課程思政全方位融入“高分子物理”課程的策略研究

劉夢竹,董 薇,姚姍姍,陳 杰,蔣 巍,王永鵬

(1.吉林化工學(xué)院 材料科學(xué)與工程學(xué)院,吉林 吉林 132022;2.吉林化工學(xué)院 碳纖維材料研究院,吉林 吉林 132022)

“課程思政”的早期概念最初是2004年中央出臺的關(guān)于進一步加強和改進未成年人思想道德建設(shè)和大學(xué)生思想政治教育工作的文件中提出的,是上海最早開啟學(xué)校思想政治教育(德育)課程改革的探索之路。經(jīng)過三個階段的探索,逐步形成了現(xiàn)在的“課程思政”理念。在2016年12月的全國高校思想政治工作會議上,習(xí)近平就明確指出:“要堅持把立德樹人作為中心環(huán)節(jié),把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過程,實現(xiàn)全程育人、全方位育人”[1]。也就是說,加強高校思想政治教育工作,必須從高等教育“育人”本質(zhì)的要求出發(fā)。“育人”先“育德”注重加強對學(xué)生的三觀教育,傳承和創(chuàng)新中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化,積極引導(dǎo)當(dāng)代學(xué)生樹立正確的國家觀、民族觀、歷史觀、文化觀。高校是人才培養(yǎng)基地,也是學(xué)生由學(xué)校走向社會的中間體,學(xué)生在高校接受的思想政治教育極其重要[2]。因此,高校應(yīng)把握好課堂教學(xué)在育人過程中的主陣地作用,把思想教育貫穿于教育的全過程,教師應(yīng)深入發(fā)掘各類課程的思政元素,發(fā)揮育人功能。

理工科專業(yè)課理論知識專業(yè)性較強,似乎與思想政治教育相距甚遠。怎樣將看起來枯燥的理論課與具體的、耐人尋味的思想政治教育聯(lián)系起來,怎樣將課堂教學(xué)變得有趣、使思想政治教育元素深刻記憶在學(xué)生的腦海里,怎樣將思想政治教育做到“潤物細無聲”,一直是高校教師們重點研究的問題。例如,華北理工大學(xué)的侯桂香[3]在“高分子材料”課程中將課程思政的理念作為引導(dǎo),采用形象化教學(xué)方法,將專業(yè)知識與“團結(jié)奮進、勇于擔(dān)當(dāng)、立志成才、民族自信、綠色發(fā)展”等思想觀念相聯(lián)系,將德育滲透到課程學(xué)習(xí)的各個單元。新疆大學(xué)劉芳菲[4]等人以高分子化學(xué)課程中的“自由基聚合”一課作為教學(xué)設(shè)計案例,從Ziegler-Natta催化劑的發(fā)展史出發(fā),講述相關(guān)科學(xué)家的故事,激發(fā)學(xué)生對科學(xué)的興趣,培養(yǎng)認真細致的工作能力。南昌航空大學(xué)的肖慧萍[5]等人通過嵌入式案例教學(xué)開展突出行業(yè)特色的“課程思政”研究,以“高分子化學(xué)”教學(xué)實踐為例,在教學(xué)過程中引入名人詩詞培養(yǎng)學(xué)生的人文素質(zhì)與專業(yè)自豪感,結(jié)合時事熱點培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神與“航空報國”理念,達到如鹽入水的效果。南京郵電大學(xué)孫鵬飛[6-7]等人對高分子物理的課程思政教育進行了深入探討,提出了“四位一體”的教學(xué)方式和形象化的教學(xué)方法。作為專業(yè)教師,本文作者前幾年也對類似的專業(yè)課進行了課程思政元素的挖掘[8],將科學(xué)思維、辯證思維、人文關(guān)懷和愛國主義情懷合理融入教學(xué)過程,充分發(fā)揮了課程的德育功能,并取得了一定成效。上述研究為思政元素的挖掘與實施提供了思路,但大多僅僅針對課程的設(shè)計或單獨對教學(xué)方法的改進,不夠全面。同時,課程思政本身也應(yīng)跟隨時事熱點常改常新,因此,對課程思政的創(chuàng)新研究仍然非常重要。

高分子物理是研究高分子化合物的結(jié)構(gòu)與性能及其內(nèi)在關(guān)系的一門主干課程。本課程通過對高分子物理中基本概念、基本原理的講解,重點闡述高分子結(jié)構(gòu)、分子運動、性能的內(nèi)涵、規(guī)律及內(nèi)在關(guān)聯(lián),使學(xué)生掌握高分子的多層次結(jié)構(gòu)特性、高分子的分子運動特征及其與溶液性質(zhì)、熱力學(xué)性能、黏彈性和力學(xué)性能等宏觀性能的關(guān)系,為理解和實施高分子材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計、性能預(yù)測以及改性、加工、應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。該課程是材料科學(xué)與工程專業(yè)學(xué)生以物理化學(xué)、固體物理、材料物理等知識為基礎(chǔ)掌握從事有關(guān)高分子材料方面研究所應(yīng)該具有的基本知識,同時,為進一步學(xué)習(xí)復(fù)合材料、薄膜材料等后續(xù)專業(yè)課程奠定堅實的基礎(chǔ)。目前廣大學(xué)者對高分子物理課程的課程思政研究主要存在幾個問題。一、課程教學(xué)過程中重點講授專業(yè)知識,思政元素涉及較少;二、雖然引入了課程思政,但是思政元素挖掘得不夠充分,沒有達到德育的目的;三、思政教育的方法和經(jīng)驗不足,理論知識與思政元素結(jié)合得不夠緊密,存在“生搬硬套”的現(xiàn)象;四課程思政只注重內(nèi)容上的聯(lián)系,忽略了教學(xué)模式的創(chuàng)新。從而難以有效構(gòu)建專業(yè)課程與思政教育的美好格局。因此,如何在高分子物理的教學(xué)中開展正確、全面、滲透性的思政教育仍是具有挑戰(zhàn)的課題。針對上述問題,基于“高分子物理”課程在理工科材料類專業(yè)的重要地位,本文結(jié)合高分子物理教學(xué)內(nèi)容和課程特點,提出了全方位滲透“課程思政”的思想。從教學(xué)內(nèi)容改革、教學(xué)模式創(chuàng)新、思政元素的挖掘三個方面,由內(nèi)而外、由本質(zhì)到表象,將思政元素全方位融入高分子物理課程教學(xué)中,為理工科類專業(yè)課程思政教學(xué)改革提供借鑒。

一、教學(xué)內(nèi)容改革

教學(xué)大綱是體現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的基本教學(xué)資料。首先應(yīng)對教學(xué)大綱進行修改。傳統(tǒng)的教學(xué)大綱主要強調(diào)的是學(xué)生通過該課程的學(xué)習(xí)應(yīng)掌握的知識與應(yīng)達到的水平,即較側(cè)重能力目標。課程內(nèi)容主要包括書本中的重、難點內(nèi)容及范圍。沒有體現(xiàn)德育目標、情感目標,也沒有聯(lián)系到我國高分子發(fā)展及現(xiàn)階段形勢。因此,有必要對原有教學(xué)大綱進行改革,應(yīng)兼顧知識傳授、能力培養(yǎng)和價值引領(lǐng),將三者有機融合,以新時代“全人”的人才需求為著眼點,以社會主義核心價值觀為引領(lǐng),在教學(xué)目標中加入德育目標、情感目標,將思想教育融入高分子物理課程教學(xué)大綱,形成新型育人理念。其次應(yīng)對教學(xué)內(nèi)容稍作調(diào)整。突出高分子物理在我國及世界現(xiàn)代經(jīng)濟發(fā)展、生產(chǎn)、環(huán)境保護、資源利用等領(lǐng)域發(fā)揮的作用。結(jié)合教師的科研情況,加入除教材理論內(nèi)容外的實際事例,如高分子隱身材料、吸波高分子材料、飛機及航天用高分子材料、高強度纖維、高分子污水處理劑的研發(fā)情況、應(yīng)用情況、生產(chǎn)情況及目前遇到的瓶頸、需要迫切解決的問題等;加入科學(xué)前沿,使學(xué)生在掌握專業(yè)知識的同時,拓寬知識視野,激發(fā)科學(xué)探索的熱情;增加我國高分子領(lǐng)域?qū)＜液涂蒲性核氖澜缂壋晒拓暙I,激發(fā)學(xué)生的社會責(zé)任感和愛國主義情操。隨著社會和科技的不斷進步,有些過于陳舊的教學(xué)內(nèi)容已不適合當(dāng)代社會的發(fā)展,教學(xué)內(nèi)容應(yīng)當(dāng)適時更新,這樣才能培養(yǎng)出目標明確、社會責(zé)任感強烈的青年人才。

二、教學(xué)模式創(chuàng)新

高分子物理是研究高分子材料結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系的一門課程,是高分子材料領(lǐng)域最重要的課程之一。一方面,它理論性強,涉及的公式推導(dǎo)、數(shù)學(xué)推導(dǎo)較多;另一方面,它能夠根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計對高分子材料的性能進行預(yù)測,與實際生產(chǎn)密不可分。因此,在教學(xué)過程中,可以采用形象化、案例式等教學(xué)方法。形象化,就是將枯燥難懂的理論類比學(xué)生身邊的事物,用實際形象將抽象的理論知識具體化,使學(xué)生理解更加深刻。以公民、家庭、市、省和國家對應(yīng)于高分子物理中結(jié)構(gòu)單元、鏈接、鏈段、主鏈和晶區(qū)等概念,引導(dǎo)學(xué)生形象化理解高分子物理知識體系,引入小家與大家的關(guān)系,激發(fā)學(xué)生的愛國主義情操。案例式,就是將高分子材料設(shè)計、生產(chǎn)和應(yīng)用過程中的具體實例作為引導(dǎo)案例,以學(xué)生為主體,以作業(yè)或討論等形式將其布置下去鼓勵學(xué)生思考、創(chuàng)新,比如目前國內(nèi)生產(chǎn)的二元乙丙橡膠黏度指數(shù)改進劑在低溫時易析出,影響潤滑油的使用性能,而進口的則不會,應(yīng)該在結(jié)構(gòu)設(shè)計或生產(chǎn)過程中做出哪些改變解決這樣的問題。以此引導(dǎo)學(xué)生堅定愛國主義信念,培養(yǎng)社會責(zé)任感,樹立正確的世界觀、價值觀。通過團隊協(xié)作,使學(xué)生學(xué)會與人相處、與他人合作。通過理論聯(lián)系實際,實現(xiàn)高分子物理課的育人目標。

隨著科技的不斷進步,網(wǎng)絡(luò)課堂的地位越來越重要。尤其是近幾年的新冠疫情,使線上課堂逐漸趨于成熟。現(xiàn)代教學(xué)模式也逐漸改為線上線下混合式。線上課堂的主陣地包括騰訊會議、企業(yè)微信會議、雨課堂、釘釘、學(xué)習(xí)通等。課堂教學(xué)可以通過線上的直播課進行,也可以通過任務(wù)點播放視頻的方式進行。學(xué)生可以在線進行課堂測試、討論、回答提問、交作業(yè)等,教師可以通過隨堂測試、作業(yè)等實時掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,有針對性進行知識補充,十分高效。教師可以利用網(wǎng)上課堂的便利性,將課程思政引入線上教學(xué)平臺。如講授高分子溶液理論時,設(shè)計預(yù)習(xí)環(huán)節(jié),讓同學(xué)們自行查閱文獻、書籍、網(wǎng)絡(luò)資料等總結(jié)Flory在高分子溶液理論方面做出的杰出貢獻以及他的生平事跡,總結(jié)他勇于探索的科學(xué)精神。通過提交報告的方式,對學(xué)生的報告評分并計入平時成績。相同地,布置課后作業(yè)時,也不局限于專業(yè)知識,通過讓學(xué)生收集圖片、視頻、文字討論、總結(jié)與課程相關(guān)的時事熱點、前沿報道,潛移默化地提升學(xué)生的民族自豪感和愛國主義精神。

第二課堂也是一種有效推動課程思政的教學(xué)模式。學(xué)生獲取知識的方式不局限于課堂教學(xué)。課下的自主探索、科研實驗小組的積極參與,都會使學(xué)生獲取相關(guān)的學(xué)習(xí)素材。對于自主探索,學(xué)生可以根據(jù)自己的喜好自主規(guī)劃內(nèi)容和節(jié)奏,并選擇適合的方式去呈現(xiàn)知識,教師再有針對性地進行補充指導(dǎo),鼓勵學(xué)生間相互交流,從而幫助學(xué)生獲得科學(xué)思辨的能力。科研小組可以根據(jù)教師的、與高分子物理、高分子材料相關(guān)的科研課題進行開展,由學(xué)生自主設(shè)計實驗,探索高分子材料結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系。通過思考與創(chuàng)新設(shè)計,加強學(xué)生獨立思考、分析問題、解決問題的能力,幫助學(xué)生建立科學(xué)思維,增強抗挫折能力,端正人生觀、價值觀。

為了進一步促進課程思政的實施成效,考核內(nèi)容也需要進行一定的改進。學(xué)生的最終成績由期末考試成績和平時成績組成。平時成績這一部分的評分內(nèi)容原來只包括作業(yè)、課堂提問、簽到三個模塊,其比例為60%、30%、10%,不利于豐富教學(xué)模式。應(yīng)增加課堂練習(xí)、小組討論、第二課堂成績?nèi)齻€模塊,并適當(dāng)調(diào)整比例,對于參加實驗小組并且有科研產(chǎn)出的同學(xué),適當(dāng)給予加分。

三、課程思政元素的挖掘

高分子物理課程核心內(nèi)容的思政設(shè)計主要從培養(yǎng)科學(xué)思維、辯證思維、愛國主義情懷、人文情懷、性格養(yǎng)成等方面進行。

(一) 科學(xué)思維的培養(yǎng)

講授緒論中高分子發(fā)展過程、發(fā)光高分子前沿領(lǐng)域的發(fā)展時,將著名科學(xué)家的人生歷程與不懈怠的科學(xué)精神介紹給學(xué)生,列舉出國內(nèi)外特別是我國科學(xué)家的事跡,例如:屠呦呦發(fā)現(xiàn)青蒿素和雙氫青蒿素、長春應(yīng)化所的順丁橡膠合成等。通過典型的例子培養(yǎng)學(xué)生堅持不懈、勇于創(chuàng)新、勇于探究的精神,同時端正學(xué)習(xí)態(tài)度,激發(fā)學(xué)習(xí)動力,提高學(xué)習(xí)興趣。高分子鏈結(jié)構(gòu)中,涉及到主鏈、側(cè)基和端基,可以從整體到局部的角度培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。在高分子溶液熱力學(xué)理論、高分子聚集態(tài)結(jié)構(gòu)的講解中,向同學(xué)們介紹科學(xué)家Flory的故事、液晶的發(fā)展和現(xiàn)狀,讓同學(xué)們意識到基礎(chǔ)科學(xué)研究的重要性,引申出創(chuàng)新的重要意義,開拓學(xué)生的創(chuàng)新研究思維,使同學(xué)深刻感知創(chuàng)新是實現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的重要手段。此外,講授結(jié)晶高聚物與玻璃態(tài)高聚物拉伸情況的聯(lián)系與區(qū)別、時溫等效原理、Boltzmann疊加原理時,可以通過實例讓同學(xué)們學(xué)習(xí)分析、聯(lián)系、推理、總結(jié)、歸納、的科學(xué)方法,培養(yǎng)科學(xué)思維。高分子的力學(xué)性質(zhì)中,涉及到橡膠的基本知識,可通過目前國防和尖端技術(shù)中,對橡膠性能提出的高需求、高要求入手,引導(dǎo)學(xué)生進行探究與創(chuàng)新,樹立正確的人生態(tài)度與價值觀。

(二) 辯證思維的培養(yǎng)

講高分子鏈的柔性、聚合物的力學(xué)性質(zhì)時,可以從結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的角度入手,如:柔性的根本原因是構(gòu)象,拉伸性能實際強度與理論強度之間的巨大差距是由結(jié)構(gòu)決定等,讓學(xué)生思考產(chǎn)生性質(zhì)的本質(zhì)原因,提出“透過現(xiàn)象看本質(zhì)”的哲學(xué)觀點,即事物的本質(zhì)存在于現(xiàn)象之中,離開事物的現(xiàn)象就無法認識事物的本質(zhì)。事物現(xiàn)象和本質(zhì)的統(tǒng)一提供了科學(xué)認識的可能性,培養(yǎng)學(xué)生的辯證思維能力。講授單體和聚合物性能的區(qū)別時,可以通過校友努力學(xué)習(xí)積累成立上市公司的例子說明,量變達到質(zhì)變,激勵學(xué)生們積極進取。講授分子量時,通過分子量大力學(xué)性能好,但分子量大到某種程度時,其熔融狀態(tài)的流動性能很差,給加工成型造成困難這一事實,體現(xiàn)出結(jié)構(gòu)與性能間的既對立又統(tǒng)一的關(guān)系,即矛盾對立統(tǒng)一的規(guī)律,強調(diào)辯證思維意識。講授模量與柔量、銀紋的優(yōu)缺點時,通過銀紋的優(yōu)點與缺點,引導(dǎo)學(xué)生要看到事物的兩面性,辯證分析問題,從而引申出人生感悟如:遇到困難、挫折、焦慮不安,甚至悲觀失望時,換個角度思考問題可能會有不同感受。

(三) 愛國主義情懷的培養(yǎng)

在緒論中介紹高分子領(lǐng)域的院士,引申到錢姓望族的家訓(xùn)“利在一身勿謀之,利在天下必謀之”[9]。舉例以西方研究者命名的基本理論和方程。例如Flory晶格理論、Huggins參數(shù)、WLF方程、Arrhenius方程等,但很少看到以中國人命名的理論和方程。這一方面可以結(jié)合我國近現(xiàn)代史來解釋科技發(fā)展落后的原因;詳細介紹高分子材料發(fā)展“卡脖子”的關(guān)鍵技術(shù)難題,如在吸波高分子、高強高分子、超高分子量聚合物等領(lǐng)域,國外對我國形成技術(shù)封鎖;講解高分子聚合物的力學(xué)性質(zhì)時,以橡膠樣條為實物,我國橡膠研發(fā)生產(chǎn)的成就與目前的困境;通過以上實例,提高學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)知識的緊迫感、激發(fā)學(xué)生對本專業(yè)的熱愛、樹立強烈的社會責(zé)任感。在講授發(fā)光高分子前沿領(lǐng)域的發(fā)展時,主要介紹我國科學(xué)家的成就,增強學(xué)生的民族自豪感,增強學(xué)生追求美好中國夢的信心。

(四) 人文情懷的培養(yǎng)

人文情懷即是將自然科學(xué)與人類生活聯(lián)系起來。將高分子物理教學(xué)與人文情懷緊密結(jié)合,將有助于啟發(fā)學(xué)生的科學(xué)興趣,激發(fā)科學(xué)學(xué)習(xí)動力,同時有助于學(xué)生增強自信,修身養(yǎng)德。在講授廢棄塑料和橡膠的后處理、環(huán)境污水處理的高分子功能膜、可降解塑料的研發(fā)、水溶性高分子的開發(fā)時,可以融入綠色發(fā)展理念,即習(xí)近平倡導(dǎo)的“綠水青山就是金山銀山”的理念。高分子溶液中溶劑的選擇應(yīng)遵循相似相溶、溶解度相近的溶劑使用原則,可以引申出道德、安全、健康、文化、環(huán)境等因素的影響,堅持綠色可持續(xù)發(fā)展。在講授結(jié)晶聚合物的結(jié)晶結(jié)構(gòu)與性能時,可以結(jié)合時事熱點如“景區(qū)插隊”現(xiàn)象、“野生動物園私自下車”事件等,講述規(guī)則排列對性能的影響,通過這些事例可以使學(xué)生增強是非觀念,樹立規(guī)則意識。

(五) 性格培養(yǎng)

在高分子鏈結(jié)構(gòu)的教學(xué)過程中,通過交聯(lián)高分子、影響鏈柔性的結(jié)構(gòu)因素,培養(yǎng)學(xué)生包容友愛的品格以及團結(jié)、協(xié)作的意識。舉例說明,單體的機械強度和韌性很低,沒有任何使用價值。然而把它們聚合成高分子材料后,其機械強度卻可以和木材水泥甚至鋼鐵相比,其韌性和彈性不亞于棉、毛和天然橡膠。從大粒子溶液確定溶質(zhì)分子量的步驟可以引申出踏實做事,過程缺一不可的重要性。講授聚合物應(yīng)力-應(yīng)變曲線、材料形變的三個類型、應(yīng)變的滯后現(xiàn)象時,重點講授應(yīng)力-應(yīng)變曲線中每條線的意義及其對應(yīng)的力學(xué)性質(zhì),從五種力學(xué)性質(zhì)對應(yīng)的曲線中引申出堅韌品格對人命運的重要性,引導(dǎo)學(xué)生性格塑造應(yīng)摒棄軟弱、堅韌不拔。由材料形變的三個類型引申出個人對待壓力的心態(tài),引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)養(yǎng)成堅韌不拔、不怕困難的性格。

四、結(jié)束語

“高分子物理”是材料學(xué)專業(yè)重要的專業(yè)課之一。通過立體化的全方位思政元素的融入和滲透,可以達到在傳授知識的同時“潤物無聲”地進行價值引領(lǐng)和思政教育。幫助學(xué)生樹立正確的價值觀、人生觀,培養(yǎng)科學(xué)思維、辯證思維、愛國主義情懷、人文情懷及良好的性格。雖然能夠取得一定成效,但高分子物理的課程思政建設(shè)仍是一個長期過程,還將不斷探索教學(xué)模式、改進教學(xué)方法、完善教學(xué)設(shè)計,提高自身的思政意識與思政素養(yǎng),進一步探索出培養(yǎng)合格建設(shè)者和接班人的思政教育模式。