“無機材料科學基礎”課程思政探究與實踐

［摘 要］ 材料、能源、信息共同構成生產制造系統的三大基礎要素，材料工業是制造業的物質基礎和保障。培養愛崗敬業、德才兼備的材料科研人員是發展我國材料產業的根本。以“無機材料科學基礎”課程為例，從在無機材料科學基礎學習中培養家國情懷、加強科學素養、提高個人素養和認識未來發展四個方面全面探討了“無機材料科學基礎”課程思政的具體實踐思路，進而在提高學生專業技能的同時從多個維度來全面提高學生的政治素養和道德品質。

［關鍵詞］ 課程思政；無機非金屬材料；無機材料科學基礎

［基金項目］ 2022年度天津大學第四批課程思政教改項目（TJU-JG-4-02）

［作者簡介］ 郭安然（1987—），男，黑龍江牡丹江人，工學博士，天津大學材料科學與工程學院副教授，主要從事無機非金屬材料研究。

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 1674-9324（2024）26-0033-04 ［收稿日期］ 2023-10-23

思想政治工作及思政相關知識教育不僅是中國共產黨一貫固有的優良傳統和執政優勢，更是中國共產黨百年以來在不斷發展壯大的歷程中積累的寶貴經驗和重要理論成果。我國的高等院校始終將思想政治教育放在重點突出的位置，在日常學習工作中不斷體現其重要性的同時，將其貫穿教育教學工作的全過程。作為一所教育、科研、德育等方面全方位發展的高等教育院校，更應該將思想政治工作作為立德樹人、全面發展的重要抓手。

2016年12月，習近平總書記在全國高校思想政治工作會議上指出：“高校立身之本在于立德樹人。只有培養出一流人才的高校，才能夠成為世界一流大學。辦好我國高校，辦出世界一流大學，必須牢牢抓住全面提高人才培養能力這個核心點，并以此來帶動高校其他工作”［1］。在這一會議中，習近平總書記強調了高校思想政治教育工作的重要性與必要性，并就該方面對我國各大高校領導人員、教職工及青年學生給出了重要指導與建議。隨著2017年《關于加強和改進新形勢下高校思想政治工作的意見》的出臺，對我國高校思想政治教育給出了進一步的指導性意見，也進一步體現出我國建設與推動高校思想政治教育工作的重要性與戰略性作用［2］。在這一背景下，各大高校教育致力于將課程思政融入專業課教學，從課程教學的過程中不斷挖掘與強調思政元素與德育知識，并在日常學習中潛移默化，在以課程思政教育為目標的課程教學改革中促進科學知識學習與思想品德教育的共同發展，這也是實現思政教育工作貫穿育人全過程的重要途徑［3］。2020年5月，教育部印發的《高等學校課程思政建設指導綱要》（以下簡稱《綱要》）進一步地響應了將思想政治教育貫穿人才培養體系，全面推進高校課程思政建設這一目標。《綱要》指出，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”，讓所有高校、所有教師、所有課程都承擔好育人責任，守好一段渠、種好責任田［4］，進一步體現了日常課程教授中思想政治教育的重要性與可行性。

天津大學材料科學與工程專業是“雙一流”本科專業，并順利通過工程教育專業認證。“無機材料科學基礎”課程是材料科學與工程專業的必修專業課，授課對象為大學三年級的本科生。本文根據“無機材料科學基礎”課程的具體講授內容，將思政元素融入平時的專業知識講授，進而在提高學生專業技能的同時培養其政治素養，提高學生的認識，使其思想獲得升華［5］，為我國培養出德智體美勞全面發展的社會主義建設者和接班人。

一、“無機材料科學基礎”的課程思政目標

“無機材料科學基礎”的課程目標是使學生掌握無機非金屬材料的基礎知識，并能對無機非金屬材料的結構、性能等及其之間的關聯做出正確的解釋和判斷；能夠運用所學的晶體結構、結構缺陷、相變規律、高溫動力學等專業知識分析無機非金屬材料“組成—工藝—結構—性能”的相互關系與制約規律，培養學生的科學思維能力。引入思政元素后，本課程的課程目標將培養學生的思想政治素質、愛國主義精神和社會責任感，引導學生形成正確的世界觀、人生觀和價值觀以增強學生的愛國情懷，樹立行業自信，堅定學生為中國夢奮斗的理想，灌輸科學精神、工匠精神，促進學生成長成才作為新的課程目標。

二、“無機材料科學基礎”的課程思政建設

（一）從“無機材料科學基礎”學習中培養家國情懷

我國是歷史上最早使用陶瓷材料的國家之一，自宋代至明清以來，我國的工藝陶瓷以精湛的技術與美麗的造型遠銷海外。但由于清政府“閉關鎖國”的政策，以及海外的陶瓷材料技術迅猛發展，無機非金屬材料的發展中心也逐漸從中國轉向了西方。直到新中國成立以后，隨著黨和國家對我國材料方面重視的程度不斷提升，一代又一代的材料科研工作者將大量時間、資金、精力投入無機非金屬材料的研發與使用中。時至今日，在黨和國家的正確指導與親切關懷下，我國的無機非金屬材料研究也逐漸與國際接軌，越來越多的新型陶瓷材料被投入使用，越來越多的陶瓷材料產業蓬勃發展。

我國的無機非金屬材料發展歷史，能夠在一定程度上映射出我國的科學發展史。從古代的輝煌到近代的衰落，再到新中國成立以來的逐漸復興和新時代的高歌猛進，這是與一代又一代的科學工作者嘔心瀝血、廢寢忘食的努力與奉獻分不開的。例如，在講解無機材料中的相圖時，就不得不提到中國科學院院士、我國著名相圖與熱力學專家、“金氏相圖測定法”發明人金展鵬先生。金先生在全身癱瘓之后，以超出常人想象的毅力，在“輪椅”上繼續著他的科研、教育事業。在患病的20余年中，他以驚人的毅力先后撰寫了17份關于中國材料科學發展戰略的建議書，主持5項我國材料科學領域重要的科學研究與國際合作課題，指導培養了20多位優秀的博士、碩士研究生，被譽為“中國霍金”。他領導的相圖計算與材料設計研究所成為國際相圖和材料設計的研究中心之一，受到國內外同行的欽佩和贊嘆。

在無機材料學科，乃至整個材料學科的前輩艱苦奮斗、突破一個又一個技術難關與學術壁壘的同時，也為當代材料人留下了寶貴的精神財富。或是安貧樂道的高尚情操，或是開放求實的科學精神，其中，矢志不渝、為國為民的家國情懷是最重要的。在課程教學的過程中，將家國情懷融入專業知識的講授中，有利于學生汲取榜樣的力量，培養家國情懷，也有利于養成學生在未來的學習與科研中的科學素養與科研道德，讓學生能夠以開放、包容、交流、求實的思想對待科學問題，也能夠使學生認識到我國無機材料目前存在的落后與不足，用所學知識在無機材料領域攻堅克難，為國家發展和民族復興而努力。

（二）從“無機材料科學基礎”學習中加強科學素養

“無機材料科學基礎”課程的根本任務是為我國培養未來的材料科研工作者，而作為國家所需要的材料科學工作者，首先需要具備強大的科學素養，即能從科學的、邏輯性的角度看問題的能力。學生在思考問題與解決問題的過程中，應當始終注重將其與理論相聯系，不能生搬硬套，而是需要做到將科學知識與專業知識合理地、有機地融入現實問題中去。因此，在對學生進行培養的過程中，應當將專業知識與現實案例相結合，使學生在理解所學知識的同時，能夠理解專業知識與科學理論在現實中的實際體現，從而加強其理論與實踐相結合的能力，也有利于從科學的角度思考與看待問題。實踐不只是理論認識的升華，更是將理論轉化為成果的必要過程，若是只注重理論的學習，而缺乏將理論運用于實踐的能力，同樣是不利于科研的。在固相反應相關教學中，通過分析固相反應的一般動力學關系可發現，體系的固相反應最終速率約等于所有過程反應速率（擴散速率、化學反應速率、結晶速率等）中的最小值。這一思想正符合管理學中的“木桶效應”，即短板效應，在科研與學習過程中的效率與成果也是取決于自身的“短板”，如果只注重于學習而忽視實踐，那么它就會成為影響效率的最大影響因素，在教學過程中，應當引導學生注重均衡、全面的發展，注重揚長補短。

將所學知識運用于現實的重要性不言而喻，但如何從實際現象或現實事件中汲取科學靈感與科學思想也是重要的一環。例如中華優秀傳統文化中“聚沙成塔”“積少成多”的思想，以及中國共產黨始終秉持的群眾路線中，我們都能從中體會到科學的思想。在有關晶體知識的講解中，學生了解到晶體是質點——原子、離子或分子等在三維空間內有序排列形成的結構，而質點之間以各種類型的化學鍵連接。而正是由于組成晶體的千千萬萬個質點及其內部復雜而多樣的鍵合結構，才形成了獨特性能，進而構筑出豐富多彩的材料世界。晶體結構組成規律就體現出“合則能成”的道理，只有每一分子都凝心聚力，以一定的導向共同努力，才能成就一番事業，其不只適用于微觀的晶體結構中，還能體現于未來的科研與實踐中。因此，無論是在課程的學習中，還是日常的生活中，再到未來從事相關的工作時，讓學生能夠以科學的角度看待問題，將所學知識科學有機地融入現實中，或是從已有案例或是事件中提取科學思想，進而達到“知行合一”是非常重要的。在教學中應當始終注重聯系理論與實際，加強學生的科學素養，提高其獨立與主動思考的能力，進而成為對國家、社會、人民有用的材料工作者。

（三）從“無機材料科學基礎”學習中提高個人素養

隨著我國科學技術、無機材料科學的不斷發展，以及我國高等教育事業的不斷進步，如何使學生更好地全面發展，知識的學習與主動思考能力共同進步，培養德才兼備、樂學善思、“三觀”正確的學生就成為主要的教育方向。因此，在“無機材料科學基礎”的教學中，可以有意識地在課程中融入先進的思想，如中華優秀傳統文化、先進的創新意識及為人處世的正確方法等。在課程的講授中，加強學生品德修養，樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀。例如，在“無機材料科學基礎”中的“燒結”這一模塊的教學中，有關于二次再結晶現象的討論與剖析。一般而言，升高燒結溫度是有利于燒結的致密化過程的，但是若是燒結溫度過高，則會引起晶粒的二次再結晶，從而導致樣品的性能惡化，影響整體質量。這一現象與我國的中庸思想是不謀而合的，即所謂“月滿則虧、水滿則溢、盛極必衰、物極必反”。在教學過程中應當始終注意引導學生，無論是科研還是未來的生活、處事時，切莫急于求成，凡事注意留足余地，形成一種有機的和諧狀態。又例如，在對結構缺陷與固溶體的講授中，介紹無機材料學科中獨特的“缺陷”定義，使學生正確認識缺陷，在了解專業知識的同時對自身產生思考。“缺陷”一詞常為貶義，而在功能陶瓷材料中卻成了其獨特的優勢與特點，如常見的太陽能電池，就是人為地在單晶硅中引入磷或硼元素形成“缺陷”，通過形成P-N結進行發電。也正因此，在教學過程中應當引導學生正確地看待“缺陷”這一概念，從多個方面讓學生理解“缺點正是一個人的特點，劣勢的另一面是優勢”，正如晶體中某處缺陷破壞完美結構的同時，卻能帶來許多無法替代的優秀性能。

總而言之，在教學過程中應當注重學習與培養素養并重，注重學生學術素養與個人素質的共同發展，運用潤物無聲的方法體現價值引領，在相關知識的學習中，不斷引導學生用不同的、變換的觀點和方法看待事物與分析問題，認識社會的同時認識與悅納自我，培養正確“三觀”。

（四）從“無機材料科學基礎”學習中認識未來發展

時代在不斷進步，我國未來人才的發展方向也是與時俱進的，在培養學生專業知識與綜合素質的同時，要讓學生能夠認識到未來無機材料學科的發展方向，也能夠在課程的學習中認識到我國乃至全球的綜合發展趨勢。對于學生而言，要想正確地認識未來發展方向，能夠跟得上時代步伐，重點在于在學習中正確地認識與掌握新的發展理念，以及科學的、創新的發展思想。尤其是無機材料科學這種傳統學科，更應注重于此。

在關于固相反應的教學中，我們認識到自然界的萬事萬物都存在著運動現象，即使是看上去靜止的事物中也無時無刻不存在著運動。這一觀點與馬克思主義哲學的唯物論是不謀而合的，這提示我們要站在運動的角度看問題，而并非一成不變地看待事物，也正是所謂變通、創新的思想，事物是不存在絕對靜止的，對事物的認識與研究也是需要變化的。因此，我們需要不斷地學習與思考，同時以創新的思想認識事物，這也是科學的發展方向。同時，這一部分教學也介紹了固相反應的相關知識，尤其是楊德爾方程與金斯特林格方程，通過建立數學模型將抽象的動力學過程化為具體圖形，同時將其運用于解決現實問題。這提示我們應該以現實的角度看問題，科學的大廈不是一日建成的，技術的發展沒有科學的研究基礎也只能是空中樓閣，在這部分教學中，可引導學生從現實、應用的角度看問題。

談到新發展理念，就不得不提到可持續發展的理念。習近平總書記指出：“綠水青山就是金山銀山”，而無機材料科學從傳統工科走向可持續綠色發展的新工科的路程，也必須重視環保的問題。為了保證樣品致密化，陶瓷的燒結溫度一般要達到1 500攝氏度，是極其耗能的過程，也會產生大量的碳排放，在這一過程中合理控制燃料的選擇和燃燒過程，減少對環境的影響是重要的考量因素。可持續發展觀是目光長遠的發展理念，要做到可持續發展就要做到兼顧人類社會、經濟和環境三者的平衡，在使經濟增長的同時，減少對環境和生態的破壞，維持人類社會長治久安。因此，在這一部分的講授中，應引導學生將環保和可持續發展觀融入工程實踐，培養學生綠色發展的理念，認識到人與自然和諧相處的觀念，在日后的學習、實驗、工作中始終注意社會、環境、經濟的有機平衡。真正地增強自身綜合素養與時代意識、未來意識，成為有利于自身未來成長、國家未來發展的新時代材料工作者。

結語

思想政治工作及思政相關知識教育不僅是中國共產黨一貫固有的優良傳統和執政優勢，更是中國共產黨百年以來在不斷發展壯大的歷程中積累的寶貴經驗和重要理論成果。作為一所教育、科研、德育等方面全方位發展的高等教育院校，更應該將思想政治工作作為立德樹人、全面發展的重要抓手。本文從培養家國情懷、加強科學素養、提高個人素養和認識未來發展四個方面討論了“無機材料科學基礎”課程思政的建設方案，從而為培養德才兼備的材料學科科研人員做出貢獻。

參考文獻

［1］習近平在全國高校思想政治工作會議上強調 把思想政治工作貫穿教育教學全過程 開創我國高等教育事業發展新局面［N］.人民日報，2016-12-09（1）.

［2］楊平.習近平思想政治教育觀對新時代高校思想政治教育理論研究的新貢獻［J］.江漢大學學報（社會科學版），2019（1）：102-113.

［3］陸道坤.課程思政推行中若干核心問題及解決思路：基于專業課程思政的探討［J］.思想理論教育，2018（3）：64-69.

［4］教育部.關于印發《高等學校課程思政建設指導綱要》的通知：教高〔2020〕3號［A/OL］.（2020-06-01）［2023-09-23］.http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7056/202006/t20200603_462437.html.

［5］馬佩，陳輝，常敏.課程思政融入工科專業課程教學中的實踐與探索［J］.教育教學論壇，2020（6）：165-166.

Exploration and Practice of Curriculum Ideology and Politics for Fundamentals of Inorganic

Materials Science

GUO An-ran， ZHANG Zhan， ZHANG Kun

（School of Materials Science and Engineering， Tianjin University， Tianjin 300072， China）

Abstract： Materials， energy， and information constitute the three fundamental elements of the production and manufacturing system. Materials is the foundation and guarantee of the manufacturing industry. Therefore， cultivating materials researcher， who love their job， are dedicated to their work， and possess both moral integrity and talent， is an important foundation for the development of China’s materials industry. This article takes Fundamentals of Inorganic Material Science as an example to comprehensively explore the specific practical ideas of ideological and political education in the course from four aspects： cultivating patriotism， strengthening scientific literacy， improving personal qualities， and understanding future development in the fundamental study of inorganic materials science， improving students’ professional skills， political literacy and moral quality from multiple dimensions.

Key words： curriculum ideology and politics; inorganic non-metallic materials; Fundamentals of Inorganic Materials Science