“納米科學技術”中“與時俱進”的課程思政教學探索

［摘 要］ 將思政教育和專業(yè)教育有機結(jié)合，開展具有課程特色的思政教育是專業(yè)課程思政建設的研究重點。以“與時俱進”為切入點，從黨的二十大、國際形勢、先進人物以及前沿成果等方面出發(fā)，結(jié)合“納米科學技術”課程的特點，將愛國主義情懷、專業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)、心理素質(zhì)發(fā)展以及最新成果探討等思政元素融入課程教學中。采用多種有效方式，使學生在學習專業(yè)知識的同時，探索思政教育，在潛移默化中實現(xiàn)價值引領、知識傳授和能力培養(yǎng)。

［關鍵詞］ 納米科學技術；課程思政；與時俱進

［基金項目］ 2022年度蘭州交通大學教改項目“如何將‘課程思政’貫穿在教學設計和教學實施全過程——以‘納米科學技術’課程為例”（JGY202211）

［作者簡介］ 劉紅妹（1981—），女（回族），河北滄州人，博士，蘭州交通大學化學化工學院副教授，主要從事分析分離新型材料研究。

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 1674-9324（2024）42-0111-04 ［收稿日期］ 2023-05-24

課程思政作為新時代高等教育的理念創(chuàng)新、制度創(chuàng)新和實踐創(chuàng)新，是提高人才培養(yǎng)能力和質(zhì)量的有效選擇。新時代人才培養(yǎng)的主要目標是培養(yǎng)適應我國現(xiàn)代化建設需要，具備專業(yè)素養(yǎng)、終身學習能力和批判性思維，具有創(chuàng)新精神、國際視野和良好職業(yè)素養(yǎng)的高素質(zhì)專業(yè)人才。顯然，人才的培養(yǎng)離不開德育建設，單純的思政教育往往達不到良好的效果。將思政教育融入學科教育，以潛移默化的方式將思政教育與專業(yè)教育相融合、教書與育人相結(jié)合，是培養(yǎng)全面發(fā)展的社會主義建設者和接班人的有效途徑。

“納米科學技術”是高等院校材料相關專業(yè)的必修或選修課程。由于極小尺寸而造成的納米效應使得材料展現(xiàn)出特異的性能，因此對各個領域都產(chǎn)生了重要的變革。針對該課程的特點，本文從黨的二十大、中國制造、專業(yè)素養(yǎng)以及心理素質(zhì)等方面探索“與時俱進”的思政方案。

一、課程思政的內(nèi)容

正確引領學生去發(fā)現(xiàn)、體會除專業(yè)知識點外的思政元素，是課程思政研究的主要方向。“納米科學技術”是一門創(chuàng)新性、時代性很強的課程，是20世紀八九十年代出現(xiàn)的新領域，但其發(fā)展速度迅猛，遠遠超過了其他學科。因此，“與時俱進”是這門課的授課特點，而課程思政中的“與時俱進”可以體現(xiàn)本門課程的特色。

（一）愛國主義的融入

習近平總書記在黨的二十大報告中指出，我國發(fā)展進入戰(zhàn)略機遇和風險挑戰(zhàn)并存、不確定難預料因素增多的時期［1］。青年強，則國家強，處于這個特殊時代的大學生應體會到我國在這種特殊時代的困難，勇?lián)鷼v史使命，激發(fā)愛國熱情，維護國家利益，投身國家建設。因此，在授課過程中設計了很多教學環(huán)節(jié)展示該思政元素。

在《納米技術的發(fā)展》章節(jié)，列舉典型的“中美芯片之爭”案例。從中興受罰到華為被禁，美國以各種方式不斷阻撓“中國芯”的發(fā)展。中國微電子專家黃令儀是首批意識到芯片問題的科學家之一［2］，她在82歲高齡成功研制出了“龍芯”，讓中國高鐵復興號實現(xiàn)百分之百國產(chǎn)化，讓北斗衛(wèi)星裝上了“中國芯”。同時，華為、中興、紫光等企業(yè)加速研發(fā)，也取得了突出成績。在課堂討論中，使學生感受中國芯片市場的高速發(fā)展，增加學生的民族自信心，同時也要體會我國高端芯片領域的空白，從而樹立新時代青年的使命擔當與責任感。

在《納米材料的表征》章節(jié)，從突破光學顯微鏡的分辨率出發(fā)，提出任何問題都有解決的辦法，從而延伸到突發(fā)公共衛(wèi)生事件給我國經(jīng)濟、生產(chǎn)、生活帶來的各種問題和困難。但國家、政府、各行各業(yè)的人們正在用自己的行動為渡過這一難關而努力。無論是奮戰(zhàn)在一線的政府人員、醫(yī)護工作者，還是安心在家積極做好各種防護的我們，都在用自己的愛國方式渡過這個難關，從而激發(fā)、鞏固學生的愛國主義情懷。

在《納米材料應用》章節(jié)可以引入碳纖維材料。碳纖維是傳統(tǒng)材料中不可替代的軍民兩用戰(zhàn)略性的材料，它制約著航空航天以及先進武器的發(fā)展。然而工業(yè)先進國家在其生產(chǎn)核心技術上長期對我國實行封鎖，兩院院士師昌緒曾提出，高性能碳纖維的生產(chǎn)必須立足國內(nèi)。在研制碳纖維的過程中，我國遇到了很多的問題，踏上了一條充滿荊棘的探索之路。從山東威海的民營企業(yè)研發(fā)之路講解碳纖維從無到有再到批量生產(chǎn)以及制備工藝不斷改進的歷程，我國目前已成為高品質(zhì)碳纖維生產(chǎn)大國，從而樹立學生的民族自信心和自豪感。此外，在課程講解過程中，還滲透北斗衛(wèi)星、高鐵掉頭、“山東”號及“遼寧”號航母以及殲-20等中國制造、中國大器的重要案例，引入具有胸懷使命、堅持工匠精神的我國納米碳材料領域的領軍人物張錦院士的事跡，“青蒿一握，以水二升漬，絞取汁，盡服之”的屠呦呦院士對歷史文明的自信等。在引導學生學習先進技術、先進材料的同時，無形地滲透黨的二十大精神，增進大學生對黨的信任和信心，引導學生對“黨是領導一切的”這一重大論斷形成高度認同，深刻領悟“兩個確立”的決定性意義，增強“四個意識”、堅定“四個自信”、做到“兩個維護”。培養(yǎng)愛國主義情懷，秉持“祖國的需要就是最高需要”的人生信條，讓愛國主義成為青春底色，融入愛國主義的萬頃洪流，從自我做起，從本職工作做起，為實現(xiàn)中華民族偉大復興的中國夢貢獻智慧和力量。

（二）專業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)

科技的發(fā)展離不開創(chuàng)新，思考是創(chuàng)新的源泉。提出納米技術思想的美國科學家理查德·費曼在一次采訪中曾說道，沒有不通過努力而成功的天才科學家，當一件事情發(fā)生時，你思考的廣度和深度決定了你能達到的水平。他從一只小鳥的故事中強調(diào)深入理解、積極思考是新思想的來源。“惟創(chuàng)新者進，惟創(chuàng)新者強，惟創(chuàng)新者勝”是我國百年奮斗的重要經(jīng)驗啟示，更是科學研究不斷前進的基礎。從該案例中引導學生對所學知識要深入思考，不要流于表面。

成功絕非偶然，其背后一定包含著長久的努力。納米顆粒高的表面活性是其成為高效催化劑的主要原因。素有“第四代催化劑”之稱的納米金屬簇就是一類最具代表性的新型催化劑。中國科學院化學所劉漢范研究員從20世紀80年代末便開展了該類材料的合成、穩(wěn)定性和負載的研究。從他的研究思路及歷程出發(fā)，使學生體會科研前輩艱苦奮斗、勇于創(chuàng)新、堅持不懈的精神。縱觀科學史，許多偉大的發(fā)現(xiàn)都是出于偶然。例如，德國物理學家倫琴發(fā)現(xiàn)X射線、美國海軍軍械研究室的布勒發(fā)現(xiàn)NiTi形狀記憶合金、日本科學家飯島澄男發(fā)現(xiàn)碳納米管等，然而在這種偶然的背后，定有著必然。作為當代大學生，應以科學家為榜樣，在青春年華砥礪奮斗，提高自身的素質(zhì)和能力。特別是在突發(fā)公共衛(wèi)生事件期間，有的學生努力充實自己、實現(xiàn)自我，也有的放縱自己，得過且過，最終他們的收獲必然不同。由此鼓勵學生無論何時都要樹立自己的目標，為之努力。

用發(fā)展的眼光看問題，抓住事物的主要矛盾，一切問題都會迎刃而解。馬克思主義矛盾觀可以在介紹納米材料制備中體現(xiàn)。一維納米材料的氣相自發(fā)生長技術包括兩種，最初的氣—固法和后來發(fā)展出的氣—液—固法。其中在氣—固法中基體表面的位錯是主要矛盾，它是氣態(tài)原子、分子著陸、生長的關鍵；而在氣—液—固法中基體表面的催化劑又成為主要矛盾，其尺寸決定著一維納米材料的形貌。在處理問題時，也要抓住主要矛盾，要用變化的眼光看問題。以該論點為中心，輻射到大三學生的現(xiàn)狀，應從大一的熟悉體會大學生活、大二的迷茫尋找自我為主要矛盾的學習、生活中走出來，鼓勵他們將側(cè)重點定位到學習和自我能力的培養(yǎng)、提高方面，努力充實自己，為將來的考研、就業(yè)做準備。

人與自然和諧共生。在介紹納米材料特性時，從荷葉的超疏水現(xiàn)象入手，感悟大自然的奇妙和美麗，從而引導學生樹立保護自然、學習自然的意識，深刻理解“綠水青山就是金山銀山”。作為應用化學專業(yè)的學生，在學習及未來的工作中必然會涉及一些化學品的使用，特別是在材料的制備過程中，如何選擇更為綠色的制備工藝，減少或避免對環(huán)境的破壞是一名化學工作者甚至每一名化學專業(yè)的大學生應長期努力的目標。

此外，在納米材料的制備過程中，還可以引入一些制備技術中細節(jié)的思考，從而在加強學生對所學知識運用的基礎上，培養(yǎng)他們思考問題、解決問題的能力。同時，強調(diào)遵守本領域主要的職業(yè)健康、特種設備以及危險品儲運等法律法規(guī)，遵守相關職業(yè)行為準則。例如，納米材料制備中難免用到一些氣體作為載氣或反應氣，針對氣體鋼瓶裝置的正確使用、存放等內(nèi)容可以進行相應的強調(diào)。

（三）心理素質(zhì)的發(fā)展

隨著信息社會和知識經(jīng)濟時代的到來，社會競爭越來越激烈，每個社會人都承受著越來越大的壓力。大學生作為一個特殊群體，有著自身的年齡特點，也存在一些心理問題。如何使該群體遠離心理問題的困擾，更好地適應當前的社會環(huán)境，成為各高校亟待解決的難題。在課堂教學中潛移默化地引導是非常有效的解決方案，在本課程中也可以在教學過程中引導。

凡事不能過，過猶不及。機械粉碎法是一種簡便、高產(chǎn)的納米顆粒制備技術。但在粉碎過程中發(fā)現(xiàn)過長時間的研磨反而導致納米顆粒重新團聚在一起。因此，應引導學生在學習、工作及生活上不要過度追求，適度的追求是前進的動力，過度的追求是阻力。

魚和熊掌不能兼得，凡事要懂得取舍。探針顯微鏡是常見的一種納米材料形貌表征技術。例如，原子力顯微鏡，它具有不同的表征模式：接觸模式圖像清晰但易破壞樣品表面，非接觸則反之。可見，清晰的圖像和樣品表面的破壞之間存在一定的矛盾，要根據(jù)具體的需求選擇合適的表征模式，進行取舍。因此，鼓勵學生要懂得有得必有失的道理，從實際出發(fā)選擇最有利的解決方法。

（四）前沿成果的探討

納米材料及其應用領域是近代科學研究的主流之一。走出課本的固定思維模式、走進先進科研成果豐富多彩的世界，不僅有助于學生開闊視野，也易于培養(yǎng)有益的科研思路和興趣，達到積極思考、熱愛科學的目的。因此，“納米科學技術”課程中也融入該類內(nèi)容。

從納米結(jié)構導致的結(jié)構色入手，以Science advance發(fā)表的一篇文章《Facile full-color printing with a single transparent ink》為例［3］，為學生展示科研工作者研究、利用納米結(jié)構達到實際應用的先進案例，使學生切實感受本門課程的意義和重要性，以及科研工作的精彩和樂趣。在《納米材料應用》章節(jié)列舉2023年分別在Nature Nanotechnology以及Nano energy上發(fā)表的納米醫(yī)學［4］及納米發(fā)電領域的研究成果［5］，展示納米技術的巨大潛力。此外，還將一些文獻中的電子顯微鏡及X射線衍射等數(shù)據(jù)引入課堂中，來引導學生分析相關數(shù)據(jù)，感受材料表征手段的強大。

二、課程思政的方式

“納米科學技術”課程課時少、內(nèi)容多，因此為了確保課程思政的實施，堅持以學生為中心，發(fā)揮教師引導作用，采用靈活多樣的課上、課下思政模式，讓學生更好地樹立信念、建立價值、培養(yǎng)能力。通過傳統(tǒng)的課堂教授法介紹先進人物的感人事件，讓學生加深愛國熱情；通過播放費曼的視頻，使學生體會科研中的創(chuàng)新本質(zhì)；通過以圖片的形式，展示關于納米特性及納米材料應用的最新文獻，使學生體會納米世界的神奇和科研的魅力。課下討論及課程報告是學生自主思政的主流模式。本課程設置了9個討論內(nèi)容，包含了愛國精神的樹立、國際時事的體會以及一些心理素質(zhì)的培養(yǎng)等。通過討論，學生能夠有效地從自身的感悟中分析實際問題、加強思辨意識、培養(yǎng)科學嚴謹?shù)穆殬I(yè)精神。學生在文獻資料查閱后完成課程報告可以感受納米技術的新奇，深入理解材料結(jié)構和性能的關系，理解納米材料先進制備技術、最新發(fā)展動態(tài)，從而開闊視野，加深、加寬知識體系，激發(fā)學習興趣和探索精神，培養(yǎng)自主學習及終身學習的能力。

三、課程思政教學評價方式

課程思政教學評價是教學考核評價的一部分，也是教學成果重要的檢驗方式。“納米科學技術”課程教學考核評價包括期末成績和平時成績兩方面。平時成績占總評成績的60%，其中15%為思政考查內(nèi)容，形式包括課堂案例討論、課下主題討論以及文獻查閱報告等，評估學生思政方面的學習效果；在期末考試中，加入思政元素，結(jié)合時政、思辨內(nèi)容，占比5%，以此增加開放性試題，綜合考查學生的思政和專業(yè)能力。

結(jié)語

課程思政要寓價值觀引導于知識傳授和能力培養(yǎng)之中。將思政元素和專業(yè)知識有機結(jié)合起來，以“與時俱進”為切入點，將愛國主義情懷、專業(yè)素養(yǎng)、心理素質(zhì)以及前沿研究融入“納米科學技術”課程教學中，在有限的授課時長中，通過課上、課下等多種方式構建課程思政環(huán)節(jié)，在培養(yǎng)學生思想品質(zhì)、拓寬學科視野、樹立正確人生觀和價值觀等方面發(fā)揮促進作用。

參考文獻

［1］習近平：高舉中國特色社會主義偉大旗幟 為全面建設社會主義現(xiàn)代化國家而團結(jié)奮斗：在中國共產(chǎn)黨第二十次全國代表大會上的報告［EB/OL］.（2022-10-25）［2023-03-15］.https：//www.gov.cn/xinwen/2022-10/25/content_5721685.htm？jump=true.

［2］方正軍，易兵.化學化工類課程思政精選案例［M］.北京：化學工業(yè)出版社，2021：9.

［3］LI K， LI T ZHANG T， et al.Facile full-color printing with a single transparent ink［J］.Science Advance，2021，7（39）：eabh1992.

［4］LUO Zhenyu， LU Yichao， SHI Yingying， et al. Neutrophil hitchhiking for drug delivery to the bone marrow［J］.Nature Nanotechnology，2023，18（6）：647-656.

［5］GAO Cong， LIU Tao， LUO Bin， et al. Cellulosic triboelectric materials for stable energy harvesting from hot and humid conditions［J］.Nano Energ，2023（111）：108426.

Exploration on Curriculum Ideology and Politics Teaching in Nanoscience and Technology

LIU Hong-mei

（School of Chemistry and Chemical Engineering， Lanzhou Jiaotong University， Lanzhou，

Gansu 730070， China）

Abstract： Combining ideological and political education with professional education and carrying out ideological and political education with course characteristics is the research focus of curriculum ideology and politics construction of professional courses. Taking “keeping pace with the times” as the starting point， this paper starts from the 20th National Congress of the Communist Party of China， the international situation and the advanced achievements， and combines with the characteristics of the course of “Nanoscience and Technology” to integrate ideological and political elements， such as patriotism establishment， professional quality training， psychological quality development and discussion of the latest achievements， into the teaching cases of the course. A variety of effective methods are adopted to explore effective ways and programs of ideological and political education while students are learning professional knowledge， so as to realize value guidance， knowledge transfer and ability cultivation in a subtle way.

Key words： Nanoscience and Technology; curriculum ideology and politics; keep pace with the times