課程思政融入材料科學教學中的探索
——以熱處理為例

趙素，趙景榮，徐連儀，金敏

（上海電機學院，上海）

一 引言

我國正處于百年未有之大變局，對人才的需求極大地提升，對人才的要求也不再僅僅局限于只具有專業知識的人才，而是成為德才兼備的人才。自2014 年課程思政的提出到2020 年《高等學校課程思政建設指導綱要》（教高〔2020〕3 號）正式發布，專業課不再僅僅傳授專業知識，將思政融入專業課已成為必然[1-3]。早在古代，我國唐代文學家韓愈就曾提出：“師者，所以傳道、授業、解惑也”，教學始終肩負著教書、育人兩項重任，進一步強調了將思政教育融入專業課的必要性。

在以往的教學中，專業課的教育更傾向于“術業有專攻”，專業課老師更專注于在專業鄰域的研究，思政教育的內容涉及較淺，大多是通過講解自己的經歷來簡單地為同學們傳授自己在求學過程中的感悟。現今，將課程思政融入專業課是一個探討的熱點，如何將課程思政與專業課有機融合，在潛移默化中達到教書、育人的目的[4-6]。課堂不僅是老師教書育人的主渠道，也是學生學習的重要場所。通過調研發現熱處理板塊中所涉及的熱處理原理及工藝貼近實際生產，實用性強，學生沒有現場經歷和實驗課學習，不易掌握[1]。學生對于課程本身的掌握較為艱難，對于專業課知識以外的內容無暇分心。此外，學生的思想更偏向于“術業有專攻”。學生在專業課的學習中會不自主地將專業課知識與思政內容分門別類，對于老師在課程中的思政教育當成專業課知識學習過程中的一種課外話題，是老師為使學生專注于課堂拉回學生的一種手段，甚至認為是一種浪費時間的行為，因而學生對于老師在專業課教學中穿插的思政內容不重視，在老師進行思政教育時，學生僅當作課程中的一種消遣從而沒有主動地去思索，以至于老師的思政教育事倍功半。

因此如何在保證學生掌握專業知識的前提下將課程思政有效融合，并讓學生內化于心，外化于行值得思考探索。本文以熱處理為例，圍繞老師、學生與專業課本身三個方面探索課程思政與熱處理相融合的方法。

二 老師學生同向而行，提高學生的思政意識和學習興趣

學生是接受思政教育的主體，也是老師進行教學的目標人物，由于學生現存的慣有思維，以至于學生總是處于一種被動狀態，被動地接受專業課知識，被動地接受思政教育。對此，需要對學生進行“思想頻道”上的調頻，接受新的“信號”，化被動為主動，讓學生可以主動地去探索與學習。進行調頻，是將“思想頻道”從“高中頻道”調為“大學頻道”。學生剛升入大學，思維模式、學習方法等都還停留在高中。高中教育更多的是培養學生的應試能力，培養學生讀題、解題的邏輯與能力，學生習慣于單純地記住課本上的知識點以及將知識點應用于考試中；各科目之間區分明確，關聯性較弱或不明顯，從而導致學生習慣于“術業有專攻”。而大學教育則與高中教育有著極大的差別。專業課的主要任務是使學習者掌握所必需的學科理論、知識和專業技能并進一步掌握本專業的前沿科學技術和未來發展方向，以及培養解決實際問題的能力。例如熱處理工藝中的正火、退火、淬火、回火，以及新型化學熱處理、表面熱處理等這些工藝不僅僅是理論知識，也是熱處理行業人員所必須理解、掌握并應用于實際的工藝技能。此外，大學的教育不是“各自為政”而是“相輔相成”關聯緊密。比如，熱處理工藝只是材料加工中眾多環節中的一環，一個工件形成的過程中是多種工藝環環相扣緊密聯系，其中某一環節出現丁點錯誤影響都是巨大的，彼此之間是相互影響的。

學生了解了大學教育的特點，從一開始就要認真對待所學的專業知識，認識到它的重要性，跟上了老師講課的步伐，以熱情洋溢的學習狀態參與課堂中，老師在講授專業知識的同時又融入思政教育，學生更加容易接受，老師讓學生知曉“課程思政”這一概念的存在，明白課程思政對自身發展起到的重要作用：思政教育對學生理想信念的樹立，對學生在脫離學校走入社會，明確個人發展，擁有正確的價值觀、人生觀、職業觀、世界觀等，將個人發展與國家民族的發展相聯系等。學生真正地重視思政教育，在老師教學過程中去當一個“捕捉手”，讓老師想要為學生傳達的內容恰好被學生捕捉住。

總而言之，將課程思政和熱處理相融合，需要老師和學生的同向而行，共同努力。老師尋找適合的方法將課程思政與專業知識融合，做到你中有我，我中有你。學生重視思政的學習，將思政內容與自身相結合，自主地思索自身不足進而自我提升。從老師被動地給予到學生主動地接受，從老師單一努力到老師、同學同向而行，共同努力，老師的教書、育人兩項任務方可事半功倍。

三 將課程思政與熱處理工藝融合方法的探索

（一） 結構決定性能，基礎決定高度

結構決定性能，熱處理工藝是通過不同的加熱溫度和冷卻方式改變金屬的結構，進而達到具有不同的性能。熱處理通常是由加熱、保溫和冷卻三個過程組成，大多數是首先把鋼加熱到奧氏體狀態，然后以適當的方式冷卻以獲得所期望的組織和性能。控制形核與長大過程，控制了奧氏體的形成速度，奧氏體的晶粒大小對后續珠光體、貝氏體、馬氏體的組織、性能起到極其重要的作用。由此可引申到學生的學習生活中，莊子在《逍遙游》中說：“水之積也不厚，則其負大舟也無力；風之積也不厚，則其負大翼也無力”。基礎決定高度，大學生在大學當中的學習可以類比“奧氏體轉變”的進行，大學中的學生就好似正在進行形核與長大中的晶體，具有無限的可能，卻也需要良好的基礎，不論是在專業技能方面還是個人素養方面，良好的基礎，適合自己正確的“熱處理工藝”在向上攀爬時，才會有足夠的驅動力。金屬熱處理工藝是機械制造業的關鍵工藝，通過不同的工藝來改變金屬的結構從而獲得不同性質的金屬這對我國先進制造業的發展起到了重要作用。比如在航天飛船、長征系列運載火箭、北斗導航衛星、空間實驗室、戰略導彈和戰爭武器等許多高端領域中的許多關鍵產品進行的技術攻關都依托于熱處理工藝的創新[8]。而這一切的創新卻也基于基礎的熱處理工藝，基于基礎的金屬學與熱處理知識。對于金屬的過冷度、原子擴散、形核與長大、晶粒強化等基礎金屬學知識充分掌握，才會對具有不同成分、不同原始組織的金屬在進行奧氏體轉變時控制好影響因素，以便后續繼續加工得到達到所需性能的金屬材料。

（二） 借用歷史，聯系實際

熱處理工藝中所涉及到的各種工藝的相關知識，專業術語晦澀難懂對學生的積極性有很大的打擊，且熱處理工藝純理論的學習難免會讓學生感到枯燥乏味。對此最簡單的辦法便是進行古代的熱處理技術和現代的熱處理技術的比較。王者榮耀此游戲中有一游戲英雄的名字為干將，老師可以以此為切入點，講解干將這一名劍的鍛造所涉及到的古代熱處理技術，干將的背后還有一個古人以身殉劍的凄慘故事，而古人為何要以身殉劍，最后干將這樣的名劍卻為何消失于歷史的長河中。這其中涉及到了許多的熱處理的相關知識，這不僅可以讓學生對于熱處理技術有更為深刻的體會，讓學生對熱處理的相關知識與自己在課外所得擁有關聯性，對知識的把握更為深刻，還可以讓學生去進行思考與反思，尊重生命。

此外，博物館作為反映人類歷史的“百科全書”，對學生學習熱處理專業知識是一個可以起到巨大作用的工具，鑒于當下疫情可以考慮將博物館的線上虛擬展廳運用到課堂，在課堂上參觀博物館中文物的展覽，區別與以往博物館講解員的講解，通過專業課老師對文物的相關熱處理工藝的講解，學生對文物的探索，對于學生掌握熱處理相關專業知識起到良好促進作用，此外通過博物館的參觀還可以激發學生的民族自豪感，拓展學生的眼界，培養創新精神。

（三） 培養綠色、節能、可持續發展意識

據統計，我國每年的熱處理加工量約為5000 萬噸，熱處理消耗電能總量達200 億KWh，天然氣和液化氣、淬火油加上其他工藝材料消耗，總計每年耗能約合超1000 萬標準煤，排放二氧化碳超3000多萬噸等[8]。此外，熱處理生產過程包含加熱、保溫、冷卻及熱處理后的工件清理等多道工序，這些工序還會產生粉塵、噪聲、電輻射等污染[9]，對環境和人類的身體健康造成極大的危害。

因此在進行熱處理工藝教學中，一個教學重點便是強調綠色、節能、可持續發展的重要性，可以通過講解實際的案例如先進的節能型燃氣加熱爐每噸能耗可降至27.9kg 標準煤[8]。此外通過技術與設備的創新與進步，如熱處理行業的燃氣加熱熱處理設備、振動時效熱處理技術等對于熱處理行業節能減排起到了很大的作用。即便許多新技術對環境問題的改善作出了許多的貢獻，但熱處理工藝需要做到完全的綠色還有很長遠的道路，而這需要新時代的大學生不斷地努力創新。綠色節能的熱處理工藝是未來熱處理行業一個發展的熱點，因此培養學生綠色可持續發展的意識不僅僅只是在培養意識，還是在培養學生尋找創新的切入點，比如根據現如今新的技術的創新對于節能減排起到的作用、新的能源的運用對于熱處理的工藝效率的提升，去引導學生思考：在熱處理工藝中，前輩所找到的技術創新的方向進而思考學生自己在根據現有的知識中可以找到的達到節能減排目標的方向。在這個思考的過程中讓學生將綠色、節能的意識不斷地加深，順便培養學生思考與反思的能力，提高學生的探知欲望，從被動轉為主動進而去尋找、創新更多的綠色環保技術。

2020 年9 月中國正式向全球明確我國將于2030年實現碳達峰，2060 年實現碳中和，以及十四五規劃中規劃加快綠色低碳、綠色轉型等，我國在不斷地推進對于環境的保護，因而在教學中培養學生對于綠色發展的意識，不僅是為了熱處理行業的人才的培養，也是讓學生將綠色、節能、可持續發展的意識牢記于心，不論是在學習、生活還是未來的工作中都要方方面面做到綠色、節能，為實現“雙碳”目標貢獻自己的力量。

（四） 課外延伸，擴展眼界

在以往進行專業課的講解中，更加注重講解課本上的知識，要使熱處理工藝和思想政治課同向而行的話，便不能局限于課本中的知識。在課程講解時可以將現今有關熱處理工藝最新的文獻報道、科研成果、最新技術和新工藝及攻關過程為同學們進行簡單地講解，引出學生對熱處理工藝的興趣，提升學生對于難點攻關克難的信心。同時還能增強學生對于該行業的了解，拓寬學生的眼界和知識面。

雖然我國在熱處理工藝技術上有了許多的突破，但還需認清目前存在的不足。相比于國外的熱處理工藝技術，我國在一些領域還存在著一些短板。例如在航空航天領域，主要發展高強、高韌性和耐腐蝕性的鋁合金材料以滿足航空航天嚴苛的要求，不同的熱處理方式在很大程度上影響著鋁合金的綜合性能。因此對于不同性能要求的鋁合金，需要研發適宜的熱處理技術。在我國，鋁合金的熱處理工藝僅有100 余種，距離國外的370 余種還有很大的距離，需要持續地研發，縮短鋁合金基礎熱處理技術與發達國家的差距[10]。此外，熱處理裝備的設計與制造落后國際先進水平且嚴重依賴進口，熱處理行業相關人才短缺問題嚴峻且熱處理所產生的環境污染問題仍待解決。

這些不足阻礙著我國熱處理行業的發展，而這些問題的解決正是當代大學生需要努力奮斗的目標。因此，授課中加強學生的危機感和責任感。讓學生意識到這不再是簡單的書本知識，而是我國熱處理工藝未來的發展的重要一環，引導學生不斷提升專業素養，使用掌握的知識，在熱處理技術中攻堅克難，以新的技術、新的方法來突破國外的技術封鎖。讓學生意識到將個人的發展與國家和民族的命運結合起來，勇擔時代重任。

四 結語

材料是人類賴以生存和發展的物質基礎，材料與國民經濟、國防建設和人民生活密切相關。大學生是國家發展的儲備軍，培養德才兼備的人才對國家的持續發展起到關鍵性作用。熱處理作為材料類專業大學生所必須掌握的一個板塊，將思政教育融入課程中，為中國特色社會主義建設道路上培養合格的建設者和接班人起到了重要作用。將課程思政和專業課相結合，讓學生做到內化于心，外化于行，對學生個人在脫離學校進入社會擁有正確的、積極向上的世界觀、價值觀和人生觀，善于發現問題、分析問題和解決問題，為熱處理行業的創新發展貢獻自己的力量，為國家的建設添磚加瓦。