課程思政融入材料科學(xué)教學(xué)中的探索
——以熱處理為例

趙素，趙景榮，徐連儀，金敏

（上海電機(jī)學(xué)院，上海）

一 引言

我國正處于百年未有之大變局，對(duì)人才的需求極大地提升，對(duì)人才的要求也不再僅僅局限于只具有專業(yè)知識(shí)的人才，而是成為德才兼?zhèn)涞娜瞬拧Ｗ?014 年課程思政的提出到2020 年《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》（教高〔2020〕3 號(hào)）正式發(fā)布，專業(yè)課不再僅僅傳授專業(yè)知識(shí)，將思政融入專業(yè)課已成為必然[1-3]。早在古代，我國唐代文學(xué)家韓愈就曾提出：“師者，所以傳道、授業(yè)、解惑也”，教學(xué)始終肩負(fù)著教書、育人兩項(xiàng)重任，進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了將思政教育融入專業(yè)課的必要性。

在以往的教學(xué)中，專業(yè)課的教育更傾向于“術(shù)業(yè)有專攻”，專業(yè)課老師更專注于在專業(yè)鄰域的研究，思政教育的內(nèi)容涉及較淺，大多是通過講解自己的經(jīng)歷來簡(jiǎn)單地為同學(xué)們傳授自己在求學(xué)過程中的感悟。現(xiàn)今，將課程思政融入專業(yè)課是一個(gè)探討的熱點(diǎn)，如何將課程思政與專業(yè)課有機(jī)融合，在潛移默化中達(dá)到教書、育人的目的[4-6]。課堂不僅是老師教書育人的主渠道，也是學(xué)生學(xué)習(xí)的重要場(chǎng)所。通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)熱處理板塊中所涉及的熱處理原理及工藝貼近實(shí)際生產(chǎn)，實(shí)用性強(qiáng)，學(xué)生沒有現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)歷和實(shí)驗(yàn)課學(xué)習(xí)，不易掌握[1]。學(xué)生對(duì)于課程本身的掌握較為艱難，對(duì)于專業(yè)課知識(shí)以外的內(nèi)容無暇分心。此外，學(xué)生的思想更偏向于“術(shù)業(yè)有專攻”。學(xué)生在專業(yè)課的學(xué)習(xí)中會(huì)不自主地將專業(yè)課知識(shí)與思政內(nèi)容分門別類，對(duì)于老師在課程中的思政教育當(dāng)成專業(yè)課知識(shí)學(xué)習(xí)過程中的一種課外話題，是老師為使學(xué)生專注于課堂拉回學(xué)生的一種手段，甚至認(rèn)為是一種浪費(fèi)時(shí)間的行為，因而學(xué)生對(duì)于老師在專業(yè)課教學(xué)中穿插的思政內(nèi)容不重視，在老師進(jìn)行思政教育時(shí)，學(xué)生僅當(dāng)作課程中的一種消遣從而沒有主動(dòng)地去思索，以至于老師的思政教育事倍功半。

因此如何在保證學(xué)生掌握專業(yè)知識(shí)的前提下將課程思政有效融合，并讓學(xué)生內(nèi)化于心，外化于行值得思考探索。本文以熱處理為例，圍繞老師、學(xué)生與專業(yè)課本身三個(gè)方面探索課程思政與熱處理相融合的方法。

二 老師學(xué)生同向而行，提高學(xué)生的思政意識(shí)和學(xué)習(xí)興趣

學(xué)生是接受思政教育的主體，也是老師進(jìn)行教學(xué)的目標(biāo)人物，由于學(xué)生現(xiàn)存的慣有思維，以至于學(xué)生總是處于一種被動(dòng)狀態(tài)，被動(dòng)地接受專業(yè)課知識(shí)，被動(dòng)地接受思政教育。對(duì)此，需要對(duì)學(xué)生進(jìn)行“思想頻道”上的調(diào)頻，接受新的“信號(hào)”，化被動(dòng)為主動(dòng)，讓學(xué)生可以主動(dòng)地去探索與學(xué)習(xí)。進(jìn)行調(diào)頻，是將“思想頻道”從“高中頻道”調(diào)為“大學(xué)頻道”。學(xué)生剛升入大學(xué)，思維模式、學(xué)習(xí)方法等都還停留在高中。高中教育更多的是培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)試能力，培養(yǎng)學(xué)生讀題、解題的邏輯與能力，學(xué)生習(xí)慣于單純地記住課本上的知識(shí)點(diǎn)以及將知識(shí)點(diǎn)應(yīng)用于考試中；各科目之間區(qū)分明確，關(guān)聯(lián)性較弱或不明顯，從而導(dǎo)致學(xué)生習(xí)慣于“術(shù)業(yè)有專攻”。而大學(xué)教育則與高中教育有著極大的差別。專業(yè)課的主要任務(wù)是使學(xué)習(xí)者掌握所必需的學(xué)科理論、知識(shí)和專業(yè)技能并進(jìn)一步掌握本專業(yè)的前沿科學(xué)技術(shù)和未來發(fā)展方向，以及培養(yǎng)解決實(shí)際問題的能力。例如熱處理工藝中的正火、退火、淬火、回火，以及新型化學(xué)熱處理、表面熱處理等這些工藝不僅僅是理論知識(shí)，也是熱處理行業(yè)人員所必須理解、掌握并應(yīng)用于實(shí)際的工藝技能。此外，大學(xué)的教育不是“各自為政”而是“相輔相成”關(guān)聯(lián)緊密。比如，熱處理工藝只是材料加工中眾多環(huán)節(jié)中的一環(huán)，一個(gè)工件形成的過程中是多種工藝環(huán)環(huán)相扣緊密聯(lián)系，其中某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)丁點(diǎn)錯(cuò)誤影響都是巨大的，彼此之間是相互影響的。

學(xué)生了解了大學(xué)教育的特點(diǎn)，從一開始就要認(rèn)真對(duì)待所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，認(rèn)識(shí)到它的重要性，跟上了老師講課的步伐，以熱情洋溢的學(xué)習(xí)狀態(tài)參與課堂中，老師在講授專業(yè)知識(shí)的同時(shí)又融入思政教育，學(xué)生更加容易接受，老師讓學(xué)生知曉“課程思政”這一概念的存在，明白課程思政對(duì)自身發(fā)展起到的重要作用：思政教育對(duì)學(xué)生理想信念的樹立，對(duì)學(xué)生在脫離學(xué)校走入社會(huì)，明確個(gè)人發(fā)展，擁有正確的價(jià)值觀、人生觀、職業(yè)觀、世界觀等，將個(gè)人發(fā)展與國家民族的發(fā)展相聯(lián)系等。學(xué)生真正地重視思政教育，在老師教學(xué)過程中去當(dāng)一個(gè)“捕捉手”，讓老師想要為學(xué)生傳達(dá)的內(nèi)容恰好被學(xué)生捕捉住。

總而言之，將課程思政和熱處理相融合，需要老師和學(xué)生的同向而行，共同努力。老師尋找適合的方法將課程思政與專業(yè)知識(shí)融合，做到你中有我，我中有你。學(xué)生重視思政的學(xué)習(xí)，將思政內(nèi)容與自身相結(jié)合，自主地思索自身不足進(jìn)而自我提升。從老師被動(dòng)地給予到學(xué)生主動(dòng)地接受，從老師單一努力到老師、同學(xué)同向而行，共同努力，老師的教書、育人兩項(xiàng)任務(wù)方可事半功倍。

三 將課程思政與熱處理工藝融合方法的探索

（一） 結(jié)構(gòu)決定性能，基礎(chǔ)決定高度

結(jié)構(gòu)決定性能，熱處理工藝是通過不同的加熱溫度和冷卻方式改變金屬的結(jié)構(gòu)，進(jìn)而達(dá)到具有不同的性能。熱處理通常是由加熱、保溫和冷卻三個(gè)過程組成，大多數(shù)是首先把鋼加熱到奧氏體狀態(tài)，然后以適當(dāng)?shù)姆绞嚼鋮s以獲得所期望的組織和性能。控制形核與長大過程，控制了奧氏體的形成速度，奧氏體的晶粒大小對(duì)后續(xù)珠光體、貝氏體、馬氏體的組織、性能起到極其重要的作用。由此可引申到學(xué)生的學(xué)習(xí)生活中，莊子在《逍遙游》中說：“水之積也不厚，則其負(fù)大舟也無力；風(fēng)之積也不厚，則其負(fù)大翼也無力”。基礎(chǔ)決定高度，大學(xué)生在大學(xué)當(dāng)中的學(xué)習(xí)可以類比“奧氏體轉(zhuǎn)變”的進(jìn)行，大學(xué)中的學(xué)生就好似正在進(jìn)行形核與長大中的晶體，具有無限的可能，卻也需要良好的基礎(chǔ)，不論是在專業(yè)技能方面還是個(gè)人素養(yǎng)方面，良好的基礎(chǔ)，適合自己正確的“熱處理工藝”在向上攀爬時(shí)，才會(huì)有足夠的驅(qū)動(dòng)力。金屬熱處理工藝是機(jī)械制造業(yè)的關(guān)鍵工藝，通過不同的工藝來改變金屬的結(jié)構(gòu)從而獲得不同性質(zhì)的金屬這對(duì)我國先進(jìn)制造業(yè)的發(fā)展起到了重要作用。比如在航天飛船、長征系列運(yùn)載火箭、北斗導(dǎo)航衛(wèi)星、空間實(shí)驗(yàn)室、戰(zhàn)略導(dǎo)彈和戰(zhàn)爭(zhēng)武器等許多高端領(lǐng)域中的許多關(guān)鍵產(chǎn)品進(jìn)行的技術(shù)攻關(guān)都依托于熱處理工藝的創(chuàng)新[8]。而這一切的創(chuàng)新卻也基于基礎(chǔ)的熱處理工藝，基于基礎(chǔ)的金屬學(xué)與熱處理知識(shí)。對(duì)于金屬的過冷度、原子擴(kuò)散、形核與長大、晶粒強(qiáng)化等基礎(chǔ)金屬學(xué)知識(shí)充分掌握，才會(huì)對(duì)具有不同成分、不同原始組織的金屬在進(jìn)行奧氏體轉(zhuǎn)變時(shí)控制好影響因素，以便后續(xù)繼續(xù)加工得到達(dá)到所需性能的金屬材料。

（二） 借用歷史，聯(lián)系實(shí)際

熱處理工藝中所涉及到的各種工藝的相關(guān)知識(shí)，專業(yè)術(shù)語晦澀難懂對(duì)學(xué)生的積極性有很大的打擊，且熱處理工藝純理論的學(xué)習(xí)難免會(huì)讓學(xué)生感到枯燥乏味。對(duì)此最簡(jiǎn)單的辦法便是進(jìn)行古代的熱處理技術(shù)和現(xiàn)代的熱處理技術(shù)的比較。王者榮耀此游戲中有一游戲英雄的名字為干將，老師可以以此為切入點(diǎn)，講解干將這一名劍的鍛造所涉及到的古代熱處理技術(shù)，干將的背后還有一個(gè)古人以身殉劍的凄慘故事，而古人為何要以身殉劍，最后干將這樣的名劍卻為何消失于歷史的長河中。這其中涉及到了許多的熱處理的相關(guān)知識(shí)，這不僅可以讓學(xué)生對(duì)于熱處理技術(shù)有更為深刻的體會(huì)，讓學(xué)生對(duì)熱處理的相關(guān)知識(shí)與自己在課外所得擁有關(guān)聯(lián)性，對(duì)知識(shí)的把握更為深刻，還可以讓學(xué)生去進(jìn)行思考與反思，尊重生命。

此外，博物館作為反映人類歷史的“百科全書”，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)熱處理專業(yè)知識(shí)是一個(gè)可以起到巨大作用的工具，鑒于當(dāng)下疫情可以考慮將博物館的線上虛擬展廳運(yùn)用到課堂，在課堂上參觀博物館中文物的展覽，區(qū)別與以往博物館講解員的講解，通過專業(yè)課老師對(duì)文物的相關(guān)熱處理工藝的講解，學(xué)生對(duì)文物的探索，對(duì)于學(xué)生掌握熱處理相關(guān)專業(yè)知識(shí)起到良好促進(jìn)作用，此外通過博物館的參觀還可以激發(fā)學(xué)生的民族自豪感，拓展學(xué)生的眼界，培養(yǎng)創(chuàng)新精神。

（三） 培養(yǎng)綠色、節(jié)能、可持續(xù)發(fā)展意識(shí)

據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國每年的熱處理加工量約為5000 萬噸，熱處理消耗電能總量達(dá)200 億KWh，天然氣和液化氣、淬火油加上其他工藝材料消耗，總計(jì)每年耗能約合超1000 萬標(biāo)準(zhǔn)煤，排放二氧化碳超3000多萬噸等[8]。此外，熱處理生產(chǎn)過程包含加熱、保溫、冷卻及熱處理后的工件清理等多道工序，這些工序還會(huì)產(chǎn)生粉塵、噪聲、電輻射等污染[9]，對(duì)環(huán)境和人類的身體健康造成極大的危害。

因此在進(jìn)行熱處理工藝教學(xué)中，一個(gè)教學(xué)重點(diǎn)便是強(qiáng)調(diào)綠色、節(jié)能、可持續(xù)發(fā)展的重要性，可以通過講解實(shí)際的案例如先進(jìn)的節(jié)能型燃?xì)饧訜釥t每噸能耗可降至27.9kg 標(biāo)準(zhǔn)煤[8]。此外通過技術(shù)與設(shè)備的創(chuàng)新與進(jìn)步，如熱處理行業(yè)的燃?xì)饧訜釤崽幚碓O(shè)備、振動(dòng)時(shí)效熱處理技術(shù)等對(duì)于熱處理行業(yè)節(jié)能減排起到了很大的作用。即便許多新技術(shù)對(duì)環(huán)境問題的改善作出了許多的貢獻(xiàn)，但熱處理工藝需要做到完全的綠色還有很長遠(yuǎn)的道路，而這需要新時(shí)代的大學(xué)生不斷地努力創(chuàng)新。綠色節(jié)能的熱處理工藝是未來熱處理行業(yè)一個(gè)發(fā)展的熱點(diǎn)，因此培養(yǎng)學(xué)生綠色可持續(xù)發(fā)展的意識(shí)不僅僅只是在培養(yǎng)意識(shí)，還是在培養(yǎng)學(xué)生尋找創(chuàng)新的切入點(diǎn)，比如根據(jù)現(xiàn)如今新的技術(shù)的創(chuàng)新對(duì)于節(jié)能減排起到的作用、新的能源的運(yùn)用對(duì)于熱處理的工藝效率的提升，去引導(dǎo)學(xué)生思考：在熱處理工藝中，前輩所找到的技術(shù)創(chuàng)新的方向進(jìn)而思考學(xué)生自己在根據(jù)現(xiàn)有的知識(shí)中可以找到的達(dá)到節(jié)能減排目標(biāo)的方向。在這個(gè)思考的過程中讓學(xué)生將綠色、節(jié)能的意識(shí)不斷地加深，順便培養(yǎng)學(xué)生思考與反思的能力，提高學(xué)生的探知欲望，從被動(dòng)轉(zhuǎn)為主動(dòng)進(jìn)而去尋找、創(chuàng)新更多的綠色環(huán)保技術(shù)。

2020 年9 月中國正式向全球明確我國將于2030年實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，2060 年實(shí)現(xiàn)碳中和，以及十四五規(guī)劃中規(guī)劃加快綠色低碳、綠色轉(zhuǎn)型等，我國在不斷地推進(jìn)對(duì)于環(huán)境的保護(hù)，因而在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生對(duì)于綠色發(fā)展的意識(shí)，不僅是為了熱處理行業(yè)的人才的培養(yǎng)，也是讓學(xué)生將綠色、節(jié)能、可持續(xù)發(fā)展的意識(shí)牢記于心，不論是在學(xué)習(xí)、生活還是未來的工作中都要方方面面做到綠色、節(jié)能，為實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)貢獻(xiàn)自己的力量。

（四） 課外延伸，擴(kuò)展眼界

在以往進(jìn)行專業(yè)課的講解中，更加注重講解課本上的知識(shí)，要使熱處理工藝和思想政治課同向而行的話，便不能局限于課本中的知識(shí)。在課程講解時(shí)可以將現(xiàn)今有關(guān)熱處理工藝最新的文獻(xiàn)報(bào)道、科研成果、最新技術(shù)和新工藝及攻關(guān)過程為同學(xué)們進(jìn)行簡(jiǎn)單地講解，引出學(xué)生對(duì)熱處理工藝的興趣，提升學(xué)生對(duì)于難點(diǎn)攻關(guān)克難的信心。同時(shí)還能增強(qiáng)學(xué)生對(duì)于該行業(yè)的了解，拓寬學(xué)生的眼界和知識(shí)面。

雖然我國在熱處理工藝技術(shù)上有了許多的突破，但還需認(rèn)清目前存在的不足。相比于國外的熱處理工藝技術(shù)，我國在一些領(lǐng)域還存在著一些短板。例如在航空航天領(lǐng)域，主要發(fā)展高強(qiáng)、高韌性和耐腐蝕性的鋁合金材料以滿足航空航天嚴(yán)苛的要求，不同的熱處理方式在很大程度上影響著鋁合金的綜合性能。因此對(duì)于不同性能要求的鋁合金，需要研發(fā)適宜的熱處理技術(shù)。在我國，鋁合金的熱處理工藝僅有100 余種，距離國外的370 余種還有很大的距離，需要持續(xù)地研發(fā)，縮短鋁合金基礎(chǔ)熱處理技術(shù)與發(fā)達(dá)國家的差距[10]。此外，熱處理裝備的設(shè)計(jì)與制造落后國際先進(jìn)水平且嚴(yán)重依賴進(jìn)口，熱處理行業(yè)相關(guān)人才短缺問題嚴(yán)峻且熱處理所產(chǎn)生的環(huán)境污染問題仍待解決。

這些不足阻礙著我國熱處理行業(yè)的發(fā)展，而這些問題的解決正是當(dāng)代大學(xué)生需要努力奮斗的目標(biāo)。因此，授課中加強(qiáng)學(xué)生的危機(jī)感和責(zé)任感。讓學(xué)生意識(shí)到這不再是簡(jiǎn)單的書本知識(shí)，而是我國熱處理工藝未來的發(fā)展的重要一環(huán)，引導(dǎo)學(xué)生不斷提升專業(yè)素養(yǎng)，使用掌握的知識(shí)，在熱處理技術(shù)中攻堅(jiān)克難，以新的技術(shù)、新的方法來突破國外的技術(shù)封鎖。讓學(xué)生意識(shí)到將個(gè)人的發(fā)展與國家和民族的命運(yùn)結(jié)合起來，勇?lián)鷷r(shí)代重任。

四 結(jié)語

材料是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，材料與國民經(jīng)濟(jì)、國防建設(shè)和人民生活密切相關(guān)。大學(xué)生是國家發(fā)展的儲(chǔ)備軍，培養(yǎng)德才兼?zhèn)涞娜瞬艑?duì)國家的持續(xù)發(fā)展起到關(guān)鍵性作用。熱處理作為材料類專業(yè)大學(xué)生所必須掌握的一個(gè)板塊，將思政教育融入課程中，為中國特色社會(huì)主義建設(shè)道路上培養(yǎng)合格的建設(shè)者和接班人起到了重要作用。將課程思政和專業(yè)課相結(jié)合，讓學(xué)生做到內(nèi)化于心，外化于行，對(duì)學(xué)生個(gè)人在脫離學(xué)校進(jìn)入社會(huì)擁有正確的、積極向上的世界觀、價(jià)值觀和人生觀，善于發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題，為熱處理行業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展貢獻(xiàn)自己的力量，為國家的建設(shè)添磚加瓦。