“無機材料高溫動力學”課程思政實踐

[摘要]如何將課程思政思想有機融入到專業課學習中是近年來我國高等教育課程建設的核心問題。“無機材料高溫動力學”是一門典型的工科專業課，其蘊含豐富的思政教育元素。本文基于“無機材料高溫動力學”的課程思政目標，根據課程各章節的具體講述內容，從固體材料的擴散、固相反應、液固相變和燒結這四個方面詳細闡述了“無機材料高溫動力學”的課程思政建設策略，從而為其他專業的課程思政建設提供借鑒。

[關鍵詞]課程思政；無機非金屬材料；高溫動力學

[中圖分類號]G642" " " [文獻標識碼]A

[DOI]：10.20122/j.cnki.2097-0536.2024.01.046

引言

習近平總書記在2016年在全國高校思想政治工作會議上發表重要講話，主要對做好高校思想工作的思想認識、堅持特色社會主義辦學方向、促進學生思想政治素質提升、創新發展思想政治工作、重視高校師資隊伍、加強黨在思想政治工作的領導等六個方面回答了教育事業一系列問題[1]。當前新形勢新情況的背景下，把強國興邦的歷史使命融入師生血液，引導教育事業建設中國特色社會主義有利于個人、家庭、民族共同健康發展。

2017年，政府出臺了《關于加強和改進新形勢下高校思想政治工作的意見》，文件強調要堅持和弘揚社會主義核心價值觀，引導學生樹立正確的世界觀、人生觀、價值觀[2]。注重培養學生的思想政治覺悟、道德情感、科學文化、勞動實踐和審美等多方面的素質，強調高校思想政治工作的綜合性與全面性。如何理解并貫徹落實文件政策，將是推動高校思政工作的健康發展的關鍵。

2020年，教育部印發的《高等學校課程思政建設指導綱要》提出要把握好專業教育與思政教育的天平，特色發展各專業，建設全員全程全方位育人的大格局等三個方向[3]。高校思想政治建設受到前所未有的關愛和重視，要實現思想政治工作真正落實，就需要工作“活起來”，采用多種教育方法和工作方式并行，注重理論與實踐結合，力爭避免工作脫離實際，使師生深刻理解中國特色社會主義需要的“一段渠”，種好“責任田”[4]。

天津大學材料學院始終積極響應國家號召，重視學生思想政治教育工作。材料科學與工程專業為“國家卓越工程師教育培養計劃”專業，國家“雙一流”本科專業。“無機材料高溫動力學”這一課程一直是材料科學與工程專業無機非金屬方向的必修專業課，授課對象為大學三年級的本科生，伴隨著近二十屆無機非金屬專業近800余名學生的成長。這一專業不僅是每一名無機非金屬專業學生所必要掌握的重要核心課程，更是學生未來科研與學習的重要知識模塊之一。

本文根據“無機材料高溫動力學”課程的具體講授內容，將課程思政思想有機的融入到專業課學習中，從而使得學生在這一過程中潛移默化，提高自身思想水平高度與綜合道德水準，做到科學知識與思想政治的綜合發展，為國家與人民培養出德才兼備的社會主義接班人。

一、“無機材料高溫動力學”的課程思政目標

“無機材料高溫動力學”的課程目標是掌握無機固體材料擴散、固相反應、相變和燒結的基本理論、類型特點以及影響因素，并能結合固體物理、物理化學等知識對無機材料在高溫燒結過程中的結構、性能等及其之間的關聯做出正確的解釋和判斷；能夠應用擴散、固相反應、相變和燒結等相關知識，識別、表達及分析無機材料在高溫燒結過程中材料顯微結構與性質的演變過程，并得到合理的結論；針對實際工程需求，能夠根據擴散、固相反應、相變和燒結等相關知識以及其它設計約束條件，建立無機材料設計的概念，評估不同的制備方案，并確定優選方案，掌握實現材料微結構設計的基本方法。在課程目標中引入思政元素后，就需要發揮專業課的協同育人作用，在專業知識教授的基礎上，將樹立學生愛國情懷、創新意識、人文精神、職業道德、工匠精神等內容作為新的“無機材料高溫動力學”的課程目標，為培養德智體美勞全面發展的社會主義建設者和接班人服務。

二、“無機材料高溫動力學”的課程思政建設

在課程思政實際建設上，本文根據“無機材料高溫動力學”的不同章節內容，將習近平新時代中國特色社會主義思想、社會主義核心價值觀、愛國主義思想等思政元素巧妙的加入到專業理論講授中，具體實施案例如下：

（一）固體材料的擴散

本章節重點講解固體材料中的擴散及其基本特點、擴散動力學方程、擴散過程的推動力與擴散系數、擴散的分類和擴散的影響因素。在講述擴散的基本特點中，學生會了解到擴散的本質是原子的熱運動，只要環境溫度高于絕對零度（0K），固體材料內部的原子就一定會發生擴散，所以說“萬事萬物都存在著擴散與運動”。這與馬克思主義哲學的唯物論不謀而合，馬克思主義認為“事物都處于無休止的運動之中，而物質與運動又是相互依存的”，這一理論推而廣之則說明了運動是普遍的、永恒的和無條件的，因此我們應該時常站在運動的角度看問題，無論是客觀的自然科學知識層面還是相對主觀的社會科學知識層面。在課程教學的過程中，教師應保持科學的思維和創新變通的教學模式，以拓寬學生思路、培養其從多個方面、運動角度看問題的能力。

本章的另一方面側重于介紹擴散的分類及其影響因素。擴散作為一種多種因素影響下的科學現象，其過程與分類也是復雜而具有多種機制的，同時其影響因素也是多方面的。其中擴散的分類與其影響因素也是互相照應、息息相關的，這體現了事物之間存在的普遍聯系與影響；這也教導學生在分析實際問題時要詳細調研與其相關的所有事情，同時分析其內因和外因才能獲得其正確看法。

（二）固相反應

本章節重點講解固相反應及特征、固相反應分類與一般規律、固相反應動力學方程、影響固相反應的因素。其中，動力學計算中關于楊德爾方程與金斯特林格方程的推導與使用是本章較為重要的學習知識點，在授課過程中，這兩個常用方程的推導過程有助于培養學生的邏輯思維能力與數學計算能力；楊氏方程與金氏方程從不同的角度對微觀的動力學過程進行分析并將其具象化為具體圖形，這也為我們解決抽象問題提供了一條可行的思路，同時楊氏方程所用的平板模型與金氏方程所使用的球體模型也為我們提供了啟示：即在不同的條件與角度下解決問題時，也應注重實際的情況。

無論是馬克思主義哲學，還是中國古代學以致用的傳統思想，都強調了將理論聯系實際的重要性，古人云“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行”“博學之，審問之，慎思之，明辨之，篤行之”，在日常的科研與教育中，認識到知行合一的重要性是非常必要的。材料科學與工程這一專業作為結合了理科理論研究與工科實踐研究特點的專業，更對理論聯系實際這一要點提出了較高的標準與要求。所謂“制造強國材料先行”，我國目前在材料科學方面有著許多亟待解決的“卡脖子”問題，包括但不限于特種陶瓷、金屬、能源材料，而這些問題的解決與破局，更是當代材料人的共同目標與努力方向[5]。當然我們同時也要認識到理論與實際運用的互補互促的作用，不能拘泥于某一方面，而是應當秉持著多維度、正反饋的有機發展理念投身研究與教育，這要求在教育教學的過程中應重視學生理論知識的掌握，同時拓寬學生的現代化視野，從實際的、全球化的角度看問題。

（三）液固相變

本章節重點講解相變定義和分類、液-固相變熱力學與動力學、析晶過程及影響析晶能力的因素和玻璃分相。其中一個重要的知識點是晶體的析晶過程，晶體析晶過程主要由晶核的生成和晶體的生長共同決定，通常晶核生成速度和晶體生長速度與過冷度的關系并不相同。對于高溫熔體，只有其在某一特定的過冷度下同時滿足具有較高的晶核生成速度和較高的晶體生長速度，其才能生長成完整的晶體。如果只有晶核生成速度較大，而晶體生長速度較小，或晶核生成速度較小，而晶體生長速度較大，此時析出的晶體將具有很大的缺陷。

同樣的，構建人類命運共同體作為這個時代舉世皆知的偉大步伐，也要求諸多方面相輔相成，堅持合作、不搞對抗就是其中重要的組成部分。各國要發展、要進步，就需要思考如何適應經濟全球化的時代。在這樣的國際關系中，保持冷靜的合作態度，以絕對理性的態度共同發展相比于對抗搞壟斷，更有符合全球共同發展的趨勢。

（四）燒結

本章節重點講解燒結的分類、固態燒結機理、液相燒結機理、晶粒生長與二次再結晶和影響燒結的因素。燒結是無機材料制備的關鍵環節，需要不斷嘗試和實踐，尋求最優化的工藝條件，因此在燒結過程中不斷發掘新方案解決問題是可貴的創新與實踐能力。要讓學生認識到創新實踐精神是指在實際工作和生活中，積極主動地發揮創造性思維，不斷提升自己的實踐能力，推動科技、文化、經濟等方面的發展，同時也是社會主義核心價值觀的重要組成之一。

《習近平總書記系列重要講話讀本》之“綠水青山就是金山銀山”，強調了建設生態文明是關系人民福祉、關乎民族未來的大計，是實現中國夢的重要內容。材料學科作為科研前線，相當可觀的成果被應用在工業發展中，如材料本身是否污染環境、危害自然乃至人體或是制造材料是否需要消耗大量的資源，這類問題都需要科研人員認真考慮。從可持續發展的角度看，材料科學作為基礎學科，既可以造福人類生活，也為國家發展付出獨特的作用。假若忽視人類后代生存的狀況，忽視與人類共同生存至今動植物的命運，忽視所有生命賴以生存的地球的未來，為發展科學破壞生態文明將導致生態環境崩潰、影響自然系統的穩定性和健康性，最終危及人類的生存和發展。將這樣的綠色發展理念貫穿于燒結教學中，向學生展示空氣污染的嚴重性和治理的迫切性，使學生深切體會綠色發展的重要性，進而建立起可持續科學發展觀和綠色生態技術觀，培養學生綠色發展的社會使命感與責任感。

三、結語

課程有機融合思政教育，核心不僅在于培養學生專業技能，更在于培養學生要有堅定的思想信念和良好的品德修養，使學生在學習的過程中不斷反思自己的價值取向和社會責任感，思考在日常生活和學術領域中具備更高的道德標準，形成健康向上的人生觀和價值觀。本文以“無機材料高溫動力學”為例，以各章節講解內容為載體，從不同維度和方向上討論了工科專業課課程思政的建設方式，從而為其他課程的思政建設提供借鑒。

參考文獻：

[1]任璐.本科生材料科學基礎課程教學改革探索與實踐[J].教育教學論壇，2020（51）：204-205.

[2]楊金鐸.中國高等院校“課程思政”建設研究[D].吉林：吉林大學，2022.

[3]王明慧.高校課程思政建設的現狀及對策研究[D].山東：曲阜師范大學，2021.

[4]陶艷.習近平思想政治教育理論研究[D].云南：云南大學，2019.

[5]郝士明.材料圖傳：關于材料發展史的對話[M].北京：化學工業出版社，2014.

基金項目：2022年度天津大學第四批課程思政教改項目，項目名稱：無機材料高溫動力學（項目編號：TJU-JG-4-02）

作者簡介：

郭安然（1987.12-），男，漢族，黑龍江牡丹江人，工學博士，副教授，研究方向：無機非金屬材料方面研究；

張焜（2003.5-），男，漢族，河南開封人，碩士研究生在讀，研究方向：氧化物多孔結構陶瓷；

張展（2001.3-），男，漢族，河南鄭州人，碩士研究生在讀，研究方向：氧化物多孔結構陶瓷。