主動尋找相似的結構，提高學生科學探究的主動性.通過與隱性課程思政元素的結合，效果明顯優于簡單地說教，常常會取得更好的教學效果.因此，教學設計需要一種新的思維，采用讓學生能夠接受的方式，用不同的表現形式讓學生在創新的理念中學到新的思想，達到讓學生對課程思政內容具有認同感的目標.

3.2 從培養學生角度進行教學設計

主要從培養學生層面出發，研究課程思政與課程理論的結合和學生對課程學習的效果.

（1）從培養學生的科學精神角度.在工科的課程思政體系中，科學精神是最重要的內容之一.從培養學生科學精神的角度出發，針對性地進行教學設計.例如從課程中的材料科學相關章節中引入近現代材料的發展史，通過從天然材料的發現到人工合成材料的發展過程，學習科學發展史中人類認識世界的科學精神和工匠精神，可以有效提高學生的人文素養.科學精神的培養在工科學科中具有天然的優勢，要充分發揮這種優勢帶來的育人效果，引導學生學習和體會嚴謹、求實的科學精神，有利于學生正確人生觀和價值觀的樹立.

（2）從培養學生的愛國情懷角度.在我國古代有很多領先全球的工科優勢領域，如我國古代的四大發明推動了全人類的發展，絲綢、唐三彩、鑄造、造船等技術也是各國競相來我國學習的新技術、新工藝.對比古今，展示我國古代材料科技，可以明顯增強學生們的自豪感和愛國情懷，如我國剛剛成功發射的空間站核心倉是由眾多功能性材料制造，展示了當前我國材料制備的最高水平.這類案例的選擇不僅有利于學生們文化認同感和自豪感的提高，還明顯提升了學生們的愛國熱情.

（3）從培養學生的責任與擔當角度.在工科課程的相關理論中，很多理論都是由國外的科學家建立的，使我國近代在很多科技領域發展落后.針對這一問題，需要對比中外具體的技術應用，找出我國與國外材料科技差距所在，提出當代中國年輕人需要追逐并超越的具體目標，激發學生的責任與擔當意識.當學生具備了科學精神和愛國熱情后，特別需要通過一個具體的目標去落實，從而讓這一代大學生的責任與擔當不再是一個虛無的概念.如當前我國發動機工業中出現的材料技術問題，鼓勵學生思考多領域材料的協同發展和合作，討論如何從我做起，為我國新材料領域的發展貢獻自己的力量，通過適合工科課程案例的選擇，可以有效促進這一目標的達成.

（4）從培養學生的創新能力和創新思維角度.當學生具備了愛國、責任和擔當的素質之后，他們會從內心激發出怎么做的激情，因此，創新能力與創新思維的培養成為學生們的迫切需求.

首先，課程思政教學的思維本身就是一種科學的創新，通過引導學生用正確的立場、觀點和方法去分析具體的問題，把學習、觀察、實踐與思考結合，在教學過程中培養學生的創新能力.在教學中采用新思維促進新思路的形成，以新思路推動新方法的建立，以新方法應對國際風云變幻的意識形態對學生們的影響，實現課程思政教學的改革與創新.

其次，在材料革新的案例中，精心設計教學新案例，選取貼近生活、貼近網絡的案例.尤其是現代比較成功的功能材料案例，如用膠帶撕出石墨烯，其不僅使用的是身邊常見的非專業工具膠帶，并且兩位科學家還因此獲得了諾貝爾獎.該方法可以充分利用線上教學的優勢，選擇的案例貼近學生的網絡生活，貼近科技前沿，更容易被學生接受，同時也培養了學生不拘一格的創新思維.通過有意識地培養學生的創新思維，可以有效提高學生的創新能力.

3.3 從教學角度加強課程思政建設與保障

（1）線上教學案例庫建設.通過對教學的不斷總結和反思，把案例化、多元化、體系化和教學常態化結合，創新地把思政元素融入到教學大綱、授課計劃和備課筆記等系列的教學檔案中.通過顯隱結合，對課程思政案例與思想認同、人格塑造、文化自信和國家意識等與課程理論匹配，用馬克思主義的立場、觀點和方法去教書育人，幫助學生建立起牢不可破的思想防線，能辨別錯誤的思潮和言論.依據不同案例在課程思政中的不同作用對案例進行分類，并建立相關教學內容課程思政案例庫，便于在教學設計中進行選擇.如對科學精神和工匠精神傳承的案例、民族自豪感和愛國為主題的案例、科學發展史觀的案例、培養學生責任與擔當以及創新思維與能力培養的案例進行分類，根據相關理論教學內容可在不同章節進行調用.同時，在科技快速發展的時代，案例庫要常建常新，不斷把最新的、能與思政內容結合的案例加入庫中，不斷充實教學動態案例庫，與時俱進，充分發揮好課程思政資料庫的作用，保障課程思政的教學效果.

（2）師資隊伍建設.發揮教師言傳身教的主導作用，立德樹人，發掘適合線上課程教學的特點和學生學習興趣的課程思政元素.尤其是對學生網絡上所接觸到的思潮進行分析，把課內教學內容與課外思想影響結合起來設計教學方案，幫助學生辨識錯誤的網絡思潮，樹立正確的價值觀，通過教師的有意識引導，讓學生在學習理論的同時也能感受到教師認真嚴謹的科學態度.建立關心學生、與學生交心的新型師生關系，讓課程走進學生的心里，高效發揮教師言傳身教的作用.充分發揮教學團隊的集體力量，共同討論并制訂教學大綱和教學計劃，在實際教學中完成預期的教學目標.

通過有針對性地建設課程思政案例庫、優化案例教學、加強建設課程思政師資隊伍和培養學生創新思維，可以有效提高育人成效，提升學生服務社會能力.

4 線上課程思政的教學反思與總結

4.1 線上課程思政教學反思

線上教學一方面發揮了線上教學時學生對課程思政元素材料的可回放性的優勢，合理選擇素材，創新地總結和挖掘其背后的含義，讓學生們具有認同感；另一方面要特別注意網絡的特點，把學生及時從課程思政的拓展材料中拉回課堂中.在線下課堂教學中，教學節奏相對容易控制，而線上教學對學生的狀態相對難以監督，因此如何做到收放自如是線上課程思政元素選擇的一個重要標準，隨時把學生帶入課程思政元素的思考，也能把學生及時帶回網上課堂.

4.2 線上課程思政教學總結

通過一個學期113名學生參與的線上課程思政教學嘗試后，對教學效果進行了調查，從學生的反饋效果來看，98%以上的學生反響是積極的，也有學生課后私信老師，反映了學生對思政案例的積極思考.同時，從學生的課堂氣氛和課后作業也能反映學生們的學習態度.當期的學生評教結果也非常滿意，授課老師的課堂教學評分位列全校老師的1.1%（13名/1 178名），取得了良好的教學效果.

總的來說，較為薄弱的課程思政網絡教學建設需要得到重視，線上課程思政教學更需要有針對性地進行設計，需要根據線上教學特點及時調整課程思政教學的方法，通過建立課程思政案例庫和加強課程思政的師資隊伍建設可以達到預期的教學目標.