“金屬物理學”課程思政教學設計與實踐研究

陳福文，徐廣龍

（南京工業大學 材料科學與工程學院，江蘇 南京 211816）

引言

2016年12月，習近平總書記指出，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［1］。2020年9月，習近平總書記在教育文化衛生體育領域專家代表座談會上強調：“要堅持社會主義辦學方向，把立德樹人作為教育的根本任務，發揮教育在培育和踐行社會主義核心價值觀中的重要作用，深化學校思想政治理論課改革創新”［2］。南京工業大學金屬材料與冶金工程系“金屬物理學”教研室深入貫徹習近平總書記的系列重要講話［3-5］精神，嚴格落實《高校思想政治工作質量提升工程實施綱要》［6］的課程思政要求，逐步推進“金屬物理學”課程思政建設，通過提高專任教師的政治站位，強化育人使命擔當，著力師德養成，提升課程思政育人能力；結合課程特點，挖掘思政元素，完善教學大綱，實現與專業教學內容的有機融合，建立課程思政教學形成性評價機制；探索思政元素與專業知識有效融合的方式，促進課堂教學、“云課堂”、實踐活動的有機結合，提升課程思政育人實效，并在金屬材料工程專業人才的培養上取得了有效成果。本文闡述了教研室在“金屬材料學”課程思政教學體系設計與實踐上的探索。要緊緊抓住教師隊伍“主力軍”、課程建設“主戰場”、課堂教學“主渠道”［7］，使思想政治教育、專業知識講授與工程能力提升全方位融合、滲透，形成一體化的全新教育模式，走出具有時代特色、學校特色和專業特色的“三全育人”之路。

一、建設師資隊伍，把握價值引導方向

2018年，習近平總書記在北京大學師生座談會上指出，建設政治素質過硬、業務能力精湛、育人水平高超的高素質教師隊伍是大學建設的基礎性工作［8］。全面推進課程思政建設，教師是關鍵。教研室在學校、學院黨委、系支部的統一領導下，定期集體學習習近平總書記重要講話，簽訂師德規范承諾書，積極參加教師發展中心組織的課程思政培訓與教學觀摩活動，積極參與江蘇省高校微課教學比賽和南京工業大學“明發杯”教師教學創新大賽，不斷強化任課教師育人的思想自覺，并將課程思政納入年度考評、職稱評定等環節；定期開展教研活動，準確把握知識傳授和思想文化引導的關系，匯編經典知識點、科技新發現、網絡文化素材等教學資源，設計微課等教學素材，深入挖掘晶體結構、位錯、相圖、滑移、相變等知識點及其發展歷程中包含的科學、人文思想和家國情懷，豐富課程思政的教學內容，深化課程思政的育人內涵；定期開展師生面對面課后交流，掌握新時代大學生的認知規律、心理特點和發展需求，消除師生之間的代溝，充分利用課堂與課后兩條渠道，引導學生建立正確的世界觀、人生觀和價值觀；促進任課教師在每一個教學環節中有意識地融入課程思政，踐行育人使命。

二、轉變課程核心理念，優化課程目標

長期以來，“金屬物理學”的課程目標著重強調對專業知識和技能的掌握程度，要求學生掌握金屬材料基本理論，理解金屬材料的化學成分、微觀組織、力學性能和制備工藝之間的聯系，能解析熔鑄、鍛造、軋制、熱處理及服役過程中的物理和化學現象，具備應用知識進行研究和實驗驗證的能力，但針對科學精神、工程倫理、社會價值等文化內涵的課程目標覆蓋卻遠遠不夠，亟須對課程目標進行優化，引領學生成為實現中華民族偉大復興的追夢者、全面建成社會主義現代化強國的筑夢者、中國特色社會主義事業的開拓者［9］。

教研室依據課程思政的實施要求，重新審視“金屬物理學”課程在知識和技能傳授與文化和價值引導兩方面的關系，充分認識課程蘊含的思想政治育人價值，挖掘價值引導、人格培育與精神滋養的功能，明確“金屬物理學”從“單一的教學目標”向“全面育人”的課程目標的轉變：課程旨在堅定學生的馬克思主義信仰和中國特色社會主義共同理想，進一步強化學生愛黨愛國的思想認識，在夯實專業知識和實踐技能的同時，著力提升學生的職業素養、社會責任、大國工匠精神、可持續發展意識，引導學生正確處理個人價值與國家發展、民族復興、人類福祉的關系。

三、落實課程大綱，發掘思想政治要素，豐富育人內容

“金屬物理學”課程思政實施的第一步是與時俱進地修訂了教學大綱。針對每個教學小節，深入挖掘思政元素：在《緒論》章節，通過回顧金屬材料從經驗到科學的發展歷程，介紹金屬材料在我國載人航天、遠洋深潛等重大工程中的重要作用，激發學生的愛國熱情和學習動力；在《晶體學》章節，通過欣賞完整晶體中的對稱，闡述對稱破缺引起的相變，揭示完整的美和破缺的美之間的辯證統一關系；在《相圖》章節，通過介紹中國學者在國際相圖熱力學領域推動合金材料設計的卓越成就，激發學生的自信心；通過追憶金展鵬院士身殘志堅、無私奉獻，指導學生科研的往事，激勵學生繼承和發揚老一輩科學家胸懷祖國、潛心科研、服務社會的優秀品質；在《原子擴散》章節，通過介紹平均場理論被重復發現，在各科學分支屢次被授予諾貝爾獎的事實，幫助學生建立正確的科學方法論，引導他們從已有的學術成果中汲取靈感，遷移拓展，實現科學研究的“螺旋式”前進；在《位錯》章節中，金屬材料強度和塑性辯證統一于位錯模型中，是馬克思主義的辯證統一觀點在自然科學中的體現。上述思政要素，充分體現了社會主義核心價值觀的內涵，不僅聯系了我國政治、經濟、文化的發展，具有鮮明的中國特色，同時還包含馬克思主義基本原理、科學方法論、美學等優秀價值理念，充分體現了自然和社會中的真善美，并與課程內容融合在一起，潛移默化地培養學生的職業素養、社會責任感和大國工匠精神，引導他們在社會主義核心價值觀體系下實現自我價值。

四、創新育人方法，發揮育人功效

教研室針對“金屬物理學”課程思政的實施，深刻落實思政元素進課堂、進作業、進考核的關鍵步驟，創新教學育人方法，激發課程思政育人功效。

第一，改革課堂教學方式。教研室充分利用網絡教學資源，開展線上+線下的混合式教學。任課教師將課程內容拆解成獨立且相互關聯的知識點，并以知識點為單位，錄制了微課教學素材。微課供學生在課前進行學習，并承擔了背景介紹、概念識記的教學任務。互聯網豐富的資源不僅使學生進一步了解了金屬材料對國家安全、國民生產的重要作用，還可以使學生熟悉金屬材料基礎理論的發展歷史，了解人類文明先驅和我國老一輩科學家對金屬材料科學發展的杰出貢獻，培養學生的愛國情懷，提高學生的自豪感。通過3D虛擬教學，深刻理解知識點的內涵，明確其數學物理圖像及其局限性，辯證掌握金屬物理學的基本原理，建立辯證唯物主義的世界觀，掌握正確的科研方法論。

課堂現場教學注重對復雜工程問題的分析，并有機融合思政元素。例如，在高強度鋁合金焊料設計的案例教學中，要向學生闡明大力發展鋁焊料是為了解決我國銅儲量難以滿足電子信息材料需求的背景，是結合了我國資源現狀、技術水平、環保壓力等多種因素綜合考量下的戰略，有利于培養學生的工程倫理意識和社會責任感。然后再講解相圖熱力學、共晶鑄造原理、變形細晶、析出熱處理強化等在合金設計中的應用，提升學生分析和解決金屬材料領域復雜工程問題的能力。在稀土鎂合金研發的案例教學中，強調金屬材料工作者肩負保護稀土戰略資源的使命，培養學生的可持續發展理念，在未來的工作中需時時提醒自己節能減排、綠色環保地使用稀土合金。通過介紹國產的用于深潛的鈦合金研發從仿制到超越的艱苦歷程，引導學生從本科學習開始就樹立工程師的產品質量意識，充分認識大國工匠精神，精益求精、不斷創新。

第二，在教學中增加了文獻評述環節。要求學生自主選擇“金屬物理學”課程的章節方向，學習檢索并翻譯國內外權威期刊的前沿文獻，以論文形式闡述文獻中與課程相關的概念和研究方法，并基于自己的理解對結果進行分析，接受教師對專業知識和課程思政的質詢。引導學生發掘金屬材料科學與工程的最新成就，并對相關成果開展質疑與展望。該教學過程不僅提升了學生通過文獻調研分析論證金屬材料復雜工程問題的能力，還打破了教師在傳統課堂教學中單向進行知識傳播和思想政治引導的局限，使學生發揮主觀能動性，主動探索金屬材料中物理、化學現象的規律，主動發掘工程應用中的科學方法、科學規范、科學精神和社會價值，主動踐行社會主義核心價值觀。

第三，教研室利用課外活動與大學生創新創業活動，融貫解決金屬材料復雜工程問題能力的提升與社會主義核心價值觀的鞏固。在課外活動教學環節，教研室充分利用我校金屬材料工程專業在海洋工程鈦合金設計與制備、海洋工程腐蝕與防護領域的優勢，組織本科生參觀科研實驗室，激發本科生參與“大國重器”建設的熱情，加深其對合金結構—組織—性能—工藝關聯體系的認識。教研室還組織舉辦金相技能大賽，不僅幫助學生鞏固金相實驗方面的知識，培養其實踐能力，還培養其執著專注、作風嚴謹、精益求精、敬業守信、推陳出新的大國工匠精神。隨著人工智能時代的到來，教研室在“金屬物理學”教學過程中也逐步強化學術金屬材料專業軟件（教育版）應用能力的培養，如開展了晶體學開源分析軟件Vesta、相圖熱力學軟件Thermo-Calc、組織演化軟件MICRESS、鑄造模擬軟件ProCAST等的應用展示和培訓。同時也向學生指出，在材料信息學，特別是材料專業軟件的開發領域，我們還存在被“卡脖子”的危險，引導和激勵學生學好專業知識，培養計算機編程能力，研發具有自主知識產權和國際競爭力的材料智能研發工具。

第四，構建多維度的課程評價體系。教研室不斷改革課程目標評價方法，改變過去單一的平時成績+期末考試成績的簡單評價方案。在期末考試試卷中引入思政元素的考查，例如：如何從“雙減”的角度確定齒輪鋼的熱處理規程？如何設計無鉛焊料的成分和凝固路徑？引導學生思考如何改變小微材料企業產品附加值低的方案等；建立課程思政評價與反饋機制，將過程性評價、終結性評價、描述性評價與學生互評相結合，重視學生在知識、技能掌握與思想政治引領感悟兩方面的滿意度和成就感。通過評價反饋不斷提升“金屬物理學”課程思政的育人效果。

結語

以上是我校“金屬物理學”教研室在課程思政教學設計與實踐中的嘗試。教研室立足學科特色和優勢，通過專業教學和課程思政的有機融合，在教學育人探索實踐中增強學生發現科學問題、解決工程問題的能力，注重學術健全人格的塑造和正確價值觀的引導，推動課程育人學思結合、知行統一。在國家和江蘇省一流本科專業建設項目的支持下，我們在后續工作中將繼續“守好一段渠、種好責任田”［1］，進一步挖掘和凝練課程思政元素，完善微課網絡教學體系，打造具有學科特色和人文情懷的一流課程，寓社會主義核心價值觀引導于知識傳授和能力培養之中，使能力產出與思政育人同向同行，協同作用，促進中國高等教育人才培養范式變革。