“材料現(xiàn)代測試方法”課程思政的教學(xué)實(shí)踐

朱 海，赫榮安，張世英

（長沙學(xué)院 生物與環(huán)境工程學(xué)院，湖南 長沙 410022）

立德樹人是高等教育的根本任務(wù)，而以立德樹人為根本的課程思政則是落實(shí)這一目標(biāo)的重要手段。為在各門類課程教學(xué)過程中全面落實(shí)課程思政，在傳統(tǒng)知識體系中融入課程思政元素，各學(xué)科教師需要充分發(fā)揮其專業(yè)知識及政治思想教育能力。只有將思想政治教育元素融入每門課程，才能實(shí)現(xiàn)立德樹人，培養(yǎng)全面發(fā)展的德智體美勞應(yīng)用型人才。

一、“材料現(xiàn)代測試方法”課程思政的理論依據(jù)

按照更好服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)的辦學(xué)定位，長沙學(xué)院功能材料專業(yè)主動對接湖南省新材料產(chǎn)業(yè)鏈，設(shè)立新能源材料和半導(dǎo)體信息材料兩個學(xué)科，打造適應(yīng)與服務(wù)湖南，尤其是長沙新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的專業(yè)人才培養(yǎng)體系，并取得了初步的成績。這些優(yōu)秀本科人才的培養(yǎng)離不開行之有效的教學(xué)體系。在教學(xué)過程中傳授專業(yè)理論知識固然重要，但是僅具備專業(yè)知識顯然難以與新時代對人才的要求相適應(yīng)，因此，亟待提升學(xué)生的思想政治水平。“材料現(xiàn)代測試方法”課程知識點(diǎn)繁多、邏輯推演計(jì)算難度大，不僅加大了學(xué)生的學(xué)習(xí)難度，也給任課教師提出了挑戰(zhàn)。如何設(shè)計(jì)該課程的思想政治教學(xué)，如何使教師在講授專業(yè)理論知識時能自然融入思想政治內(nèi)容，是目前課程思政亟待解決的問題。

“材料現(xiàn)代測試方法”是根據(jù)長沙學(xué)院功能材料專業(yè)本科人才培養(yǎng)方案，面向材料類專業(yè)學(xué)生開設(shè)的專業(yè)必修課。主要教學(xué)內(nèi)容包括：X射線衍射分析、電子顯微分析、熱分析、X射線光電子能譜、比表面分析和紅外光譜等，主要向?qū)W生介紹分析材料成分、組織、晶體結(jié)構(gòu)、形貌等材料微觀結(jié)構(gòu)表征的手段。本課程具有以下特點(diǎn)：（1）涉及的基礎(chǔ)理論知識比較復(fù)雜，且綜合性強(qiáng)，使得學(xué)生在理解上難度較大；（2）當(dāng)今科技檢測方法日新月異，但教材內(nèi)容相對滯后，需要在課堂上及時引入最新知識；（3）課程抽象、深奧，學(xué)生在短時間內(nèi)較難全面深入學(xué)習(xí)。

針對課程的上述特點(diǎn)，如何在專業(yè)理論知識教學(xué)中融入思想政治教育內(nèi)容，以培養(yǎng)德才兼?zhèn)淝覞M足地方新材料產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求的人才，是實(shí)現(xiàn)本課程思政教育的核心問題。一直以來，大多數(shù)人都認(rèn)為學(xué)生的思想政治教育通過開設(shè)專門獨(dú)立的思想政治理論課即可，而像“材料現(xiàn)代測試方法”這樣的專業(yè)課程只需要負(fù)責(zé)傳授專業(yè)理論知識和實(shí)踐技能，因此，學(xué)生的“德”與“能”的教育過程是分離的。大多數(shù)專業(yè)課教師雖然科研水平很高、理論基礎(chǔ)扎實(shí)，但是往往缺乏思想政治教育意識，忽略了思政能力提升。部分教師在教學(xué)過程中強(qiáng)硬地塞入思政內(nèi)容，導(dǎo)致學(xué)生對思想政治教育反感。

二、“材料現(xiàn)代測試方法”課程思政的教學(xué)探索

（一）以多元化教學(xué)模式促進(jìn)課程思政

“材料現(xiàn)代測試方法”課程的復(fù)雜性，決定了教師需要采取多元化教學(xué)模式以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。依據(jù)當(dāng)代大學(xué)生的心理特點(diǎn)和所處的社會環(huán)境，對傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式進(jìn)行創(chuàng)新改革，利用先進(jìn)的互聯(lián)網(wǎng)多媒體技術(shù)，結(jié)合課堂教學(xué)，讓學(xué)生方便地接受教學(xué)信息。同時，改變以往的以教師為中心的教學(xué)模式，通過小組討論、翻轉(zhuǎn)課堂等形式讓學(xué)生“唱主角”，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，使整個理論課堂活躍起來，從而在保證完成理論教學(xué)目標(biāo)的同時培養(yǎng)學(xué)生的愛國主義情懷。一方面，豐富教學(xué)形式和手段，如利用項(xiàng)目式教學(xué)、工廠現(xiàn)場教學(xué)、討論法教學(xué)等方式，豐富和創(chuàng)新課堂教學(xué)，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性；另一方面，采取寄情于景、認(rèn)知體會、實(shí)踐反思等形式，讓學(xué)生通過參觀紅色革命教育基地、新材料企業(yè)生產(chǎn)車間等，引導(dǎo)學(xué)生加強(qiáng)對職業(yè)操守和職業(yè)道德的認(rèn)識和思考，推動思想政治教育入腦入心。

（二）以創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育深度融合課程思政

創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育是高校的重點(diǎn)教學(xué)任務(wù)之一，通過創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育不僅可以提升學(xué)生的創(chuàng)新意識，提高學(xué)生的創(chuàng)業(yè)成功率，而且能夠使學(xué)生很好地將所學(xué)理論知識運(yùn)用到社會實(shí)踐活動中，達(dá)到學(xué)以致用的效果。創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育和思想政治教育結(jié)合在一起更容易達(dá)到課程思政的教學(xué)目標(biāo)，因此，將富含思政元素的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教學(xué)與專業(yè)理論教學(xué)相結(jié)合，那么專業(yè)課的思想政治教育將達(dá)到事半功倍的效果。任課教師可以根據(jù)課程特點(diǎn)，結(jié)合社會熱點(diǎn)話題、科研前沿成果或者經(jīng)典的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)案例等，促使學(xué)生熱愛課程學(xué)習(xí)，對所學(xué)的專業(yè)更加自信。通過介紹優(yōu)秀民族企業(yè)的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)之路，激發(fā)學(xué)生自強(qiáng)不息、勇于開拓進(jìn)取的精神。另外，教師可以結(jié)合自身的科研課題，或者帶領(lǐng)學(xué)生申報大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目、參加大學(xué)生課外學(xué)術(shù)作品競賽等，進(jìn)一步提高學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新精神，促使學(xué)生熟悉創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)流程，打開創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)思路，培養(yǎng)學(xué)生鍥而不舍的實(shí)干精神。

（三）以現(xiàn)代信息化技術(shù)推動課程思政

專業(yè)課程的思想政治教學(xué)應(yīng)充分利用各種互聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)，全面增強(qiáng)課堂教學(xué)的思想政治教學(xué)效果。長沙學(xué)院功能材料專業(yè)的“材料現(xiàn)代測試方法”課程，利用學(xué)校新開辟的智慧課堂，在原有理論知識講授的基礎(chǔ)上引入大量關(guān)于X射線、電子顯微鏡、氮?dú)馕摳健岱治觥射線光電子能譜和紅外光譜的思政元素，通過信息化的教學(xué)手段，克服了傳統(tǒng)課堂由于學(xué)生人數(shù)教學(xué)效果不佳的問題。另外，在這樣一個信息爆炸的時代，各種各樣的信息充斥了學(xué)生的周圍，通過思想政治教學(xué)使學(xué)生學(xué)會接受正確信息，自覺屏蔽不正當(dāng)信息，做一個具有社會主義核心價值觀的大學(xué)生。

三、“材料現(xiàn)代測試方法”課程思政案例庫建設(shè)

挖掘?qū)I(yè)課蘊(yùn)含的德育資源并進(jìn)行有效滲透，建設(shè)特色鮮明的課程思政案例庫，能夠提高高校思想政治教育的實(shí)效性。長沙學(xué)院功能材料專業(yè)教師團(tuán)隊(duì)圍繞專業(yè)核心課程，充分發(fā)掘德育資源，立足于學(xué)科的學(xué)術(shù)內(nèi)涵和傳承脈絡(luò)，深度挖掘?qū)I(yè)課程與思想政治理論課程的結(jié)合點(diǎn)，大力建設(shè)課程思政案例庫。案例涵蓋了愛國情懷、理想信念、法律意識、科學(xué)精神、文化自信、社會責(zé)任等內(nèi)容，從多維度反映社會主義核心價值觀、工匠精神和人文情懷等思政元素。實(shí)時更新案例庫，結(jié)合最新的時政資源、熱門話題，激發(fā)學(xué)生情感共鳴。

（一）X射線的性質(zhì)與產(chǎn)生：科技創(chuàng)新助力衛(wèi)星遨游太空

這是本課程關(guān)于X射線衍射分析的第一節(jié)內(nèi)容。日常生活（如進(jìn)站安檢口、醫(yī)院體檢等）的很多場景都利用了X射線。首先引入問題：X射線在人們的生活中無處不在，我們經(jīng)常與它接觸，但它看不見、摸不著，那它在工業(yè)生產(chǎn)中有何應(yīng)用，它對我們?nèi)梭w有傷害嗎，怎么才能獲得X射線？要解答這些問題就必須理解X射線的性質(zhì)和產(chǎn)生機(jī)理。舉例證明：在醫(yī)院體檢時，醫(yī)生利用胸透機(jī)就能觀察到患者身體內(nèi)部器官的健康狀況，這是利用了X射線的透視性。在火車站、城鐵站和飛機(jī)場過的安檢也是利用了有透視功能的X射線。組織學(xué)生進(jìn)行問題討論：（1）X射線如何產(chǎn)生；（2）X射線與電子運(yùn)動能量息息相關(guān)，高壓下電子的運(yùn)動對X射線有何影響，X射線可以應(yīng)用在哪些領(lǐng)域呢。最后分析和總結(jié)：（1）X射線衍射分析的發(fā)現(xiàn)與應(yīng)用與倫琴的研究工作有關(guān)；（2）X射線的主要性質(zhì)：波動性和粒子性；（3）X射線的產(chǎn)生源自X射線光管；（4）我國自主研發(fā)的X射線衛(wèi)星成功獲得應(yīng)用。這說明只有先進(jìn)的技術(shù)才可以在大國重器中得以重用，技術(shù)的創(chuàng)新需要腳踏實(shí)地與實(shí)事求是。

（二）光電子能譜分析的基本原理：透過表面看本質(zhì)

在生活生產(chǎn)過程中，材料的表面結(jié)構(gòu)往往決定性質(zhì)與應(yīng)用，通過本節(jié)教學(xué)，教育學(xué)生要透過表面看本質(zhì)。首先引入問題：在考古過程中，分析文物的年代是一個重要環(huán)節(jié)，例如剛出土的青銅器表面已經(jīng)出現(xiàn)點(diǎn)點(diǎn)斑駁，那么如何才能知道青銅器表面元素的狀態(tài)？要解決這一問題，最有效簡單的方法就是利用X射線光電子能譜。舉例證明：家家戶戶都有炒鍋，普通炒鍋在炒菜時油煙非常嚴(yán)重，而采用不粘鍋炒菜卻只產(chǎn)生極少的油煙并且不容易粘鍋，這肯定與鐵鍋的表面組成結(jié)構(gòu)有關(guān)。目前，X射線光電子能譜是能夠精確分析各種各樣固體材料表面信息的重要技術(shù)手段，其主要工作原理是利用單色X射線將樣品表面的電子擊打出來，根據(jù)測量該電子的動能再換算成具有特征性的電子結(jié)合能，通過分析電子結(jié)合能的大小就可以得出材料表面的化學(xué)組成與狀態(tài)。最后進(jìn)行問題討論：（1）什么是材料的表面，什么是材料表面厚度；（2）為什么要對表面進(jìn)行分析；（3）X射線光電子能譜的基本工作原理是什么。最后分析和總結(jié)：（1）XPS是利用X射線與物質(zhì)相遇后激發(fā)出表面原子的內(nèi)層電子，通過對這些電子進(jìn)行能量分析而獲得的一種能譜。（2）通過檢測光電子的動能，再根據(jù)愛因斯坦的光電效應(yīng)得知相應(yīng)能級的結(jié)合能，進(jìn)而進(jìn)行元素的鑒別。（3）各原子的不同軌道電子的結(jié)合能是一定的，具有特征性和唯一性。（4）在學(xué)習(xí)過程中，要學(xué)會透過現(xiàn)象看實(shí)物的本質(zhì)，不要忽視在生產(chǎn)生活中常見的現(xiàn)象，要學(xué)會通過現(xiàn)象思考原理。

（三）電子光學(xué)基礎(chǔ)：疫情防控離不開科技支撐

物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)決定著其性質(zhì)與應(yīng)用，通過電子光學(xué)基礎(chǔ)這一案例，讓學(xué)生懂得科技在醫(yī)療和疫情防控中的重要性。首先引入問題：人類歷史是一部不斷認(rèn)識世界、發(fā)現(xiàn)世界的過程，其中微觀世界一直是人們關(guān)注的重要領(lǐng)域。為什么人們有了光學(xué)顯微鏡還要開發(fā)電子顯微鏡；在電子顯微鏡中，光源是什么；為什么電子顯微鏡可以分辨更小、更細(xì)微的物體；為什么光學(xué)顯微鏡只能看到細(xì)菌，而更小的冠狀病毒卻只能借助電子光學(xué)顯微鏡。舉例證明：在光學(xué)顯微鏡下，我們可以看到越王勾踐劍之所以鋒利無比是因?yàn)閯ι淼谋砻嬗袠渲铙w；同樣，在光學(xué)顯微鏡的幫助下我們可以清楚地看到細(xì)菌的樣貌，比如大腸桿菌。然而，為什么病毒無法利用光學(xué)顯微鏡進(jìn)行觀察，如何破解這一難題？問題討論：（1）為什么光學(xué)顯微鏡存在分辨率極限；（2）要想觀察到更細(xì)微的物質(zhì)結(jié)構(gòu)，如病毒或晶格條紋，我們可以通過哪些途徑提高分辨率。分析和總結(jié)：（1）衍射現(xiàn)象是導(dǎo)致分辨率極限最本質(zhì)的原因；（2）改變電磁波的波長是提高分辨率的最有效途徑；（3）電子波的波長短且能像可見光那樣進(jìn)行會聚成像；（4）利用電子顯微鏡可以進(jìn)一步提高分辨率極限，在此幫助下我們可以準(zhǔn)確而清楚地觀察新型冠狀病毒的樣貌，繼而尋找有效的辦法對抗病毒的侵?jǐn)_，因此，戰(zhàn)勝疫病離不開科技的支撐。鼓勵學(xué)生努力學(xué)習(xí)，運(yùn)用科技強(qiáng)國富民。

結(jié)語

目前，“材料現(xiàn)代測試方法”的課程思政教學(xué)實(shí)踐，已經(jīng)在長沙學(xué)院功能材料專業(yè)實(shí)施。通過豐富多元化的教學(xué)模式、融合創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育、借力現(xiàn)代信息技術(shù)建立了較為完善的課程思政教學(xué)體系。同時，根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律和接受特點(diǎn)，建立了“材料現(xiàn)代測試方法”課程思政案例庫。通過以上措施對專業(yè)課程內(nèi)容和思政元素進(jìn)行有機(jī)融合，不僅符合學(xué)生的學(xué)習(xí)心理特點(diǎn)，而且使學(xué)生在接受思想政治教育的同時更加激發(fā)其自身對課程乃至專業(yè)的熱愛。