高分子物理課程思政設計與實踐
——以聚合物的取向結構為例

蘇曉競，吳文劍，謝華理，李坤泉

（東莞理工學院 材料科學與工程學院，廣東東莞 523808）

1 前言

習近平總書記在黨的二十大報告中提到，教育、科技、人才是全面建設社會主義現代化國家的基礎性、戰略性支撐。教育是國之大計、黨之大計。培養什么人、怎樣培養人、為誰培養人是教育的根本問題。我們必須辦好人民滿意教育，落實立德樹人根本任務，培養德智體美勞全面發展的社會主義建設者和接班人[1]。為全面貫徹習近平總書記對教育工作的指示，適應新時代高等學校思政育人的需求，將思政元素有機融入專業課程教學中以提高立德樹人的育人成效，是當前每一位教育工作者必須思考和探索的課題[2]。我們既要教授給學生過硬的專業知識和技能，也要引導學生樹立正確的世界觀、價值觀和人生觀，為國家培養擔當民族復興大任的時代新人。

高分子物理是高分子材料與工程專業的核心課程，該課程旨在通過學習和了解高聚物的鏈結構、分子運動、溶液性質、聚集態結構、黏彈性和力學性能等基礎知識和典型實際應用，使學生理解高分子結構、分子運動、性能與應用之間的關系，培養和奠定學生從事高分子材料科學與工程研究的能力和理論基礎。但是，高分子物理課程因教學內容較多、理論性較強、教材涉及工程案例較落后等，教學過程相對枯燥和乏味[3]。如果能在教學過程中融入課程思政，可有效提高學生學習興趣、加深對知識點的理解，并讓學生體會到高分子科學與國家發展的緊密聯系，增強專業認同感和歸屬感[4]。本文選取高分子物理中的“聚合物的取向結構”作為教學案例，介紹將專業課程與思政教育元素巧妙融合的設計與實踐，使學生掌握專業知識的同時，拓寬知識視野，激發科學探索的熱情與愛國情懷。

2 聚合物的取向結構教學設計

2.1 教學內容分析

本節內容主要包括聚合物的取向概念、取向機理、取向度及其測定方法、取向特點等。聚合物取向是加工工藝中常見的現象，如纖維紡絲單軸拉伸、薄膜吹塑雙軸拉伸、管材成形等，該結構對制品性能有重要影響。授課過程中，可引入生活化案例，激發學生學習興趣，培養發散性思維；通過取向結構特點提出“勁往一處使，心往一處想”的優勢，激發學生積極作為和培養團結一致的美好品德；重點介紹我國超高分子量聚乙烯纖維在高強材料方向取得的國際領先成果，增強學生的專業認同感和愛國精神。

2.2 教學目標設定

知識目標：掌握高分子鏈的取向現象、取向機理和取向特點，了解取向度及其測定方法和取向應用。

能力目標：強調學以致用，能從實際生活中挖掘取向案例，運用取向結構特點調節聚合物性能，培養學生的科學思維和創新能力。

素質目標：學習我國超高分子量聚乙烯纖維國際領先的成果和在高科技領域中的應用，增強專業認同感和愛國精神，樹立為中國特色社會主義奮斗的理想信念。

2.3 教學活動安排

本節的教學活動主要分為5個步驟。

（1）導入：通過展示聚丙烯打包繩和聚四氟乙烯生料帶，導入本節課的學習內容；

（2）課堂講授：首先以竹簽無規和有序排列方式，引入取向概念，并介紹取向機理，隨后學習取向度及其測定方法。授課過程側重于采用情境和問題解決等教學方法，將思政元素有機融入知識講授中；

（3）小組討論：理論聯系應用，挖掘日常生活中的取向案例，探討取向的意義、特點和注意事項。播放纖維紡絲視頻，講述我國超高分子量聚乙烯纖維的蓬勃發展；

（4）課后測試：請同學們登錄優學院平臺，在考核模塊完成習題練習，鞏固知識；

（5）總結：回顧聚合物取向結構的主要內容，強調我國高分子產業在高新技術領域的迅猛發展。

3 聚合物的取向結構課程思政教學實踐

基于“三全育人”和“立德樹人”的教育理念，教育過程中應堅持“育人為本，德育為先”[5]。為了更好地培養學生的家國情懷和使命擔當，本節課深入挖掘了聚合物的取向結構中的課程思政元素，將其潤物細無聲地融入專業知識講授中，使教學內容更生動形象，具有針對性和實效性。

3.1 引入生活化案例，激發學習興趣，培養發散性和創新性思維

根據高分子專業學生學習現狀調查分析可知，大部分學生認為高分子物理的知識點理論性較強，不清楚所學知識在日常生產中的具體應用，不了解以后會從事何種工作，也不知道如何應用高分子物理知識去解決復雜的工程問題。因此，如何激發學生學習興趣、調動思維能動性是本課程亟待解決的問題之一。基于此，本節課通過情景式教學方法引入生活中的案例，并結合小組討論的形式，培養學生的發散性思維。比如：在課堂導入部分，分發聚丙烯打包繩、普通聚丙烯薄膜和聚四氟乙烯生料帶，讓學生對比材料橫向和縱向方向的拉伸性能，拋出原理性問題“為什么聚丙烯打包繩和聚四氟乙烯生料帶兩個方向的拉伸強度截然不同，而普通聚丙烯薄膜兩個方向的拉伸強度又基本相同”，進而引出聚合物取向結構主題。此外，采用小組討論形式，請學生思考日常生活中的取向案例，借此引出單軸取向樣品如纖維、雙軸取向樣品如機艙用有機玻璃、多軸取向樣品如ABS安全帽等實例，再進一步探討“如果想要提高拉伸強度或賦予纖維適當韌性，取向過程要注意什么”，引導學生思考問題、剖析問題和解決問題的能力。這有利于加強學生對知識點的掌握，增強專業興趣，培養學生積極思考、創新探索的精神。

3.2 專業知識形象化，融入黨的方針政策，激發學生積極作為的精神

高分子物理課程主要分析分子鏈結構與性能的關系，但由于分子鏈的堆砌排列方式是不可見的，教學內容較抽象和難以理解[6]。因此，可以將專業知識形象化，同時將某些知識點融入黨的方針政策，以提高學生的政治覺悟。例如，聚合物取向后，分子鏈在取向方向整齊排列，這極大增強了高分子在該方向的拉伸強度。在該知識點中，可把每根分子鏈比作一個人，當所有人在黨的領導下，心往一處想、勁往一處使，規則有序地堆砌起來，就能形成“一塊堅硬的鋼鐵”，就能推動中華民族偉大復興號巨輪乘風破浪、揚帆遠航[7]。這樣將抽象的專業知識形象化后，可以提高學生的學習興趣和參與感，學生也更容易理解該知識點的具體內涵。同時，通過黨的政策方針的引入，激發學生團結一致、勇于擔當、積極作為的美好品德。

3.3 結合科學研究前沿熱點，引導學生堅定“四個自信”，培養家國情懷

當前，我國經濟和科技迅猛發展，高分子材料與產業也在不斷地傳承與創新，并在國防、軍事等高精尖領域均有重要應用，如隱形飛機、高強纖維、宇宙飛船、電子封裝等[8]。但是，大部分學生對高分子材料的認識仍停留在傳統的塑料、纖維、橡膠、涂料等方面，對學習缺乏興趣。因此，可以在教學過程中引入高分子材料的前沿熱點、我國高分子產業的矚目成果等，激發學生的愛國熱情和民族自豪感。本節課的纖維紡絲取向結構內容中，重點介紹了我國超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纖維的發展現狀。首先從俄烏戰爭引出問題“防彈衣可以采用什么高分子材料制備？制造國有哪些”，接著引出UHMWPE纖維，它作為世界三大高科技纖維之一，具有輕質高強、耐磨損、抗沖擊、耐化學腐蝕等優點，被廣泛應用于特種傘材、防彈衣、降落傘繩、雷達防護外殼罩、飛船結構、裝甲車防護板等軍工、航天領域。目前掌握整套UHMWPE纖維整套生產技術的國家僅四個。我國雖然在該纖維的研發上起步較晚，但先后取得一系列重大理論突破，成為第四個掌握UHMWPE纖維生產及應用技術的國家。同時，我國作為制造業大國，2019年UHMWPE纖維產能占全球63%，國產UHMWPE纖維已經在全世界占有舉足輕重的地位[9]。最后引入江蘇九九久科技有限公司、中國石化儀征化纖有限責任公司、北京同益中新材料科技股份有限公司等企業在UHMWPE纖維方面的探索與突破案例[10]。通過了解學習UHMWPE纖維在高端科技領域的應用及我國UHMWPE纖維的國際領先水平，增強學生的專業認同感，引導學生堅定“四個自信”，激勵學生為實現國家振興、民族強盛而不斷奮斗的精神。

4 教學效果與學生反饋

在聚合物的取向結構教學內容中有機融入課程思政元素，對提升教學效果具有積極作用，主要表現為以下3個方面：

1）學生學習興趣提高，能主動去挖掘生活中的聚合物取向案例，并將理論和實際生產聯系起來，利用所學專業技能去剖析和解決問題；

2）專業知識中融入黨的方針政策既促進了知識點的學習，也增強了學生對黨政治方針的領悟，更了解國家發展方向，也明白要積極作為去響應國家號召；

3）通過介紹UHMWPE纖維在高端科技領域的應用及我國UHMWPE纖維的國際領先水平，學生對科教興國有了更深刻的理解，增強了學生的專業認同感和愛國精神。

調研發現，全體同學都認為本節課中課程思政元素的引入極大地提高了他們聽課的興趣，增強了對知識點的掌握和靈活運用能力，加深了他們對專業的認同和喜愛，調動了科研創新興趣、家國情懷和自覺擔當使命的精神。同時，同學們紛紛表示希望在今后的課堂能有更多這樣的課程思政元素，為他們學習高分子材料提供源源不斷的動力。

5 結語

從聚合物的取向結構的課程思政設計和實踐中可以看出，與傳統教學模式相比，思政元素的引入可以有效提高學生的學習興趣和對高分子專業的認同感，增強愛國情懷、責任擔當和使命感。然而，高分子物理作為一門理論性較強的專業必修課，如何加強其與課程思政的緊密聯系仍然是教學過程中面臨的難點。因此，作為一名教育工作者，要花更多的時間和精力做好高分子物理課程的教學改革和設計，不僅要充分了解教學內容，具備過硬的專業知識與技能，還要更多地關注時事，不斷提高個人政治覺悟和思政教學意識。只有深入推進專業知識和課程思政的有機融合，才能提高立德樹人的育人成效，為國家培養出德智體美勞全面發展的高層次創新型人才。