材料科學(xué)與工程學(xué)科研究生課程思政的探索與實(shí)踐
—— 以“材料物理導(dǎo)論”課程為例

李棟

（山西師范大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院，山西太原 030000）

科技強(qiáng)國(guó)，教育為先，培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展的新時(shí)代有為人才是教育的一項(xiàng)重要任務(wù)。研究生作為國(guó)家和社會(huì)發(fā)展的高級(jí)專門(mén)人才，其成長(zhǎng)、成才關(guān)乎社會(huì)主義建設(shè)事業(yè)的未來(lái)。特別是研究生正處于世界觀、人生觀和價(jià)值觀高度發(fā)展和定型的關(guān)鍵時(shí)期，研究生的教育不僅是專業(yè)文化知識(shí)的傳授，而且是思想政治素質(zhì)的養(yǎng)成和科學(xué)創(chuàng)新精神、探索實(shí)踐能力的培養(yǎng)。習(xí)近平總書(shū)記在全國(guó)高校思想政治工作會(huì)議上強(qiáng)調(diào)，“把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過(guò)程，實(shí)現(xiàn)全程育人、全方位育人，努力開(kāi)創(chuàng)我國(guó)高等教育事業(yè)發(fā)展新局面”，明確強(qiáng)調(diào)了做好高校思想政治教育工作的重要性[1]。事實(shí)上，研究生是高校和高等教育的中堅(jiān)力量，高校加強(qiáng)其思想政治教育，對(duì)于培育德才兼?zhèn)?，求真?wù)實(shí)，能面向現(xiàn)代化、面向世界、面向未來(lái)，符合新時(shí)代國(guó)家和社會(huì)發(fā)展的高層次人才尤為重要。

目前，大部分高校的研究生思想政治教育基本以思政課程教學(xué)為主，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)這種思政教育模式的學(xué)習(xí)積極性不高。特別是理工科學(xué)生，也僅僅是為了應(yīng)付考試、獲取學(xué)分而機(jī)械被動(dòng)地接受思政教育。因此，如何將高校研究生思想政治教育行之有效地融入課程教學(xué)和課程改革的各個(gè)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)立德樹(shù)人“潤(rùn)物細(xì)無(wú)聲”是思政教育培養(yǎng)的一個(gè)重要課題。當(dāng)前，以開(kāi)展主題班會(huì)、舉辦愛(ài)心活動(dòng)、組織參與黨支部主題活動(dòng)以及課外實(shí)踐教育等形式的思政教育在一定程度上豐富了教育的內(nèi)容，但這些思政教育大多在時(shí)間上較為分散、短暫，內(nèi)容上較為多變、零散。特別是研究生以科學(xué)研究為主要任務(wù)，科研壓力的存在導(dǎo)致他們對(duì)這些思政活動(dòng)的參與積極性并不高，甚至出現(xiàn)消極應(yīng)付的態(tài)度，因而，這些形式的思政教育未能有效、系統(tǒng)地對(duì)學(xué)生的思維意識(shí)和思想觀念進(jìn)行培養(yǎng)。最近幾年，在專業(yè)課程中融入思政元素的教學(xué)模式已成為有效的解決方案[2-4]，這種課程思政的教育方式就是利用了各科教學(xué)中專業(yè)知識(shí)與思想政治教育內(nèi)容之間的關(guān)聯(lián)性。在專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)過(guò)程中，教師將思想政治教育內(nèi)容潛移默化地植根于學(xué)科教學(xué)當(dāng)中，通過(guò)學(xué)科滲透的方式達(dá)到思想政治教育目的，體現(xiàn)了一定的教育系統(tǒng)性、完整性和連續(xù)性。因此，我們開(kāi)發(fā)研究生專業(yè)課程思政既順應(yīng)了課程改革的趨勢(shì)，也是對(duì)高校研究生思政教育模式的積極探索。

一、課程思政建設(shè)點(diǎn)

“材料物理導(dǎo)論”課程作為材料科學(xué)與工程專業(yè)碩士研究生的理論必修課，具有較強(qiáng)的邏輯性和實(shí)用性。“材料物理導(dǎo)論”課程主要從分子、原子的微觀層面來(lái)研究材料，闡述材料科學(xué)中物理方面的內(nèi)容，不僅論述材料的物理性能及其微觀機(jī)理，而且介紹現(xiàn)代材料的多個(gè)專題進(jìn)展，涉及材料的力學(xué)性能、熱學(xué)性能、電學(xué)性能、磁學(xué)性能、光學(xué)性能、聲學(xué)性能以及材料功能轉(zhuǎn)換等基礎(chǔ)性內(nèi)容。首先，“材料物理導(dǎo)論”課程的基礎(chǔ)內(nèi)容蘊(yùn)含著深刻的唯物主義辯證思想以及科學(xué)的世界觀和方法論，可以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神和辯證思維，提升學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力[5]。其次，“材料物理導(dǎo)論”課程將物理理論與材料科學(xué)有機(jī)結(jié)合，既可以揭示材料背后的物理機(jī)理，又可以在科學(xué)研究中探索新材料的功能用途。在對(duì)這些知識(shí)進(jìn)行探索時(shí)，學(xué)生可以學(xué)習(xí)到科研工作者求真務(wù)實(shí)、不畏艱險(xiǎn)、勇于創(chuàng)新、敢于獻(xiàn)身的科研態(tài)度和工匠精神。我國(guó)科學(xué)家在科學(xué)研究領(lǐng)域取得了一系列重大科技成就，諸如墨子號(hào)量子衛(wèi)星、中國(guó)“天眼”、火星探測(cè)和嫦娥五號(hào)探月工程等。科學(xué)界背后的故事不僅體現(xiàn)了高水平的科技研究成果，而且處處彰顯了家國(guó)情懷和社會(huì)主義核心價(jià)值觀。顯然，“材料物理導(dǎo)論”課程既與研究生從事科學(xué)研究一脈相承，又具有豐富潛在的思政教育元素，教師利用該課程進(jìn)行課程思政教學(xué)具有一定的可行性和實(shí)效性。特別是近年來(lái)，全國(guó)各高校相繼啟動(dòng)了專業(yè)課程的思政建設(shè)工作，大力發(fā)揮課程思政的育人作用[6]。因此，我們要充分挖掘“材料物理導(dǎo)論”課程蘊(yùn)含的思政元素，在教學(xué)中融入典型的課程思政案例，探索科學(xué)合理的課程思政教學(xué)設(shè)計(jì)，最終為學(xué)生講授具有豐富思政內(nèi)涵的材料物理導(dǎo)論課程，實(shí)現(xiàn)由價(jià)值引領(lǐng)、知識(shí)傳授、能力培養(yǎng)構(gòu)建的三位一體育人目標(biāo)。筆者將從三個(gè)方面介紹在“材料物理導(dǎo)論”研究生課程教學(xué)實(shí)踐中有關(guān)思想政治教育的典型案例，希望能夠與廣大同行探討和交流。

（一）基本的物理知識(shí)層面

課本中一些物理理論從提出到確立的整個(gè)發(fā)展過(guò)程蘊(yùn)含著深刻的唯物主義辯證思想以及科學(xué)的世界觀和方法論，可以充分體現(xiàn)出辯證唯物主義思維的思政要素建設(shè)點(diǎn)。例如，在“材料的量子力學(xué)”章節(jié)中，教師引入量子力學(xué)基本概念，將量子力學(xué)與牛頓經(jīng)典力學(xué)進(jìn)行對(duì)比，采用問(wèn)題導(dǎo)向式的教學(xué)方法引導(dǎo)學(xué)生思考，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到在科學(xué)研究、探索未知世界的路上既要有繼承，也要用批判的眼光看待問(wèn)題。在“材料的熱容量”這一內(nèi)容中，教師要引入材料熱容量的經(jīng)驗(yàn)定律、經(jīng)典理論、量子理論，讓學(xué)生明白理論的解釋是從樸素的經(jīng)驗(yàn)認(rèn)識(shí)到深層次邏輯推演的遞進(jìn)過(guò)程，是在發(fā)現(xiàn)原有問(wèn)題、解決新問(wèn)題的基礎(chǔ)上不斷發(fā)展、完善，因此，我們要用發(fā)展的眼光看待問(wèn)題。此外，要想培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決實(shí)際問(wèn)題的能力，教師可采取討論式的教學(xué)方法。例如，在“材料的熱膨脹”內(nèi)容中，金屬、無(wú)機(jī)非金屬以及有機(jī)高分子材料的熱膨脹系數(shù)各不相同，而且由多晶體或晶相與玻璃相組成的無(wú)機(jī)非金屬材料（如陶瓷），各相的熱膨脹系數(shù)也不相同，因而在陶瓷燒成后的冷卻過(guò)程中，由于熱膨脹的差異可能會(huì)產(chǎn)生一定內(nèi)應(yīng)力，學(xué)生在實(shí)際應(yīng)用中要有意識(shí)地利用或者避免這種特性。在教學(xué)中，教師可讓學(xué)生結(jié)合實(shí)際生活展開(kāi)討論，引導(dǎo)學(xué)生思考哪些情況需要避免，哪些情況則需要利用這一性質(zhì)，從而使學(xué)生形成辯證看待問(wèn)題的思維。

（二）新材料的探索層面

“材料物理導(dǎo)論”課程將物理理論與材料科學(xué)有機(jī)結(jié)合，在揭示材料背后物理性能的同時(shí)，也可使學(xué)生在科學(xué)研究中去探索新的未知材料。在講解新材料的探索和發(fā)現(xiàn)時(shí)，教師可以給學(xué)生引入與材料的實(shí)際應(yīng)用相關(guān)的案例，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)科研工作者求真務(wù)實(shí)、不畏艱險(xiǎn)、勇于創(chuàng)新、敢于獻(xiàn)身的科研態(tài)度和工匠精神。在介紹“新型功能材料”時(shí)，教師以嫦娥五號(hào)探測(cè)器在月球展示的織物版五星紅旗為例，使學(xué)生明白該材料能夠抵御月表高低溫、強(qiáng)輻射惡劣的環(huán)境，從而保證不褪色不變形。雖然只是一面薄薄的五星紅旗，但科技含量高，凝聚著科研人員的心血和汗水?？蒲袌F(tuán)隊(duì)光在選材上花費(fèi)的時(shí)間就超過(guò)一年，通過(guò)熱匹配性抗輻射、耐高低溫防靜電、防月球塵埃等物理實(shí)驗(yàn)后，最終選定了這種新型復(fù)合纖維材料，既能滿足強(qiáng)度要求，又能滿足染色性要求，從而保證五星紅旗順利在月球展開(kāi)，讓國(guó)人感到無(wú)比自豪。在教學(xué)過(guò)程中，教師要給學(xué)生播放教學(xué)視頻，展示織物版五星紅旗在月球上展開(kāi)的過(guò)程，使學(xué)生體會(huì)到新材料在航天科技上的應(yīng)用，增強(qiáng)學(xué)生投身科學(xué)研究事業(yè)的信心，使學(xué)生為我國(guó)的科技發(fā)展貢獻(xiàn)自己的力量。在“材料的電學(xué)”章節(jié)中，教師可以引入硅、鍺及砷化鎵等半導(dǎo)體材料，介紹半導(dǎo)體材料制成的芯片在我們所用手機(jī)、電腦以及大數(shù)據(jù)設(shè)備中的廣泛應(yīng)用。高端芯片技術(shù)目前被國(guó)外所壟斷，成為我國(guó)“卡脖子”的關(guān)鍵技術(shù)。突破此項(xiàng)技術(shù)，發(fā)展高端芯片，制造“中國(guó)芯”需要我國(guó)科研工作者不斷開(kāi)拓創(chuàng)新。在“材料的透光性”章節(jié)，教師可引入我國(guó)的“天眼”FAST工程?！疤煅邸笔怯伤那Ф鄩K反射板拼接組成的500米口徑的球面射電望遠(yuǎn)鏡，可以探索遙遠(yuǎn)未知的星球。這樣偉大工程的引入不僅可以讓學(xué)生了解材料優(yōu)異光學(xué)性能的實(shí)際應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生的科學(xué)研究興趣，而且可以增強(qiáng)學(xué)生的民族自豪感，激勵(lì)學(xué)生為我國(guó)航天事業(yè)的發(fā)展而努力奮斗。類似的材料探索研究在各章節(jié)中均有體現(xiàn)，教師要充分挖掘這些典型案例，教育學(xué)生在學(xué)習(xí)“材料物理導(dǎo)論”課程時(shí)，不僅要掌握扎實(shí)的理論知識(shí)，而且要具備卓越的創(chuàng)新精神和踏實(shí)勞作的工匠精神。

（三）材料物理應(yīng)用層面

以材料、物理為支撐的一系列重大發(fā)現(xiàn)和科技成就離不開(kāi)科學(xué)家的努力付出。在課程思政教學(xué)中，教師講述科學(xué)家的故事，可以培養(yǎng)學(xué)生的家國(guó)情懷和民族自信心。例如，在“緒論”中介紹材料研發(fā)背后的科學(xué)家時(shí)，教師可引入“兩彈一星”元?jiǎng)族X(qián)學(xué)森的故事。錢(qián)學(xué)森放棄美國(guó)高薪職位，毅然回到祖國(guó)，投身于社會(huì)主義的偉大建設(shè)中。五年歸國(guó)路，十年兩彈成，在錢(qián)學(xué)森的身上充分體現(xiàn)了大科學(xué)家愛(ài)國(guó)的家國(guó)情懷。在講授“材料透光性”內(nèi)容時(shí)，教師可引入天眼之父南仁東的勵(lì)志故事。為了給建成世界最大單口徑射電望遠(yuǎn)鏡，南仁東拒絕了國(guó)外高薪聘請(qǐng)，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在野外艱苦生活，克服重重困難，最終實(shí)現(xiàn)了從模仿到自主創(chuàng)新的跨越。南仁東一生樸素寬厚、無(wú)私奉獻(xiàn)、愛(ài)國(guó)敬業(yè)，為我國(guó)天文學(xué)事業(yè)的發(fā)展做出了突出貢獻(xiàn)，有力詮釋了知識(shí)分子的責(zé)任與擔(dān)當(dāng)。在介紹“激光原理與材料”時(shí)，教師可引入彭墀院士的優(yōu)秀事跡。彭墀院士心系祖國(guó)，不為國(guó)外優(yōu)厚的工作待遇所動(dòng)，毅然回國(guó)，在山西率先組建量子光學(xué)實(shí)驗(yàn)室，成為我國(guó)最早開(kāi)展量子光學(xué)及全固態(tài)單頻激光器研究的光學(xué)專家之一，使我國(guó)的激光器研制技術(shù)達(dá)到了國(guó)際最高水平。

二、課程思政建設(shè)成效

高校利用“材料物理導(dǎo)論”課程進(jìn)行研究生課程思政教學(xué)實(shí)踐，至少可在學(xué)生、教師、課程建設(shè)三個(gè)維度取得一定的改革成效。

（一）學(xué)生素質(zhì)養(yǎng)成方面

教師在課程中融入思政元素可將枯燥的理論知識(shí)變得生動(dòng)、有趣，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生上課的積極性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的專注力。此外，教師在課程中融入思政元素在促使學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能的基礎(chǔ)上，還能潛移默化地使學(xué)生養(yǎng)成求真務(wù)實(shí)、不畏艱險(xiǎn)、勇于創(chuàng)新、敢于獻(xiàn)身的良好科學(xué)素養(yǎng)，使學(xué)生樹(shù)立了正確的價(jià)值觀，培養(yǎng)了學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感和使命感。

（二）教師能力提升方面

課程思政教學(xué)促使教師在課程教學(xué)中不斷拓寬新的教學(xué)維度，探索新的教學(xué)思路，在豐富教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上加深了教師對(duì)課程內(nèi)容的理解，也提升了教師自身的教學(xué)水平。

（三）課程建設(shè)完善方面

課程思政教學(xué)在全面促進(jìn)教師的教和學(xué)生的學(xué)的基礎(chǔ)上，有效將思想政治教育內(nèi)容潛移默化地植根于課程教學(xué)內(nèi)容中，完善了課程教學(xué)內(nèi)容，從而推動(dòng)專業(yè)知識(shí)教學(xué)與思想政治育人緊密結(jié)合，加強(qiáng)了新時(shí)代新青年在價(jià)值認(rèn)同、社會(huì)責(zé)任感、愛(ài)國(guó)情懷等方面的思想政治教育。

三、學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)

在“材料物理導(dǎo)論”課程的思政教學(xué)實(shí)踐中，我們也獲得了學(xué)生的一致好評(píng)：1.教師講授的碳纖維、納米陶瓷、形狀記憶合金等新材料刷新了學(xué)生對(duì)材料的認(rèn)識(shí)，不僅激發(fā)了學(xué)生對(duì)材料科學(xué)的研究興趣，而且能讓學(xué)生對(duì)專業(yè)的應(yīng)用前景有更深入的了解，讓學(xué)生被這些新材料研究的科研工者所體現(xiàn)出的勇于探索、開(kāi)拓創(chuàng)新以及堅(jiān)持付出的精神所感染。在教師講完課程后，學(xué)生表示希望自己以后也能成為科學(xué)界中的一員，為我國(guó)的科研事業(yè)貢獻(xiàn)力量。2.課程中關(guān)于現(xiàn)代量子力學(xué)的理論是基于盧瑟福“古典原子有核模型”、波爾“古典量子論”的三個(gè)基本假設(shè)、索末菲推廣波爾假設(shè)、烏倫貝克和高茲米特“電子的自旋假設(shè)”的古典量子論以及德布羅意、薛定諤、狄拉克等人的理論而建立的。可見(jiàn)，新思想是在前人理論繼承批判的基礎(chǔ)上不斷發(fā)展、成熟的。教師要讓學(xué)生深刻認(rèn)識(shí)到事物的發(fā)展不是一蹴而就的，創(chuàng)新也是在掌握了原有知識(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行理性思辨、批判得來(lái)的，培養(yǎng)學(xué)生用科學(xué)、理性、辯證的眼光看問(wèn)題。3.課程中涉及的大科學(xué)家，如“導(dǎo)彈之父”錢(qián)學(xué)森、“光纖之父”高錕、“天眼之父”南仁東、“核潛艇之父”黃大年等，都是通過(guò)夜以繼日地潛心研究，破釜沉舟不懼挑戰(zhàn)，最終獲得了成功。這些科學(xué)家的先進(jìn)事跡和優(yōu)秀品質(zhì)激勵(lì)、鞭策著我們奮勇前進(jìn)。教師要在課堂中多引入這些偉大科學(xué)家的故事，使學(xué)生學(xué)習(xí)他們?cè)诳茖W(xué)上做出貢獻(xiàn)的同時(shí)，也能感受到他們身上的家國(guó)情懷。

四、結(jié)束語(yǔ)

課程思政教學(xué)是一個(gè)大工程，要想潤(rùn)物無(wú)聲地將思政元素融入課程教學(xué)，教師要從內(nèi)心主動(dòng)作為，付出時(shí)間和精力用心思考、學(xué)習(xí)和探索。筆者利用“材料物理導(dǎo)論”課程中物理理論與材料研究相結(jié)合的特點(diǎn)，深入挖掘可培養(yǎng)學(xué)生理想信念、價(jià)值取向、社會(huì)責(zé)任的思政元素。教師要采用問(wèn)題導(dǎo)向式、討論式、舉例說(shuō)明等教學(xué)手段將思政教育與課程內(nèi)容有機(jī)融合，使學(xué)生在知識(shí)理解、技能培養(yǎng)的基礎(chǔ)上潛移默化地實(shí)現(xiàn)思想政治教育的育人目標(biāo)。