植入“新時代生態文明觀”的復合材料學課程建設探索與實踐

張雙燕 余勛 王福利 周煜 金晶 任浩

摘要 將“新時代生態文明觀”即習近平生態文明思想融入專業課程的教學中，是高校實現“三全育人”的重要組成部分，也是高水平大學內涵建設的重要指標。復合材料學作為一門材料科學與工程專業必修課，在教學內容、方法等方面具有自身的特點。根據復合材料學課程的特點，從培養目標、課程內容和教學方法3個方面探討了將“新時代生態文明觀”有效植入該課程教學過程中的技術路徑。

關鍵詞 生態文明觀;復合材料學;培養目標;課程內容;教學方法

中圖分類號 S-01文獻標識碼 A文章編號 0517-6611（2021）10-0265-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.10.068

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Curriculum Construction Exploration and Practice of Composite Material with Ecological Civilization View in the New Era

ZHANG Shuang-yan，YU Xun，WANG Fu-li et al

（School of Forestry and Landscape Architecture，Anhui Agricultural University，Hefei，Anhui 230036）

Abstract Combining Xi Jinping Thought on Ecological Civilization in the teaching of professional courses is an important part of “Three Educating People” in colleges and universities. It is also an important indicator of the connotation construction of high-level university. As a compulsory major course of material science and engineering specialty， composite material has its own characteristics in the teaching contents and methods.Based on its characteristics，this paper discussed the technical path of effectively implanting the “New Era Ecological Civilization View” into the teaching process of this course from three aspects of training objectives， course contents and teaching methods.

Key words Ecological civilization view;Composite material;Training objectives;Course contents;Teaching methods

生態文明是指人類在社會實踐過程中遵循人、自然、社會和諧發展的基礎上而獲得的一切積極、進步的物質和精神成果的總和[1]。黨的十九大以來，以習近平同志為核心的黨中央立足新時代中國特色社會主義生態文明的實踐，形成了新時代生態文明觀——習近平生態文明思想，即“樹立和踐行綠水青山就是金山銀山的理念，堅持節約資源和保護環境的基本國策，像對待生命一樣對待生態環境，形成綠色發展方式和生活方式，堅定走生產發展、生活富裕、生態良好的文明發展道路，建設美麗中國，為人民創造良好的生產生活環境，為全球生態安全作出貢獻”[2]。新時代生態文明建設需要社會各界的共同努力，尤其是作為人才培養主體的廣大教育工作者，更應將新時代生態文明觀融入課堂，實現“三全育人”。

復合材料作為材料領域的一個重要分支，其發展速度、規模和應用范圍影響和推動著現代科學技術的進步，已成為衡量一個國家或地區的科技和經濟實力的標志之一。材料的發展與生態文明建設是一脈相連的。新時代生態文明建設對材料的發展提出了“綠色發展”的要求，這也是經濟新常態下高質量、可持續發展社會建設提出的要求。高校材料專業是材料制備和研發以及應用人才培養的搖籃。在新時代生態文明觀建設的背景下，材料專業教育應深化改革，主動轉型，將新時代生態文明建設的指導思想貫穿于專業育人的全過程，推動材料產業的綠色發展，實現高等教育、產業與生態發展的同步[3]。筆者結合安徽農業大學材料科學與工程專業以農林生物質材料為特色的培養需求，以復合材料學課程為例，探索將“新時代生態文明觀”有效植入課程教學內容的技術路徑，提出植入“新時代生態文明觀”的復合材料學課程的教學培養目標、教學內容以及教學方法，為我國生態文明建設和材料產業發展，培養實踐能力強、具有高素質綠色發展的綜合型人才。

1 明確植入“新時代生態文明觀”的課程教學培養目標

復合材料學是材料科學與工程專業開設的一門專業核心課程，該課程涉及復合材料的基礎知識，各類復合材料的組成和結構、成型和制備、性能和應用等內容。隨著科技的發展，新型復合材料層出不窮，如功能梯度復合材料、機敏復合材料、智能復合材料以及納米復合材料等，已被成功應用于航空航天發動機、人工肌肉、皮膚等領域。這些新型材料的研發及應用在改善人們生活質量的同時，印證了人類文明的進步。新時代下，在綠色發展、可持續發展的基礎上，研究和開發具有更輕質量、更高強度、更強功能的復合材料已成為材料研究和發展的主要方向。因此，復合材料學課程要緊扣時代主題，改變原有僅注重學生實踐能力培養的教學目標，采用“生態、綠色、人文、創新”的思維模式，培養既具有理性思維又具有人文情懷的新型高素質工程類人才。

結合安徽農業大學材料科學與工程專業的特色和當今時代發展的要求，對復合材料學課程提出了具有學科系統性、針對性和時代性的教學培養目標：通過該課程的學習，使學生掌握復合材料的基本概念和基本研究方法，熟悉復合材料的基本理論框架體系，了解各類復合材料的組成、結構、缺陷、工藝、性能、應用及未來發展;了解復合材料對生態環境的影響，正確認識人與自然和諧共存的關系，能運用專業知識對復合材料發展過程中產生的生態問題提出有效的解決方案;堅持可持續發展，運用專業知識能夠進行綠色復合材料和產品的設計、開發及生產管理，為今后從事復合材料的研究和開發工作奠定理論基礎。

2 重構植入“新時代生態文明觀”的課程教學內容

針對復合材料學課程教學內容的特點，在借鑒諸多高校專業課程、思政課程教師的教學改革經驗和多種課程教材的基礎上，選取了適合的章節內容，確立了有效的“生態文明觀”與復合材料學教學內容的契合點，實現在“潤物細無聲”[4]的知識學習中融入新時代生態文明觀的理想信念層面的精神指引。

植入“新時代生態文明觀”的復合材料學課程教學內容共9章（表1），其中選取第一章緒論、第三章增強體中的“天然纖維”、第四章復合材料設計、第五章復合材料成型以及第九章生物質復合材料作為新時代生態文明觀植入的重點章節。具體“新時代生態文明觀”與教學內容的契合點如下。

2.1 緒論

材料的發展與生態文明建設一脈相連，緒論部分將剖析材料發展所帶來的環境問題，使學生充分認識人與自然的整體性，提升“人與自然和諧共存”的生態意識，引導學生學習并掌握生態文明建設相關報告和國家政策法規，并思考其重要性。

材料都是用資源換取的，當今不可再生資源日益枯竭，可再生資源尚未得到充分開發與利用，而復合材料具有多相復合、可設計的特點，其綠色化發展更具優勢且前景廣闊。因此，引入“綠色復合材料”的理念，提高學生的專業學習熱情，為將來自覺投入生態文明實踐打下基礎。

2.2 增強體

此部分內容在介紹復合材料常見的增強體材料（如玻璃纖維、碳纖維、陶瓷顆粒、晶須等）的基礎上，重點介紹天然纖維（如麻纖維、竹纖維等）這類增強體材料的環保優勢及其在復合材料上的應用，強調資源的合理、充分及高值化利用，提出材料發展的“環保舒適”理念，使學生認識到“世界上所有的生命都有他存在的價值”，教育學生珍愛自然，提升生命意識。

2.3 復合材料設計

“綠色設計[5]”順應我國時代發展和可持續發展社會建設的要求。因此，這一章節以“綠色設計”作為契合點，重點講解“綠色設計”的核心思想、價值、發展歷程、設計原則等內容，通過學習使學生認識到“綠色設計”是人類在追求人與自然和諧發展過程中不斷探索的結果，教育學生要維護人與自然的和諧發展，提升綠色意識。

2.4 復合材料成型

成型和制造是關系復合材料的設計思想、復合效應及性能優勢能否充分體現的關鍵，同時也是復合材料高投入、高能耗和高成本的主要原因。在復合材料制造過程中實現“綠色制造”、清潔生產，降低制造成本，減少廢料對環境造成的污染，是材料科學和工程發展的必然趨勢，也是新時代生態文明建設提出的要求。此部分在原有內容的基礎上，增加“綠色制造[6-7]”的相關內容，貫徹“綠色發展”理念，提升責任擔當意識。

2.5 生物質復合材料

以專題形式，介紹生物質復合材料的性能特點及其應用發展，通過生命周期評價（LCA）突顯其環保優勢，向學生展示科技改變生態環境的力量，使其認識到科技是真正實現可持續發展和成功發展的基石，引導學生擔任科技助力生態環境改善的踐行者。

3 建立“以人為本”的混合式教學方法

結合“新時代生態文明觀”的內涵和課程特點，在教學過程中突出學生的主體地位，建立了一套充分調動學生體驗、心理活動和情緒感知的“以人為本”的混合式教學方法，為“新時代生態文明觀”的有效植入提供保障。

3.1 課堂講授采用多種媒體相結合的教學手段

復合材料學課堂仍保留傳統教學手段，即PPT教學方式。在課堂講授的過程中穿插視頻影音資料，比如緒論部分介紹材料發展所帶來的環境問題以日常生活中接觸最多的塑料為例，播放“你扔掉的塑料如何回到了你的餐桌”視頻，引發學生對當前生態環境的思考，提升生態意識。同時，借助期刊、報紙等圖片資料，展示當前復合材料尤其是綠色復合材料代替塑料的實例，提高學生對專業學習的熱情和重要性的認識。

在教學過程中，改變傳統以教師講授為主的方式，借助網絡學習平臺，增加學生的課堂參與度。例如，復合材料聚合物基體的講授過程中，關于聚烯烴類聚合物的講解，由于學生之前相關課程的學習已有一定的基礎，所以在復合材料學這門課程課堂講解時，利用“學習通”平臺，讓學生分組對其在復合材料中的應用展開課堂討論，復習以前所學知識的同時，提升了學生學習的熱情。同時，借助“學習通”平臺，定時向學生推送綠色復合材料的發展動態，貫徹“綠色發展”理念以及國家的相關政策法規。

3.2 將科研成果引入的教學方法

大學專業課教師一般都是具有本專業較高學歷并從事一段時間相關領域研究工作后到學校任職的，具有扎實的理論知識、深厚的專業底蘊以及較強的實際工作能力。專業課教師在大學的工作內容主要是教學與科研[8]。教學與科研是相互促進、相互提高的。將科研成果引入課堂[9-10]是深入理解科技助力改善生態的有效手段。因此，在講解生物質復合材料章節內容時，引入一些最新的科研成果和教師自己的科研成果。比如，授課教師列舉自己參與“十三五”國家重點研發項目的科研成果——利用竹采伐廢棄物（如竹枝、竹梢等）制備“竹基纖維素農用地膜”（圖1）。該產品有效解決了塑料地膜造成的“白色污染”問題，既充分利用了資源，又達到生態環保的目的。