新工科建設金屬材料課程思政教學設計研究*

王倩倩，馮 攀，馬 慧

(東南大學材料科學與工程學院，江蘇 南京 211189)

改革開放以來，我國高校的科學研究水平迅猛發展，經費投入及成果產出都已名列世界前列，然而高校思想政治教育的發展未能趕上科研進步，仍存在一些問題，包括教師思政有待加強、全員全過程全方位育人格局還未完全形成等。針對這些問題，2017年教育部黨組印發《高校思想政治工作質量提升工程實施綱要》明確提出，大力推動以課程思政為目標的課堂教學改革，梳理專業課程所蘊含的思想政治元素和所承載的思想政治教育功能，融入課堂教學各環節，實現思想政治教育與知識體系教育的有機統一[1]。2018年，教高[2018]2號文件進一步要求在加快建設高水平本科教育，全面提高人才培養能力的過程中強化課程思政和專業思政，構建全員全過程全方位“三全育人”大格局。此外，近年來國際形勢復雜多變，多種思潮不斷涌現，為了培養擔當民族復興大大任的時代新人，高校人才培養過程中更應重視堅定學生的理想信念以及社會主義核心價值觀，引導學生建立家國情懷。課堂是思政教育的前沿陣地，也是全面開展思政育人的必要環節。在專業課程教學過程中深入梳理教學內容，結合專業特點、思維方法和價值理念，將思政理念和思政元素有機融入專業課內容，有助于形成融專業教育與思政教育為一體的課程思政教學模式與體系，強化課程育人功能，培養具有家國情懷的時代新人。

另一方面，當前科學技術與社會經濟快速發展，傳統“理”科、“工”科劃分限制了學科交叉創新，無法支撐我國科技強國戰略。為了滿足新興產業發展，為我國培養新型工程科技人才，教育部發布了《教育部高等教育司關于開展新工科研究與實踐的通知》，啟動“新工科研究與實踐”項目，在高校建設以互聯網和工業智能為核心，以新型信息、能源、控制等領域為主干的“新工科”專業，強調學科實用性、交叉性與綜合性。新工科建設需要有中國特色，其目的是工程教育強國，為實現中華民族偉大復興的中國夢提供高素質人才。因此，新工科建設也需要落實好立德樹人的根本任務，在人才培養過程中堅持引導正確理想信念與價值觀，培養學生家國情懷，崇尚工匠精神，服務國家戰略與行業需求[2]。新工科教育與思想政治教育都是基于國家戰略發展的新需求、國際競爭的新形勢以及立德樹人的新要求，提出的我國工程教育改革方向。將新工科建設與課堂思政建設有機結合，形成協同效應，對于我國工程教育改革具有重要意義[3-4]。

材料科學與工程是“新工科”教育的重要環節，也是智能制造的重要支撐，因此以材料科學與工程專業相關課程為基礎，開展“新工科”課程建設，深入挖掘課程思政元素，對于為我國培養著具有堅定理想信念、良好職業素養、新時代創新思維的材料領域相關人才具有重要價值[5,6]。東南大學開設的《工程金屬材料》是面向非材料科學專業工科學生開設的專業核心課程之一，通過該課程的學習，使得能源與動力工程等專業學生熟悉發電廠等能源系統金屬材料應用過程中選材與失效分析。課程根據與材料相關工科類專業人才培養的要求，以及能源與材料交叉學科領域發展趨勢設置，內容涉及《材料科學基礎》、《金屬熱處理工藝》和《材料力學性能》等，涵蓋的知識范圍廣、涉及的理論體系復雜、內容綜合實踐性強，對于培養高質量實用型、交叉型和綜合型人才，促進“新工科”發展具有重要作用。此外，該課程與工程實際結合較為緊密，在對金屬材料選型、失效分析等過程中將涉及學生的社會責任、職業道德、工程倫理和工匠精神的培養。基于面向非材料專業學生開設的《工程金屬材料》課程開展課程思政改革，能夠使學生了解具體的職業規范，增強學生的道德敏感性和社會責任意識，還能促進學生積極內化工程倫理和工匠精神的核心要素，可以滿足課程思政的建設要求。

因此，本文以東南大學面向能源與環境學院開設的《工程金屬材料》課程為例，探索新工科建設背景下，面向非材料科學專業工科學生，開展金屬材料相關課程的課程思政建設教學改革，緊密結合課程內容，深入挖掘課程思政元素，充分發揮課程育人功能。同時，建立教學效果評價體系，及時反饋思政課程教學改革效果。開展新工科建設金屬材料課程思政教學設計研究，對于培養具有家國情懷、符合社會主義核心價值觀的高質量實用型、交叉型和綜合型領軍人才，實現立德樹人的培養目標，助力中華民族的偉大復興具有重要理論和實際意義。

1 教學設計目標

1.1 基于新工科教育理念，建立思政內容豐富的《工程金屬材料》課程大綱

基于前期《工程金屬材料》授課經驗，面向新工科教育新要求，深入挖掘思政元素，找到合適的切入點，設計教學案例引申課程思政內容。基于新工科及思政教學改革內容，修訂課程大綱，以滿足國家戰略發展的新需求、國際競爭的新形勢以及立德樹人的新要求。

1.2 增強學生綜合素質和責任擔當，培養具有家國情懷的領軍人才

通過思政課程教學，使學生全面領會黨中央對高等教育提出的新要求，面對我國由制造大國向制造強國轉型，使學生全面領會我國關于“新工科”項目建設的戰略部署和“三全育人”的重要指示精神。不斷提升學生的綜合素質，繼續夯實專業基礎，積極培養創新能力，增強學生的自信心和榮譽感，立志肩負起民族復興的時代重任，培養具有家國情懷的領軍人才，為工程金屬材料的發展貢獻力量。

1.3 形成完善的面向新工科建設的課程思政教學改革動態評價體系

利用調查問卷等形式，有針對性地設計問題獲得學生對于面向新工科教育的課程思政教學改革的反饋，了解學生對于思政元素的理解，對于案例引申意義的領悟認可與領悟程度，了解案例式課程思政改革的優勢與不足，指導下一步改革方案的制定與實施。全面分析反饋的數據，形成完善的新工科建設背景下課程思政教學改革的動態評價體系。

2 教學設計內容

2.1 緊密結合課程內容，深入挖掘思政元素，充分發揮課程育人功能

要將專業課程與課程思政有機結合，找到切入點是關鍵。深入分析《工程金屬材料》教學內容，探索將思政元素郵寄植入課堂教學中，綜合利用多種教學方法與理念，對該課程進行教學案例設計，實現理論與實際的結合，可有效提高新工科教育背景下的專業課堂思政教育效果[7]。根據《工程金屬材料》課程內容，基于以下四個案例開展了課程思政教育，取得較好效果。

2.1.1 高鐵用金屬材料發展現狀引申家國情懷及民族使命感

《工程金屬材料》前兩個課時內容是金屬材料導論，介紹多種具有代表性的先進金屬材料發展歷史與現狀，高鐵用輕量高性能金屬材料是其中一個專題。高性能鋁合金、泡沫鋁等金屬材料的性能優化對于高鐵的大規模建設至關重要。我國高鐵發展初期面臨國際技術封鎖，經過幾輩人的艱苦努力實現彎道超車，占據世界領先地位，縮短多個城市之間交通距離促進多個都市圈建設，加速我國經濟發展，同時重塑中國制造的全球品牌形象，助力實現中國夢。利用該案例引導學生為我國便捷快速的鐵路網驕傲的同時認識到“自信則自立，自強則萬強”，引導學生堅持“道路自信、理論自信、制度自信、文化自信”，引導學生建立為國學習的民族使命感以及家國情懷。

2.1.2 金屬滲碳熱處理歷史引申民族自豪感與工匠精神

金屬滲碳熱處理是提高金屬材料表面硬度的有效方法，對比日本刀鍛打時的草木灰滲碳，我國明代《天工開物》里記載的外熱式箱體滲碳技術制備針是更為高端的固體滲碳方法。該工藝充分體現了我國歷史上工匠的鉆研與聰明才智，引導學生加強民族自豪感，并向歷史上的工匠們學習敬業、精益、專注、創新等品質，深入理解“工匠精神”的內涵。

2.1.3 金屬液體碳氮共滲熱處理引申工程倫理及可持續科學發展觀

金屬液體碳氮共滲熱處理是指在液態的熔鹽中進行碳氮共滲，目的是在保持材料韌性的同時提高其表面硬度，是工業中常見的熱處理手段。碳氮共滲熔鹽的主要成分是氰化鉀和氰化鈉，均為劇毒化學品。基于該熱處理工藝，帶領學生學習劇毒化學品的購置、使用、保存及報廢的相關政策與文件，引導學生建立可持續發展觀以及工程倫理。

2.1.4 金屬材料失效事故引申職業道德及職業規范

《工程金屬材料》課程是面向能源與環境學院本科生開設，其中包括鍋爐與汽輪機用鋼及事故分析內容。該部分教學內容包含大量金屬材料失效案例，以及事故原因分析。在教學過程中，在教師講述金屬材料失效案例并進行分析的基礎上，給學生布置任務調研近幾年由于材料選用不當造成能源系統安全事故的案例，在課堂上進行匯報，師生共同討論。失效案例分析除了對其失效機理的科學分析，同時指出不當選材、偷工減料、不合規維護等人為原因，從而引導學生深入理解遵守職業道德與職業規范的重要性。對照相關的金屬材料使用的標準規范的條文解釋，在對比分析正面案例的過程中，強調規范化的重要性，成功引導學生樹立正確的職業道德觀。

2.2 建立教學效果評價體系，及時反饋思政課程教學改革效果

為有效衡量課程思政教學改革效果，及時獲得反饋以優化教學設計，在每個教改案例之后均設置問卷調查。調查對象為學習《工程金屬材料》課程的全體學生，調查問卷的內容涵蓋學生對課程思政教學改革的重要性認識，思政元素與課程內容融合度，對學習興趣提升的作用，以及對專業認同感、人生價值觀等方面的影響。希望通過調查問卷使教師掌握如下情況：在課程教學中融入思政元素，是否能增強學生的自信心和榮譽感，使學生能夠更加全面領會黨中央對高等教育提出的新要求；思政教育是否能使學生對于我國關于“新工科”項目建設的戰略部署具有更大認同感，深刻感受到我國由制造大國向制造強國轉型歷史使命感；通過本課程的學習能否使學生立志肩負起民族復興的時代重任。

調查問卷形式可有針對性地設計問題獲得學生對于面向新工科教育的課程思政教學改革的反饋，了解學生對于思政元素的理解，對于案例引申意義的領悟認可與領悟程度，了解案例式課程思政改革的優勢與不足，指導下一步改革方案的制定與實施。根據調查問卷結果，將全面分析反饋的數據，進一步修改基于案例設計的課程思政教學改革方案，不斷優化新工科課堂思政教學的效果，形成完善的新工科建設背景下課程思政教學改革的動態評價體系，助力培養具有家國情懷的領軍人才。

3 教學設計效果

東南大學能源與環境工程學院開設的《工程金屬材料》課程，對于能源與環境專業的學生屬于跨學科交叉課程，有利于基于新工科教學理念開展教學改革，有助于培養制造強國所需高素質工科人才。此外，近年來復雜動蕩的國際局勢以及嚴峻反復的新冠疫情給我國各行各業帶來巨大影響，也給高校思政教育帶來新挑戰。高校是各種意識形態的匯集地，不同思想文化交融交鋒，社會思潮多元多變，將思政教育有機融入課堂教學是實現全程育人、全方位育人的關鍵環節。經過對教學內容的深入挖掘與提煉，在授課過程中在四個案例中融入思政元素，經過問卷調查以及與學生溝通獲得的反饋發現，案例思政教學方法取得較好效果。學生們普遍認為思政元素與課程內容結合較為緊密，家國情懷、工匠精神等思政元素有機融入工程金屬材料教學內容，潛移默化影響學生。四個案例選用較為恰當，由高鐵用金屬材料引申我國高鐵發展歷史，學生明白了四個自信的重要意義，建立了民族使命感與家國情懷；基于我國歷史上制針工藝體現的工匠精神，使學生產生形成民族自豪感的同時進一步認同工匠精神；在講授熱處理工藝涉及的劇毒及危化品時，強調工程安全的重要性，使學生對工程倫理以及科學發展觀有了更深入的認識；讓學生調研由于金屬材料選用不當引起的工程事故并作報告，在報告點評時引導學生樹立正確職業道德觀。以上結果表明在新工科建設金屬材料課程思政教學設計中利用案例教學融入思政內容取得良好效果。

4 結 語

新工科建設與課程思政，辯證統一于高等教育改革。課程思政教學案例設計與改革的效果如何不僅對于學生培養十分重要，對于教學改革經驗的推廣也有較大影響。將新工科建設與課程思政改革有機結合，形成協同效應，共同服務于制造強國的國家發展戰略，在教學改革理論研究與實踐方面具有一定創新性。