課程思政在“材料化學”中的教學設計

梁萍 陳巖 張弛 何鑫

摘 要 “材料化學”為材料科學與工程專業的專業核心課之一，在該課程中合理地融入課程思政，具有很大的必要性和重要性。本文以“材料化學”課程中的碳材料和單質硅這部分教學內容為例，以課程思政為導向，結合互動式教學、引導式教學、研教相融等多種教學方式，借助多媒體與豐富的網絡資源，進行了教案設計。通過本教案的展示與分析，探究在工科專業課程中合理融入課程思政元素的方式，使學生在學習專業知識的同時，培養學生的愛國主義精神、家國情懷和民族自豪感，激發學生不畏艱難、追求真理的科學精神，培養學生的辯證唯物主義思想觀及可持續發展意識。本文相關探究對工科專業課的課程思政教育具有一定的啟發和借鑒意義。

關鍵詞 課程思政;案例設計;材料化學;工科專業

中圖分類號：G424? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.33.024

Teaching Design of Ideological and Political Course in "Material Chemistry"

——Take carbon materials and elemental silicon as examples

LIANG Ping， CHEN Yan， ZHANG Chi， HE Xin

（School of Applied Physics and Materials， Wuyi University， Jiangmen， Guangdong 529020）

Abstract "Material chemistry" is one of the core courses of materials science and engineering. It is necessary and important to reasonably integrate the curriculum thought and politics into the curriculum. Taking the teaching content of carbon materials and elemental silicon in the course of material chemistry as an example， this paper designs the teaching plan with the guidance of curriculum ideology and politics， combined with various teaching methods such as interactive teaching， guided teaching and the integration of research and teaching， and with the help of multimedia and rich network resources. Through the display and analysis of this teaching plan， explore the way to reasonably integrate the ideological and political elements of the course into the engineering professional courses， so that students can cultivate students' patriotism， national feelings and national pride while learning professional knowledge， stimulate students' scientific spirit of fearing difficulties and pursuing truth， and cultivate students' dialectical materialism and sustainable development consciousness. The relevant research in this paper has certain enlightenment and reference significance for the curriculum ideological and political education of engineering professional courses.

Keywords curriculum Ideological and political education; case design; material chemistry; engineering professional

引言

全面推進高校課程思政建設，是落實習近平總書記在于教育的重要論述的重要舉措，是落實立德樹人根本任務的必然要求，也是全面提高人才培養質量的重要任務。工科專業課程通常具有晦澀枯燥的特征，如何通過合理地設計教學環節，采用恰當的教學方式，將挖掘的相關的課程思政元素潤物細無聲地融入課堂的講授中，使學生在汲取專業知識的同時，進行相關的思想政治教育，顯性知識中融入隱性育人知識，并提高學生的上課積極性與專注力，是目前各工科專業課程面臨的巨大挑戰。[1，2]

“材料化學”本門課程是材料科學與工程專業本科生的專業基礎與核心課程，是后續各門材料類專業課程的先修課程，是在分子結構層次上研究材料的制備、結構和性能關系的一門科學，是在物理、化學、數學、材料、工程等學科基礎上發展起來的交叉性很強的一門學科。通過本課程的學習，學生能掌握晶體的結構特點、特殊晶體及非晶體的性質，以及金屬材料、非金屬材料、高分子材料、納米材料和各功能材料的分類、特點及應用，并能運用本課程的相關知識去識別、分析和表述材料科學與工程中的復雜工程問題。本課程通過結合課堂講授、案例分析、引導式教學、研教相融等多種教學方式，使學生能有機地把物理和化學理論與材料的結構和性能結合起來，將基礎理論與實際應用緊密結合，加強學生的應用意識，培養學生觀察、分析和解決材料領域相關問題的能力，并為學習后續專業課程、從事材料科學研究和工程技術工作積累一定的知識。在當今高等教育大力發展課程思政的大背景下，如何在本課程的講授過程中，通過展示相關材料領域的發展史、科學家在專業領域中的相關事跡等，培養學生的科學精神、愛國精神、文化自信、家國情懷及唯物辯證思想，學習科學巨匠的大師精神，至關重要。

本文以“材料化學”第四章無機非金屬材料之碳材料和單質硅這部分內容為例，以課程思政融入為導向，采用多樣化的教學方式，進行90分鐘的教案設計，旨在提高學生學習興趣和學習效果的同時，對學生進行恰當的課程思政教育，培養學生的家國情懷及個人品質。

1課程思政教案設計

1.1課程教學目標

1.1.1 知識目標

幫助學生了解無機非金屬材料的分類，掌握幾種典型碳素材料的結構特點與性能，明確單質硅的制備方法及其在太陽能電池中的應用，了解幾種典型無機化合物材料和硅酸鹽材料的結構特點及性能。

1.1.2能力目標

通過對不同種碳材料結構的講解，培養學生的空間想象能力。通過討論各類碳素材料及太陽能電池材料的發展歷程，訓練學生善于思考的意識與精神，幫助學生逐步建立正確的科研理念。

1.1.3價值目標

（1）培養學生的愛國情懷和民族自豪感，建立文化自信。（2）幫助學生建立發展的思維觀念，培養學生熱愛科學的品質。（3）學習科學家在未知領域不畏艱難、勇于探索的品質，培養學生探索未知、追求真理的科學精神及創新思維。（4）培養學生辯證唯物主義思想觀，建立矛盾對立統一的辯證思維。（5）培養學生保護環境和生態文明的意識，建立可持續發展的思想。（6）培養學生的家國情懷和社會責任，激發學生為國爭光的精神。

1.2 教學內容分析

1.2.1教學內容

（1）無機非金屬材料的分類;（2）六種碳素材料的結構特征、性能與發展現狀;（3）單質硅（單晶硅和多晶硅）的結構、性能與制備;（4）太陽能電池的發展、種類及各自的優缺點。

1.2.2教學重點

無機非金屬材料的分類。無機非金屬材料種類繁多，應用廣泛，通常包含哪些類型的材料？日常生活與生產中用到的哪些材料屬于無機非金屬材料？

碳素材料的結構特征。幾種典型碳素材料的結構區別是什么？相應的結構是如何影響其性能的？

太陽能電池的種類及其優缺點。幾種不同類型的太陽能電池所使用的材料分別是什么？其各自的轉換效率及生產成本如何？未來太陽能電池的發展方向是什么？

1.2.3教學難點

各類碳素材料的結構特征。如何調動與發揮學生的三維空間想象能力，理解各類碳素材料的原子排列與組合方式，是本案例的難點之一。

太陽能電池的類型。如何通過聯系我國實際情況，并結合世界太陽能電池發展狀態，使學生能正確理解各類太陽能電池的優劣，建立正確的科學發展觀，并激發學生的愛國情懷，是本案例的另一難點。

1.3教學手段與方法

多媒體和板書。采用多媒體視頻、PPT和板書相輔相成的方法，多媒體視頻主要播放制作精良的相關科普視頻，PPT作為圖片和動畫的載體，激發學生的興趣，提高學生的注意力，而板書主要用于展示本案例的關鍵性內容及結論，加深學生對本案例所學內容的印象，幫助學生梳理本案例的脈絡。

互動教學法。鑒于無機非金屬材料與人們的生產和生活息息相關，在課堂教學中通過向學生拋出生活或生產中的例子，針對相關無機非金屬材料部分進行互動，幫助學生理解相關材料的性能與應用。

啟發引導法。在講述各類碳素材料的結構時，引導學生去思考碳素材料可能有的結構，有利于提高學生在課堂上的專注力。

研教相融。在課堂上引入科研工作中的相關成果，幫助學生更好地理解材料的結構與性能，了解最新的科研動態。

案例分析。引入實際生活與生產中的案例，通過對案例的分析，結合圖片和視頻，增強對材料結構、性能與應用的理解和掌握。

1.4教學過程（見表1）

1.5教學效果與反思

本教學案例取得了良好的教學效果，以下為學生針對本次案例教學的部分評價：

師生互動良好，并且老師會針對部分內容進行課外知識的擴展與補充，可拓寬學生的視野; 通過本課程的學習，感受到了科學發展的不易與意義，未來要為科學的進步與國家的強大勇攀高峰，不畏艱難，做出自己的貢獻;在學習課本知識的同時，老師將相關的科研成果加入進來，可以更好地理解書本上的抽象知識，并對當今科研的發展動態有了初步了解，引起了很大的科研興趣;了解到中國在材料發展史上發揮了巨大的作用，并在某些領域，如陶瓷等方面，具備領先世界的水平，增強了自身的民族自豪感和文化自信。

在今后的“材料化學”教學中，應注意以下幾方面問題：

第一，課程思政教育要做到“潤物細無聲”，要潛移默化的進行，不能生搬硬套地把思政教育強加給學生。因此，需更加注重課程思政元素與案例的挖掘，使其與專業知識更為貼合。

第二，思政元素應根據時代的發展與時事熱點進行不斷地更新，將最新的科學知識、學術觀點、研究成果或生產經驗等引入課堂，使學生在接收思政信息時更有代入感。

第三，嘗試更多樣化的教學方式，在固有教學平臺的基礎上，開發創新教學環節，更大地發揮學生的主觀能動性，提高師生互動，活躍課堂氣氛。

2 結語

順應國家對高等教育的要求，堅持把立德樹人作為中心環節，把思想政治工作貫穿教育教學全過程，教師在傳授知識的過程中，注重學生能力的培養，更要提高學生的思想覺悟。本文通過對無機非金屬材料部分進行合理地教案設計，探索在“材料化學”中融入課程思政教育，培養學生的愛國精神、科學精神、家國情懷，發揚文化自信，培養學生的辯證唯物主義思想觀和方法論，提升學生的環境保護與生態文明的意識。本文關于“材料化學”課程思政教案的探索，對其他相關工科專業課程的思政設計，具有一定的啟發作用。

基金項目：五邑大學本科教學質量與教學改革工程招標項目（項目號：JX2020028）

參考文獻

[1] 陸道坤.課程思政推行中若干核心問題及解決思路[J].思想理論教育，2018，（3）.

[2] 席燕輝，唐欣.新工科背景下工科課程思政的探索與研究[J].科教導刊，2020，（20）.