先進材料技術及應用”教學思政要素融入設計與實踐

[基金項目]2024年度教學成果立項培育項目“需求牽引，案例驅動課程建設與實踐”（JXCG202443）

[作者簡介]（1991—），男，山西晉城人，博士，講師，主要從事軍用特種功能材料研究;（1971—），男，安徽太湖人，博士，教授（通信作者），主要從事隱身防護技術研究。

[中圖分類號]G643.0 [文獻標識碼］A [文章編號]1674-9324（2025）26-0097-04

[收稿日期］2024-10-10

習近平總書記在全國高校思想政治工作會議上明確強調了做好高校思想政治教育工作的重要性，要“把思想政治工作貫穿教育教學全過程”[1]。課程思政就是要構建全員、全程、全課程育人格局，把立德樹人作為教育的根本任務，實現全程育人、全方位育人的一種綜合教育理念。在教學過程中傳授專業理論知識固然重要，但是僅具備專業知識顯然難以與新時代對人才的要求相適應，無法貫徹落實立德樹人根本任務，即未將價值塑造、知識傳授和能力培養三者融為一體，導致學員的“德”與“能”的教育過程分離。因此，亟待提升學生的思想政治水平[2]。

一、“先進材料技術及應用”課程思政的理論依據

材料是武器裝備發展的物質基礎和技術先導，一直備受世界各國的高度重視。先進材料技術的應用可顯著提高武器裝備的戰技水平和全天候作戰能力，是武器裝備推陳出新、升級迭代的基礎，也是當今世界國防工業發展的關鍵[3]。為提升各專業研究生對先進材料技術的理解與認識，開展先進材料技術的創新研究與應用，本校在新版研究生人才培養方案中設置了“先進材料技術及應用”課程。該課程以材料學基本理論為基礎，突出先進材料技術前沿發展和應用需求，拓展新材料設計開發思路，注重綜合利用材料設計、制備和分析等技術解決先進材料的工程實際應用問題。課程內容緊貼前沿材料發展與裝備應用需求，旨在讓學員通過課程學習，掌握先進材料結構、性能和應用之間的關系，拓展新材料設計開發與工程實際應用思路，構建材料知識體系，提升科研學術能力。該課程呈現如下三點特征。一是學科交叉性強。該課程是一門綜合性課程，研究內容涉及機械、物理、材料、化學等相關學科體系，以及材料力、熱、光、電、磁等性能分析與評價。二是內容理論性強。課程學習所需基礎知識面寬，內容抽象復雜，涉及晶體結構、結構缺陷、相圖相變、能帶能級、復合理論、固溶強化、吸波原理等諸多理論與知識點。三是實踐結合性強。課程內容與裝備應用緊密結合，涉及材料高強度、輕量化、復合化、智能化發展趨勢，以及裝備在復雜自然環境和對抗場景下的高溫隔熱、腐蝕防護、燒蝕防護以及隱身防護等應用。

本課程所面向的研究生包括現役和地方軍民融合研究生學員，涉及兵器科學與技術、核科學與技術、航空宇航科學與技術、兵器工程等專業。學員的課程基礎扎實，具備材料、物理、機械、化學、兵器等學科專業背景知識，并對常見先進功能材料有所了解；但學員對武器裝備發展和材料技術應用的認識具有局限性，這一點在軍民融合研究生學員中體現得尤為顯著，該類學員對理論性、技術性強的專題學習的興趣不濃厚。此外，本課程作為本校研究生的一門材料學相關課程，一方面，相比于本科教育過程，其課程思政要素與契合點更加注重專業知識的理論深度與應用、課堂知識與課題研究、專業發展方向的貼合、自我學習能力培養、科學問題凝練與總結能力以及學科創新意識塑造。另一方面，與地方院校的研究生材料課程培養目標相比，本課程更注重與工程裝備相結合，應用特色更加明顯，對學員思想政治素養的要求也更為嚴格，除了高等教育要求中所倡導的科學探索、大國工匠等精神之外，還需要結合崗位特點，突出責任擔當、家國情懷、團隊意識、使命意識和備戰打仗意識。

綜上，通過對“先進材料技術及應用”課程教學內容、培養目標、學員學情、課程思政特點等多方面的分析，如何在工科專業課程的理論知識教學中融入思想政治教育內容，以培養德才兼備的國防軍工領域需求的人才，是實現本課程思政教育的核心問題；如何設計挖掘該專業課程的思政要素，如何在講授專業理論知識時能自然融入思政內容，是目前本課程思政教學過程中亟待解決的問題。

二、“先進材料技術及應用”課程內容與思政要素結合點挖掘

挖掘專業課蘊含的德育資源并進行有效滲透，建設特色鮮明的課程思政案例庫，能夠提高院校思想政治教育的實效性。本校創新團隊教師圍繞軍用先進材料專業課程，為落實軍校研究生教育“立德樹人、為戰育人”的目標，立足于學科的學術內涵和傳承脈絡，深度挖掘專業課程與思想政治理論課的結合點，充分發掘德育資源，大力建設課程思政案例庫。結合課程內容特點，深入挖掘思政載體，圍繞個人、科學、國家、精神四個層面的思政培養要求，將科學思維方法、工程倫理素養、大國工匠精神、科技強軍擔當等價值觀充分融入教學內容，滲透教學全過程，形成了適用于材料類課程的思政體系，如圖1所示。從多維度反映社會主義核心價值觀、工匠精神和人文情懷等思政元素。實時更新案例庫，結合最新的時政資源、熱門話題，激發學員的情感共鳴與創新研究的興趣和熱情。

個人層面 科學層面 國家層面 精神層面課程章節 教學內容 思政案例 思政內核先進材料發展概述 人類文明進步與材料發展 我國在新型材料領域的突破 科學精神材料表征分析機理 透過現象看本質方法論晶體結構與晶胞 以小見大、細節決定成敗先進金屬材料 晶體缺陷與性能 《亮劍》中李云龍的性格特點強度和塑性不可兼得的特點 關上一扇門，留有一扇窗 辯證思維陶瓷材料的發展 我國悠久的陶瓷發展歷史 價值塑造先進陶瓷材料陶瓷材料的脆性短板 鄭強教授的非對稱優勢思想文化自信界面設計結合力適中原則 中庸之道、過猶不及先進復合材料材料復合中的 1+1gt;2 效應 團隊協作、優勢互補 哲學思想3D打印材料 增材制造工藝過程原理 九層之臺，起于累土 工匠精神3D打印材料的軍事應用 盧秉恒院士增材制造團隊學以致用仿生材料設計原理 師法自然，格物致知先進智能材料 智能彈性體材料應用 我國低成本“P4U”彈性體材料 愛國精神表面工程防護材料機理 一寸山河一寸血 邊防戰士表面防護材料 制度自信我國各軍種先進武器裝備介紹 經濟體支撐，改革開放的意義

（一）深挖哲學思想，引導學員從哲學角度理解材料學科問題

材料學科中蘊含的哲學思想豐富多樣，辯證唯物主義認為世界在本質上是物質的，世界的真正的統一性在于它的物質性。材料學科作為研究物質成分、結構、性能及其相互關系的學科，正是對物質世界的一種深入探索，體現了世界的物質統一性。例如，以“九層之臺，起于累土”思想理解3D打印材料成型技術機理。3D打印作為快速成型制造技術的一種，又稱增材制造，它以數字模型文件為基礎，運用粉體打印材料，通過逐層打印的方式來構造物體。無論所打印物體構型多么復雜，只要將它解分成一個個二維平面進行逐層打印，層層疊加之后就可實現整體復雜構型需要。這體現了“積少成多”和“不積跬步無以至千里”的哲理思想。再如，納米技術通過精確控制原子和分子的排列組合，實現了材料性能的顯著提升，這體現了唯物辯證法中關于從量變到質變的飛躍的觀點。當原子或分子間的距離被壓縮到一定程度時，材料的性質會發生質的飛躍，產生全新的、超常規的特性，這也是量變引起質變飛躍的生動體現。

（二）巧用辯證思維，引導學員從本質上領悟材料學科問題

在材料科學中，材料的性能隨著其成分、結構的變化而變化，這體現了質量互變規律。材料學科中存在著許多對立統一的關系，如成分與組織結構的對立統一、性能與用途的對立統一等。這些對立統一關系貫穿材料學科研究的始終，體現了對立統一思想。例如，在材料的凝固過程中，形核理論至關重要。該理論的基本預設是在原來的液相中產生具有固相結構的小核心，且它們隨機出現、時聚時散，一旦過冷度足夠大，這些小核心就能長大直至完全凝固。從辯證法的角度看，凝固形核現象是舊事物中存在新事物的范例，體現了事物發展的復雜性和多樣性。再如，以材料微觀晶體結構可反映材料宏觀性能為切人點，輔以“見微知著”“管中窺豹”成語，說明以小見大、細節決定成敗、細微處見真章的道理，使學員理解“材料性能是其微觀結構的宏觀體現”的材料學思想。因為從材料學角度出發，晶胞是晶體結構的最小重復單元，其意義在于：研究晶體的結構時，只須分析它的具有代表性的晶胞就可以了，無須設計大量的原子對象。當材料設計、制備，再到成型實現工程應用的時候，常常需要在材料性能與成本之間進行權衡。一方面，追求高性能的材料往往意味著更高的成本；另一方面，降低成本又可能犧牲部分性能，這種對立統一關系促使材料科學家不斷尋找性能與成本的最佳平衡點。此外，許多新型材料在帶來便利的同時，可能會對環境造成污染。例如，一些塑料高分子材料在難以降解的情況下會對環境造成長期影響。因此，在材料應用過程中需要考慮其對環境的影響，并努力開發環保型材料，以實現可持續發展。

（三）弘揚科學事跡，激發學員對材料學的科研熱情與使命擔當責任感

例如，通過材料發展史的脈絡講解，引出我國在先進材料制造方面存在的35項“卡脖子”關鍵技術。進而通過強調當前我國在這35項新材料技術方面已經實現了 60% 的技術攻克，引發學員思考，新材料產業是制造強國的基礎，是高新技術產業發展的基石和先導，我國的基礎科學研究任重而道遠，從而激發學員對研究的熱情與科學擔當精神。再如，高溫超導材料的發現是現代材料科學的一大突破，這種材料在接近絕對零度的條件下能夠展現出超導性，即電阻為零且完全抗磁性。高溫超導材料在電力輸送、磁懸浮列車、核磁共振成像等領域有著廣泛的應用前景。例如，利用高溫超導材料制成的電纜可以極大地減少電能損耗，提高能源利用效率，這一材料技術的突破正是我國科學家夜以繼日科研攻關的結果。

（四）延伸材料學背后故事，增強學員的文化自信

例如，通過展示我國傳統陶瓷材料的悠久發展歷史和現代先進陶瓷制造技術取得的突破，增強學員的民族自豪感，堅定其獻身強國強軍偉業的決心和意志；通過介紹復合材料的重要性以及我國半坡遺址中的“草黏土”復合材料雛形，使學員認識到我國建設制造強國、推動制造業高質量發展，必須夯實新材料產業這一重要研究基礎；以四次工業革命的發展與材料技術迭代的相承關系為切入點，說明材料經由石器時代、銅器時代、鐵器時代、鋼鐵時代、合成材料時代，發展到當前的復合材料、新型材料時代的發展規律。“認識先進材料的發展現狀，培養材料研究創新思想”，通過我國材料基礎科學領域的研究，使學員理解搞科研要面向國家重大戰略需求，以及“學以致用，為社會服務”的理念。以我國在3D打印領域的科學家對于國家重大戰略需求的應用研究與產品應用實例，激發學員對科學研究的熱情，培養其學以致用的社會擔當。

（五）深化材料科學思想，培養學員科學的價值觀與方法論

例如，在先進材料表征課程內容中，通過對材料研究中由宏觀到微觀、層層遞進、逐步剖析、追根溯源過程的辯證法進行討論，使學員領會要透過現象看本質，由此把握住事物的根本和關鍵的道理，并有意識地培養學員追根溯源的探索精神。通過對X射線光電子能譜的講解，將其分別與電子能量損失譜和俄歇電子能譜進行對比，呈現各類方法的優勢所在和應用場景的側重，使學員學會辯證分析地看待事物的優點和缺點，揚長避短，理性選擇，避免“拿來主義”，實現對前人的超越。

再如，在講解先進智能材料中，通過介紹動物的體色與環境色澤相似，或沒有抵抗敵害能力的動物長得像有本領的動物而以假亂真，可躲避天敵或成功捕食，引出生物界普遍存在的擬態的概念，進一步結合該思想在軍用材料方面的設計理念，引發學員對“師法自然”和“格物致知”的理念的思考。通過裝備失效模式和功能需求的引入，啟發學生思考：怎樣對裝備進行表面防護？表面防護手段有哪些？引起學員對防護涂層材料在我國國防軍工和航空航天應用中重要性和必要性的重視，引出本次授課內容。由表面工程在材料防護中的重要性，引導學員認識“內外兼修”在提升自我方面的重要性，并延伸講解，引出我國邊防戰士作為國家領土的“表面防護材料”，在捍衛國家領土與主權中所展示的“一寸山河一寸血”的愛國奉獻精神。

三、“先進材料技術及應用”課程思政實施成效

目前，“先進材料及其工程實際應用”課程思政教學實踐已經在我校兵器科學與技術學科的功能材料專業實施。通過豐富多元的教學模式、融合創新創業教育、借力現代信息技術，建立了較為完善的課程思政教學體系。同時，根據學生的認知規律和接受特點，挖掘并建立了“先進材料及其工程實際應用”課程思政案例要點。通過以上措施，對專業課程知識要點和思政元素進行了具有延伸性的有機融合，不僅符合學生的學習特點和知識吸收習慣，而且使學生在接受思想政治教育的同時，更加能激發自身對課程乃至學科專業的熱愛。

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楊振國，龔嶷，徐珂.課程思政建設的內涵與實踐：以“材料失效分析”為例［J].中國大學教學，2021（11）：39-45.

[3]徐鵬，陳難難.“功能材料”課程思政建設的探索與實踐[J].化工時刊，2022，36（3）：32-33

Designand Practiceof Integrating Ideological and Political Elements into Advanced Materials Technologyand ItsMilitaryApplications WANG Bin，LIU Gu， WANG Liu-ying

（Zhijian Laboratory，RocketForceUniversityofEngineering，Xi'an，Shaanxi 7oo25，China）

Abstract： As senior professonals in national construction and military development， military academy graduate students should prioritize the promotion of ideologicaland political coursesas a fundamental strategic measure to build morality and cultivate talents and educate talents for war.The course Advanced Materials Technologyand Its MilitaryApplication is comprehensive，with a strong blend of theoretical and practical components.Traditional teaching methods often emphasize professional knowledge over the integration of ideological and political aspects.This study focuses on the public elective course for postgraduate students at the RocketForceEngineering University，analyzing the insufficient integrationof ideologicalandpolitical education within the course content. By examining teaching methods and practices， this paper explores ways to incorporate ideological and political elements into the course design，aiming to enhance the quality of graduate education and teaching in military academies.

Key Words： advanced materials; curriculum ideology and politics; postgraduate courses; case-based teaching