研究生專業(yè)課融入式課程思政初探
——以材料科學(xué)基礎(chǔ)課為例

張愛梅

(河海大學(xué) 理學(xué)院, 江蘇 南京 211106)

課程思政建設(shè)是落實立德樹人根本任務(wù)的戰(zhàn)略舉措，通過課程將價值塑造、知識傳授和能力培養(yǎng)融為一體，潤物無聲地浸潤到教學(xué)過程是課程思政的基本要領(lǐng)?！安牧峡茖W(xué)基礎(chǔ)”課程是物理學(xué)、材料學(xué)科研究生的專業(yè)基礎(chǔ)課，課程內(nèi)容包含了物理基本理論、物理性能和應(yīng)用的系統(tǒng)知識，體現(xiàn)了“基本理論—工藝過程—材料結(jié)構(gòu)—物理性能—應(yīng)用”的全流程內(nèi)容。對物理學(xué)和材料專業(yè)研究生的培養(yǎng)起著至關(guān)重要的作用，也起到了承上啟下的作用。前兩章的基礎(chǔ)理論，是本科課程“固體物理”的延續(xù)和提升，第三章的晶體缺陷從“完美”晶體跨越到實際材料，后面幾章材料相變與物性體現(xiàn)了“微觀到宏觀”“理論到應(yīng)用”的回歸。本文根據(jù)“材料科學(xué)基礎(chǔ)”課程體系特點，立足融入式課程思政理念，從課程建設(shè)、課程目標(biāo)、課程設(shè)計、教學(xué)實施等多環(huán)節(jié)、多維度入手，將思政教育融入課程教學(xué)的各個環(huán)節(jié)，培養(yǎng)研究生的科學(xué)精神和家國情懷，培養(yǎng)德才兼?zhèn)涞纳鐣髁x建設(shè)者和接班人。

已有的文獻(xiàn)對本科生開設(shè)“材料科學(xué)基礎(chǔ)”課程思政的設(shè)計理念和實施辦法均有涉及。[1-4]本論文則針對物理、材料專業(yè)研究生，探索研究生課程思政的基本做法?？紤]到研究生在學(xué)好基礎(chǔ)課的同時，三年中重要任務(wù)是開展課題研究，“材料科學(xué)基礎(chǔ)”課程思政探索圍繞“基礎(chǔ)理論—工藝過程—材料結(jié)構(gòu)—物理性能”這一教學(xué)主線，在教學(xué)設(shè)計中注重課程教學(xué)體系和教學(xué)模式改革，多維度進(jìn)行融入式課程思政，突破研究生基礎(chǔ)課經(jīng)常和課題研究脫節(jié)的瓶頸，讓課程學(xué)習(xí)和課題研究可以無縫銜接，提升研究生課程的教學(xué)質(zhì)量。

1 育人先“煉”師

課程思政是用物理學(xué)故事激發(fā)人生情懷，物理學(xué)思想引導(dǎo)世界觀，物理學(xué)知識和發(fā)展點燃思想火花的過程。課程不僅僅是教知識，教師的思想意識、教師的愛國激情，教師的職業(yè)素養(yǎng)對學(xué)生的影響很大。課程建設(shè)的靈魂是教師隊伍建設(shè)，課程是教師根據(jù)受教者特點把專業(yè)知識、“三觀”、科學(xué)精神(批判思維、創(chuàng)新思維等)融合提煉，通過合適方法授業(yè)解惑。所以育人要先“煉”師，用“思政”武裝教師的大腦。所以“材料科學(xué)基礎(chǔ)”課程建設(shè)首先是授課團隊建設(shè)，課程由理論方向、實驗方向和器件開發(fā)方向教師聯(lián)合教學(xué)，組織教學(xué)團隊。團隊成員結(jié)合特長對整體和各章節(jié)研討，提煉課程思政元素和切入點。在專業(yè)教學(xué)和科研的同時授課團隊要加強政治理論學(xué)習(xí)，鼓勵團隊教師關(guān)注國家發(fā)展和國際前沿，定期研討，把政治理論元素、國家發(fā)展和國際前沿融入課程教學(xué)中。

2 化“思政”于無形

如何將“課程思政”真正做到“如鹽在水”，甚至產(chǎn)生“化學(xué)反應(yīng)”，實現(xiàn)課程育人的潤物無聲？人才培養(yǎng)就好比煉鋼，煉就滿足國家需求的未來建設(shè)人才。課程育人就是要把專業(yè)知識、批判思維、學(xué)術(shù)思想、科學(xué)精神、“三觀”教育和家國情懷按照合適的比例和火候熔煉到一門課上。根據(jù)課程特點，以學(xué)生為中心，圍繞目標(biāo)導(dǎo)向，因材施教，創(chuàng)新知識體系，最終培養(yǎng)德才兼?zhèn)涞膶I(yè)人才。當(dāng)代研究生的特點是喜歡自己“發(fā)現(xiàn)”規(guī)律，不喜歡傳統(tǒng)教學(xué)方式。他們希望通過自己討論、辯論形成自己的觀點?，F(xiàn)代信息技術(shù)讓他們知識豐富，但缺乏取舍原則，堅持力不夠。根據(jù)研究生的特點，制定“材料科學(xué)基礎(chǔ)”課課程設(shè)計課程教學(xué)體系，把課程分為基礎(chǔ)理論、物性和應(yīng)用三個階段，根據(jù)不同階段的特點實施個性化教學(xué)?；A(chǔ)理論部分由于是本科課程“固體物理”的延續(xù)，有部分是重復(fù)的，該部分實行翻轉(zhuǎn)課堂式教學(xué)模式，由學(xué)生對章節(jié)精修凝練授課，教師提問加課堂研討形式，增加學(xué)生的參與性和主動性。物理性質(zhì)部分采用由教師主講加學(xué)生調(diào)研的方式，教師在介紹材料物理性質(zhì)基本理論機制的同時，每部分內(nèi)容選取內(nèi)容相關(guān)的代表最新國際前沿進(jìn)展的文獻(xiàn)讓學(xué)生閱讀并作匯報交流，提升學(xué)生對知識發(fā)現(xiàn)發(fā)展過程的認(rèn)識，增強學(xué)生對前沿領(lǐng)域的跟蹤和了解，激發(fā)學(xué)生科學(xué)興趣。對于應(yīng)用部分，采用課內(nèi)思路設(shè)計引導(dǎo)加課外實驗研究相結(jié)合，選擇一些課題，讓學(xué)生親歷材料合成過程，體會合成過程中的工藝過程、環(huán)境條件對合成材料性能的影響，增強學(xué)生的感官認(rèn)識，同時在實驗中培養(yǎng)對細(xì)節(jié)的把控和科學(xué)研究中嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實的態(tài)度。

3 多維度融入課程思政

3.1 用科學(xué)故事感染靈魂

對“材料科學(xué)基礎(chǔ)”課進(jìn)行科學(xué)設(shè)計，無縫融入介紹每個部分的科學(xué)名人故事，以及科學(xué)發(fā)現(xiàn)背后的思考及發(fā)現(xiàn)過程，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)興趣和科學(xué)精神，激發(fā)學(xué)生愛國情懷和社會責(zé)任感。材料晶體結(jié)構(gòu)部分介紹倫琴、布拉格父子和勞厄等科學(xué)家對X射線晶體學(xué)衍射理論的建立過程，特別介紹剛剛大學(xué)畢業(yè)的小布拉格對晶體衍射方程的天才設(shè)想和巧妙實驗，從而25歲時即獲得諾貝爾獎的傳奇故事，啟發(fā)學(xué)生的科學(xué)興趣，培養(yǎng)勇于挑戰(zhàn)的科學(xué)精神；介紹勞厄不顧大師反對，精心設(shè)計實驗發(fā)現(xiàn)晶體衍射，培養(yǎng)研究生敢于質(zhì)疑的科學(xué)精神。晶體缺陷部分引入介紹我國晶體缺陷奠基人馮端院士在21世紀(jì)七八十年代極其艱苦的實驗條件下，創(chuàng)造性提出從研究晶體缺陷的角度調(diào)控材料物理性能。他首次觀測到鐵電相變中的微疇結(jié)構(gòu)和鈮酸鋰晶體非公度相變中公度錯的結(jié)構(gòu)及其演變，在鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的錳氧化物中第一次發(fā)現(xiàn)了與結(jié)構(gòu)相變伴生的巨磁熱效應(yīng)，為錳氧化物物理學(xué)開辟了新的領(lǐng)域；闡明了晶體缺陷在結(jié)構(gòu)相變中的作用，開創(chuàng)了我國晶體缺陷物理學(xué)科領(lǐng)域，培養(yǎng)學(xué)生的開拓精神和鉆研精神。在二維材料部分介紹石墨烯的發(fā)現(xiàn)者Gaim的科學(xué)故事，他的各種“奇思妙想”使他獲得了2000年搞笑諾貝爾獎，還用膠帶撕出了2010年的諾貝爾物理學(xué)獎，用他的傳奇故事引導(dǎo)研究生突破科研條件局限，創(chuàng)新科學(xué)思維的攀登精神。

3.2 用科學(xué)思維武裝大腦

通過對材料發(fā)展和人類文明關(guān)系的介紹，讓學(xué)生體會各類材料在人類文明發(fā)展中的重要作用，特別是以半導(dǎo)體材料、鋼鐵材料和光纖等為代表的高新技術(shù)材料對現(xiàn)代信息社會的推動作用，以及人類正在追逐的超導(dǎo)材料對未來社會的影響，激發(fā)學(xué)生永攀科學(xué)高峰的科學(xué)精神?！敖馃o足赤、人無完人”，缺陷理論決定了自然界中完美晶體是不存在的，晶體缺陷存在使得材料呈現(xiàn)出千變?nèi)f化的性質(zhì)，這也是新材料發(fā)展的動力。典型介紹缺陷在鋼鐵性能調(diào)制上的重要作用，重點講解“強度與韌性”不可兼得的辯證哲學(xué)思想。結(jié)合擴散微觀機制，缺陷是原子的擴散通道，在新材料合成中發(fā)揮重要作用，最終實現(xiàn)從量變導(dǎo)致質(zhì)變，激發(fā)學(xué)生樹立一以貫之、久久為功的學(xué)習(xí)態(tài)度。在低維材料部分，以二維材料為例，介紹如SrTiO3/LaAlO3界面二維電子氣及相關(guān)絕緣材料界面超導(dǎo)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，引導(dǎo)學(xué)生探討“物極必反”的哲學(xué)思想，培養(yǎng)追求極致、探索未知的科學(xué)原動力。結(jié)合固體材料合成，通過我國“超級鋼”制造過程，從過去的追趕到現(xiàn)在的領(lǐng)先過程以及在航母和潛艇上的應(yīng)用，培養(yǎng)研究生追求卓越的科學(xué)精神和以國家需要為己任的愛國情懷。

3.3 用科學(xué)前沿開拓視野

在介紹“材料科學(xué)基礎(chǔ)”課程基礎(chǔ)理論的同時，對應(yīng)各章節(jié)推薦研究生閱讀前沿科研文獻(xiàn)，讓他們了解國際最新進(jìn)展。通過讓他們閱讀相關(guān)的前沿文獻(xiàn)，并做簡要的文獻(xiàn)匯報，教他們文獻(xiàn)閱讀方法，培養(yǎng)他們關(guān)注前沿的習(xí)慣，拓寬他們的研究視野。在學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識的同時，通過課程營造科研氛圍。這個課程目標(biāo)主要通過以下途徑實現(xiàn)：1)基于當(dāng)代研究生每天高頻接觸網(wǎng)絡(luò)的特點，結(jié)合當(dāng)今信息化的優(yōu)勢，通過學(xué)校課程在線系統(tǒng)，建立網(wǎng)上課堂，在對課程知識及時推送鞏固練習(xí)的同時，及時推送最新的研究進(jìn)展；2)通過課程群及時推送各種網(wǎng)站的國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域重要的學(xué)術(shù)報告視頻；3)建議學(xué)生關(guān)注正規(guī)學(xué)術(shù)相關(guān)微信公眾號(如：納米人，材料科學(xué)工程科學(xué)與工程，量子材料QuantumMaterials等)，高頻了解國內(nèi)外最新研究進(jìn)展。表1為本學(xué)期研究生通過關(guān)注學(xué)術(shù)前沿，自主選擇的前沿調(diào)研課題。通過這樣多維度，課內(nèi)課外、線上線下相結(jié)合的方式，達(dá)到對研究生基礎(chǔ)理論和前沿視野的雙重培養(yǎng)，打破了以前基礎(chǔ)課經(jīng)常和研究課題脫節(jié)的瓶頸。

表1 本學(xué)期“材料科學(xué)基礎(chǔ)”研究生課程前沿進(jìn)展調(diào)研課題

在了解“工藝-結(jié)構(gòu)-物性-應(yīng)用”的基礎(chǔ)理論的基礎(chǔ)上，提供一定數(shù)量的探究性前沿課題，讓學(xué)生在課下從材料合成，到結(jié)構(gòu)表征和物性分析，全過程體驗工藝過程和環(huán)境對材料結(jié)構(gòu)和物性的影響，在實踐中加深他們對課程基本概念和物理理論的理解，培養(yǎng)他們嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的科研態(tài)度。表2為本學(xué)期課程的實踐課題。

表2 本學(xué)期“材料科學(xué)基礎(chǔ)”研究生課程前沿實踐課題

4 結(jié)語

在以立德樹人為根本任務(wù)的前提下，創(chuàng)新課程思政教學(xué)理念，推動實踐創(chuàng)新，實現(xiàn)研究生教育全方位育人，培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展的社會主義建設(shè)者和接班人。