高分子物理及化學教學的課程思政探究

程金波，趙春霞，武元鵬，李輝，王犁

(西南石油大學新能源與材料學院，四川 成都 610500)

0 引言

在“產教融合”背景下，課程思政教育模式已經成為現階段高等院校教學和人才培養的重要內容。2016 年，習近平總書記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全過程，實施全程育人、全方面育人[1]。教育部《高等學校課程思政建設指導綱要》也提出“專業課程是課程思政的基本載體”，要“結合專業特點分類推進課程思政建設”。對于理工科專業課程來說，課程思政教育的目標是將馬克思主義立場觀點與學科精神培養相結合，提高學生解決問題的能力，樹立大學生的民族自豪感和使命感[2]。課程思政要求高校專業課教師在傳授課程知識的基礎上引導學生將所學的知識轉化為內在德行，轉化為自己精神系統的有機構成，轉化為自己的素質或能力，成為個體認識世界與改造世界的基本能力和方法[3]。

專業課內容冗雜，具有多種概念和專業術語，實踐性強且與多學科交融，擔負著培養“面向產業、面向未來、面向世界”的應用型及創新型人才的重任[4]。相比如馬克思主義基本原理概論、毛澤東思想與中國特色社會主義理論概論類的思政課程，專業課課程思政是以專業課知識內容為載體，更具象化從而有更好的說服力和傳播力，能起到更好地深化和拓展思政教育作用，當然也對任課教師提出了更高的要求[5]。專業課課程思政要求教師深入挖掘課程內容中的“思政元素”，在課堂教學過程及課后拓展階段融入思政育人價值，潛移默化地提高學生的內在素養，包括不畏艱難敢于創新的科學精神、誠實守信熱愛祖國的人文素養、辯證的邏輯思考能力、正確成熟的三觀等[6]。

1 高分子化學及物理課程思政的必要性

高分子科學是20 世紀最偉大的科學之一，發展十分迅速。高分子材料按特性可分為塑料、橡膠、纖維、膠粘劑、涂料等[7]。由于質量輕、價格低廉、性能優異等優點，在民用、軍事、醫療和工業等領域應用廣泛。隨著高分子化工與高分子科學的發展，高分子化學及物理逐漸成為化學、化工及材料類學生的專業核心課程，課程專業性強、系統性強、涉及知識面廣、內容龐雜深奧，承擔著提高大學生職業素養和思想政治素質的重任。高分子化學及物理課程內容涵蓋了高分子的結構、制備原理、性能特點及應用等方面，其課程目標是使學生熟悉高分子科學的基本概念，掌握聚合物合成的基本理論和方法，弄清聚合物的分子結構、聚集態結構、性能之間的關系，掌握分子量的測定方法，了解高分子鏈段運動等微觀特性及規律，為高分子材料的設計、改性、加工、應用奠定基礎，培養學生分析及解決問題的能力。高分子化學及物理匯聚了大量科學家的心血和智慧，其中可深入挖掘的“思政元素”相當豐富，任課教師可在備課階段整理和收集“思政元素”，在講解專業知識點階段進行融入，也就是說教師在授課過程中不僅要培養學生思考科學問題和解決實際問題的能力，還要將實現中華民族偉大復興的責任和理想、社會主義核心價值觀的要求、正確的三觀等潤物細無聲地融入課程，形成協同效應[8]。

在新時代背景下，以立德樹人為根本，構建思政課程與專業課程合力育人的大思想政治教育形勢下，高校除了需要培養高水平專業人才外，還要培養出兼具家國情懷和使命擔當的“有理想、有道德、有文化、有紀律”四有新青年[9]。因此，將高分子科學發展中的科學家故事、時事中的高分子材料及學科發展前沿與高分子化學及物理課程中的知識結合來講述，既能引導強化學生專業技能又能培養其高尚的道德素質，將課程教學與“立德樹人”緊密結合，具有重要的意義。

2 高分子化學及物理課程思政建設的思考

高分子化學及物理課程“思政元素”豐富，思政方式靈活多變。課程思政可設計在課前、課中及課后的全過程。在課前，教師可調研高分子史上的偉大人物，在課中向學生講述其故事，向學生傳遞敢于探索和創新的科研精神。可讓學生分組并進行調研特定研究方向的高分子材料的發展及目前的成果，激發學生的專業歸屬感及科研熱情。在課后和課外，可讓學生們觀察高分子材料在日常生活中的應用，如汽車、醫療、航空航天、高鐵等，提升學生的民族自豪感[4-10]。對高分子化學及物理課程思政建設的設計構想如圖1所示。

圖1 高分子化學及物理課程思政的教學設計

具體來說，教師可從科學家故事、高分子材料的廣泛應用以及科研難關及前沿熱點與課程知識結合，培養學生敢于探索、勇于創新的科研精神，激發同學們對科研事業及祖國的熱愛，促使學生樹立正確的價值觀。

2.1 科學家故事

高分子化學及物理課程中有大量以科學家命名的理論、方程和反應，例如Flory 晶格理論、Huggins參數、Carothers 凝膠點方程、Ziegler-Natta 引發劑等。但很少能看到以中國人命名的理論和反應等，這一方面反映了我國近代科技發展落后，同時也可以借此引出新中國多位高分子領域專家的研究與貢獻，以激發學生的愛國主義情操。如以中國塑料之父—徐僖院士為例，介紹其故事。徐僖院士在20 世紀50 年代完成塑料的產業化后，進一步提出將高分子材料用于油田開采。為了實現低能耗和高效率的采油，他研制出一種耐溫抗鹽堵水劑。為實現原油的低能耗輸送，他成功研制出國產原油降凝劑，擺脫對國外進口產品的依賴，這些成就使其成為國際高分子力化學的引領者之一。20 世紀80 年代初，徐僖院士和他指導的研究生采用超聲波和高速攪拌等手段制得了18種難以用一般化學方法合成、可用作不相容聚合物體系的增容劑等，開拓了烯類單體聚合實施方法。提出通過氫鍵復合可以有效降低導電材料的結晶度，提高材料導電率，推動了快離子導體研究。培養和教育學生學以致用，不拘泥課本內容，不畏艱難、勇于嘗試與拓展的科研精神。

另一方面，在章節內容中，可從聚合反應或高分子材料的開發過程引出科學家故事。如在第一章以高分子材料對人類社會發展的重要性為切入點，結合Goodyear 發現橡膠硫化現象及其應用進行介紹。早期的橡膠制品有一個致命缺點，即對溫度過于敏感，溫度稍高即會變軟變黏，而且有臭味。溫度過低會變脆變硬沒有彈性，Goodyear 把橡膠、氧化鉛和硫磺放一起加熱并取得了類似皮革狀的物質，解決了橡膠高溫軟化低溫硬化的問題，從此橡膠進入實用化的發展時期。Goodyear 發現橡膠硫化的過程艱辛，但其發現極大促進了橡膠工業的發展。讓學生認識科學家發現新材料、新方法、新理論的艱辛過程，激勵同學們在科學的道路上，認真嚴謹、積極努力、樹立科學精神，勇攀科學高峰，為人類社會發展作出貢獻。

在逐步聚合章節中，以Carothers 對尼龍的發現過程，讓學生認識到科學的發展需要不斷嘗試與創新，要敢于接受挑戰不畏艱難。同時介紹用Carothers方程預測凝膠點的典型案例，引導學生養成正確認識問題、分析問題和解決問題的習慣，提升學生的辯證思維能力。

2.2 高分子材料應用

在講解高分子化學及物理課程知識中，會涉及多種高分子材料的結構及制備原理，可適當從實際案例及時事中引入高分子材料的應用，以加深學生對課程知識的理解，同時還能引入多種思政元素。如碳纖維織物改性的環氧樹脂因其優異的強度、韌性及耐溫性能在火箭、嫦娥探月衛星上均有應用，引導學生思考科技對國家社會、經濟及國際地位的影響，激發學生的愛國情懷和投身科學事業的熱忱。

高分子材料為工業、農業、醫藥和人們的衣食住行提供了大量日新月異的新產品，是日常生活不可或缺的一部分。例如，教師能從生活中拿出實物來引入思政元素，如以抗疫背景下的高分子材料，聚丙烯醫用口罩、防護服以及丁腈橡膠醫用手套等為例，介紹高分子材料在醫療領域的具體應用，使學生認識到高分子材料及科學研究的重要性，培養學生對科研的熱情，并教導學生嚴謹務實、勇于實踐和探索的科研精神。同時結合防疫過程中醫護人員臨危受命、勇于接受挑戰、不畏艱苦的精神和家國情懷，培養學生的愛國和愛社會主義情懷。在介紹高分子溶液與聚合物分子量章節中，可拿出聚丙烯酰胺凝膠樣品，展示凝膠的黏性、恢復性等，引出不同制備方法及不同分子量的聚丙烯酰胺應用領域不一樣，培養學生結構決定性能、性能決定應用的辯證邏輯思考能力。

高分子材料的廣泛應用還給專業課課程思政提供了更多的方式，教師可讓學生在課后整理高分子材料在各個領域的應用實例，以翻轉課堂的方式向其他學生分享。如按照機械工業、燃料電池、電氣工業、建筑工程、現代農業、包裝行業、電信領域、醫療器械、水處理、家居裝飾及交通運輸等領域進行分組，鼓勵學生在收集資料過程中思考相應高分子材料應用時的性能特點、優勢及發展趨勢等，在課堂上進行PPT 展示和交流。在此過程中，學生發現有些高分子能有多種應用，引導學生產生結構決定性能、性能決定應用以及可從應用領域反向思考性能結構的邏輯思考能力，同時培養學生理論應用相結合的思維觀念。

2.3 科研攻關及前沿熱點

我國高分子材料行業雖然發展和起步較晚，但經過科學家及國家的鼓勵推進，我國的高分子行業飛速發展。目前我國的高分子材料(橡膠、塑料以及合成纖維) 年產量在世界上均名列前茅，我國的企業、高校和研究所等擁有大量高分子材料的知識產權。而且，由于我國科技快速發展，國外對我國在多個領域形成技術封鎖，如超導高分子、隱身高分子、聚合物電池、超高分子量和超強高分子領域，但經過科學家堅持不懈地努力，已取得很大發展和成就。在這些高速發展的背后是中國共產黨的領導、科技強國的理念、國家對科技發展的大力支持與投入、科學家的艱苦奮斗，這些共同促進了高分子行業的進步。在此過程中，可激發學生的愛國情懷，堅定支持中國特色社會主義道路。

同時，隨著科學的進步，新型的高分子材料不斷涌現，高分子材料也逐漸向智能化、綠色化、仿生化、多功能與高功能化發展。結合我國在高分子科學領域的最新研究進展與技術瓶頸，如國內高校及企業的科研團隊自主研發的一些“卡脖子”高分子材料已經達到了國際領先水平，從而鼓勵學生培養勇于創新的科學理念。例如從“缺芯”到我國電動汽車行業的飛速發展等，激勵學生明晰肩上擔負的強國重任。介紹生物醫藥高分子、傳感器件、光電材料、納米催化材料、阻燃電池、耐燒蝕航空航天材料等科研攻關及前沿熱點問題。鼓勵學生分組并在課后進行調研，以翻轉課堂的方式向其他學生分享，激發學生的科研興趣。同時結合同學們關心的就業與考研等話題，激勵學生為實現中華民族崛起而不斷努力學習的熱情。

3 結語

在“產教融合”背景下，從專業課程中引入課程思政元素，是實現立德樹人的重要組成部分。高分子化學及物理是很多化學化工及材料類學生的專業課程，課程涉及知識面廣、內容龐雜深奧，承擔著提高大學生職業素養和思想政治素質的重任。高分子化學及物理課程思政元素豐富，思政方式靈活多變，思政過程可設計在課前、課中及課后的全過程。本文從科學家故事、高分子材料的應用、科研攻關、前沿熱點與課程知識結合，提出了將課程思政融入高分子化學及物理課程的一些思考及探究，培養學生敢于探索、勇于創新的科研精神，激發學生的愛國情懷和投身科學事業的熱忱，引導學生樹立正確的價值觀、人生觀和世界觀。