《材料專業基礎實驗》實施課程思政的必然及路徑研究

李發國，岳慧君

（1.湘潭大學 材料科學與工程學院，湖南 湘潭；2.湘潭大學 教務處，湖南 湘潭）

一 引言

黨的十八大以來，習近平總書記對培養社會主義建設者和接班人工作高度重視，強調“高校立身之本在于立德樹人”“要把立德樹人融入思想道德教育、文化知識教育、社會實踐教育各環節”，深挖其他各門課程蘊含的思政資源，根據不同課程特色，合理嵌入育人要素，進行主流價值引領，讓其守好一段渠、種好責任田，著力形成從思政課程到課程思政的圈層效應[1]。近幾年，全國各教育部門、學校、教育機構等從課程思政基本理論[2-5]、實施路徑[6-9]以及支持體系[10-13]等方面都廣泛開展改革與實踐。特別是針對一門課程的具體實施方面，不少教育研究者和一線教師從教師培養[14]、思政元素挖掘[15]、教學方法改革[16]以及教學評價[17]等方面進行了一系列的探索和實踐。但教學改革隨時代的進步是不斷推進的，特別是近幾年來，工程教育專業認證、“新工科”建設、打造“金課”“一流課程”建設等教學改革及項目的實施，課程體系以及課程結構都在發生巨大變化，從而使得“課程思政”的具體實施也要因時因地制宜。而在學時少、學分少、容易“走馬觀花”的實驗課程改革中，如何發揮“課程思政”激發學生興趣、培養學生實操能力、樹立學生正確實踐觀，需要從課程特點、師資力量、學生學情的分析出發，站在課程體系的高度，審視《材料專業基礎實驗》課程實施“課程思政”的必要性以及實施路徑。

二 《材料專業基礎實驗》實施“課程思政”的必要性

《材料專業基礎實驗》的授課對象主要為材料類專業大二、大三學生，他們畢業后通過工作或者升學，從事生產、研發、科研、管理、銷售等工作。這些崗位要求學生在大學不但要培養出理論聯系實際的動手能力，還要具備創新創業精神和高尚的思想品德。但是擴招以及高招政策的改革，材料類專業受“冷門”專業思想的影響，生源相對較差。部分學生在中學階段的學習是靠老師家長的督促而被動學習，進入大學后，講究的是自主學習能力，從而產生不適應感；加之現在手游誘惑，許多自制能力差的學生容易沉迷手游而荒廢學業；部分學生家庭條件優越，缺少吃苦耐勞、奮發向上的精神；再有就是獨生子女普遍存在的“自我中心”意識，缺少團隊合作精神；另外，絕大部分同學對今后的發展缺少規劃，非常迷茫。

《材料專業基礎實驗》課程與相關理論課程開課學期不一致，本身也存在實驗教學與理論教學脫節的問題；再有就是個別學生在實驗操作上存在“走馬觀花”的現象；還有就是考核方式，多數停留在“實驗報告”上，缺少對實驗全過程考核，無法真正發揮實驗課的作用。

這些問題表象是“客觀環境”，實則是學生、老師在實驗課上的思想認識偏差造成的，因為實驗課教學大綱、實驗室管理規定以及本科人才培養方案上都有明確操作規范。我們所要做的，首先是如何做出趣味性，引起學生的“興趣”，這也需要“課程思政”；其次是“化枯燥為神奇”，將純體力實驗內容變成有內涵的“發現之旅”，需要“課程思政”作為媒介激發學生對實操能力的向往；最后通過實驗課培養學生正確的實踐觀依然需要“課程思政”。鑒于此，在《材料專業基礎實驗》課程教學過程中，任課教師應當“以學生為中心”“以產出為導向”的工程教育理念，結合學生的特點以及課程的特點，將“課程思政”融入到實驗教學過程中，加深學生對理論知識的理解，掌握必要的實驗技能，提升學生的動手能力，培養學生創新、探索、堅強、團結的精神。

（一） 激發學生興趣

我國古代道家學派創始人老子有這樣一句名言：“授之于魚，不如授之于漁。”這一教育共識的實現需要先令學生身心“愉悅”，然后激發學生“興趣”，沉迷于學習之中，最終達到主動學習的目的。激發學生興趣的關鍵是滿足學生的好奇心，好奇心是人有生俱來的，也是人自主學習的驅動力。“興趣”的培養還有待于“獲得感”的滿足，實驗的過程是艱辛和枯燥的，如何化枯燥為樂趣，把體力活升華為精神享受，這就需要結合“課程思政”將專業基礎實驗項目中最能提起學生好奇心的內容挖掘出來，與科學故事、科技前沿、科技新聞相結合，升華為“課程思政”元素分享給學生，激發學生操作實驗的興趣，并最終在實驗的發現之旅中獲得滿足。

（二） 培養學生實操能力

開設《材料專業基礎實驗》課程的重要目標就是培養學生的實操能力，為后續的《專業實驗》《專業綜合實驗》《畢業論文》以及畢業后從事科研、生產等工作打好基礎。《材料專業基礎實驗》所設置的實驗項目牽涉到金相制備與相、組織表征，力學性能測試，光、電、磁微納米材料制備與表征等，這些實驗項目中的試樣制備過程是一個重復、細致而又枯燥的工作。把實操能力培養與大國“工匠精神”結合，升華實操能力的意義，自然而然獲得學生的認同感。

（三） 樹立學生正確實踐觀

馬克思主義實踐觀認為：“實踐是認識的來源，是認識發展的根本動力，是檢驗認識正確與否的唯一標準。實踐與認識是辯證統一的關系，實踐決定認識，認識對實踐有巨大的反作用。正確的科學的認識促進實踐的發展，錯誤的認識阻礙實踐的發展。認識要隨著實踐的發展而不斷進步?！辈牧鲜侨祟惿媾c發展的基石，伴隨人類的發展而不斷發展，但是材料科學則是一門年輕的學科，20世紀60年代由美國學者提出。2011年美國奧巴馬總統提出“材料基因組計劃”；2012年，《材料科學系統工程發展戰略研究——中國版材料基因組計劃》重大項目啟動，材料研究方式從“試錯式、炒菜式、煉金化學”到“預測式”，材料研究也從“實驗觀測、理論推演、計算仿真”的范式進入“數據科學”的范式，四種范式的協同工作是實現新材料研發雙減半戰略目標的基礎。從材料科學的發展來看，就是以實踐為基礎，以理論為先導，最終回歸實踐的發展模式?！恫牧蠈I基礎實驗》課程是對理論課程知識的再認識，培養學生正確的實踐觀就必須融入材料科學發展歷程以及國內外戰略方針等“思政元素”。

三 《材料專業基礎實驗》實施“課程思政”的可行性

（一） 《材料專業基礎實驗》課程特點

專業基礎實驗是材料專業基礎課程的實驗部分，一般是隨理論課同學期開設，與理論課相關內容形成前后相繼的關系，幫助學生更好地理解和掌握理論知識，并具備基本實驗技能，為更復雜的實驗設計及操作打下基礎。而《專業基礎實驗》課程是在教學改革過程中，某些高校將所有專業基礎課程的實驗部分“抽出來”組成的一門獨立的實驗課程，其開設學期一般設置在大部分專業基礎課程的結束學期，因此與某一門專業基礎課程的內容不存在嚴格的前后相繼關系。對于先修專業基礎課程，《專業基礎實驗》幫助學生熟悉材料制備及表征所需要的基礎材料科學知識，從整體上把握每種技術的基本原理；了解材料制備與表征過程中所涉及的各種物理、化學和力學問題，懂得對比各種技術的優勢與局限性。對于后續專業基礎課程，《專業基礎實驗》幫助學生掌握材料領域常見的制備和表征方法，能夠按照研究需要設計實驗制備步驟，能正確觀察實驗現象、記錄實驗數據并進行數據處理，學會使用相關的網絡、數據庫等信息技術工具，查詢分析解決制備和表征問題所需的相關研究資料。

《專業基礎實驗》課程的優點在于：能集中時間段開展實驗教學；方便實驗室安排實驗項目；實驗項目從簡單到復雜，避免重復的實驗內容。該課程的缺點也是非常明顯的：與理論課脫節，學生通過實驗加深理論認識的實效性大打折扣。因此如何上好《專業基礎實驗》課程成為改革實踐過程中的難點問題。

湘潭大學材料科學與工程學院自2017年以來，開展了《專業基礎實驗》課程改革，將原來分散到各個專業基礎課程中的實驗通過整合，凝練出具有14個實驗項目和1個實驗安全教育的《專業基礎實驗》課程。該課程要求學生掌握不同材料體系的制備方法，如零維發光材料、一維納米纖維、二維薄膜和金屬塊體等，并熟悉基本的材料微結構表征方法。引導學生了解實驗基本原理，熟悉實驗設備，能夠運用所學原理對制備樣品的表面特性和微觀形貌進行分析。通過本課程的學習，有助于學生理解材料科學基礎的實質，培養學生的動手能力，為進一步的專業實驗做基礎。

《專業基礎實驗》課程教學老師們通過3年的教學實踐，總結出“理論課教師主導實驗，實驗人員配合實驗”的實驗教學經驗，即：抽調相關聯實驗項目的理論課教師負責實驗的安排、理論教學、操作講解、實驗報告批改和實驗評價，實驗人員協調實驗安排、準備實驗器材、協助實驗操作。在上好《專業基礎實驗》課程的基礎上，注重與教學改革以及科研平臺優勢相結合，但如何融入“課程思政”教育依然需要理論探索和實踐檢驗。

（二） 《材料專業基礎實驗》課程師資力量

在高校，實驗課時教學的通行做法是由專門的實驗人員負責實驗原理講解和實驗操作指導為主，理論課教師則負責相關理論問題的解答為輔。這種做法的好處：一是實驗人員對實驗原理非常熟悉，能夠使學生很好地理解整個實驗知識；二是實驗人員的試驗操作熟悉，能夠使學生獲得較好的實操技能；三是實驗人員對實驗室的設施非常熟悉，在實際操作過程中能夠迅速解決設備問題。

湘潭大學材料科學與工程學院的《材料專業基礎實驗》課程實行的是理論課教師負責每個實驗項目原理講解和實驗操作指導為主；實驗人員負責實驗材料和設備的準備、收拾以及維護工作，維持實驗秩序工作。擔任實驗項目的指導教師都是相關課程教學團隊的骨干教師，中青年教師為主，樂于從事理論教學與實驗教學改革的教師，并且組成《材料專業基礎實驗》課程團隊，由教學經驗豐富、德高望重的教授擔任課程團隊負責人。這些教師不但善于在理論教學中實施“課程思政”，而且也樂于把“課程思政”融入到實驗教學之中來，并且通過“課程思政”來豐富各種教學活動，提升學生的知識、技能、精神上的獲得感。這種做法的好處在于：一是理論課教師會結合理論知識來分析實驗原理，將理論與實踐相結合來傳授給學生；二是方便教師將“課程思政”從理論課堂延伸至實驗課堂，并從實驗課堂再次引入理論課堂的“無縫銜接”，形成“潤物細無聲”的效果；三是多門理論課教師共同參與實驗課教學，形成“傳道授業解惑”的合力作用，讓整個知識網絡結合更加緊密，也有利于“課程思政”融入到整個“知識網”上。

（三） 《材料專業基礎實驗》課程學情狀況

《材料專業基礎實驗》是學生繼公共基礎課實驗（《大學物理實驗》《大學化學實驗》）后最先接觸的專業課程實驗。如果說公共基礎課程實驗是中學物理、化學實驗的延續與拔高，那么《材料專業基礎實驗》則是學生驗證專業理論知識、掌握專業科研工具與方法，為今后工作做好實操技能準備的課程。

首先，學生剛結束公共基礎課程實驗，學習了大部分專業基礎課程，有一定的實驗技能和專業理論知識儲備。其次，在專業理論課上，教師在介紹材料理論發展史方面，會介紹相關實驗背景。再次，在專業理論課上，教師會通過文字、圖片、視頻高端前沿的材料制備方法、實驗設備和實驗方法。最后，參加科研創新項目的學生已經進入到實驗室，接觸到部分試驗設備。這些都為“課程思政”在《材料專業基礎實驗》課程的實施提供了基礎條件。

四 《材料專業基礎實驗》實施“課程思政”的路徑

目前，針對實驗課程實施“課程思政”的路徑研究主要立足于本課程內的“思政元素”挖掘、教學方法和評估方式來探討的?！恫牧蠈I基礎實驗》課程中的實驗項目作為各自專業基礎課程的實驗部分，首先應當明確相關聯的理論部分，其次是實驗目的，再次是實驗對后續課程的作用，最后是實驗在學生職業發展中的作用。因此，我們在具體的某一門課程中實施“課程思政”時，必須站在課程體系的高度，以“學生最終獲得感”為教學目標來層層推進，做到各類課程、各門課程“同向而行”。

（一） 將“課程思政”從理論課堂延伸至實驗課堂

材料學科是理論與實驗結合緊密的一門學科。讓理論課教師來主導實驗課，更加順暢地將“課程思政”從理論課堂延伸至實驗課堂。作為《材料專業基礎實驗》課程相關聯的理論課程，在實施“課程思政”的過程中，都會挖掘理論發展史中的“思政元素”，這就必然會與科學實驗相關聯?？茖W實驗故事中又包含對實驗儀器、實驗操作、實驗結論、科學家精神等的介紹，而這些正好與實驗課堂所要講解的實驗儀器、實驗操作和實驗分析等相關。甚至，可以將實驗項目中的每一個步驟所蘊含的“思政元素”與理論課堂上的“思政元素”串聯起來講解和分析。比如實驗目的與理論知識之間的關聯，一個經典理論的建立也許要多個實驗來支撐，一個實驗也可能為多個經典理論的建立提供依據，這其中就蘊含了事物是普遍聯系的、事實（理論）需要多方面求證。理論課上所講授的材料與環境發展，功能材料的作用等等都在實驗過程中可以得到具體的體現。理論課上關于量化結果，用事實說話，正好對應實驗課程中測量的準確性以及實驗記錄的完整性，也體現了一個人對科學精益求精的態度。

從課程體系上看，《材料專業基礎實驗》課程與相關理論課程是一對多的關系，實驗課程的運行過程牽涉到多個教師的參與。每個教師可能只關注本實驗項目的“課程思政”實施，但從一門課程的來說，實驗項目之間存在聯系，“課程思政”元素之間也必然存在一定的聯系。因此，防止重復和相悖思想元素的出現，一是要實施教師集體備課，共同探討“課程思政”的實施方案，二是與理論課程的“課程思政”元素保持同向而行，三是直接從理論課程的“課程思政”元素中延伸出，更能形成完整的課程體系、知識體系以及思想體系。

（二） 將“課程思政”從實驗課堂回歸理論課堂

《材料專業基礎實驗》課程實驗項目的目的就是要加深學生對理論知識的理解，并且在實驗的過程中體會從現象到本質，再從本質解釋現象的完整科學邏輯。實驗課堂所挖掘出來的工匠精神、誠信嚴謹、創新意識、科研精神，是學生親身經歷，印象深刻，這比理論課堂“說教”的效果要好得多。把實驗課堂上培養起來的精神成果，帶回到理論課堂，在理論課堂上通過回顧實驗項目的過程，然后再聯系理論知識展開講解，學生便于理解理論知識，又能引導學生展開思維，從實驗驗證的角度去探索科學前沿的問題。

這種從實驗課堂回歸理論課堂的關鍵路徑是“啟發式實驗教學”。盡管實驗項目的目的是明確的，但是實驗的結果可能是千差萬別的，鼓勵無效實驗結果，鼓勵重復性實驗，從千差萬別的實驗結果中拋出問題，啟發學生去回溯實驗中的問題，而這種回溯的過程又需要學生自主學習，從書本、文獻中去尋找理論指導，然后重復試驗，獲得創新性的結果。

（三） 將“課程思政”從實驗課堂延伸至社會實踐

《材料專業基礎實驗》課程實驗項目是材料專業學生今后從事材料相關科研、生產等最基本的一些理念、實驗方法和材料制備技術。這些技能就好比是“積木”，當學生今后遇到復雜科學工程問題時，能夠很好地組合這些“積木”來設計出解決問題的方法。因此，在各項實驗的學習和操作過程中，有必要將如何分解復雜問題的技能教授給學生?？梢允强蒲泄こ虒嵗v解，也可以設置復雜實驗項目，要求學生在實驗報告中提出實驗路線圖，還可以通過分組討論和團隊合作來解決實際的問題。

這種與社會實踐相結合的能力培養的關鍵是在《材料專業基礎實驗》課程中發掘“職業精神”。實驗項目內容雖少，但是卻包含了一個科研工作項目必需的所有要素：目的、原理、方法、設備、材料、分析、總結。通過模擬科研項目實施步驟來分解實驗項目工作，讓學生體會到不僅僅是一個基礎實驗的樂趣，而是在挑戰一項工作，培養自身實戰技能。目標的放大和延伸必然激發學生的興趣和專注度。

（四） 建立實驗課程“課程思政”實施效果評價體系

《材料專業基礎實驗》課程實施“課程思政”的效果是該課程持續發展、學生持續獲益的重要一環。包括課程教學大綱的完善性、教學安排的合理性、“課程思政”元素的可執行性以及執行的全過程評估與反饋改進，從而形成閉環。將“課程思政”實施效果評價與工程教育專業認證的評價體系相結合，以“學生為中心、成果導向、持續改進”來評價實施效果。

1.“以學生為中心”進行評價

一切教學改革都要以“學生為中心”，一切教學實施都是圍繞學生進行，最終是立德樹人?！恫牧蠈I基礎實驗》課程實施“課程思政”效果的評價也要“以學生為中心”進行評價。通過調查問卷、訪談、座談等形式，學生評價“課程思政”實施的效果；通過教學資料調查、教學成績考核、現場考查等形式，專家評價課程是否按照“學生為中心”實施了具體的“課程思政”以及實施效果；教師則通過教學反思、教學日歷、教學改革等確認是否“以學生為中心”進行課程思政。

2.“成果導向”進行評價

“課程思政”實施的最終成果就是學生的思想政治素養“增值”[17]。學生通過《材料專業基礎實驗》課程的學生，是否獲得了“增值”成果，是通過對學生能力以及學生畢業后發展來印證的。通過課程達成情況、學生畢業達成情況以及調查學生畢業后的發展情況來評價“課程思政”的“增值”成果。

3.“持續改進”的評價體系

“課程思政”在《材料專業基礎實驗》課程中育人效果不斷體現的關鍵在于“持續改進”。首先，課程教學大綱明確“課程思政”教學的持續改進；其次，教學安排的持續改進，找到與理論課的最優組合；再次，“課程思政”元素要經常更新，不斷適應新的學情；最后，在建立各種評估制度、反饋機制、改進措施中，納入“課程思政”要素，確保課程思政教學的不斷革新。

五 結語

“課程思政”是立德樹人的關鍵實施路徑。把“課程思政”融入到各類課程之中是全體教師的責任，只有站在專業課程體系的高度、避免單一課程的孤立性，注重課程之間的關聯性，把實驗課與理論課共性的“課程思政”元素挖掘出來，自然而然地教授給學生，從物質世界的探索上升到精神層面的洗禮。