《碳材料科學基礎(chǔ)》課程的思政教學探索*

范 磊

(揚州大學化學化工學院，江蘇 揚州 225002)

隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展和國際形勢的風云變幻，我國的高等教育工作也不斷出現(xiàn)新的問題，具體表現(xiàn)為大學生的家國情懷薄弱、理想信念模糊[1]。面對此類問題，習近平總書記在全國教育工作會議上指出，“要堅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全過程，實現(xiàn)全程育人、全方位育人，努力開創(chuàng)我國高等教育事業(yè)發(fā)展新局面”[2]。因此高校引入思政教育不但可以提高教師隊伍思想道德素質(zhì)修養(yǎng)，而且有利于培養(yǎng)大學生正確的價值觀、人生觀，使他們將來可以承擔起建設(shè)有中國特色社會主義職責[3-4]。

《碳材料科學基礎(chǔ)》課程是材料化學專業(yè)學生的選修課程，主要介紹新型碳納米材料的結(jié)構(gòu)、性能、制備和應用方面的知識。內(nèi)容包含“碳材料發(fā)展概論”、“富勒烯”、“碳納米管”、“石墨烯”、“碳纖維”、“金剛石”、“先進多孔碳材料”等。從教學內(nèi)容上看，新型碳納米材料囊括了碳材料行業(yè)最前沿的研究領(lǐng)域，都是當今各類應用的研究熱點，因此不管對于科學研究還是對國民經(jīng)濟發(fā)展而言都非常重要。掌握新型碳材料的物理化學性能、制備方法等與思政教學中提高科學素養(yǎng)、培養(yǎng)工匠精神、增強愛國情感和社會責任感等相一致。因此，在《碳材料科學基礎(chǔ)》課程中融入思政教育不僅重要而且必要。

1 課程思政的內(nèi)涵構(gòu)建

根據(jù)碳材料科學基礎(chǔ)課程的特點，把握該課程的系統(tǒng)理論脈絡(luò)，抓住其課程特點與當前主流正面思想交叉的結(jié)合點，構(gòu)建基于《碳材料科學基礎(chǔ)》課程的內(nèi)涵主旨[5]。主要包括：(1)培養(yǎng)學生的文化自信。在碳材料科學基礎(chǔ)課程的教學過程中，結(jié)合國內(nèi)科學家在新型碳材料研究過程中的具體事例，講好中國科學家的故事。培養(yǎng)學生的自信心和使命感，讓他們覺得中國人也可以做世界一流的科學研究。(2)培養(yǎng)學生的工匠精神。在碳材料的制備過程中，很多因素會影響產(chǎn)品的品質(zhì)，要給學生灌輸精益求精的精神，做好每一道工序，做最好的產(chǎn)品，當好大國工匠，勇創(chuàng)一流。(3)培養(yǎng)學生的科學思想。事物發(fā)展都會遵循一定的規(guī)律，科學研究同樣是找出事物的運行規(guī)律。我們的教學就是要讓同學們在學習過程中建立起一種用科學的理論去認識世界，改造世界的決心。讓同學們用哲學的思想去認識問題、思考問題和解決問題，樹立正確的世界觀和人生觀。(4)培養(yǎng)學生的責任意識。強調(diào)文化自信的同時，我們也要清晰的看到我們曾經(jīng)和世界的差距，主要的新型碳材料大部分都是由其它國家的科學家的提出或者發(fā)現(xiàn)的。主要原因在于我們起步較晚，很多領(lǐng)域還處于追趕當中，如何縮小與世界頂尖水平的差距甚至超過世界頂尖水平，希望可能就寄托在現(xiàn)在的同學們身上。因此同學們必須要明白身上所擔負的責任，唯有努力工作，勇?lián)熑危拍馨盐覈奶疾牧闲袠I(yè)推向國際一流水平。

2 《碳材料科學基礎(chǔ)》課程中思政教育元素挖掘

在碳材料科學基礎(chǔ)課程中挖掘課程思政的元素，首先要立足于專業(yè)課程內(nèi)容的特點，同時體現(xiàn)哲學、政治經(jīng)濟學等的科學世界觀和方法論觀點，要能充分展現(xiàn)國家情懷、民族智慧、工匠精神，激發(fā)學生的文化自信，民族自信，提升同學們的愛國熱情，責任擔當。因此，應該要聯(lián)系各部分具體講授內(nèi)容，充分發(fā)掘講授內(nèi)容中的思政教育元素，部分結(jié)合點如表1所示。

表1 《碳材料科學基礎(chǔ)》課程思政教育元素挖掘

3 《碳材料科學基礎(chǔ)》課程中思政教學具體案例分析

在授課過程中，激發(fā)同學們的愛國熱情，樹立為國家之崛起而讀書的目標是非常重要的。聯(lián)系《碳材料科學基礎(chǔ)》課程，中國在碳及相關(guān)材料方面的應用發(fā)展已有數(shù)千年歷史，在傳統(tǒng)碳材料的使用上創(chuàng)造了諸多的輝煌。例如中國是最早利用煤炭的國家；中國四大發(fā)明中的火藥就大量地使用了木炭。因此在碳材料的發(fā)展歷史中中國創(chuàng)造了諸多的第一。近現(xiàn)代，我們國家的碳材料研究在逆境中求發(fā)展，尤其是近20年來取得了長足的進步，也獲得了許多值得寫進教科書的成果。因此尋找具體思政案例，體現(xiàn)我們國家在這領(lǐng)域取得的成績對于激發(fā)大家的愛國熱情和學習熱情是非常有益的，下面就具體的實例略作分析。

3.1 案例一之鄭蘭蓀院士的碳團簇研究

在講授富勒烯章節(jié)時，可以介紹廈門大學鄭蘭蓀院士的研究經(jīng)歷。鄭蘭蓀院士早年在美國留學，師從美國科學院院士、因發(fā)現(xiàn)碳60而獲得諾貝爾化學獎的斯莫利教授。經(jīng)過幾年的勤奮努力，成功完成博士課題“超冷的原子簇正負離子束的產(chǎn)生”，他的博士論文得到導師的高度評價。學業(yè)完成之后，鄭蘭蓀院士拒絕了美國、德國、沙特阿拉伯等國同行提供的優(yōu)厚待遇，毅然回到了母校?；貒?，鄭蘭蓀進入廈門大學物理化學博士后流動站工作，他研究的方向是激光產(chǎn)生原子簇、激光化學等，填補了國內(nèi)這一領(lǐng)域的研究空白。一切從無到有，創(chuàng)建實驗室，申請各種基金項目。經(jīng)過多年的努力鉆研，2004年，鄭蘭蓀領(lǐng)導的科研組在《科學》雜志上發(fā)表了《活潑碳50的捕獲》。成功捕獲碳50，科研組從確定選題到最終取得成果，歷經(jīng)了10年艱辛。發(fā)現(xiàn)碳50的成功幾率非常小，但鄭蘭蓀課題組堅持不懈地做下來，事實證明，他們的堅持是對的。碳50這一成果全部在國內(nèi)完成，這在我國科學界也不多見。比碳60更小、更難以捕捉的碳50的發(fā)現(xiàn)無疑是該領(lǐng)域研究的一項重要突破。鄭蘭蓀院士的選擇無形中契合了習近平總書記提出的“要把論文寫在祖國的大地上”的要求。他所進行的研究緊跟科學前沿，為推動富勒烯領(lǐng)域的研究做出了重要的貢獻。鄭蘭蓀院士的事例更要告訴我們，科研成果的取得絕不是偶然的撞大運，需要的是長期不懈的努力和堅持。

3.2 案例二之劉忠范院士的石墨烯研究院

講授石墨烯相關(guān)內(nèi)容的時候，可以介紹北京大學劉忠范院士在石墨烯的產(chǎn)業(yè)化方面所做的努力。石墨烯號稱新材料之王，其一經(jīng)報道便因其優(yōu)越的物理化學性能吸引了全世界的關(guān)注。中國擁有最龐大的石墨烯研究隊伍，從2011年起，中國發(fā)表世界最多的石墨烯相關(guān)學術(shù)論文和最多的專利。同時，中國也在引領(lǐng)著石墨烯材料的產(chǎn)業(yè)化運動，目前國內(nèi)有幾百家企業(yè)從事石墨烯產(chǎn)品和生產(chǎn)設(shè)備開發(fā)?？此茻狒[的產(chǎn)業(yè)化也暴露出許多問題，例如產(chǎn)業(yè)規(guī)劃重復、核心技術(shù)缺乏、盲目投入等，嚴重制約著行業(yè)的發(fā)展。劉忠范院士在石墨烯的化學氣相沉積生長方法研究領(lǐng)域做出了一系列開拓性和引領(lǐng)性的工作，是國際著名石墨烯專家。在他的推動下，北京石墨烯研究院(BGI)由北京大學牽頭建設(shè)。BGI致力于打造引領(lǐng)世界的石墨烯新材料研發(fā)高地和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基地，瞄準未來石墨烯產(chǎn)業(yè)，全方位開展石墨烯基礎(chǔ)研究和產(chǎn)業(yè)化核心技術(shù)研發(fā)，推動中國石墨烯產(chǎn)業(yè)健康、快速發(fā)展。劉忠范院士的觀點是石墨烯作為一種戰(zhàn)略新興材料，國家應該積極謀劃布局，充分體現(xiàn)國家意志，不能過于急功近利。既要關(guān)注今天的產(chǎn)品，更要關(guān)注未來的核心技術(shù)，只有擁有這些核心技術(shù)，才能擁有石墨烯產(chǎn)業(yè)的未來。劉忠范院士在石墨烯產(chǎn)業(yè)化方面的嘗試說明他正在踐行中國科學家的擔當精神和工匠精神，扎扎實實面向產(chǎn)業(yè)做技術(shù)，勇于對行業(yè)各類不良現(xiàn)象說不，切實肩負起中國科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重任。

3.3 案例三之李玉良院士的石墨炔創(chuàng)新

在前面所舉的例子中，新型的碳納米材料富勒烯和石墨烯都是由外國科學家首先發(fā)現(xiàn)或提出的概念。我們中國科學家在新型碳材料方面有沒有原創(chuàng)性的重要成果呢？當然是有的，例如在講sp雜化碳材料具體例子的時候，我們可以介紹李玉良任院士和他的石墨炔材料。石墨炔是一種新興的二維碳材料，由李玉良院士團隊于2010年首次制備，受到了國內(nèi)外的廣泛關(guān)注。石墨炔是一種具有很大發(fā)展?jié)摿Φ男绿纪禺愋误w，由于其奇特的sp和sp2電子結(jié)構(gòu)并具有本征帶隙，展現(xiàn)了已發(fā)現(xiàn)的碳材料難以出現(xiàn)的性質(zhì)。近年來，石墨炔已經(jīng)在鋰離子電池，催化劑，太陽能電池，電化學驅(qū)動器等方面開展了系列前沿性探索研究，取得了引人注目的研究成果。李玉良院士課題組從創(chuàng)新理念出發(fā)建立了石墨炔基材料自組裝和自組織方法學，結(jié)合碳基材料的結(jié)構(gòu)和生長規(guī)律以及考慮結(jié)構(gòu)和能量等科學問題，實現(xiàn)了聚集態(tài)結(jié)構(gòu)從一維到二維的可控制備。從二維碳石墨炔的大面積、高有序生長方法學，到基礎(chǔ)和應用科學研究。李玉良院士的研究是典型的從零到壹的過程，但是這個壹并非是憑空而來的，李玉良院士在此之前在富勒烯和碳納米管合成等領(lǐng)域做了長期的研究工作，打下了堅實的基礎(chǔ)。但是他們沒有滿足于當年的研究，目光總是盯著未知的領(lǐng)域。石墨炔的合成也不是一蹴而就的，李玉良院士課題組也經(jīng)過了長期的堅持不懈的努力，終于找到了合適的合成方法，最終得到了滿意的結(jié)果。

4 《碳材料科學基礎(chǔ)》課程中思政教學過程改進

將課程思政教育融入專業(yè)課程的建設(shè)中去將是一個長期的過程，如何提高課程思政水平是當務之急。結(jié)合《碳材料科學基礎(chǔ)》這門課程，我認為可以從以下幾個方面著手。首先提高專業(yè)課程教師的課程思政意識，將專業(yè)知識的講授與育人緊密結(jié)合起來。作為老師平時要注意關(guān)心政治，加強思政學習，提高自己的思想道德修養(yǎng)。其次，認真挖掘《碳材料科學基礎(chǔ)》專業(yè)課程中所蘊含的豐富的思政元素，整合教研室材料系統(tǒng)課程思政資源，以教研室為單位，建立由專業(yè)課教師、思政教師、輔導員、黨員教師組成的課程思政協(xié)同團隊，定期進行交流研討，提出問題，并討論相應的對策，還應建立以專業(yè)課程為單位的專業(yè)課程組。該組負責研究制訂專業(yè)課課程思政標準、建設(shè)課程思政資源庫、制訂課程思政學期計劃，明確本門課程的思政元素、課程思政的重點和難點、課程思政的設(shè)計與教學方法。專業(yè)課程組備課時，不僅要備課程，還要備思政，確保思政內(nèi)容進專業(yè)課教案、進專業(yè)課課堂、進專業(yè)課考試卷，同時，學期末要組織教師進行課程思政教學心得分享與交流。最后，“思政教學內(nèi)容”要與碳材料課程教學內(nèi)容緊密結(jié)合，切記不能生搬硬套，做到“隨風潛入夜，潤物細無聲”的效果。由于大學生群體不同于中小學生，他們對知識的學習已經(jīng)從被動變?yōu)殪`活主動，我們的教學方法也應該做出相應的改變，貼合他們的學習特點和學習習慣，充分激發(fā)學生的學習興趣和學習熱情，讓他們在潛移默化的過程中樹立正確的世界觀、人生觀、價值觀，成為中國特色社會主義可靠接班人。

5 結(jié) 語

《碳材料科學基礎(chǔ)》課程中引入思政教學是大勢所趨，隨著國家在科研方面的積淀越來越深厚，我們可以用在教學中的元素越來越豐富。在高校的理工科課程中，將思政內(nèi)容融入嚴謹枯燥的理論知識講授體系中，一方面可以調(diào)節(jié)課堂氣氛，提高課堂效率，增加同學們的學習熱情；另一方面，可以提高同學們的愛國熱情，培養(yǎng)他們正確的人生觀、價值觀，樹立艱苦奮斗、精益求精的工匠精神，有助于促進學生全面成才，成長為對社會有用的人。