《碳材料科學基礎》課程的思政教學探索*

范 磊

(揚州大學化學化工學院，江蘇 揚州 225002)

隨著社會經濟的不斷發展和國際形勢的風云變幻，我國的高等教育工作也不斷出現新的問題，具體表現為大學生的家國情懷薄弱、理想信念模糊[1]。面對此類問題，習近平總書記在全國教育工作會議上指出，“要堅持把立德樹人作為中心環節，把思想政治工作貫穿教育教學全過程，實現全程育人、全方位育人，努力開創我國高等教育事業發展新局面”[2]。因此高校引入思政教育不但可以提高教師隊伍思想道德素質修養，而且有利于培養大學生正確的價值觀、人生觀，使他們將來可以承擔起建設有中國特色社會主義職責[3-4]。

《碳材料科學基礎》課程是材料化學專業學生的選修課程，主要介紹新型碳納米材料的結構、性能、制備和應用方面的知識。內容包含“碳材料發展概論”、“富勒烯”、“碳納米管”、“石墨烯”、“碳纖維”、“金剛石”、“先進多孔碳材料”等。從教學內容上看，新型碳納米材料囊括了碳材料行業最前沿的研究領域，都是當今各類應用的研究熱點，因此不管對于科學研究還是對國民經濟發展而言都非常重要。掌握新型碳材料的物理化學性能、制備方法等與思政教學中提高科學素養、培養工匠精神、增強愛國情感和社會責任感等相一致。因此，在《碳材料科學基礎》課程中融入思政教育不僅重要而且必要。

1 課程思政的內涵構建

根據碳材料科學基礎課程的特點，把握該課程的系統理論脈絡，抓住其課程特點與當前主流正面思想交叉的結合點，構建基于《碳材料科學基礎》課程的內涵主旨[5]。主要包括：(1)培養學生的文化自信。在碳材料科學基礎課程的教學過程中，結合國內科學家在新型碳材料研究過程中的具體事例，講好中國科學家的故事。培養學生的自信心和使命感，讓他們覺得中國人也可以做世界一流的科學研究。(2)培養學生的工匠精神。在碳材料的制備過程中，很多因素會影響產品的品質，要給學生灌輸精益求精的精神，做好每一道工序，做最好的產品，當好大國工匠，勇創一流。(3)培養學生的科學思想。事物發展都會遵循一定的規律，科學研究同樣是找出事物的運行規律。我們的教學就是要讓同學們在學習過程中建立起一種用科學的理論去認識世界，改造世界的決心。讓同學們用哲學的思想去認識問題、思考問題和解決問題，樹立正確的世界觀和人生觀。(4)培養學生的責任意識。強調文化自信的同時，我們也要清晰的看到我們曾經和世界的差距，主要的新型碳材料大部分都是由其它國家的科學家的提出或者發現的。主要原因在于我們起步較晚，很多領域還處于追趕當中，如何縮小與世界頂尖水平的差距甚至超過世界頂尖水平，希望可能就寄托在現在的同學們身上。因此同學們必須要明白身上所擔負的責任，唯有努力工作，勇擔責任，才能把我國的碳材料行業推向國際一流水平。

2 《碳材料科學基礎》課程中思政教育元素挖掘

在碳材料科學基礎課程中挖掘課程思政的元素，首先要立足于專業課程內容的特點，同時體現哲學、政治經濟學等的科學世界觀和方法論觀點，要能充分展現國家情懷、民族智慧、工匠精神，激發學生的文化自信，民族自信，提升同學們的愛國熱情，責任擔當。因此，應該要聯系各部分具體講授內容，充分發掘講授內容中的思政教育元素，部分結合點如表1所示。

表1 《碳材料科學基礎》課程思政教育元素挖掘

3 《碳材料科學基礎》課程中思政教學具體案例分析

在授課過程中，激發同學們的愛國熱情，樹立為國家之崛起而讀書的目標是非常重要的。聯系《碳材料科學基礎》課程，中國在碳及相關材料方面的應用發展已有數千年歷史，在傳統碳材料的使用上創造了諸多的輝煌。例如中國是最早利用煤炭的國家；中國四大發明中的火藥就大量地使用了木炭。因此在碳材料的發展歷史中中國創造了諸多的第一。近現代，我們國家的碳材料研究在逆境中求發展，尤其是近20年來取得了長足的進步，也獲得了許多值得寫進教科書的成果。因此尋找具體思政案例，體現我們國家在這領域取得的成績對于激發大家的愛國熱情和學習熱情是非常有益的，下面就具體的實例略作分析。

3.1 案例一之鄭蘭蓀院士的碳團簇研究

在講授富勒烯章節時，可以介紹廈門大學鄭蘭蓀院士的研究經歷。鄭蘭蓀院士早年在美國留學，師從美國科學院院士、因發現碳60而獲得諾貝爾化學獎的斯莫利教授。經過幾年的勤奮努力，成功完成博士課題“超冷的原子簇正負離子束的產生”，他的博士論文得到導師的高度評價。學業完成之后，鄭蘭蓀院士拒絕了美國、德國、沙特阿拉伯等國同行提供的優厚待遇，毅然回到了母校。回國后，鄭蘭蓀進入廈門大學物理化學博士后流動站工作，他研究的方向是激光產生原子簇、激光化學等，填補了國內這一領域的研究空白。一切從無到有，創建實驗室，申請各種基金項目。經過多年的努力鉆研，2004年，鄭蘭蓀領導的科研組在《科學》雜志上發表了《活潑碳50的捕獲》。成功捕獲碳50，科研組從確定選題到最終取得成果，歷經了10年艱辛。發現碳50的成功幾率非常小，但鄭蘭蓀課題組堅持不懈地做下來，事實證明，他們的堅持是對的。碳50這一成果全部在國內完成，這在我國科學界也不多見。比碳60更小、更難以捕捉的碳50的發現無疑是該領域研究的一項重要突破。鄭蘭蓀院士的選擇無形中契合了習近平總書記提出的“要把論文寫在祖國的大地上”的要求。他所進行的研究緊跟科學前沿，為推動富勒烯領域的研究做出了重要的貢獻。鄭蘭蓀院士的事例更要告訴我們，科研成果的取得絕不是偶然的撞大運，需要的是長期不懈的努力和堅持。

3.2 案例二之劉忠范院士的石墨烯研究院

講授石墨烯相關內容的時候，可以介紹北京大學劉忠范院士在石墨烯的產業化方面所做的努力。石墨烯號稱新材料之王，其一經報道便因其優越的物理化學性能吸引了全世界的關注。中國擁有最龐大的石墨烯研究隊伍，從2011年起，中國發表世界最多的石墨烯相關學術論文和最多的專利。同時，中國也在引領著石墨烯材料的產業化運動，目前國內有幾百家企業從事石墨烯產品和生產設備開發。看似熱鬧的產業化也暴露出許多問題，例如產業規劃重復、核心技術缺乏、盲目投入等，嚴重制約著行業的發展。劉忠范院士在石墨烯的化學氣相沉積生長方法研究領域做出了一系列開拓性和引領性的工作，是國際著名石墨烯專家。在他的推動下，北京石墨烯研究院(BGI)由北京大學牽頭建設。BGI致力于打造引領世界的石墨烯新材料研發高地和創新創業基地，瞄準未來石墨烯產業，全方位開展石墨烯基礎研究和產業化核心技術研發，推動中國石墨烯產業健康、快速發展。劉忠范院士的觀點是石墨烯作為一種戰略新興材料，國家應該積極謀劃布局，充分體現國家意志，不能過于急功近利。既要關注今天的產品，更要關注未來的核心技術，只有擁有這些核心技術，才能擁有石墨烯產業的未來。劉忠范院士在石墨烯產業化方面的嘗試說明他正在踐行中國科學家的擔當精神和工匠精神，扎扎實實面向產業做技術，勇于對行業各類不良現象說不，切實肩負起中國科技產業發展的重任。

3.3 案例三之李玉良院士的石墨炔創新

在前面所舉的例子中，新型的碳納米材料富勒烯和石墨烯都是由外國科學家首先發現或提出的概念。我們中國科學家在新型碳材料方面有沒有原創性的重要成果呢？當然是有的，例如在講sp雜化碳材料具體例子的時候，我們可以介紹李玉良任院士和他的石墨炔材料。石墨炔是一種新興的二維碳材料，由李玉良院士團隊于2010年首次制備，受到了國內外的廣泛關注。石墨炔是一種具有很大發展潛力的新碳同素異形體，由于其奇特的sp和sp2電子結構并具有本征帶隙，展現了已發現的碳材料難以出現的性質。近年來，石墨炔已經在鋰離子電池，催化劑，太陽能電池，電化學驅動器等方面開展了系列前沿性探索研究，取得了引人注目的研究成果。李玉良院士課題組從創新理念出發建立了石墨炔基材料自組裝和自組織方法學，結合碳基材料的結構和生長規律以及考慮結構和能量等科學問題，實現了聚集態結構從一維到二維的可控制備。從二維碳石墨炔的大面積、高有序生長方法學，到基礎和應用科學研究。李玉良院士的研究是典型的從零到壹的過程，但是這個壹并非是憑空而來的，李玉良院士在此之前在富勒烯和碳納米管合成等領域做了長期的研究工作，打下了堅實的基礎。但是他們沒有滿足于當年的研究，目光總是盯著未知的領域。石墨炔的合成也不是一蹴而就的，李玉良院士課題組也經過了長期的堅持不懈的努力，終于找到了合適的合成方法，最終得到了滿意的結果。

4 《碳材料科學基礎》課程中思政教學過程改進

將課程思政教育融入專業課程的建設中去將是一個長期的過程，如何提高課程思政水平是當務之急。結合《碳材料科學基礎》這門課程，我認為可以從以下幾個方面著手。首先提高專業課程教師的課程思政意識，將專業知識的講授與育人緊密結合起來。作為老師平時要注意關心政治，加強思政學習，提高自己的思想道德修養。其次，認真挖掘《碳材料科學基礎》專業課程中所蘊含的豐富的思政元素，整合教研室材料系統課程思政資源，以教研室為單位，建立由專業課教師、思政教師、輔導員、黨員教師組成的課程思政協同團隊，定期進行交流研討，提出問題，并討論相應的對策，還應建立以專業課程為單位的專業課程組。該組負責研究制訂專業課課程思政標準、建設課程思政資源庫、制訂課程思政學期計劃，明確本門課程的思政元素、課程思政的重點和難點、課程思政的設計與教學方法。專業課程組備課時，不僅要備課程，還要備思政，確保思政內容進專業課教案、進專業課課堂、進專業課考試卷，同時，學期末要組織教師進行課程思政教學心得分享與交流。最后，“思政教學內容”要與碳材料課程教學內容緊密結合，切記不能生搬硬套，做到“隨風潛入夜，潤物細無聲”的效果。由于大學生群體不同于中小學生，他們對知識的學習已經從被動變為靈活主動，我們的教學方法也應該做出相應的改變，貼合他們的學習特點和學習習慣，充分激發學生的學習興趣和學習熱情，讓他們在潛移默化的過程中樹立正確的世界觀、人生觀、價值觀，成為中國特色社會主義可靠接班人。

5 結 語

《碳材料科學基礎》課程中引入思政教學是大勢所趨，隨著國家在科研方面的積淀越來越深厚，我們可以用在教學中的元素越來越豐富。在高校的理工科課程中，將思政內容融入嚴謹枯燥的理論知識講授體系中，一方面可以調節課堂氣氛，提高課堂效率，增加同學們的學習熱情；另一方面，可以提高同學們的愛國熱情，培養他們正確的人生觀、價值觀，樹立艱苦奮斗、精益求精的工匠精神，有助于促進學生全面成才，成長為對社會有用的人。