課程思政在“材料化學(xué)”中的教學(xué)設(shè)計(jì)

梁萍 陳巖 張弛 何鑫

摘 要 “材料化學(xué)”為材料科學(xué)與工程專業(yè)的專業(yè)核心課之一，在該課程中合理地融入課程思政，具有很大的必要性和重要性。本文以“材料化學(xué)”課程中的碳材料和單質(zhì)硅這部分教學(xué)內(nèi)容為例，以課程思政為導(dǎo)向，結(jié)合互動式教學(xué)、引導(dǎo)式教學(xué)、研教相融等多種教學(xué)方式，借助多媒體與豐富的網(wǎng)絡(luò)資源，進(jìn)行了教案設(shè)計(jì)。通過本教案的展示與分析，探究在工科專業(yè)課程中合理融入課程思政元素的方式，使學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)知識的同時，培養(yǎng)學(xué)生的愛國主義精神、家國情懷和民族自豪感，激發(fā)學(xué)生不畏艱難、追求真理的科學(xué)精神，培養(yǎng)學(xué)生的辯證唯物主義思想觀及可持續(xù)發(fā)展意識。本文相關(guān)探究對工科專業(yè)課的課程思政教育具有一定的啟發(fā)和借鑒意義。

關(guān)鍵詞 課程思政;案例設(shè)計(jì);材料化學(xué);工科專業(yè)

中圖分類號：G424? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.33.024

Teaching Design of Ideological and Political Course in "Material Chemistry"

——Take carbon materials and elemental silicon as examples

LIANG Ping， CHEN Yan， ZHANG Chi， HE Xin

（School of Applied Physics and Materials， Wuyi University， Jiangmen， Guangdong 529020）

Abstract "Material chemistry" is one of the core courses of materials science and engineering. It is necessary and important to reasonably integrate the curriculum thought and politics into the curriculum. Taking the teaching content of carbon materials and elemental silicon in the course of material chemistry as an example， this paper designs the teaching plan with the guidance of curriculum ideology and politics， combined with various teaching methods such as interactive teaching， guided teaching and the integration of research and teaching， and with the help of multimedia and rich network resources. Through the display and analysis of this teaching plan， explore the way to reasonably integrate the ideological and political elements of the course into the engineering professional courses， so that students can cultivate students' patriotism， national feelings and national pride while learning professional knowledge， stimulate students' scientific spirit of fearing difficulties and pursuing truth， and cultivate students' dialectical materialism and sustainable development consciousness. The relevant research in this paper has certain enlightenment and reference significance for the curriculum ideological and political education of engineering professional courses.

Keywords curriculum Ideological and political education; case design; material chemistry; engineering professional

引言

全面推進(jìn)高校課程思政建設(shè)，是落實(shí)習(xí)近平總書記在于教育的重要論述的重要舉措，是落實(shí)立德樹人根本任務(wù)的必然要求，也是全面提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要任務(wù)。工科專業(yè)課程通常具有晦澀枯燥的特征，如何通過合理地設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)，采用恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方式，將挖掘的相關(guān)的課程思政元素潤物細(xì)無聲地融入課堂的講授中，使學(xué)生在汲取專業(yè)知識的同時，進(jìn)行相關(guān)的思想政治教育，顯性知識中融入隱性育人知識，并提高學(xué)生的上課積極性與專注力，是目前各工科專業(yè)課程面臨的巨大挑戰(zhàn)。[1，2]

“材料化學(xué)”本門課程是材料科學(xué)與工程專業(yè)本科生的專業(yè)基礎(chǔ)與核心課程，是后續(xù)各門材料類專業(yè)課程的先修課程，是在分子結(jié)構(gòu)層次上研究材料的制備、結(jié)構(gòu)和性能關(guān)系的一門科學(xué)，是在物理、化學(xué)、數(shù)學(xué)、材料、工程等學(xué)科基礎(chǔ)上發(fā)展起來的交叉性很強(qiáng)的一門學(xué)科。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能掌握晶體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、特殊晶體及非晶體的性質(zhì)，以及金屬材料、非金屬材料、高分子材料、納米材料和各功能材料的分類、特點(diǎn)及應(yīng)用，并能運(yùn)用本課程的相關(guān)知識去識別、分析和表述材料科學(xué)與工程中的復(fù)雜工程問題。本課程通過結(jié)合課堂講授、案例分析、引導(dǎo)式教學(xué)、研教相融等多種教學(xué)方式，使學(xué)生能有機(jī)地把物理和化學(xué)理論與材料的結(jié)構(gòu)和性能結(jié)合起來，將基礎(chǔ)理論與實(shí)際應(yīng)用緊密結(jié)合，加強(qiáng)學(xué)生的應(yīng)用意識，培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析和解決材料領(lǐng)域相關(guān)問題的能力，并為學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課程、從事材料科學(xué)研究和工程技術(shù)工作積累一定的知識。在當(dāng)今高等教育大力發(fā)展課程思政的大背景下，如何在本課程的講授過程中，通過展示相關(guān)材料領(lǐng)域的發(fā)展史、科學(xué)家在專業(yè)領(lǐng)域中的相關(guān)事跡等，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神、愛國精神、文化自信、家國情懷及唯物辯證思想，學(xué)習(xí)科學(xué)巨匠的大師精神，至關(guān)重要。

本文以“材料化學(xué)”第四章無機(jī)非金屬材料之碳材料和單質(zhì)硅這部分內(nèi)容為例，以課程思政融入為導(dǎo)向，采用多樣化的教學(xué)方式，進(jìn)行90分鐘的教案設(shè)計(jì)，旨在提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果的同時，對學(xué)生進(jìn)行恰當(dāng)?shù)恼n程思政教育，培養(yǎng)學(xué)生的家國情懷及個人品質(zhì)。

1課程思政教案設(shè)計(jì)

1.1課程教學(xué)目標(biāo)

1.1.1 知識目標(biāo)

幫助學(xué)生了解無機(jī)非金屬材料的分類，掌握幾種典型碳素材料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與性能，明確單質(zhì)硅的制備方法及其在太陽能電池中的應(yīng)用，了解幾種典型無機(jī)化合物材料和硅酸鹽材料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及性能。

1.1.2能力目標(biāo)

通過對不同種碳材料結(jié)構(gòu)的講解，培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力。通過討論各類碳素材料及太陽能電池材料的發(fā)展歷程，訓(xùn)練學(xué)生善于思考的意識與精神，幫助學(xué)生逐步建立正確的科研理念。

1.1.3價值目標(biāo)

（1）培養(yǎng)學(xué)生的愛國情懷和民族自豪感，建立文化自信。（2）幫助學(xué)生建立發(fā)展的思維觀念，培養(yǎng)學(xué)生熱愛科學(xué)的品質(zhì)。（3）學(xué)習(xí)科學(xué)家在未知領(lǐng)域不畏艱難、勇于探索的品質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生探索未知、追求真理的科學(xué)精神及創(chuàng)新思維。（4）培養(yǎng)學(xué)生辯證唯物主義思想觀，建立矛盾對立統(tǒng)一的辯證思維。（5）培養(yǎng)學(xué)生保護(hù)環(huán)境和生態(tài)文明的意識，建立可持續(xù)發(fā)展的思想。（6）培養(yǎng)學(xué)生的家國情懷和社會責(zé)任，激發(fā)學(xué)生為國爭光的精神。

1.2 教學(xué)內(nèi)容分析

1.2.1教學(xué)內(nèi)容

（1）無機(jī)非金屬材料的分類;（2）六種碳素材料的結(jié)構(gòu)特征、性能與發(fā)展現(xiàn)狀;（3）單質(zhì)硅（單晶硅和多晶硅）的結(jié)構(gòu)、性能與制備;（4）太陽能電池的發(fā)展、種類及各自的優(yōu)缺點(diǎn)。

1.2.2教學(xué)重點(diǎn)

無機(jī)非金屬材料的分類。無機(jī)非金屬材料種類繁多，應(yīng)用廣泛，通常包含哪些類型的材料？日常生活與生產(chǎn)中用到的哪些材料屬于無機(jī)非金屬材料？

碳素材料的結(jié)構(gòu)特征。幾種典型碳素材料的結(jié)構(gòu)區(qū)別是什么？相應(yīng)的結(jié)構(gòu)是如何影響其性能的？

太陽能電池的種類及其優(yōu)缺點(diǎn)。幾種不同類型的太陽能電池所使用的材料分別是什么？其各自的轉(zhuǎn)換效率及生產(chǎn)成本如何？未來太陽能電池的發(fā)展方向是什么？

1.2.3教學(xué)難點(diǎn)

各類碳素材料的結(jié)構(gòu)特征。如何調(diào)動與發(fā)揮學(xué)生的三維空間想象能力，理解各類碳素材料的原子排列與組合方式，是本案例的難點(diǎn)之一。

太陽能電池的類型。如何通過聯(lián)系我國實(shí)際情況，并結(jié)合世界太陽能電池發(fā)展?fàn)顟B(tài)，使學(xué)生能正確理解各類太陽能電池的優(yōu)劣，建立正確的科學(xué)發(fā)展觀，并激發(fā)學(xué)生的愛國情懷，是本案例的另一難點(diǎn)。

1.3教學(xué)手段與方法

多媒體和板書。采用多媒體視頻、PPT和板書相輔相成的方法，多媒體視頻主要播放制作精良的相關(guān)科普視頻，PPT作為圖片和動畫的載體，激發(fā)學(xué)生的興趣，提高學(xué)生的注意力，而板書主要用于展示本案例的關(guān)鍵性內(nèi)容及結(jié)論，加深學(xué)生對本案例所學(xué)內(nèi)容的印象，幫助學(xué)生梳理本案例的脈絡(luò)。

互動教學(xué)法。鑒于無機(jī)非金屬材料與人們的生產(chǎn)和生活息息相關(guān)，在課堂教學(xué)中通過向?qū)W生拋出生活或生產(chǎn)中的例子，針對相關(guān)無機(jī)非金屬材料部分進(jìn)行互動，幫助學(xué)生理解相關(guān)材料的性能與應(yīng)用。

啟發(fā)引導(dǎo)法。在講述各類碳素材料的結(jié)構(gòu)時，引導(dǎo)學(xué)生去思考碳素材料可能有的結(jié)構(gòu)，有利于提高學(xué)生在課堂上的專注力。

研教相融。在課堂上引入科研工作中的相關(guān)成果，幫助學(xué)生更好地理解材料的結(jié)構(gòu)與性能，了解最新的科研動態(tài)。

案例分析。引入實(shí)際生活與生產(chǎn)中的案例，通過對案例的分析，結(jié)合圖片和視頻，增強(qiáng)對材料結(jié)構(gòu)、性能與應(yīng)用的理解和掌握。

1.4教學(xué)過程（見表1）

1.5教學(xué)效果與反思

本教學(xué)案例取得了良好的教學(xué)效果，以下為學(xué)生針對本次案例教學(xué)的部分評價：

師生互動良好，并且老師會針對部分內(nèi)容進(jìn)行課外知識的擴(kuò)展與補(bǔ)充，可拓寬學(xué)生的視野; 通過本課程的學(xué)習(xí)，感受到了科學(xué)發(fā)展的不易與意義，未來要為科學(xué)的進(jìn)步與國家的強(qiáng)大勇攀高峰，不畏艱難，做出自己的貢獻(xiàn);在學(xué)習(xí)課本知識的同時，老師將相關(guān)的科研成果加入進(jìn)來，可以更好地理解書本上的抽象知識，并對當(dāng)今科研的發(fā)展動態(tài)有了初步了解，引起了很大的科研興趣;了解到中國在材料發(fā)展史上發(fā)揮了巨大的作用，并在某些領(lǐng)域，如陶瓷等方面，具備領(lǐng)先世界的水平，增強(qiáng)了自身的民族自豪感和文化自信。

在今后的“材料化學(xué)”教學(xué)中，應(yīng)注意以下幾方面問題：

第一，課程思政教育要做到“潤物細(xì)無聲”，要潛移默化的進(jìn)行，不能生搬硬套地把思政教育強(qiáng)加給學(xué)生。因此，需更加注重課程思政元素與案例的挖掘，使其與專業(yè)知識更為貼合。

第二，思政元素應(yīng)根據(jù)時代的發(fā)展與時事熱點(diǎn)進(jìn)行不斷地更新，將最新的科學(xué)知識、學(xué)術(shù)觀點(diǎn)、研究成果或生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)等引入課堂，使學(xué)生在接收思政信息時更有代入感。

第三，嘗試更多樣化的教學(xué)方式，在固有教學(xué)平臺的基礎(chǔ)上，開發(fā)創(chuàng)新教學(xué)環(huán)節(jié)，更大地發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，提高師生互動，活躍課堂氣氛。

2 結(jié)語

順應(yīng)國家對高等教育的要求，堅(jiān)持把立德樹人作為中心環(huán)節(jié)，把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過程，教師在傳授知識的過程中，注重學(xué)生能力的培養(yǎng)，更要提高學(xué)生的思想覺悟。本文通過對無機(jī)非金屬材料部分進(jìn)行合理地教案設(shè)計(jì)，探索在“材料化學(xué)”中融入課程思政教育，培養(yǎng)學(xué)生的愛國精神、科學(xué)精神、家國情懷，發(fā)揚(yáng)文化自信，培養(yǎng)學(xué)生的辯證唯物主義思想觀和方法論，提升學(xué)生的環(huán)境保護(hù)與生態(tài)文明的意識。本文關(guān)于“材料化學(xué)”課程思政教案的探索，對其他相關(guān)工科專業(yè)課程的思政設(shè)計(jì)，具有一定的啟發(fā)作用。

基金項(xiàng)目：五邑大學(xué)本科教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程招標(biāo)項(xiàng)目（項(xiàng)目號：JX2020028）

參考文獻(xiàn)

[1] 陸道坤.課程思政推行中若干核心問題及解決思路[J].思想理論教育，2018，（3）.

[2] 席燕輝，唐欣.新工科背景下工科課程思政的探索與研究[J].科教導(dǎo)刊，2020，（20）.