功能材料課程思政教學設計

摘 要 采用“主導—主體相結合”的教學結構，設計功能材料課程思政內容，基于建構主義理論，通過基于問題學習、探究性學習、情境性學習和發(fā)現(xiàn)學習模式相結合設計課程思政教學策略，進行功能材料課程思政的教學設計。結合工學類專業(yè)課程思政實施的指導思想，將政治認同、家國情懷、職業(yè)理想和職業(yè)道德、責任感和使命感、大國工匠精神等思政元素融入課程教學。將知識和能力教育與思政教育相結合，很好地發(fā)揮了課程的育人作用。

關鍵詞 課程思政；工學類專業(yè)課程；功能材料；教學設

計；超導材料

中圖分類號：G641 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2024）20-00-04

DOI：10.3969/j.issn.1671-489X.2024.20.087

0 引言

教育部印發(fā)的《高等學校課程思政建設指導綱要》（以下簡稱《綱要》）指出：“落實立德樹人根本任務，必須將價值塑造、知識傳授和能力培養(yǎng)三者融為一體、不可割裂。全面推進課程思政建設，就是要寓價值觀引導于知識傳授和能力培養(yǎng)之中，幫助學生塑造正確的世界觀、人生觀、價值觀，這是人才培養(yǎng)的應有之義，更是必備內容。”[1]《綱要》指明了課程思政建設的目標和方向，明確“課程思政建設內容要緊緊圍繞堅定學生理想信念，以愛黨、愛國、愛社會主義、愛人民、愛集體為主線，圍繞政治認同、家國情懷、文化素養(yǎng)、憲法法治意識、道德修養(yǎng)等重點優(yōu)化課程思政內容供給，系統(tǒng)進行中國特色社會主義和中國夢教育、社會主義核心價值觀教育、法治教育、勞動教育、心理健康教育、中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化教育”，規(guī)范了課程思政的內涵和外延[1]。《綱要》提出：“科學設計課程思政教學體系”“結合專業(yè)特點分類推進課程思政建設”，細化了課程思政建設的要義[1]。如何圍繞課程思政建設的目標和指導思想，基于專業(yè)特點設計課程思政建設內容，成為高校專業(yè)課教師亟須解決的重要問題。

1 功能材料課程思政教學設計指導思想

功能材料是材料科學與工程專業(yè)的專業(yè)課程，課程教學設計基于工程教育認證的基本理念進行課程思政教學設計，以更好地實現(xiàn)育人目標。

根據(jù)《綱要》結合專業(yè)特點分類推進課程思政建設的思想，分析功能材料課程的特點、教學內容、思維方法和價值理念，基于工學類專業(yè)課程挖掘思政元素的指導思想，即要在課程教學中把馬克思主義立場觀點方法的教育與科學精神的培養(yǎng)結合起來，提高學生正確認識問題、分析問題和解決問題的能力。工學類專業(yè)課程，要注重強化學生工程倫理教育，培養(yǎng)學生精益求精的大國工匠精神，激發(fā)學生科技報國的家國情懷和使命擔當[1]。深入挖掘思政元素，分別進行課程思政內容設計、課程思政融入課堂策略設計、課程思政效果評價設計。

教學結構是教育思想、教與學理論的集中體

現(xiàn)[2]。從教學結構的角度分析，建構一種既能發(fā)揮教師的主導作用又能充分體現(xiàn)學生主體地位的教學結構有助于更好地實施課程思政教學。教師主導，主要體現(xiàn)在教師對整個教學活動進程的把握和引導；學生主體，可以促進學生主動思考、主動探索和主動發(fā)現(xiàn)，從而形成一種促進課程思政有效實施的穩(wěn)定教學結構，即“主導—主體相結合”的教學結構[3]。教師為學生選擇適當?shù)恼n程思政內容并設計課程思政的呈現(xiàn)形式。學生對課程思政內容可以進行自主引申，并根據(jù)自己的興趣深化和內化課程思政內容。在這種教學結構中，學生處于開放的、互動的學習環(huán)境中，擁有經(jīng)過教師精心選擇的課程思政內容，有利于其主動性、積極性和創(chuàng)造性的發(fā)揮，有利于創(chuàng)新思維和實踐能力的培養(yǎng)[2]。教師通過對教學內容、課程思政、學習活動等的設計使學生在學習過程中既有很大的自主權，又能保證學習不會偏離思政目標，并能在適當?shù)臅r機得到教師的指導或伙伴的幫助，從而能有效地提高學習效率。

2 功能材料課程“超導材料”章節(jié)課程思

政教學設計與實踐

2.1 課程思政內容設計

功能材料課程涉及電學、磁學、光學、熱學、聲學、力學、化學和生物學等功能及其相互轉換的功能，注重各類功能材料的組成、結構、性能、制備和應用。“超導材料”章節(jié)的教學內容包括超導的微觀圖像、超導體的臨界參數(shù)、低溫超導材料、超導材料的應用。教學參考資料為《功能材料概論》（殷景華主編）、《功能材料》（李長青著）、《功能陶瓷材料及制備工藝》（吳玉勝著）等。

基于“主導—主體相結合”的教學結構設計課程思政內容，需要考慮學生的興趣，以更好地發(fā)揮學生的主體作用。圍繞“超導材料”的教學內容，從政治認同、家國情懷、職業(yè)理想和職業(yè)道德、探索未知、追求真理、工匠精神等方面設計思政教學內容，引導學生堅定中國特色社會主義道路自信、理論自信、制度自信、文化自信，達到思想認同，形成熱愛專業(yè)、愛崗敬業(yè)、無私奉獻、開拓創(chuàng)新等職業(yè)品格和行為習慣，具有職業(yè)責任感，養(yǎng)成探索未知、追求真理、勇攀科學高峰的責任感和使命感，培養(yǎng)學生精益求精的大國工匠精神，激發(fā)學生科技報國的家國情懷和使命擔當。

課程引入，通過“我國在磁浮交通系統(tǒng)領域的卓越成就案例”引出超導材料。選取長沙磁浮快線——我國首條擁有完全自主知識產(chǎn)權的中低速磁浮商業(yè)運營線，也是目前世界上最長的中低速磁浮商業(yè)運營線，同時選取我國的世界首套設計時速600 km/h磁浮交通系統(tǒng)。講述長沙磁浮快線和中低速磁浮系統(tǒng)：長沙磁浮快線是我國第一條自主設計、自主制造、自主施工、自主管理的中低速磁懸浮鐵路，標志著我國磁浮技術實現(xiàn)了從研發(fā)到應用的全覆蓋，我國成為世界上少數(shù)幾個掌握該項技術的國家之一。以此激發(fā)學生的民族自豪感，堅定學生的道路自信、制度自信。

基于超導體的發(fā)展歷史，引入超導研究各階段的標志性成果，從發(fā)現(xiàn)、認識到應用。1911年昂尼斯發(fā)現(xiàn)超導現(xiàn)象—1933年發(fā)現(xiàn)完全抗磁性（邁斯納效應）—1950年發(fā)現(xiàn)同位素效應—1953年發(fā)現(xiàn)超導能隙—1957年提出BCS超導理論—1986年發(fā)現(xiàn)LaSrCuO、LaBaCuO陶瓷材料的超導（高溫超導）現(xiàn)象，引導學生感受科學發(fā)現(xiàn)的動人之處，體會科學發(fā)現(xiàn)的艱難，認識科學發(fā)現(xiàn)的邏輯，啟發(fā)學生勇攀科學高峰。引入我國趙忠賢院士五十年如一日研究超導的事跡，樹立榜樣，培育學生心系國家的家國情懷、無私奉獻的敬業(yè)精神和精益求精的大國工匠精神。

在超導理論中，引入BCS超導理論的提出者巴丁（J.Bardeen）、庫柏（L.Cooper）和施里弗（J.Sehrieffer）團結協(xié)作的事跡，引導學生思考合作的重要性，培養(yǎng)學生團結協(xié)作的職業(yè)精神。

在課程內容拓展中，結合熱點新聞，引用韓國團隊在《自然》（Nature）發(fā)文“Superconductor Pb10-xCux（PO4）6O showing levitation at room temperature and atmospheric pressure and mechanism”報道的室溫超導材料，講述圍繞這一室溫超導材料的后續(xù)報道：“2023年8月初，北京大學量子材料科學中心（ICQM）提交到arXiv 的一篇論文認為：韓國團隊嘗試合成的LK-99樣品不具有超導性。”“2023年9月11日，《自然》（Nature）發(fā)文指出韓國LK-99不是超導體，科研界要總結經(jīng)驗教訓。”一方面引導學生形成學會質疑的科學精神，另一方面幫助學生樹立腳踏實地、埋頭苦干的價值觀。“超導材料”課程思政內容設計如表1

所示。

2.2 課程思政教學模式設計

基于建構主義理論的觀點，認知強調主觀（內部心理過程）與客觀（外部刺激）相結合，知識不可能以實體的形式存在于個體之外[4]。在教學中，課程思政教學不能無視學生已有的知識體系和思想認知，一味地灌輸課程思政內容，而是要把學生現(xiàn)有的思想認知作為新思政的生長點，引導他們從原有的思想認知中“生長”出新的思政認識[5]。思政教學不是思政內容的傳遞，而是思政內容的處理和轉換。教師不只是思政內容的呈現(xiàn)者，更應該重視學生對各種現(xiàn)象的理解，傾聽他們的想法，洞察他們這些想法的由來，以此為根據(jù)，引導學生豐富或調整自己的認識，幫助他們樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀 [6]。這不是簡單地“告訴”就能奏效的，而是需要與學生共同針對某些問題進行探索，并在此過程中相互交流和質疑，了解彼此的想法，各自作出調整。教學中應把所教的知識與一定的真實任務聯(lián)系起來，因此，在課程思政教學中要注重對思政案例的重現(xiàn)性，在課堂中指導學生身臨其境去自主探索和內化，通過建立互動、合作的教學策略，通過討論、交流，通過學生思想的交鋒，補充、修正、提升課程思政教學效果，具體教學模式設計如圖1所示。

在超導材料引入時，采用基于問題學習的模式，針對選取的“我國在磁浮交通系統(tǒng)領域的卓越成就案例”，提出磁浮列車懸浮的原理是什么。通過圖片、動畫引起學生注意，激發(fā)學生的認知內驅力。在課程結束時，學生應該掌握磁懸浮的原理。采用探究性學習模式，基于人類對超導材料性質認識和發(fā)現(xiàn)的過程，呈現(xiàn)超導微觀圖像和BCS超導理論，通過問答、討論等教學活動的開展，引導學生熱愛科學，感受發(fā)現(xiàn)之美。基于探究性學習模式，通過對趙忠賢院士不同研究階段的角色扮演，引導學生感受榜樣力量，激發(fā)學生的附屬內驅力。采用發(fā)現(xiàn)學習模式，提供關于“韓國報道室溫超導”的新聞資料，通過小組討論、辯論，發(fā)散思維，發(fā)現(xiàn)問題，幫助學生加深對知識的認識，形成辯證唯物主義的世界觀和方法論。基于情境性學習模式，呈現(xiàn)超導材料在醫(yī)學、電力等方面的應用，引導學生感受超導材料給人類帶來的便利，獲得自我提高內驅力，激發(fā)他們推動人類進步的責任感和使命感。

2.3 課程思政效果評價設計

基于“主導—主體相結合”的教學結構，學習過程直接反映學生的學習效果，因而在學習過程中隨時觀察并記錄學生的表現(xiàn)來完成評價。具體地，通過對學生提問、傾聽學生回答、觀察學生是否認真聽講、觀察學生討論進行評價。

總體而言，通過基于問題學習、探究性學習、情境性學習和發(fā)現(xiàn)學習，學生掌握了超導材料的基本性質、微觀圖像、臨界參數(shù)、應用等知識，同時獲得了專業(yè)學習的認知內驅力、自我提高內驅力和附屬內驅力。

3 結束語

以超導材料課程思政教學設計為例，基于“教師主導—學生主體相結合”的教學結構，把思政元素融入課程教學，在課程思政案例選取、課程思政引入策略中注重分析學生已有的認知和思想水平，將政治認同、職業(yè)精神、科學精神和家國情懷深植學生心中，促進學生德智體美勞全面發(fā)展。

4 參考文獻

[1] 教育部關于印發(fā)《高等學校課程思政建設指導綱要》的

通知[A/OL].（2020-06-06）[2023-02-21].https：//www.

gov.cn/zhengce/zhengceku/2020-06/06/content_551

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[2] 何克抗，吳娟.信息技術與課程整合[M].北京：高等教育出版社，2007：57-61.

[3] 阮武林.基于“教師主導—學生主體”教學模式下的單

片機教學策略研究[D].上海：華東師范大學，2010.

[4] 陳琦，劉儒德.教育心理學[M].2版.北京：高等教育出版社，2011：152-153.

[5] 張萍萍.建構主義教育理論視域下的初中歷史課堂教學方法研究[D].昆明：云南師范大學，2021.

[6] 閆淑佳.建構主義下支架式教學在高中物理教學中的應用[D].哈爾濱：哈爾濱師范大學，2021.

*項目來源：湘潭大學校級課程思政示范課程建設項目《功能材料》；湖南科技大學校級教學改革研究項目——課程思政項目“以學生為中心的材料類專業(yè)課課程思政教育探索與實踐”。

作者簡介：宋宏甲，博士，副教授；成娟娟，博士，講師；鐘向麗，通信作者，博士，教授；王金斌，博士，教授。