新工科建設(shè)金屬材料課程思政教學設(shè)計研究*

王倩倩，馮 攀，馬 慧

(東南大學材料科學與工程學院，江蘇 南京 211189)

改革開放以來，我國高校的科學研究水平迅猛發(fā)展，經(jīng)費投入及成果產(chǎn)出都已名列世界前列，然而高校思想政治教育的發(fā)展未能趕上科研進步，仍存在一些問題，包括教師思政有待加強、全員全過程全方位育人格局還未完全形成等。針對這些問題，2017年教育部黨組印發(fā)《高校思想政治工作質(zhì)量提升工程實施綱要》明確提出，大力推動以課程思政為目標的課堂教學改革，梳理專業(yè)課程所蘊含的思想政治元素和所承載的思想政治教育功能，融入課堂教學各環(huán)節(jié)，實現(xiàn)思想政治教育與知識體系教育的有機統(tǒng)一[1]。2018年，教高[2018]2號文件進一步要求在加快建設(shè)高水平本科教育，全面提高人才培養(yǎng)能力的過程中強化課程思政和專業(yè)思政，構(gòu)建全員全過程全方位“三全育人”大格局。此外，近年來國際形勢復(fù)雜多變，多種思潮不斷涌現(xiàn)，為了培養(yǎng)擔當民族復(fù)興大大任的時代新人，高校人才培養(yǎng)過程中更應(yīng)重視堅定學生的理想信念以及社會主義核心價值觀，引導(dǎo)學生建立家國情懷。課堂是思政教育的前沿陣地，也是全面開展思政育人的必要環(huán)節(jié)。在專業(yè)課程教學過程中深入梳理教學內(nèi)容，結(jié)合專業(yè)特點、思維方法和價值理念，將思政理念和思政元素有機融入專業(yè)課內(nèi)容，有助于形成融專業(yè)教育與思政教育為一體的課程思政教學模式與體系，強化課程育人功能，培養(yǎng)具有家國情懷的時代新人。

另一方面，當前科學技術(shù)與社會經(jīng)濟快速發(fā)展，傳統(tǒng)“理”科、“工”科劃分限制了學科交叉創(chuàng)新，無法支撐我國科技強國戰(zhàn)略。為了滿足新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展，為我國培養(yǎng)新型工程科技人才，教育部發(fā)布了《教育部高等教育司關(guān)于開展新工科研究與實踐的通知》，啟動“新工科研究與實踐”項目，在高校建設(shè)以互聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)智能為核心，以新型信息、能源、控制等領(lǐng)域為主干的“新工科”專業(yè)，強調(diào)學科實用性、交叉性與綜合性。新工科建設(shè)需要有中國特色，其目的是工程教育強國，為實現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的中國夢提供高素質(zhì)人才。因此，新工科建設(shè)也需要落實好立德樹人的根本任務(wù)，在人才培養(yǎng)過程中堅持引導(dǎo)正確理想信念與價值觀，培養(yǎng)學生家國情懷，崇尚工匠精神，服務(wù)國家戰(zhàn)略與行業(yè)需求[2]。新工科教育與思想政治教育都是基于國家戰(zhàn)略發(fā)展的新需求、國際競爭的新形勢以及立德樹人的新要求，提出的我國工程教育改革方向。將新工科建設(shè)與課堂思政建設(shè)有機結(jié)合，形成協(xié)同效應(yīng)，對于我國工程教育改革具有重要意義[3-4]。

材料科學與工程是“新工科”教育的重要環(huán)節(jié)，也是智能制造的重要支撐，因此以材料科學與工程專業(yè)相關(guān)課程為基礎(chǔ)，開展“新工科”課程建設(shè)，深入挖掘課程思政元素，對于為我國培養(yǎng)著具有堅定理想信念、良好職業(yè)素養(yǎng)、新時代創(chuàng)新思維的材料領(lǐng)域相關(guān)人才具有重要價值[5,6]。東南大學開設(shè)的《工程金屬材料》是面向非材料科學專業(yè)工科學生開設(shè)的專業(yè)核心課程之一，通過該課程的學習，使得能源與動力工程等專業(yè)學生熟悉發(fā)電廠等能源系統(tǒng)金屬材料應(yīng)用過程中選材與失效分析。課程根據(jù)與材料相關(guān)工科類專業(yè)人才培養(yǎng)的要求，以及能源與材料交叉學科領(lǐng)域發(fā)展趨勢設(shè)置，內(nèi)容涉及《材料科學基礎(chǔ)》、《金屬熱處理工藝》和《材料力學性能》等，涵蓋的知識范圍廣、涉及的理論體系復(fù)雜、內(nèi)容綜合實踐性強，對于培養(yǎng)高質(zhì)量實用型、交叉型和綜合型人才，促進“新工科”發(fā)展具有重要作用。此外，該課程與工程實際結(jié)合較為緊密，在對金屬材料選型、失效分析等過程中將涉及學生的社會責任、職業(yè)道德、工程倫理和工匠精神的培養(yǎng)。基于面向非材料專業(yè)學生開設(shè)的《工程金屬材料》課程開展課程思政改革，能夠使學生了解具體的職業(yè)規(guī)范，增強學生的道德敏感性和社會責任意識，還能促進學生積極內(nèi)化工程倫理和工匠精神的核心要素，可以滿足課程思政的建設(shè)要求。

因此，本文以東南大學面向能源與環(huán)境學院開設(shè)的《工程金屬材料》課程為例，探索新工科建設(shè)背景下，面向非材料科學專業(yè)工科學生，開展金屬材料相關(guān)課程的課程思政建設(shè)教學改革，緊密結(jié)合課程內(nèi)容，深入挖掘課程思政元素，充分發(fā)揮課程育人功能。同時，建立教學效果評價體系，及時反饋思政課程教學改革效果。開展新工科建設(shè)金屬材料課程思政教學設(shè)計研究，對于培養(yǎng)具有家國情懷、符合社會主義核心價值觀的高質(zhì)量實用型、交叉型和綜合型領(lǐng)軍人才，實現(xiàn)立德樹人的培養(yǎng)目標，助力中華民族的偉大復(fù)興具有重要理論和實際意義。

1 教學設(shè)計目標

1.1 基于新工科教育理念，建立思政內(nèi)容豐富的《工程金屬材料》課程大綱

基于前期《工程金屬材料》授課經(jīng)驗，面向新工科教育新要求，深入挖掘思政元素，找到合適的切入點，設(shè)計教學案例引申課程思政內(nèi)容?；谛鹿た萍八颊虒W改革內(nèi)容，修訂課程大綱，以滿足國家戰(zhàn)略發(fā)展的新需求、國際競爭的新形勢以及立德樹人的新要求。

1.2 增強學生綜合素質(zhì)和責任擔當，培養(yǎng)具有家國情懷的領(lǐng)軍人才

通過思政課程教學，使學生全面領(lǐng)會黨中央對高等教育提出的新要求，面對我國由制造大國向制造強國轉(zhuǎn)型，使學生全面領(lǐng)會我國關(guān)于“新工科”項目建設(shè)的戰(zhàn)略部署和“三全育人”的重要指示精神。不斷提升學生的綜合素質(zhì)，繼續(xù)夯實專業(yè)基礎(chǔ)，積極培養(yǎng)創(chuàng)新能力，增強學生的自信心和榮譽感，立志肩負起民族復(fù)興的時代重任，培養(yǎng)具有家國情懷的領(lǐng)軍人才，為工程金屬材料的發(fā)展貢獻力量。

1.3 形成完善的面向新工科建設(shè)的課程思政教學改革動態(tài)評價體系

利用調(diào)查問卷等形式，有針對性地設(shè)計問題獲得學生對于面向新工科教育的課程思政教學改革的反饋，了解學生對于思政元素的理解，對于案例引申意義的領(lǐng)悟認可與領(lǐng)悟程度，了解案例式課程思政改革的優(yōu)勢與不足，指導(dǎo)下一步改革方案的制定與實施。全面分析反饋的數(shù)據(jù)，形成完善的新工科建設(shè)背景下課程思政教學改革的動態(tài)評價體系。

2 教學設(shè)計內(nèi)容

2.1 緊密結(jié)合課程內(nèi)容，深入挖掘思政元素，充分發(fā)揮課程育人功能

要將專業(yè)課程與課程思政有機結(jié)合，找到切入點是關(guān)鍵。深入分析《工程金屬材料》教學內(nèi)容，探索將思政元素郵寄植入課堂教學中，綜合利用多種教學方法與理念，對該課程進行教學案例設(shè)計，實現(xiàn)理論與實際的結(jié)合，可有效提高新工科教育背景下的專業(yè)課堂思政教育效果[7]。根據(jù)《工程金屬材料》課程內(nèi)容，基于以下四個案例開展了課程思政教育，取得較好效果。

2.1.1 高鐵用金屬材料發(fā)展現(xiàn)狀引申家國情懷及民族使命感

《工程金屬材料》前兩個課時內(nèi)容是金屬材料導(dǎo)論，介紹多種具有代表性的先進金屬材料發(fā)展歷史與現(xiàn)狀，高鐵用輕量高性能金屬材料是其中一個專題。高性能鋁合金、泡沫鋁等金屬材料的性能優(yōu)化對于高鐵的大規(guī)模建設(shè)至關(guān)重要。我國高鐵發(fā)展初期面臨國際技術(shù)封鎖，經(jīng)過幾輩人的艱苦努力實現(xiàn)彎道超車，占據(jù)世界領(lǐng)先地位，縮短多個城市之間交通距離促進多個都市圈建設(shè)，加速我國經(jīng)濟發(fā)展，同時重塑中國制造的全球品牌形象，助力實現(xiàn)中國夢。利用該案例引導(dǎo)學生為我國便捷快速的鐵路網(wǎng)驕傲的同時認識到“自信則自立，自強則萬強”，引導(dǎo)學生堅持“道路自信、理論自信、制度自信、文化自信”，引導(dǎo)學生建立為國學習的民族使命感以及家國情懷。

2.1.2 金屬滲碳熱處理歷史引申民族自豪感與工匠精神

金屬滲碳熱處理是提高金屬材料表面硬度的有效方法，對比日本刀鍛打時的草木灰滲碳，我國明代《天工開物》里記載的外熱式箱體滲碳技術(shù)制備針是更為高端的固體滲碳方法。該工藝充分體現(xiàn)了我國歷史上工匠的鉆研與聰明才智，引導(dǎo)學生加強民族自豪感，并向歷史上的工匠們學習敬業(yè)、精益、專注、創(chuàng)新等品質(zhì)，深入理解“工匠精神”的內(nèi)涵。

2.1.3 金屬液體碳氮共滲熱處理引申工程倫理及可持續(xù)科學發(fā)展觀

金屬液體碳氮共滲熱處理是指在液態(tài)的熔鹽中進行碳氮共滲，目的是在保持材料韌性的同時提高其表面硬度，是工業(yè)中常見的熱處理手段。碳氮共滲熔鹽的主要成分是氰化鉀和氰化鈉，均為劇毒化學品?；谠摕崽幚砉に嚕瑤ьI(lǐng)學生學習劇毒化學品的購置、使用、保存及報廢的相關(guān)政策與文件，引導(dǎo)學生建立可持續(xù)發(fā)展觀以及工程倫理。

2.1.4 金屬材料失效事故引申職業(yè)道德及職業(yè)規(guī)范

《工程金屬材料》課程是面向能源與環(huán)境學院本科生開設(shè)，其中包括鍋爐與汽輪機用鋼及事故分析內(nèi)容。該部分教學內(nèi)容包含大量金屬材料失效案例，以及事故原因分析。在教學過程中，在教師講述金屬材料失效案例并進行分析的基礎(chǔ)上，給學生布置任務(wù)調(diào)研近幾年由于材料選用不當造成能源系統(tǒng)安全事故的案例，在課堂上進行匯報，師生共同討論。失效案例分析除了對其失效機理的科學分析，同時指出不當選材、偷工減料、不合規(guī)維護等人為原因，從而引導(dǎo)學生深入理解遵守職業(yè)道德與職業(yè)規(guī)范的重要性。對照相關(guān)的金屬材料使用的標準規(guī)范的條文解釋，在對比分析正面案例的過程中，強調(diào)規(guī)范化的重要性，成功引導(dǎo)學生樹立正確的職業(yè)道德觀。

2.2 建立教學效果評價體系，及時反饋思政課程教學改革效果

為有效衡量課程思政教學改革效果，及時獲得反饋以優(yōu)化教學設(shè)計，在每個教改案例之后均設(shè)置問卷調(diào)查。調(diào)查對象為學習《工程金屬材料》課程的全體學生，調(diào)查問卷的內(nèi)容涵蓋學生對課程思政教學改革的重要性認識，思政元素與課程內(nèi)容融合度，對學習興趣提升的作用，以及對專業(yè)認同感、人生價值觀等方面的影響。希望通過調(diào)查問卷使教師掌握如下情況：在課程教學中融入思政元素，是否能增強學生的自信心和榮譽感，使學生能夠更加全面領(lǐng)會黨中央對高等教育提出的新要求；思政教育是否能使學生對于我國關(guān)于“新工科”項目建設(shè)的戰(zhàn)略部署具有更大認同感，深刻感受到我國由制造大國向制造強國轉(zhuǎn)型歷史使命感；通過本課程的學習能否使學生立志肩負起民族復(fù)興的時代重任。

調(diào)查問卷形式可有針對性地設(shè)計問題獲得學生對于面向新工科教育的課程思政教學改革的反饋，了解學生對于思政元素的理解，對于案例引申意義的領(lǐng)悟認可與領(lǐng)悟程度，了解案例式課程思政改革的優(yōu)勢與不足，指導(dǎo)下一步改革方案的制定與實施。根據(jù)調(diào)查問卷結(jié)果，將全面分析反饋的數(shù)據(jù)，進一步修改基于案例設(shè)計的課程思政教學改革方案，不斷優(yōu)化新工科課堂思政教學的效果，形成完善的新工科建設(shè)背景下課程思政教學改革的動態(tài)評價體系，助力培養(yǎng)具有家國情懷的領(lǐng)軍人才。

3 教學設(shè)計效果

東南大學能源與環(huán)境工程學院開設(shè)的《工程金屬材料》課程，對于能源與環(huán)境專業(yè)的學生屬于跨學科交叉課程，有利于基于新工科教學理念開展教學改革，有助于培養(yǎng)制造強國所需高素質(zhì)工科人才。此外，近年來復(fù)雜動蕩的國際局勢以及嚴峻反復(fù)的新冠疫情給我國各行各業(yè)帶來巨大影響，也給高校思政教育帶來新挑戰(zhàn)。高校是各種意識形態(tài)的匯集地，不同思想文化交融交鋒，社會思潮多元多變，將思政教育有機融入課堂教學是實現(xiàn)全程育人、全方位育人的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。經(jīng)過對教學內(nèi)容的深入挖掘與提煉，在授課過程中在四個案例中融入思政元素，經(jīng)過問卷調(diào)查以及與學生溝通獲得的反饋發(fā)現(xiàn)，案例思政教學方法取得較好效果。學生們普遍認為思政元素與課程內(nèi)容結(jié)合較為緊密，家國情懷、工匠精神等思政元素有機融入工程金屬材料教學內(nèi)容，潛移默化影響學生。四個案例選用較為恰當，由高鐵用金屬材料引申我國高鐵發(fā)展歷史，學生明白了四個自信的重要意義，建立了民族使命感與家國情懷；基于我國歷史上制針工藝體現(xiàn)的工匠精神，使學生產(chǎn)生形成民族自豪感的同時進一步認同工匠精神；在講授熱處理工藝涉及的劇毒及?；窌r，強調(diào)工程安全的重要性，使學生對工程倫理以及科學發(fā)展觀有了更深入的認識；讓學生調(diào)研由于金屬材料選用不當引起的工程事故并作報告，在報告點評時引導(dǎo)學生樹立正確職業(yè)道德觀。以上結(jié)果表明在新工科建設(shè)金屬材料課程思政教學設(shè)計中利用案例教學融入思政內(nèi)容取得良好效果。

4 結(jié) 語

新工科建設(shè)與課程思政，辯證統(tǒng)一于高等教育改革。課程思政教學案例設(shè)計與改革的效果如何不僅對于學生培養(yǎng)十分重要，對于教學改革經(jīng)驗的推廣也有較大影響。將新工科建設(shè)與課程思政改革有機結(jié)合，形成協(xié)同效應(yīng)，共同服務(wù)于制造強國的國家發(fā)展戰(zhàn)略，在教學改革理論研究與實踐方面具有一定創(chuàng)新性。