“金屬物理學(xué)”課程思政教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐研究

陳福文，徐廣龍

（南京工業(yè)大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇 南京 211816）

引言

2016年12月，習(xí)近平總書(shū)記指出，把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過(guò)程，實(shí)現(xiàn)全程育人、全方位育人，努力開(kāi)創(chuàng)我國(guó)高等教育事業(yè)發(fā)展新局面［1］。2020年9月，習(xí)近平總書(shū)記在教育文化衛(wèi)生體育領(lǐng)域?qū)＜掖碜剷?huì)上強(qiáng)調(diào)：“要堅(jiān)持社會(huì)主義辦學(xué)方向，把立德樹(shù)人作為教育的根本任務(wù)，發(fā)揮教育在培育和踐行社會(huì)主義核心價(jià)值觀中的重要作用，深化學(xué)校思想政治理論課改革創(chuàng)新”［2］。南京工業(yè)大學(xué)金屬材料與冶金工程系“金屬物理學(xué)”教研室深入貫徹習(xí)近平總書(shū)記的系列重要講話(huà)［3-5］精神，嚴(yán)格落實(shí)《高校思想政治工作質(zhì)量提升工程實(shí)施綱要》［6］的課程思政要求，逐步推進(jìn)“金屬物理學(xué)”課程思政建設(shè)，通過(guò)提高專(zhuān)任教師的政治站位，強(qiáng)化育人使命擔(dān)當(dāng)，著力師德養(yǎng)成，提升課程思政育人能力；結(jié)合課程特點(diǎn)，挖掘思政元素，完善教學(xué)大綱，實(shí)現(xiàn)與專(zhuān)業(yè)教學(xué)內(nèi)容的有機(jī)融合，建立課程思政教學(xué)形成性評(píng)價(jià)機(jī)制；探索思政元素與專(zhuān)業(yè)知識(shí)有效融合的方式，促進(jìn)課堂教學(xué)、“云課堂”、實(shí)踐活動(dòng)的有機(jī)結(jié)合，提升課程思政育人實(shí)效，并在金屬材料工程專(zhuān)業(yè)人才的培養(yǎng)上取得了有效成果。本文闡述了教研室在“金屬材料學(xué)”課程思政教學(xué)體系設(shè)計(jì)與實(shí)踐上的探索。要緊緊抓住教師隊(duì)伍“主力軍”、課程建設(shè)“主戰(zhàn)場(chǎng)”、課堂教學(xué)“主渠道”［7］，使思想政治教育、專(zhuān)業(yè)知識(shí)講授與工程能力提升全方位融合、滲透，形成一體化的全新教育模式，走出具有時(shí)代特色、學(xué)校特色和專(zhuān)業(yè)特色的“三全育人”之路。

一、建設(shè)師資隊(duì)伍，把握價(jià)值引導(dǎo)方向

2018年，習(xí)近平總書(shū)記在北京大學(xué)師生座談會(huì)上指出，建設(shè)政治素質(zhì)過(guò)硬、業(yè)務(wù)能力精湛、育人水平高超的高素質(zhì)教師隊(duì)伍是大學(xué)建設(shè)的基礎(chǔ)性工作［8］。全面推進(jìn)課程思政建設(shè)，教師是關(guān)鍵。教研室在學(xué)校、學(xué)院黨委、系支部的統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)下，定期集體學(xué)習(xí)習(xí)近平總書(shū)記重要講話(huà)，簽訂師德規(guī)范承諾書(shū)，積極參加教師發(fā)展中心組織的課程思政培訓(xùn)與教學(xué)觀摩活動(dòng)，積極參與江蘇省高校微課教學(xué)比賽和南京工業(yè)大學(xué)“明發(fā)杯”教師教學(xué)創(chuàng)新大賽，不斷強(qiáng)化任課教師育人的思想自覺(jué)，并將課程思政納入年度考評(píng)、職稱(chēng)評(píng)定等環(huán)節(jié)；定期開(kāi)展教研活動(dòng)，準(zhǔn)確把握知識(shí)傳授和思想文化引導(dǎo)的關(guān)系，匯編經(jīng)典知識(shí)點(diǎn)、科技新發(fā)現(xiàn)、網(wǎng)絡(luò)文化素材等教學(xué)資源，設(shè)計(jì)微課等教學(xué)素材，深入挖掘晶體結(jié)構(gòu)、位錯(cuò)、相圖、滑移、相變等知識(shí)點(diǎn)及其發(fā)展歷程中包含的科學(xué)、人文思想和家國(guó)情懷，豐富課程思政的教學(xué)內(nèi)容，深化課程思政的育人內(nèi)涵；定期開(kāi)展師生面對(duì)面課后交流，掌握新時(shí)代大學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律、心理特點(diǎn)和發(fā)展需求，消除師生之間的代溝，充分利用課堂與課后兩條渠道，引導(dǎo)學(xué)生建立正確的世界觀、人生觀和價(jià)值觀；促進(jìn)任課教師在每一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中有意識(shí)地融入課程思政，踐行育人使命。

二、轉(zhuǎn)變課程核心理念，優(yōu)化課程目標(biāo)

長(zhǎng)期以來(lái)，“金屬物理學(xué)”的課程目標(biāo)著重強(qiáng)調(diào)對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)和技能的掌握程度，要求學(xué)生掌握金屬材料基本理論，理解金屬材料的化學(xué)成分、微觀組織、力學(xué)性能和制備工藝之間的聯(lián)系，能解析熔鑄、鍛造、軋制、熱處理及服役過(guò)程中的物理和化學(xué)現(xiàn)象，具備應(yīng)用知識(shí)進(jìn)行研究和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的能力，但針對(duì)科學(xué)精神、工程倫理、社會(huì)價(jià)值等文化內(nèi)涵的課程目標(biāo)覆蓋卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，亟須對(duì)課程目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化，引領(lǐng)學(xué)生成為實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的追夢(mèng)者、全面建成社會(huì)主義現(xiàn)代化強(qiáng)國(guó)的筑夢(mèng)者、中國(guó)特色社會(huì)主義事業(yè)的開(kāi)拓者［9］。

教研室依據(jù)課程思政的實(shí)施要求，重新審視“金屬物理學(xué)”課程在知識(shí)和技能傳授與文化和價(jià)值引導(dǎo)兩方面的關(guān)系，充分認(rèn)識(shí)課程蘊(yùn)含的思想政治育人價(jià)值，挖掘價(jià)值引導(dǎo)、人格培育與精神滋養(yǎng)的功能，明確“金屬物理學(xué)”從“單一的教學(xué)目標(biāo)”向“全面育人”的課程目標(biāo)的轉(zhuǎn)變：課程旨在堅(jiān)定學(xué)生的馬克思主義信仰和中國(guó)特色社會(huì)主義共同理想，進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生愛(ài)黨愛(ài)國(guó)的思想認(rèn)識(shí)，在夯實(shí)專(zhuān)業(yè)知識(shí)和實(shí)踐技能的同時(shí)，著力提升學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)、社會(huì)責(zé)任、大國(guó)工匠精神、可持續(xù)發(fā)展意識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生正確處理個(gè)人價(jià)值與國(guó)家發(fā)展、民族復(fù)興、人類(lèi)福祉的關(guān)系。

三、落實(shí)課程大綱，發(fā)掘思想政治要素，豐富育人內(nèi)容

“金屬物理學(xué)”課程思政實(shí)施的第一步是與時(shí)俱進(jìn)地修訂了教學(xué)大綱。針對(duì)每個(gè)教學(xué)小節(jié)，深入挖掘思政元素：在《緒論》章節(jié)，通過(guò)回顧金屬材料從經(jīng)驗(yàn)到科學(xué)的發(fā)展歷程，介紹金屬材料在我國(guó)載人航天、遠(yuǎn)洋深潛等重大工程中的重要作用，激發(fā)學(xué)生的愛(ài)國(guó)熱情和學(xué)習(xí)動(dòng)力；在《晶體學(xué)》章節(jié)，通過(guò)欣賞完整晶體中的對(duì)稱(chēng)，闡述對(duì)稱(chēng)破缺引起的相變，揭示完整的美和破缺的美之間的辯證統(tǒng)一關(guān)系；在《相圖》章節(jié)，通過(guò)介紹中國(guó)學(xué)者在國(guó)際相圖熱力學(xué)領(lǐng)域推動(dòng)合金材料設(shè)計(jì)的卓越成就，激發(fā)學(xué)生的自信心；通過(guò)追憶金展鵬院士身殘志堅(jiān)、無(wú)私奉獻(xiàn)，指導(dǎo)學(xué)生科研的往事，激勵(lì)學(xué)生繼承和發(fā)揚(yáng)老一輩科學(xué)家胸懷祖國(guó)、潛心科研、服務(wù)社會(huì)的優(yōu)秀品質(zhì)；在《原子擴(kuò)散》章節(jié)，通過(guò)介紹平均場(chǎng)理論被重復(fù)發(fā)現(xiàn)，在各科學(xué)分支屢次被授予諾貝爾獎(jiǎng)的事實(shí)，幫助學(xué)生建立正確的科學(xué)方法論，引導(dǎo)他們從已有的學(xué)術(shù)成果中汲取靈感，遷移拓展，實(shí)現(xiàn)科學(xué)研究的“螺旋式”前進(jìn)；在《位錯(cuò)》章節(jié)中，金屬材料強(qiáng)度和塑性辯證統(tǒng)一于位錯(cuò)模型中，是馬克思主義的辯證統(tǒng)一觀點(diǎn)在自然科學(xué)中的體現(xiàn)。上述思政要素，充分體現(xiàn)了社會(huì)主義核心價(jià)值觀的內(nèi)涵，不僅聯(lián)系了我國(guó)政治、經(jīng)濟(jì)、文化的發(fā)展，具有鮮明的中國(guó)特色，同時(shí)還包含馬克思主義基本原理、科學(xué)方法論、美學(xué)等優(yōu)秀價(jià)值理念，充分體現(xiàn)了自然和社會(huì)中的真善美，并與課程內(nèi)容融合在一起，潛移默化地培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)、社會(huì)責(zé)任感和大國(guó)工匠精神，引導(dǎo)他們?cè)谏鐣?huì)主義核心價(jià)值觀體系下實(shí)現(xiàn)自我價(jià)值。

四、創(chuàng)新育人方法，發(fā)揮育人功效

教研室針對(duì)“金屬物理學(xué)”課程思政的實(shí)施，深刻落實(shí)思政元素進(jìn)課堂、進(jìn)作業(yè)、進(jìn)考核的關(guān)鍵步驟，創(chuàng)新教學(xué)育人方法，激發(fā)課程思政育人功效。

第一，改革課堂教學(xué)方式。教研室充分利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，開(kāi)展線(xiàn)上+線(xiàn)下的混合式教學(xué)。任課教師將課程內(nèi)容拆解成獨(dú)立且相互關(guān)聯(lián)的知識(shí)點(diǎn)，并以知識(shí)點(diǎn)為單位，錄制了微課教學(xué)素材。微課供學(xué)生在課前進(jìn)行學(xué)習(xí)，并承擔(dān)了背景介紹、概念識(shí)記的教學(xué)任務(wù)。互聯(lián)網(wǎng)豐富的資源不僅使學(xué)生進(jìn)一步了解了金屬材料對(duì)國(guó)家安全、國(guó)民生產(chǎn)的重要作用，還可以使學(xué)生熟悉金屬材料基礎(chǔ)理論的發(fā)展歷史，了解人類(lèi)文明先驅(qū)和我國(guó)老一輩科學(xué)家對(duì)金屬材料科學(xué)發(fā)展的杰出貢獻(xiàn)，培養(yǎng)學(xué)生的愛(ài)國(guó)情懷，提高學(xué)生的自豪感。通過(guò)3D虛擬教學(xué)，深刻理解知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)涵，明確其數(shù)學(xué)物理圖像及其局限性，辯證掌握金屬物理學(xué)的基本原理，建立辯證唯物主義的世界觀，掌握正確的科研方法論。

課堂現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)注重對(duì)復(fù)雜工程問(wèn)題的分析，并有機(jī)融合思政元素。例如，在高強(qiáng)度鋁合金焊料設(shè)計(jì)的案例教學(xué)中，要向?qū)W生闡明大力發(fā)展鋁焊料是為了解決我國(guó)銅儲(chǔ)量難以滿(mǎn)足電子信息材料需求的背景，是結(jié)合了我國(guó)資源現(xiàn)狀、技術(shù)水平、環(huán)保壓力等多種因素綜合考量下的戰(zhàn)略，有利于培養(yǎng)學(xué)生的工程倫理意識(shí)和社會(huì)責(zé)任感。然后再講解相圖熱力學(xué)、共晶鑄造原理、變形細(xì)晶、析出熱處理強(qiáng)化等在合金設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，提升學(xué)生分析和解決金屬材料領(lǐng)域復(fù)雜工程問(wèn)題的能力。在稀土鎂合金研發(fā)的案例教學(xué)中，強(qiáng)調(diào)金屬材料工作者肩負(fù)保護(hù)稀土戰(zhàn)略資源的使命，培養(yǎng)學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展理念，在未來(lái)的工作中需時(shí)時(shí)提醒自己節(jié)能減排、綠色環(huán)保地使用稀土合金。通過(guò)介紹國(guó)產(chǎn)的用于深潛的鈦合金研發(fā)從仿制到超越的艱苦歷程，引導(dǎo)學(xué)生從本科學(xué)習(xí)開(kāi)始就樹(shù)立工程師的產(chǎn)品質(zhì)量意識(shí)，充分認(rèn)識(shí)大國(guó)工匠精神，精益求精、不斷創(chuàng)新。

第二，在教學(xué)中增加了文獻(xiàn)評(píng)述環(huán)節(jié)。要求學(xué)生自主選擇“金屬物理學(xué)”課程的章節(jié)方向，學(xué)習(xí)檢索并翻譯國(guó)內(nèi)外權(quán)威期刊的前沿文獻(xiàn)，以論文形式闡述文獻(xiàn)中與課程相關(guān)的概念和研究方法，并基于自己的理解對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析，接受教師對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)和課程思政的質(zhì)詢(xún)。引導(dǎo)學(xué)生發(fā)掘金屬材料科學(xué)與工程的最新成就，并對(duì)相關(guān)成果開(kāi)展質(zhì)疑與展望。該教學(xué)過(guò)程不僅提升了學(xué)生通過(guò)文獻(xiàn)調(diào)研分析論證金屬材料復(fù)雜工程問(wèn)題的能力，還打破了教師在傳統(tǒng)課堂教學(xué)中單向進(jìn)行知識(shí)傳播和思想政治引導(dǎo)的局限，使學(xué)生發(fā)揮主觀能動(dòng)性，主動(dòng)探索金屬材料中物理、化學(xué)現(xiàn)象的規(guī)律，主動(dòng)發(fā)掘工程應(yīng)用中的科學(xué)方法、科學(xué)規(guī)范、科學(xué)精神和社會(huì)價(jià)值，主動(dòng)踐行社會(huì)主義核心價(jià)值觀。

第三，教研室利用課外活動(dòng)與大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動(dòng)，融貫解決金屬材料復(fù)雜工程問(wèn)題能力的提升與社會(huì)主義核心價(jià)值觀的鞏固。在課外活動(dòng)教學(xué)環(huán)節(jié)，教研室充分利用我校金屬材料工程專(zhuān)業(yè)在海洋工程鈦合金設(shè)計(jì)與制備、海洋工程腐蝕與防護(hù)領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)，組織本科生參觀科研實(shí)驗(yàn)室，激發(fā)本科生參與“大國(guó)重器”建設(shè)的熱情，加深其對(duì)合金結(jié)構(gòu)—組織—性能—工藝關(guān)聯(lián)體系的認(rèn)識(shí)。教研室還組織舉辦金相技能大賽，不僅幫助學(xué)生鞏固金相實(shí)驗(yàn)方面的知識(shí)，培養(yǎng)其實(shí)踐能力，還培養(yǎng)其執(zhí)著專(zhuān)注、作風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)、精益求精、敬業(yè)守信、推陳出新的大國(guó)工匠精神。隨著人工智能時(shí)代的到來(lái)，教研室在“金屬物理學(xué)”教學(xué)過(guò)程中也逐步強(qiáng)化學(xué)術(shù)金屬材料專(zhuān)業(yè)軟件（教育版）應(yīng)用能力的培養(yǎng)，如開(kāi)展了晶體學(xué)開(kāi)源分析軟件Vesta、相圖熱力學(xué)軟件Thermo-Calc、組織演化軟件MICRESS、鑄造模擬軟件ProCAST等的應(yīng)用展示和培訓(xùn)。同時(shí)也向?qū)W生指出，在材料信息學(xué)，特別是材料專(zhuān)業(yè)軟件的開(kāi)發(fā)領(lǐng)域，我們還存在被“卡脖子”的危險(xiǎn)，引導(dǎo)和激勵(lì)學(xué)生學(xué)好專(zhuān)業(yè)知識(shí)，培養(yǎng)計(jì)算機(jī)編程能力，研發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的材料智能研發(fā)工具。

第四，構(gòu)建多維度的課程評(píng)價(jià)體系。教研室不斷改革課程目標(biāo)評(píng)價(jià)方法，改變過(guò)去單一的平時(shí)成績(jī)+期末考試成績(jī)的簡(jiǎn)單評(píng)價(jià)方案。在期末考試試卷中引入思政元素的考查，例如：如何從“雙減”的角度確定齒輪鋼的熱處理規(guī)程？如何設(shè)計(jì)無(wú)鉛焊料的成分和凝固路徑？引導(dǎo)學(xué)生思考如何改變小微材料企業(yè)產(chǎn)品附加值低的方案等；建立課程思政評(píng)價(jià)與反饋機(jī)制，將過(guò)程性評(píng)價(jià)、終結(jié)性評(píng)價(jià)、描述性評(píng)價(jià)與學(xué)生互評(píng)相結(jié)合，重視學(xué)生在知識(shí)、技能掌握與思想政治引領(lǐng)感悟兩方面的滿(mǎn)意度和成就感。通過(guò)評(píng)價(jià)反饋不斷提升“金屬物理學(xué)”課程思政的育人效果。

結(jié)語(yǔ)

以上是我校“金屬物理學(xué)”教研室在課程思政教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐中的嘗試。教研室立足學(xué)科特色和優(yōu)勢(shì)，通過(guò)專(zhuān)業(yè)教學(xué)和課程思政的有機(jī)融合，在教學(xué)育人探索實(shí)踐中增強(qiáng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)科學(xué)問(wèn)題、解決工程問(wèn)題的能力，注重學(xué)術(shù)健全人格的塑造和正確價(jià)值觀的引導(dǎo)，推動(dòng)課程育人學(xué)思結(jié)合、知行統(tǒng)一。在國(guó)家和江蘇省一流本科專(zhuān)業(yè)建設(shè)項(xiàng)目的支持下，我們?cè)诤罄m(xù)工作中將繼續(xù)“守好一段渠、種好責(zé)任田”［1］，進(jìn)一步挖掘和凝練課程思政元素，完善微課網(wǎng)絡(luò)教學(xué)體系，打造具有學(xué)科特色和人文情懷的一流課程，寓社會(huì)主義核心價(jià)值觀引導(dǎo)于知識(shí)傳授和能力培養(yǎng)之中，使能力產(chǎn)出與思政育人同向同行，協(xié)同作用，促進(jìn)中國(guó)高等教育人才培養(yǎng)范式變革。