“高等無機材料合成方法”課程育人模式探索與實踐

朱佳慧，于 靜，劉 琦，劉婧媛，王 君

（哈爾濱工程大學材料科學與化學工程學院，黑龍江 哈爾濱 150001）

0 引言

黨的十八大以來中國特色社會主義進入新的時代，在新時代背景下，中國高等院校的教育體系及思想政治教育工作也面臨著新的挑戰和新的要求。立德樹人是我國高等教育的本質，高等教育對學生的培養要著重于專業能力和道德品質兩個層面[1]。專業課程針對不同專業領域設置不同的課程，學校按照國家對人才培養的要求和目標，有目的的設置教材、教學計劃、教學大綱、教學內容和教學方式方法，高校通過專業課程的設置將教學內容系統的傳授給學生，使其具備相應的專業能力。另一方面學生的道德品質主要通過高校思想政治理論課程進行熏陶和培養，使其習得與社會要求一致緊跟時代發展的準則和規范。習近平總書記于2016年12月在全國高校思想政治工作會議上發表了重要的講話，指出“各門課都要守好一段渠、種好責任田，使各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協同效應”[2]。習近平總書記的這一重要論述明確了新時代背景下對高校的思想政治理論課和其他各類課程提出的要求。高校的每門課程都具有立德樹人的責任，專業教師在專業課程的教學過程中擁有豐富的思想政治教育資源，在其教育教學過程中將潛在的思政元素挖掘出來，實現課程思政與思政課程同頻共振，進而將思政工作貫穿育人的全過程[3]。如何促進高校專業課程與思政課程協同育人是當前亟待突破的新課題。

“高等無機材料合成方法”是材料科學與工程、化學工程與技術、材料與化工專業的一門專業基礎課，要求學生理解并掌握無機材料研究領域的前沿知識，了解當前無機材料各種新的合成方法，從不同角度闡述無機合成的基本原理和技術問題，培養學生無機合成技術技能以及學生獨立從事科學研究的能力。本課程以培養學生無機合成技術技能為出發點，以培養學生獨立從事科學研究能力為目標，從不同角度闡述無機合成的基本技術原理和當前受到普遍關注的合成技術問題。通過對本課程的學習，學生應能熟悉無機材料合成與制備的基礎知識，并在此基礎上研究材料結構和性能的關系。培養學生的實際動手操作能力。深刻領會無機材料合成方法的理論知識，具有將理論知識應用于實踐中的能力。由于“高等無機材料合成方法”課程中涉及包括光化學合成方法、電化學合成方法、高溫合成方法、高溫合成方法、水熱及溶劑熱合成方法、微波輻射在無機合成中的應用、溶膠—凝膠合成方法、共沉淀合成方法、超聲合成方法、微重力與超重力合成方法、自蔓延燃燒合成與激光化學合成方法、化學氣相沉積合成方法和無機材料的仿生合成方法等無機材料合成方法，理論知識點相對較多，授課過程偏重理論研究，學生上課過程中容易出現溜號走神現象。另一方面，學生對時事政治和國家政策關注度不高，“思政”課程灌輸式的教學方式也容易讓學生產生逆反心理，導致學生對思政教育的興趣弱化。因此將“思政”教育無形中滲透到“高等無機材料合成方法”的課程中，增強“高等無機材料合成方法”課程的多元化和趣味性，也更能調動學生對學習專業課程和思政課程的積極主動性，從而培養學生德才兼備、全面發展。

因此，本項目以專業課程“高等無機材料合成方法”為課程思政實踐載體，以課程思政改革為核心，以“創新”為應用導向，將科學精神、邏輯判斷、價值導向、人文素養與實踐教育有機結合[4]，打造“課程+思政+創新”三位一體的課程育人模式。

1 “高等無機材料合成方法”課程思政元素的探索與挖掘

在明確了課程思政在高等教育中的重要性后，我們對“高等無機材料合成方法”的授課內容進行了新的規劃，明確了課程思政目標，將思政內容和專業課程進行有機融合。隨著新興學科和高技術的蓬勃發展，作為合成化學中不可或缺的組成部分，無機合成化學不僅是無機化學學科的一個重要分支，其與新材料的結合也成為當前無機化學領域最新的發展方向之一。無機合成化學的目標是獲得不同用途的無機材料，而無機材料的使用自古以來就是人類文明進步和時代劃分的標志。采用化學方法合成的新型無機材料的使用則是近代文明發展的標志。不論是煉丹術，火藥、陶瓷的發明、金屬的冶煉，還是高溫超導材料、生物陶瓷、超硬材料以及信息與能源轉換材料的合成及其應用都是無機合成化學的重要成就。隨著5G通信、光電應用及新能源等新興產業的持續發展，半導體行業由于中美科技及產業之爭已成為當前兩國博弈的焦點，日本對韓國實施光刻膠、高純氟化物等物品的禁運及相關摩擦使得高純半導體材料的重要性廣為人知。不同于傳統的硅基半導體，化合物半導體最上游的高純金屬是多品類、小批量的稀缺資源，恰逢產業發展初期，國內企業可憑借本土化市場興起、快速技術迭代及響應速度等優勢實現更快的替代。半導體材料的純度決定器件的精度，在半導體產業自主可控成常態化追求的今天，國內企業已實現了從0到1的突破。借此授課內容，增強學生的民族文化自信和為國家榮譽而戰的科研斗志，通過對無機材料合成方法的研究，早日攻克高純半導體材料“卡脖子”問題。

2021年11月航空工業兩位專家入選兩院院士，他們是增材設計制造專家王向明和復合材料專家邢麗英。我國航天航空工業的快速發展，也離不開高強度且耐高溫結構的材料，2021是十四五的開局之年，作為整個軍工產業鏈核心位置的新材料板塊有望迎來較大的發展空間，進入二十一世紀，航空航天事業取得的巨大成就與材料技術的發展和突破緊密相連，材料的研制是高新技術發展的基礎，為航空航天工業的發展提供了強有力的支撐和保障。無機材料合成技術為制備高性能、多功能化的智能航空航天材料提供了保障。高溫合金是航空發動機的關鍵材料，傳統鋼鐵在300攝氏度以上會軟化，無法適應特殊環境下的高溫環境，同時熱機動力領域需要的工作溫度越來越高，因此科研工作者們為了追求更加高的能量轉化效率，高溫合金的研制迫在眉睫，基于我國對軍用發動機的需求，在我國投入了大量的科研精力后，航空發動機用高溫合金性能不斷發展，鐵基高溫合金、鎳基高溫合金、鈷基高溫合金等材料性能不斷優化，目前我國高溫合金產業處于成長期，軍用高溫合金處于持續升級中。以此思政元素培養學生嚴謹的科研態度，培養學生具備勇于探索、勇于發現、勇于創新的科研精神，同時，提高學生服務國家服務人民的社會責任感，將課程中對學生專業知識的傳授與對學生素質和品德的樹立進行有機的融合[5]。

2 改革教學方式，融合思政元素

“高等無機材料合成方法”課程在教學內容上首先向學生介紹無機材料合成方法的原理和操作過程，引入基本概念后，向學生舉例說明用該種合成方法制備的材料在各個領域的應用情況。例如介紹激光技術這部分授課內容，首先向學生介紹激光的性質，激光是一種受激發射而放大的特殊光源，具有亮度高、單色性、聚能與方向性強等特點。激光技術的發展歷程，從1960年7月美國T.H.梅曼研制成功紅寶石固體激光器，標志了激光技術的創立。接著又用氣體、半導體、染料等為工作物質實現了激光振蕩，促進了激光技術的發展。最后介紹激光技術在信息領域的應用，半導體激光器和光纖放大器是光纖通信的兩項關鍵技術。利用激光技術進行光存儲，使信息的存儲發生了革命性的飛躍。此外，激光打印機、激光傳真機、激光照排、激光大屏幕彩色電視、光纖有線電視以及大氣激光通信等均已得到廣泛應用。在講授光化學合成反應時，先介紹了光化學反應是指在外界光源照射下所發生的化學反應。由于光化學反應具有良好的選擇性，且可在常溫常壓下進行，從20世紀60年代起，人們就開始探索將光化學反應過程用于生產實際。隨著量子化學在無機反應中的反應及表征測試技術的突破（只要是激光技術與電子技術），光化學得到了飛速發展。最后將光化學技術與環境保護相結合，環境問題是21世紀人類面臨的重大課題，因此我們將引用光化學氧化技術治理環境污染問題，該技術是基于污水處理過程中，利用光照條件，使產生足夠量的羥基自由基，從而使有機污染物徹底氧化達到消除的目的，這一過程就是利用光化學氧化技術解決環境水污染的事例。

在課程的最后還設置相應的學時開啟研討式教學模式，學生通過課前查閱無機合成的最新研究進展，課上PPT展示匯報，學生相互討論，互相學習加深對知識的理解，培養學生獨立思考問題的能力和習慣，通過教師點評加深學生對知識的掌握。通過對改革教學方式，從學生角度自發地將專業知識與思政元素進行有機融合，并消化吸收[6]。

3 結語

《高等無機材料合成方法》課程著重介紹有代表性的無機新材料的合成技術，本文以該課程作為思政載體，結合新時代大學生的知識結構、科學素養、認知能力和思想行為等特點，選擇與本課程相關的典型思政案例，將專業知識與思政元素進行有機結合，并引用無機材料合成方法發展過程中的重要人物案例，激發學生的學習興趣同時提高學生的社會責任感，增強學生的民族文化自信，激發學生的科技報國情懷。