倡導工程倫理塑造 樹立科技創新責任—《聚合物加工原理及設備》課程思政建設

＊蔡小霞 張獻 李聰 劉金華 何福巖 楊志洲 林兆云

（1.齊魯工業大學（山東省科學院）材料科學與工程學院 山東 250353 2.齊魯工業大學（山東省科學院）生物基材料與綠色造紙國家重點實驗室 山東 250353）

中共教育部黨組《高校思想政治工作質量提升工程實施綱要》明確提出“課程思政”為目標導向的教學改革“扭住不放，啃下教師思政、課程思政、網絡思政三塊硬骨頭”[1]。

2020年6月，中華人民共和國教育部印發《高等學校課程思政建設指導綱要》，指出“把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，發揮好每門課程的育人作用，提高高校人才培養質量”[2]。“課程思政”就是在專門的思政課程之外的課程(包括綜合素養課和專業課)教學中融入思想政治教育[3]?！毒酆衔锛庸ぴ砑霸O備》是一門實踐性、綜合性很強的工程類應用科學。本課程主要闡述塑料、橡膠等常見高分子材料的成型加工方法所依據的原理、采用的設備、生產控制因素、工藝過程中聚合物所發生的物理與化學變化以及它們對制品性能的影響，了解國內外工藝設備現狀及發展趨勢等。該課程作為本科院校高分子材料與工程的工科專業的必修專業課程和核心課程，理應修好工程倫理這段渠，種好科技創新這塊田。本課程通過引入一些案例進行教學，巧妙地將思政元素融入案例中，并有機地融入所講授的知識點之中，在對學生的教學講授中潤物細無聲地實現工程倫理塑造，促進學生思想認識不斷深化，增強社會責任感，樹立科技創新的責任。

1.多層次打造“專業思政課”

(1)教學目標

①培養什么人。《聚合物加工原理及設備》旨在傳授塑料、橡膠等常見高分子材料的成型加工方法所依據的原理、采用的設備、生產控制因素、工藝過程中聚合物所發生的物理與化學變化以及它們對制品性能的影響，了解國內外工藝設備現狀及發展趨勢等。培養尊重工程倫理的前提下，具有運用科學及工程原理解決實際問題的思維能力、動手能力、創新能力的人，能夠從事高分子材料加工領域的工程師或研發人員。

②如何培養人。通過案例教學，將課程思政和科技創新元素全面融入教學內容，通過理論學習，幫助學生了解工程倫理在產品生產設計中的核心地位，了解科技創新在社會發展中的重要性；通過案例分析和微課堂視頻等方式，引導學生在遵從工程倫理的前提下，根據實際應用的需要利用扎實的理論知識進行科技創新，為企業創收，提升國家的科技競爭力。

③為誰培養人。為材料相關企業和科研機構培養工程師和研發人員。為國家的科技創新培養接班人，為國家的富強和民族的復興培養建設者。

(2)教學內容

圖1 《聚合物加工原理及設備》課程理論篇框架

圖2 《聚合物加工原理及設備》課程專題篇框架

本課程主要分為理論篇和專題篇，課程的主體框架如圖1和圖2所示，其中主要圍繞塑料和橡膠產品。其詳細內容包括：緒論，高分子材料學，添加劑，高分子材料制品設計和配方設計，聚合物流變學基礎，高分子材料混合與制備，壓制成型，擠出成型，注射成型，壓延成型和二次成型。其中分為緒論、高分子材料學、添加劑、高分子材料制品設計和配方設計、聚合物流變學基礎、高分子材料混合與制備屬于理論篇，壓制成型、擠出成型、注射成型、壓延成型和二次成型屬于專題篇。

(3)教學方式

本課程采用線上預習和線下授課相結合的方式。課前通過雨課堂將預習資料（包括課程思政資料）及視頻（包括自制視頻）發給同學，其中專題篇主要采用案例教學的教學方法，預習資料包括案例設計及課程思政。線下教學注重理論與實際相結合，產學研相結合，與科研相結合，從經濟學、社會學等不同領域分析，使學生能夠綜合考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環境等因素，在產品生產加工中體現環保、可持續發展的理念。

2.課程設計示例

為了更好地說明該課程的思政設計，此處各選理論篇（高分子材料制品設計和配方設計，高分子材料的環境問題）兩個案例和實踐篇（注射成型）一個案例進行簡單介紹。

(1)主題：高分子材料制品設計和配方設計

課程時長：2學時（90分鐘）。

教學目標：掌握高分子材料配方設計原則、表示方法、設計步驟及實驗方法；掌握高分子材料制品設計原則及設計步驟。

預習環節：①通過雨課堂發布幾個常見產品（礦泉水瓶，擠出上水管，吹塑薄膜）的配方及其設計原則。②引導學生了解工程倫理，了解典型的斑馬車油箱事件：1978年8月10日，一輛福特斑馬（Ford Pinto）在印第安娜州公路上，由于車尾被撞，導致油箱爆炸，車上的三個青少女當場死亡。這款車問世之后的7年當中，就有將近50場有關車尾被撞爆炸事件的官司。這一次福特公司卻面臨刑事訴訟。設計工程師及管理者，可能會因嚴重忽視乘客的生命，而有牢獄之災。油箱設計有瑕疵，不符合公認的工程標準（當時聯邦法規并無相關的安全標準）。審判時，法官認為工程師設計時，已意識到設計的危險性，但管理者為了使車款以較便宜的價格及時上市，只好迫使工程師使用該設計。設計工程師必須衡量他們對乘客及對上司的責任和義務，在乘客安全與成本的考慮之間取舍。通過以上典型的工程倫理事件，引導學生在配方設計及材料設計時必須從工程倫理角度考慮，絕不能因為利潤而降低產品質量，同時培養學生的社會責任感。

圖3 塑料制品中不合理使用塑化劑及其危害

預期實現如下教學目標：①讓學生結合實例掌握高分子材料配方的設計步驟，設計材料時要從工程倫理角度考慮，絕對不能為了減少成本而降低產品質量。②培養學生了解企業的社會責任感，產品配方設計時應綜合考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環境等因素，在產品生產加工中體現環保、可持續發展的理念。③通過圖3舉例，進一步讓學生進一步理解工程倫理的重要性，增強社會責任感。

課程設計：展示常用的礦泉水瓶，擠出上水管，吹塑薄膜這幾種常見的材料，了解其應用，配方設計原則及配方設計步驟。講述過程中引入“工程倫理”概念，使學生謹記產品設計時遵從工程倫理，絕對不能為了減少成本而減低產品質量。比如礦泉水瓶和擠出上水管因直接盛裝或輸送飲用水，所以該類產品設計時禁止為了降低成本而使用有毒害的助劑。如圖3所示，如果在直接盛裝飲料等的瓶子為了降低成本而過度使用增塑劑會引起激素失調，免疫力下降，兒童性早熟，傷害基因，心血管疾病以及肝臟和泌尿系統疾病。從環保角度和可持續發展角度考慮，應盡量使用可降解塑料或可回收材料做地膜材料。通過以上講述，使學生進一步了解企業的社會責任感，產品配方設計時應綜合考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環境等因素，在產品生產加工中體現環保、可持續發展的理念。

(2)主題：高分子材料的環境問題

課程時長：1課時（45分鐘）。

教學目標：了解高分子材料生產過程，加工過程，燃燒過程和廢棄物處理帶來的環境問題，掌握解決高分子材料環境問題的對策，包括制定環境法規，節約使用量，化學再生，廢棄塑料焚燒回收熱量，開發生物降解高分子材料等。培養學生在產品生產加工中的環保和可持續發展的意識，在今后生產研究中貫徹3R原則（Reduce，減量化；Reuse，再使用；Recycle，再循環）。

預習環節：①通過雨課堂發布關于塑料污染的視頻（蒼穹之下第一期：蒼白之星上，白色的恐怖，微塑料污染對生物造成了哪些危害？https://www.bilibili.com/video/BV1mk4y117rz?from=search&seid=3141892844722198008），可降解塑料視頻（Green plastic可降解塑料袋如何緩解白色污染，https://www.bilibili.com/video/BV1iE411u7JP?from=search&seid=7097028049252927500）和國家發展改革委與生態環境部聯合發布的《進一步加強塑料污染治理的意見》文件。

圖4 微塑料污染

預期實現如下教學目標：①通過塑料污染對社會帶來的危害，引導學生了解高分子材料對環境帶來的危害。②通過塑料污染視頻引入現在大家所關注的“微塑料”事件，見圖4[5]。通過此例引導同學增強社會責任感，在今后從事科研或生產工作時，應綜合考慮社會、健康以及環境等因素，在科研或是產品生產加工中體現環保、可持續發展的理念。③通過學習國家發展改革委與生態環境部聯合發布的《進一步加強塑料污染治理的意見》文件，引導學生了解本行業涉及的法律法規，具備法律意識和法律理性。④引導學生了解高分子材料環境問題的解決對策，鼓勵學生加強專業課學習，并發揮自身的創新精神，努力探索新的解決高分子環境問題的辦法。

課程設計：從“微塑料”入手，引入高分子材料使用過程中產生的環境危害，分別再以實例講授高分子生產過程，加工過程和燃燒過程帶來的環境危害。結合國家發布的環境保護的法律法規，引導同學了解本行業涉及的法律法規，具備法律意識和法律理性。通過預習發布的可降解塑料視頻（Green plastic可降解塑料袋如何緩解白色污染，https://www.bilibili.com/video/BV1iE411u7JP?from=search&seid=7097028049252927500）引出解決高分子材料環境問題的對策，并結合自己的科研課題（生物基環氧樹脂）啟發同學們思考解決高分子材料環境問題的新對策。同時，引導同學增強社會責任感，在今后從事科研或生產工作時，應綜合考慮社會、健康以及環境等因素，在科研或是產品生產加工中體現環保、可持續發展的理念。

(3)主題：注射成型

課程時長：2學時（90分鐘）。

教學目標：掌握高分子材料注射成型制品的生產過程，幫助學生理解每個生產流程。能夠自覺地運用所學知識去觀察生活中常用的高分子材料制品，思考其加工方法。理解科技創新以及擁有自主產權的重要性。

預習環節：通過雨課堂發布樂高積木生產視頻。了解樂高積木的起源：1949年，第一塊樂高塑料積木問世。1958年的1月28日，樂高特有的“凸起管（stud-and-tube）”獲得專利。而當時一套樂高積木價格不菲，我國普通家庭沒有能力購買。直到20世紀90年代我國才能自主生產類似于樂高積木的拼插積木，使價格大幅降低，使得拼插積木進入普通家庭甚至低收入家庭。

課程設計：通過樂高積木生產視頻詳細講述注射成型過程，各生產環節的作用以及工藝設置對最終產品性能的影響。通過預習引入的樂高積木起源，引導學生思考科技創新在社會發展中的重要性和擁有自主知識產權的重要性。

3.小結

本文通過積極探索、深入挖掘《聚合物加工原理及設備》課程中所蘊含的思政元素，形成“單體”；尋找其與各知識點相結合的契合點，將這些思政元素有機地融入所講授的知識點之中，發生“聚合”；潤物細無聲地實現對學生進行思政教育。通過課程理論篇和實踐篇各一實施案例，從教學目標，預習環節和課程設計進行闡述，將工程倫理，科技創新和環保等理念通過案例引入課堂內容，在講授課程內容中潤物細無聲地實現工程倫理塑造，促進學生思想認識不斷深化，增強社會責任感，樹立科技創新的責任。