金屬腐蝕與防護原理課程思政教學設計與實踐

亢淑梅 陳書文 金輝 李軍麗

摘? 要：結合當代大學生思維特點，應用超星泛雅平臺，進行金屬腐蝕與防護原理課程混合式教學，通過合理設計金屬腐蝕與防護發展歷程，腐蝕原電池，海水腐蝕等金屬腐蝕與防護相關課程思政教學案例，在授課過程中潤物細無聲地達到課程思政效果，弘揚學生愛國熱情，激發學生投身祖國建設的激情，課程思政思想的融入對加強腐蝕與防護人才的培養具有重要的社會和經濟意義。通過將教師科研與課堂教學有機結合，培養學生的創新精神，科學精神，同時學生對知識的理解更加深入，實現學生綜合運用知識能力培養與價值引領的統一。

關鍵詞：金屬腐蝕與防護原理;課程思政;混合式教學;價值引領

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2022）08-0176-05

Abstract： Combined with the thinking characteristics of contemporary college students， the mixed teaching of the course of Metal Corrosion and Protection Principle is carried out by using the ChaoxingFanya platform. Through the reasonable design of the development process of metal corrosion and protection， corrosion of primary battery， seawater corrosion and other metal corrosion and protection related courses， the ideological and political teaching cases are used to achieve the ideological and political effect of the course and promote students' patriotic enthusiasm. It is of great social and economic significance to strengthen the cultivation of corrosion and protection talents by integrating the ideological and political thoughts into the curriculum. The ideological and political work runs through the whole process of education and teaching， realizing the organic unity of knowledge teaching， ability training and value guidance.

Keywords： Metal Corrosion and Protection Principle; the ideological and political education in all courses; the mixed teaching; value guidance

習近平在全國高校思想政治工作會議上強調，要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，實現全程育人、全方位育人，努力開創我國高等教育事業發展新局面。大學教學中專業課程的教授中包含著大量的思政元素。比如，各類專業方向的發展史中即存在豐富的勵志故事，價值傾向，民族情懷等，弘揚傳統文化;另一方面，隨著時代的迅速發展，專業教師可以結合我國科技進步為社會帶來的發展，結合古今思政元素體現時代特點，也更易為學生所接受。因此，課程教材的選擇，以及課程設計應緊密結合當今世界科技的發展，同時教師在授課過程中應關注能力培養與價值引領的有機結合。

金屬材料在國家建設、生產生活中發揮著重要作用，一旦發生腐蝕，材料的機械力學性能受到影響，可能會引起設備的損壞，嚴重情況下還會造成橋梁坍塌、飛機失事、管道爆炸等嚴重事故，因此，研究金屬材料的腐蝕對于延長設備、設施等使用壽命具有重要意義，同時對于節約能源、環境保護也具有不可忽視的作用。通過與金屬學、機械、電化學等知識的有機結合來研究金屬材料的腐蝕機理，對于合理制定材料保護手段具有重要作用。加強金屬腐蝕與防護原理知識的學習，培養腐蝕與防護人才，對于祖國建設的相關行業具有重要意義。作為高校教師要與時俱進，不斷地提高個人專業和職業道德素質，任何一種教育模式都不是一成不變的，作為高校教育工作者更要深刻理解教育的本質，結合新時期大學生的特點，跟上當代教學改革的步伐，隨著疫情期間線上教學模式的推進，混合式教學改革勢在必行，以培養出適合社會需求的人才。本課程以超星泛雅平臺為基礎，建立線上課程，教師可通過線上平臺將融合課程思政元素的教案提前上傳，學生可通過手機學習通進行線上預習、案例分析、答題、翻轉課堂等環節，擴展金屬腐蝕與防護知識，學以致用。

一、金屬腐蝕與防護原理課程思政育人目標

近年來，隨著科學技術的進步，經濟的高速增長，及我國工業體系的逐步完備，腐蝕學科理論以及相關交叉學科的防護技術也在快速發展。同時許多材料腐蝕研究與測定方法也日臻完善。正是各行各業的發展需求、各相關學科的進步推動了金屬腐蝕與防護科學的形成和發展;另一方面，材料腐蝕與防護技術的發展進步，也為海洋工程、航天工程、汽車制造等工業領域的生產制造提供了有力支撐。隨著多學科協同發展理念的深入，對金屬腐蝕的理論研究提出了新的挑戰，同時也帶來了新的機遇。材料腐蝕原理與防護技術的辯證認識得到了進一步深化。由腐蝕的利用引導學生辯證地理解材料腐蝕產生的雙重作用，即合理的金屬“腐蝕”也可以成為金屬防護的“外衣”。目前，我國有關腐蝕的科學研究不僅成為材料科學學科的重要組成部分，而且腐蝕與防護研究已展現出蓬勃發展的趨勢，培養材料腐蝕與防護方向專業人才已迫在眉睫。

金屬腐蝕與防護原理課程教學目標主要包括掌握金屬腐蝕相關的基本英語表達，熟悉專業詞匯。利用多媒體教學，使學生直觀了解金屬材料腐蝕給國民經濟、人民財產生命等帶來的危害，掌握金屬腐蝕與防護的基本原理，掌握耐蝕合金理論和金屬的耐蝕性。能夠利用不同環境對金屬腐蝕影響的基本規律，合理選擇和設計防護手段。以工程案例為線索，引導學生自主完成某一腐蝕與防護原理章節的學習，通過分析工程實踐中可能出現的各種腐蝕問題，提出解決方案，培養學生應用專業知識針對不同環境正確選擇并合理使用金屬材料，及解決復雜工程問題的能力，培養自主應用型人才。課后布置綜合應用型習題，設討論、分組答辯環節，訓練學生獨立思考問題、查閱相關資料來解決問題的能力，為學生解決復雜工程問題奠定基礎。

圍繞金屬腐蝕與防護原理課程教學目標，設計思政育人目標包含以下內容。

思政育人目標1：在傳統“腐蝕”猛如虎的背景下，作為高校教師，需要使學生辯證地認識與理解金屬腐蝕學科。一方面要認識到在自然環境、工業環境、太空環境等條件下金屬材料可能發生化學或電化學破壞;另一方面又要認識到結構致密、附著性好的銹層可以提高金屬材料的耐蝕性，降低金屬腐蝕速度。使學生能夠理解金屬腐蝕與防護既對立又統一的辯證關系，學會一分為二地分析問題，提高解決問題的能力。

思政育人目標2：通過學研結合，學習金屬腐蝕的防護與控制方法，將教師的科學研究引入課堂，實現學科建設、科學研究、教育教學之間的良性互動，培養大學生創新意識和創新能力，培養學生的科學精神，提高學生工程應用能力，培養防腐蝕工程師的職業素養。

思政育人目標3：通過引入最新的科技進展素材進行案例教學，如天問一號、奮斗者號、港珠澳大橋等防腐技術應用實例，使學生體會到防腐技術在大國重器中發揮的重要作用，激發學生的民族自豪感，使學生堅定理想信念，注重家國情懷的培養，培養學生具有高尚情操，發揮課程思政的價值引領作用。

課程教學目標與思政育人目標相輔相成，通過合理設計教學過程中的思政元素，使學生了解金屬材料腐蝕給國民經濟、人民財產生命等帶來的危害，掌握金屬腐蝕與防護的基本原理，掌握耐蝕合金理論和金屬的耐蝕性。在金屬腐蝕與防護原理教學中培養學生的科學精神和團隊精神，培養學生辯證思考問題和工程應用能力。能夠利用不同環境對金屬腐蝕影響的基本規律，合理選擇和設計防護手段，從而學以致用，為祖國的建設添磚加瓦。

二、金屬腐蝕與防護原理課程的思政元素設計

金屬腐蝕與防護原理課程主要由三個大部分構成，第一部分主要講解金屬腐蝕基本原理，包括腐蝕發展歷程、腐蝕電化學基礎、局部腐蝕分類及原理等;第二部分主要講解各種環境下金屬腐蝕與防護原理，包括自然環境中的腐蝕、工業環境中的腐蝕、高溫腐蝕與防護等;第三部分主要講解金屬腐蝕的防護與控制方法，包括合理選材、緩蝕劑保護、電化學保護、涂鍍層保護等內容。該課程內容結合材料科學、電化學、表面科學、環境科學等學科知識，課程內容學科交叉性較強，思政元素豐富。通過課程教學小組多年的教學經驗，緊跟時代發展步伐，科學設置教學案例，達到潤物細無聲地進行課程思政的效果，課程整體思政設計見表1。

三、金屬腐蝕與防護原理混合式思政教學設計實踐

學生通過學習金屬腐蝕與防護原理知識，達到能夠應用腐蝕基本原理對材料成分、安裝結構合理設計、材料表面制定有效防護手段，從而為以后的就業奠定基礎。課程思政教學圍繞教學目標進行設計，思政元素力求與知識點默契配合，達到一舉兩得的效果。基于遼寧科技大學泛雅在線課程建設平臺的分享互動教學，通過學生撰寫課內大創申請書及結合教師科研，培養學生創新創業理念，增強學生進行科學研究的自信心，同時理解金屬腐蝕與防護原理在生產生活中的重要作用，樹立使我國由腐蝕防護技術大國向腐蝕防護技術強國轉變的堅定信念。建立課堂教育與創新創業教育于一體的人才培養模式和機制，融課堂訓練與學生自我創新于一體。課程思政教學設計目標的實現必須強化學習主體是學生的概念，制定易于學生課堂知識吸收，價值觀培養全方位立體化教學設計結構。以緒論和腐蝕原電池部分教學設計為例說明基于混合式教學模式的課程思政教學設計實踐。

（一）金屬腐蝕發展歷程的混合式課程思政教學設計

在金屬腐蝕與防護原理課程的緒論中，金屬腐蝕與防護發展歷程及腐蝕原電池基本概念的教學內容蘊含豐富的哲學思想，如對立統一原理、矛盾的普遍性原理、矛盾雙方在一定情況下相互轉化原理和主、次矛盾關系原理等。基于此，在講授金屬腐蝕與防護原理課程緒論部分時，結合上述哲學原理形成如下課程思政教學設計。

課前組織教學，課前將預習視頻《金屬的電化學腐蝕》《山東科學技術最高獎獲得者侯保榮海水防腐蝕研究探路人》，寫預習筆記。通過自主視頻學習建立對腐蝕與防護的感性認識和基本分類，增強金屬腐蝕與防護研究的責任感。課堂利用學習通簽到，學習通優秀預習筆記展示。課程由著名的越王勾踐劍千年不銹的原因入手，引起學生的學習興趣，提出“為什么越王勾踐劍千年不銹呢？”然后與學生進行互動，討論這把青銅劍出土時，為什么依然鋒利，仍然能夠寒光凜冽，雖然已經過了兩千多年，但仍然沒有被腐蝕，利用已有的知識從合金材質、制造工藝、環境因素分析耐蝕原因，提高學生分析問題、解決問題的能力，培養科學精神，同時也為我們祖先先進的青銅制造技藝感到驕傲。通過腐蝕科學的發展歷程，對腐蝕的防護手段建立基本概念。通過學習腐蝕科學歷史發展，說明腐蝕研究對國家建設的重要作用，進行課程思政教育，激發愛國情感。課程第二個環節，由教師發布本節課階段任務“說明腐蝕和冶金的區別與聯系”。任務驅動式學習可以讓學生緊緊圍繞知識點聽課，該任務的設計有利于學生認識腐蝕的本質原因，對于培養學生的辯證思維分析能力也非常有益。通過課堂互動說明腐蝕的特點，然后學習通完成教師發布的任務。課堂第三個環節結合材料科學基礎實驗——金相腐蝕，說明腐蝕不一定對人類都是有害的，合理地加以利用，就能為我們所用。以學生親手做過的實驗為例，使學生更容易接受，辯證地分析腐蝕的兩面性，培養學生利用辯證唯物主義思維思考問題、分析問題的能力。同時還能將腐蝕的基本知識學以致用。課堂第四個環節結合教師實際科研案例，生動講解腐蝕速度的評定方法。結合教師實際研究事例，增強學生代入感，加深知識理解，增強師生感情。課堂最后一個環節，學習通發布課堂測試，考查學生對課堂知識的掌握情況。課后通過學習通發布作業，學生做完后拍照上傳。

通過結合學習通進行混合式教學，學生可以提前預習課程內容，課程當中設置任務，課堂小測，督促學生上課注意力要集中，否則不能完成相關測試。通過合理設置課前預習，課堂中四個環環相扣的環節及課后作業，使學生達到心中有數，緊跟教師上課節奏。通過教師上傳的課程相關視頻，也可以提高學生學習興趣，也是學生能夠意識到雖然該門課程主要講金屬腐蝕與防護原理，理論性的內容較多，但最終目的是將原理與生產科研實踐相結合，服務于祖國橋梁、船舶、石化生產等相關材料的腐蝕與防護領域，將課程思政潤物細無聲地植入課堂。

（二）腐蝕原電池混合式教學課程思政教學設計

學生通過緒論的學習，已了解基本的腐蝕危害、研究內容及腐蝕速度測定方法知識。在對腐蝕現象感性認識的基礎上，通過由易到難、由常用干電池基本原理到電極電位在腐蝕中的應用，通過實例分析及比較法，提高學生自主學習能力與歸納分析能力。結合耐候鋼在我國基礎設施建設中的應用，提高學生學習興趣，提高學生辯證分析問題能力，達到樹立為祖國明天而奮斗的志向。

課前組織教學，提前在超星泛雅資料中發放任務點視頻《原電池的由來》及課程教案等，要求學生寫預習筆記，并展示預習筆記。通過自主視頻學習建立對腐蝕與防護的基本原理認識，從而能夠辯證地認識腐蝕過程。課程引入由學生高中時就已經接觸過的水果電池入手，辯證地分析金屬腐蝕是可以被利用的，同時引出原電池與腐蝕電池之間的區別與聯系。既然水果將金屬腐蝕釋放的電子可以使燈泡發光，可以作為玩具小車的動力來源，自然而然地提出問題—水果電池沒有被廣泛應用的原因，然后與學生互動，培養學生思考問題、解決問題的能力。進而進入課堂第一個重要環節，提出任務：金屬銹層的雙重作用。任務驅動教學大大地提高了學生的學習效率，使學生能夠緊跟教師上課節奏。通過講解腐蝕原電池原理、腐蝕原電池的工作過程，由腐蝕電池工作過程歸納腐蝕形成原因，理解腐蝕電池與原電池的區別。原電池是能將化學能轉換成電能，做出有用功的裝置，而腐蝕電池實質上是一個短路原電池，只能導致金屬破壞，不能對外作有用功。課堂第二個環節，由學生根據課堂講授在學習通上完成任務。課堂第三個環節，結合具體工程應用講解腐蝕原電池的利用，學以致用，通過耐候鋼銹層在金屬腐蝕過程中對金屬材料的保護作用，講解橋梁耐候鋼在我國的發展，如楊泗港長江大橋、雅魯藏布江大橋等，近幾年我國腐蝕科技工作者在大型基礎設施建設方面發揮了重要作用，使得耐候鋼生產技術也得到了發展，耐候鋼作為一種不需要涂裝且節能環保的材料，得到越來越多的認可，我國橋梁建設者們不僅在國內建設了多座世界領先技術橋梁，而且在美國、德國等發達國家也建造了重要的橋梁工程，通過講解，使學生增強祖國自豪感，達到課程思政育人目標。課程第四個環節，教師在學習通發布課堂測試，由學生當堂完成，檢驗上課學習效果，課下布置作業。

本節課教學設計符合大學生的認知規律和知識水平，由高中已學過的水果電池的分析入手，由淺入深，逐步帶入，在專業知識的講述過程中，引入課程思政。由工程應用實例中國耐候鋼應用技術發展的講解，激發學生學習興趣，辯證理解金屬腐蝕銹層的作用，同時弘揚愛國主義情感。學生在提問、互動、做任務的過程中，引出了大量辯證統一的科學問題，教師講解的過程中，引導學生用辯證唯物主義分析問題，正確樹立腐蝕與防護的科學認識。

四、結束語

本課程設計的課程思政元素既融合了主要知識點與案例設計又能夠與時俱進，便于學生理解，提高了學生的學習興趣，契合當代大學生思維特點，使學生更易接受。辯證思維在科研活動中有重要的指導作用，科研活動本質上是教學活動的延伸，教學活動應體現科研活動的基本規律，有利于提高學生發現問題、分析問題、解決問題的能力。結合授課內容，培養學生辯證分析問題能力。

結合金屬腐蝕與防護原理基礎知識講授，通過融入恰當的思政教學案例，落實立德樹人根本任務，達到潤物細無聲的效果，充分發揮思想政治理論課的主渠道作用。著力培養有社會責任、有創新精神、有專業知識、有實踐能力以及有健康身心的應用型高級專業人才。

結合任務驅動教學模式的設置目的，充分實施以教師引導、學生自主學習的教育教學模式，從而從根本上提高學生在學習金屬腐蝕與防護原理課程中自主學習的主觀能動性，這樣才有利于提高大學生的自主學習能力，培養學生的創新能力，結合任務完成過程中，學生通過查閱相關文獻，自主獲取最新發展動態，達到知識更新同步。設定的任務可以從身邊的腐蝕現象入手，通過由易到難、由古劍到港珠澳大橋的防腐以及通過了解腐蝕科學發展，激發投身腐蝕研究的熱情。通過學生在完成任務的過程中培養成就感，為其今后學會自主學習打下良好的基礎。

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基金項目：遼寧科技大學一流本科課程建設項目“線上線下混合式一流本科課程”（202002）;遼寧科技大學課程思政建設項目“金屬腐蝕與防護原理課程思政建設項目”（2020031）

作者簡介：亢淑梅（1980-），女，漢族，山西臨汾人，博士，副教授，研究方向為材料表面腐蝕與防護教學。