工科基礎(chǔ)課程的課程思政建設(shè)路徑
——以材料物理化學(xué)為例

董桂偉，王協(xié)彬，管延錦,＊，王孝海

1山東大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，濟(jì)南 250061

2山東京博中聚新材料有限公司，山東 濱州 256500

隨著經(jīng)濟(jì)全球化和社會(huì)轉(zhuǎn)型進(jìn)入新階段，改進(jìn)和加強(qiáng)大學(xué)生思想政治教育工作成為每一名高校教師面臨的重要問題。2016年12月，習(xí)近平總書記在全國(guó)高校思想政治工作會(huì)議中提出“要用好課堂教學(xué)這個(gè)主渠道，把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過程，各類課程都要‘守好一段渠、種好責(zé)任田’，與思想政治理論課同向同行，形成協(xié)同效應(yīng)[1]”，開啟了高?！罢n程思政”建設(shè)高潮。目前，開展課程思政建設(shè)，提高課程育人成效，踐行立德樹人根本使命，已經(jīng)成為廣大高校教師的共識(shí)[2,3]。盡管在教學(xué)中將知識(shí)傳授與價(jià)值引領(lǐng)有機(jī)結(jié)合已有不少成功的報(bào)道[4-6]，但由于不同高校、專業(yè)和課程之間差距頗大，簡(jiǎn)單套用并不可取。很多工科專業(yè)基礎(chǔ)課程都具有邏輯嚴(yán)密、數(shù)學(xué)要求高、內(nèi)容相對(duì)成熟、體系比較完整等特點(diǎn)，如何在做好知識(shí)傳授的同時(shí)突出價(jià)值引領(lǐng)，較通識(shí)課和社科類專業(yè)課更具有挑戰(zhàn)性。

本文以材料成型及控制工程專業(yè)基礎(chǔ)課程“材料物理化學(xué)”為例，結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)和課程性質(zhì)，進(jìn)行了課程思政建設(shè)，探討了思政元素在工科基礎(chǔ)課程中的融入途徑，以期為同類課程思政建設(shè)提供參考。

1 材料物理化學(xué)課程思政建設(shè)

“材料物理化學(xué)”是材料成型及控制工程專業(yè)學(xué)生必修的一門學(xué)科基礎(chǔ)課程。本課程的目的和任務(wù)是在學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)、普通物理、工程化學(xué)等相關(guān)基礎(chǔ)課的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步學(xué)習(xí)化學(xué)變化以及與化學(xué)變化有關(guān)的物理變化的各種基本原理和共同規(guī)律，并用以解決材料工程領(lǐng)域生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中的有關(guān)問題，培養(yǎng)學(xué)生分析、推理和解決實(shí)際問題的能力。“材料物理化學(xué)”課程是學(xué)生進(jìn)入專業(yè)知識(shí)和技能學(xué)習(xí)前的重要前置基礎(chǔ)課程，可為后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)以及畢業(yè)后的實(shí)際工作提供理論知識(shí)保障。

近年來(lái)，筆者所在課程組面向一流課程建設(shè)目標(biāo)，結(jié)合本專業(yè)特色，開展了積極的課程教學(xué)改革探索，建設(shè)了“材料工程中的物理化學(xué)基礎(chǔ)”在線開放課程，并基于雨課堂智慧教學(xué)工具和BOPPPS模型，構(gòu)建了“材料物理化學(xué)”課程有效教學(xué)模式，顯著提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)效益和效率[7]。在課程教學(xué)改革過程中，課程組發(fā)現(xiàn)，對(duì)于成長(zhǎng)于新世紀(jì)的當(dāng)代大學(xué)生，他們一方面對(duì)知識(shí)學(xué)習(xí)有屬于自己的思考，隨著慕課等在線開放教學(xué)資源的豐富，學(xué)生對(duì)坐在教室里聽老師講授知識(shí)的興趣已經(jīng)大打折扣，他們更關(guān)心的是“我學(xué)這些有什么用”“跟我有什么關(guān)系”，這是當(dāng)下大多數(shù)專業(yè)和基礎(chǔ)課程教學(xué)時(shí)面臨的窘境；另一方面，對(duì)于進(jìn)入大學(xué)生活的青年學(xué)生，他們的世界觀、人生觀、價(jià)值觀尚不穩(wěn)定，需要在大學(xué)階段加以正確引導(dǎo)，但同時(shí)他們又對(duì)以說(shuō)教形式開展的思政教育感到疲憊，更渴望深層次的思想交流，這恰恰給予了專業(yè)基礎(chǔ)課程教書育人的良好契機(jī)。因此，從學(xué)生主體地位出發(fā)，如何在課程教學(xué)過程中對(duì)其學(xué)習(xí)疑問、思想困惑等進(jìn)行合理釋疑，幫助其建立學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和求知的自覺與自信，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步助力其樹立正確的世界觀、人生觀和價(jià)值觀，是專業(yè)基礎(chǔ)類課程思政建設(shè)的原動(dòng)力?；诖?，課程組近年來(lái)在課程教學(xué)改革的同時(shí)，結(jié)合本專業(yè)特點(diǎn)和課程性質(zhì)，進(jìn)行了課程思政的初步設(shè)計(jì)和建設(shè)實(shí)踐，以下從本課程思政目標(biāo)、思政資源開發(fā)、思政教學(xué)設(shè)計(jì)等三個(gè)方面進(jìn)行總結(jié)。

1.1 課程思政目標(biāo)

宏觀上，課程思政是一個(gè)充分發(fā)揮各類課程的思想政治教育功能，對(duì)學(xué)生的品格、品行、品味進(jìn)行全方位塑造的系統(tǒng)工程[8]。而具體到某一專業(yè)和某一門專業(yè)課的課程思政，其關(guān)鍵在于習(xí)總書記提出的“守好一段渠”和“種好責(zé)任田”，課程思政目標(biāo)不必過分追求“大而全”，而是應(yīng)該建立在專業(yè)性質(zhì)、人才目標(biāo)和課程特點(diǎn)之上的“細(xì)而精”，建設(shè)好整個(gè)教書育人工程中帶有深刻本課程特色和本專業(yè)人才特質(zhì)的重要一環(huán)。為此，根據(jù)本專業(yè)人才培養(yǎng)性質(zhì)、“材料物理化學(xué)”課程特點(diǎn)及其在本專業(yè)人才培養(yǎng)中的地位和作用，確定本課程思政目標(biāo)如下：以立德樹人為主線，以培養(yǎng)品質(zhì)優(yōu)秀和素質(zhì)可靠的材料工程領(lǐng)域高層次工程專業(yè)人才為導(dǎo)向，遴選課程知識(shí)傳授和價(jià)值引領(lǐng)融合點(diǎn)，開發(fā)課程思政資源，創(chuàng)新課程思政育人方式，培育學(xué)生優(yōu)秀的科學(xué)精神、深厚的專業(yè)素養(yǎng)和良好的創(chuàng)新意識(shí)以及在此基礎(chǔ)上的科學(xué)世界觀和方法論，為學(xué)生的進(jìn)一步學(xué)習(xí)和成長(zhǎng)成才奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

1.2 思政資源開發(fā)

課程思政目標(biāo)確立后，思政資源的開發(fā)便成為課程思政建設(shè)的首要內(nèi)容。對(duì)此，課程組進(jìn)一步制定了“一核心二拓展三面向”的思政資源開發(fā)方案?！耙缓诵摹笔侵刚n程思政資源開發(fā)要以本課程涵蓋的知識(shí)傳授和能力素質(zhì)培養(yǎng)為核心；“二拓展”是指思政資源的開發(fā)既要拓展挖掘思政教育資源，同時(shí)還要拓展切實(shí)可行的育人方式；“三面向”是指在思政資源的開發(fā)過程中，要堅(jiān)持面向科技發(fā)展前沿，面向國(guó)家發(fā)展需求，同時(shí)還要面向青年學(xué)生的思想水平和接受程度。

根據(jù)上述課程思政資源開發(fā)方案，課程組精心選取了可以融入思政教育的章節(jié)知識(shí)點(diǎn)，建設(shè)了“材料物理化學(xué)”課程思政資源庫(kù)。如在“物理化學(xué)學(xué)科發(fā)展”“熱力學(xué)第一定律”“熱力學(xué)第二定律與熵增原理”等知識(shí)點(diǎn)基礎(chǔ)上，挖掘了學(xué)科名人精神、節(jié)能減排意義、社會(huì)秩序維護(hù)、人生成長(zhǎng)平衡等相關(guān)思政教育資源，開發(fā)了“羅蒙諾索夫推翻燃素說(shuō)與堅(jiān)持真理(物理化學(xué)學(xué)科的建立與發(fā)展)”“既然能量守恒，緣何節(jié)約能源(熱力學(xué)第一定律)”“尋找‘熵’與感受‘熵’(熵與熵增的物理意義)”等課程思政教學(xué)案例。

1.3 思政教學(xué)設(shè)計(jì)

良好的思政教學(xué)設(shè)計(jì)是避免課程教學(xué)與思政教育“兩張皮”的重要保障。本課程組按照確定的思政教學(xué)目標(biāo)，基于開發(fā)建設(shè)的思政資源庫(kù)，在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、教學(xué)工具等幾個(gè)方面進(jìn)行了課程思政教學(xué)的改革設(shè)計(jì)，以確保課程思政的育人成效。

教學(xué)內(nèi)容上，以引導(dǎo)學(xué)生全面成長(zhǎng)成才的高度重新審視課程知識(shí)教學(xué)，對(duì)“材料物理化學(xué)”課程教學(xué)大綱進(jìn)行了全面修訂，從“知識(shí)”“能力”“素質(zhì)”維度明確每一章節(jié)的教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)要求。如第二章“熱力學(xué)第二定律”，其“知識(shí)”教學(xué)目標(biāo)包括“通過理論分析，理解熵函數(shù)和熱力學(xué)第二定律數(shù)學(xué)表達(dá)式的導(dǎo)出過程，掌握熵變的計(jì)算和熵判據(jù)的使用”等，“能力”教學(xué)目標(biāo)包括“通過系列熱力學(xué)過程方向性判斷的啟發(fā)式教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力”等，而“素質(zhì)”教學(xué)目標(biāo)則包括“以熵增代表的系統(tǒng)混亂程度自發(fā)增加為出發(fā)點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)生態(tài)文明建設(shè)的重要意義，激發(fā)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)”等。

教學(xué)模式上，堅(jiān)持以學(xué)生為中心，以學(xué)生積極參與和引導(dǎo)其自我思考感悟的互動(dòng)形式開展教學(xué)。重點(diǎn)以BOPPPS模式為基礎(chǔ)，進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。以“尋找‘熵’和感受‘熵’”這一主題教學(xué)環(huán)節(jié)為例，在導(dǎo)言(Bridge-in)環(huán)節(jié)，首先提出“熵作為狀態(tài)函數(shù)，她代表的意義是什么呢？”然后根據(jù)學(xué)生的回答，明確教學(xué)目標(biāo)(Objective)是“理解和掌握‘熵和熵增’的意義，并一起來(lái)討論熵和熵增對(duì)于我們有什么啟發(fā)”；在講解“熵是系統(tǒng)無(wú)序程度的度量，熵增代表孤立體系中的過程總是自發(fā)地向無(wú)序度(混亂度)增加的方向進(jìn)行”概念后，開展前測(cè)(Pre-assessment)：“什么是有序，什么是無(wú)序，兩者在熱力學(xué)和生活中各有什么實(shí)例？”，讓學(xué)生充分回答，并適時(shí)引入“地球作為一個(gè)開放體系，其熵值如何看待”這一問題，啟發(fā)大家進(jìn)一步思考“人類社會(huì)的發(fā)展對(duì)地球帶來(lái)的熵增表現(xiàn)有哪些”，展開進(jìn)一步的參與式教學(xué)(Participatory Learning)；最后，與學(xué)生一起分析應(yīng)對(duì)地球熵增，人們?cè)撊绾涡袆?dòng)，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)“退耕還林還草、人工植樹造林、荒漠治理”等生態(tài)文明建設(shè)措施的必要性，并激發(fā)其尊重自然、順應(yīng)自然、保護(hù)自然的環(huán)保意識(shí)，進(jìn)行后測(cè)與總結(jié)(Post-assessment and Summary)。

教學(xué)工具方面，課程組基于雨課堂智慧教學(xué)工具分組、投票、投稿、實(shí)時(shí)答題、彈幕互動(dòng)等功能，開展參與式教學(xué)，增強(qiáng)思政教學(xué)的雙向互動(dòng)效果。

2 思政元素在工科基礎(chǔ)課程的融入途徑

工科基礎(chǔ)課程開展課程思政建設(shè)具有很大的機(jī)遇空間，同時(shí)又充滿著挑戰(zhàn)。機(jī)遇在于隨著我國(guó)發(fā)展和科技進(jìn)步，從“工程規(guī)范的嚴(yán)謹(jǐn)執(zhí)行”到“中國(guó)制造2025”“大國(guó)工匠”“嫦娥登月”以及“華為芯片事件”等時(shí)事熱點(diǎn)都給我們開展課程思政提供了豐富的元素，而挑戰(zhàn)則在于如何將這些思政元素有機(jī)地融入教學(xué)。同時(shí)，對(duì)于很多工科基礎(chǔ)課程而言，其邏輯推理性較強(qiáng)、知識(shí)性突出，教師講授占比大，如果生硬地加入思政元素易引起學(xué)生的反感[9,10]。對(duì)此，基于前期工作，本文根據(jù)思政元素的題材、內(nèi)涵以及融合度等特點(diǎn)，將思政元素分為一般元素、重點(diǎn)元素和典型元素三類，并針對(duì)性地構(gòu)建了對(duì)應(yīng)的融入途徑。

2.1 一般元素直接嵌入融合

所謂一般思政元素，是指課程思政的最底層素材，是最微小的單元。其具體表現(xiàn)形式可以是引導(dǎo)性的一句話、一小段文字，也可以是一個(gè)字眼，甚至可以是教師的一個(gè)動(dòng)作。對(duì)于這類元素，可以直接嵌入到課堂教學(xué)中，如“材料物理化學(xué)”課程“冷機(jī)效率公式”教學(xué)中，可隨堂布置一道計(jì)算題，讓學(xué)生計(jì)算一下夏天用空調(diào)為室內(nèi)制冷時(shí)，不同室內(nèi)溫度設(shè)定條件下的能耗比較，用直觀的計(jì)算結(jié)果點(diǎn)題節(jié)能意識(shí)。一般思政元素可以做隨時(shí)自然融入，看似漫不經(jīng)心，但往往可以收到很好的效果，做到無(wú)縫融合、潤(rùn)物無(wú)聲。

2.2 重點(diǎn)元素模塊化設(shè)計(jì)

重點(diǎn)元素或?qū)?yīng)一個(gè)正能量的學(xué)科故事，或來(lái)自于一個(gè)振奮人心的科技前沿，又或是一個(gè)耐人深思的時(shí)事熱點(diǎn)，這需要我們?cè)谒颊Y源開發(fā)過程中，圍繞相關(guān)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行全面和深入的挖掘進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)。常用的模塊化設(shè)計(jì)方式有講授式、問題討論式、案例分析式等，其中采用問題討論或案例分析式往往效果更佳。如前所述的“尋找‘熵’和感受‘熵’”主題教學(xué)，就是圍繞熵增的意義這一知識(shí)點(diǎn)開展的思政重點(diǎn)元素模塊化設(shè)計(jì)，利用BOPPPS教學(xué)模型，開展學(xué)生參與和互動(dòng)性強(qiáng)的討論式教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生深入思考和感悟。思政重點(diǎn)元素的模塊化設(shè)計(jì)要服務(wù)于知識(shí)點(diǎn)教學(xué)，避免硬性拔高和強(qiáng)行植入，最好作為知識(shí)教學(xué)的過渡或總結(jié)，所占篇幅不宜過長(zhǎng)，一般5-10分鐘即可，同時(shí)注意學(xué)生的反應(yīng)，酌情把握。

2.3 典型元素拓展升華

所謂典型思政元素，是指與某門課程或某項(xiàng)技術(shù)有深入結(jié)合的思政元素。例如，“材料物理化學(xué)”課程的熱力學(xué)、相平衡、電化學(xué)等內(nèi)容有大量與能源相關(guān)的知識(shí)，教學(xué)過程中可以設(shè)計(jì)綠色新能源知識(shí)及其最新研究進(jìn)展板塊，邀請(qǐng)能源學(xué)院的專家教授參與備課，或由其講解傳統(tǒng)煤炭和石油等化石能源與氫能、風(fēng)能和生物質(zhì)能等新能源的熱值比較、污染分析等，用專業(yè)的知識(shí)數(shù)據(jù)使學(xué)生深刻認(rèn)識(shí)國(guó)家大力發(fā)展綠色新能源政策以及提出的“碳達(dá)峰、碳中和”等發(fā)展目標(biāo)的內(nèi)在動(dòng)因和意義。對(duì)典型思政元素，有條件的學(xué)校和專業(yè)還可以充分發(fā)揮企業(yè)實(shí)驗(yàn)室、產(chǎn)教融合基地等延伸資源，進(jìn)一步提升育人成效，將企業(yè)資源納入課堂教學(xué)，安排學(xué)生通過了解企業(yè)文化、學(xué)習(xí)技術(shù)突破成功經(jīng)驗(yàn)以及先進(jìn)工藝和產(chǎn)品應(yīng)用體驗(yàn)等形式，開展體驗(yàn)式思政教學(xué)。

3 結(jié)語(yǔ)

在高校人才培養(yǎng)過程中，開展課程思政，構(gòu)筑全方位、立體化育人模式，對(duì)培養(yǎng)社會(huì)主義合格建設(shè)者和可靠接班人具有重要意義。針對(duì)材料成型及控制工程專業(yè)基礎(chǔ)課程“材料物理化學(xué)”開展了課程思政建設(shè)實(shí)踐，并對(duì)思政元素融入工科基礎(chǔ)課程的途徑進(jìn)行了初步探索，提出一般元素直接嵌入融合、重點(diǎn)元素模塊化設(shè)計(jì)、典型思政元素拓展升華的建設(shè)模式。