高分子物理課程思政設(shè)計(jì)與實(shí)踐
——以聚合物的取向結(jié)構(gòu)為例

蘇曉競(jìng)，吳文劍，謝華理，李坤泉

（東莞理工學(xué)院 材料科學(xué)與工程學(xué)院，廣東東莞 523808）

1 前言

習(xí)近平總書(shū)記在黨的二十大報(bào)告中提到，教育、科技、人才是全面建設(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化國(guó)家的基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性支撐。教育是國(guó)之大計(jì)、黨之大計(jì)。培養(yǎng)什么人、怎樣培養(yǎng)人、為誰(shuí)培養(yǎng)人是教育的根本問(wèn)題。我們必須辦好人民滿(mǎn)意教育，落實(shí)立德樹(shù)人根本任務(wù)，培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展的社會(huì)主義建設(shè)者和接班人[1]。為全面貫徹習(xí)近平總書(shū)記對(duì)教育工作的指示，適應(yīng)新時(shí)代高等學(xué)校思政育人的需求，將思政元素有機(jī)融入專(zhuān)業(yè)課程教學(xué)中以提高立德樹(shù)人的育人成效，是當(dāng)前每一位教育工作者必須思考和探索的課題[2]。我們既要教授給學(xué)生過(guò)硬的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和技能，也要引導(dǎo)學(xué)生樹(shù)立正確的世界觀(guān)、價(jià)值觀(guān)和人生觀(guān)，為國(guó)家培養(yǎng)擔(dān)當(dāng)民族復(fù)興大任的時(shí)代新人。

高分子物理是高分子材料與工程專(zhuān)業(yè)的核心課程，該課程旨在通過(guò)學(xué)習(xí)和了解高聚物的鏈結(jié)構(gòu)、分子運(yùn)動(dòng)、溶液性質(zhì)、聚集態(tài)結(jié)構(gòu)、黏彈性和力學(xué)性能等基礎(chǔ)知識(shí)和典型實(shí)際應(yīng)用，使學(xué)生理解高分子結(jié)構(gòu)、分子運(yùn)動(dòng)、性能與應(yīng)用之間的關(guān)系，培養(yǎng)和奠定學(xué)生從事高分子材料科學(xué)與工程研究的能力和理論基礎(chǔ)。但是，高分子物理課程因教學(xué)內(nèi)容較多、理論性較強(qiáng)、教材涉及工程案例較落后等，教學(xué)過(guò)程相對(duì)枯燥和乏味[3]。如果能在教學(xué)過(guò)程中融入課程思政，可有效提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、加深對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解，并讓學(xué)生體會(huì)到高分子科學(xué)與國(guó)家發(fā)展的緊密聯(lián)系，增強(qiáng)專(zhuān)業(yè)認(rèn)同感和歸屬感[4]。本文選取高分子物理中的“聚合物的取向結(jié)構(gòu)”作為教學(xué)案例，介紹將專(zhuān)業(yè)課程與思政教育元素巧妙融合的設(shè)計(jì)與實(shí)踐，使學(xué)生掌握專(zhuān)業(yè)知識(shí)的同時(shí)，拓寬知識(shí)視野，激發(fā)科學(xué)探索的熱情與愛(ài)國(guó)情懷。

2 聚合物的取向結(jié)構(gòu)教學(xué)設(shè)計(jì)

2.1 教學(xué)內(nèi)容分析

本節(jié)內(nèi)容主要包括聚合物的取向概念、取向機(jī)理、取向度及其測(cè)定方法、取向特點(diǎn)等。聚合物取向是加工工藝中常見(jiàn)的現(xiàn)象，如纖維紡絲單軸拉伸、薄膜吹塑雙軸拉伸、管材成形等，該結(jié)構(gòu)對(duì)制品性能有重要影響。授課過(guò)程中，可引入生活化案例，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)發(fā)散性思維；通過(guò)取向結(jié)構(gòu)特點(diǎn)提出“勁往一處使，心往一處想”的優(yōu)勢(shì)，激發(fā)學(xué)生積極作為和培養(yǎng)團(tuán)結(jié)一致的美好品德；重點(diǎn)介紹我國(guó)超高分子量聚乙烯纖維在高強(qiáng)材料方向取得的國(guó)際領(lǐng)先成果，增強(qiáng)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)認(rèn)同感和愛(ài)國(guó)精神。

2.2 教學(xué)目標(biāo)設(shè)定

知識(shí)目標(biāo)：掌握高分子鏈的取向現(xiàn)象、取向機(jī)理和取向特點(diǎn)，了解取向度及其測(cè)定方法和取向應(yīng)用。

能力目標(biāo)：強(qiáng)調(diào)學(xué)以致用，能從實(shí)際生活中挖掘取向案例，運(yùn)用取向結(jié)構(gòu)特點(diǎn)調(diào)節(jié)聚合物性能，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和創(chuàng)新能力。

素質(zhì)目標(biāo)：學(xué)習(xí)我國(guó)超高分子量聚乙烯纖維國(guó)際領(lǐng)先的成果和在高科技領(lǐng)域中的應(yīng)用，增強(qiáng)專(zhuān)業(yè)認(rèn)同感和愛(ài)國(guó)精神，樹(shù)立為中國(guó)特色社會(huì)主義奮斗的理想信念。

2.3 教學(xué)活動(dòng)安排

本節(jié)的教學(xué)活動(dòng)主要分為5個(gè)步驟。

（1）導(dǎo)入：通過(guò)展示聚丙烯打包繩和聚四氟乙烯生料帶，導(dǎo)入本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容；

（2）課堂講授：首先以竹簽無(wú)規(guī)和有序排列方式，引入取向概念，并介紹取向機(jī)理，隨后學(xué)習(xí)取向度及其測(cè)定方法。授課過(guò)程側(cè)重于采用情境和問(wèn)題解決等教學(xué)方法，將思政元素有機(jī)融入知識(shí)講授中；

（3）小組討論：理論聯(lián)系應(yīng)用，挖掘日常生活中的取向案例，探討取向的意義、特點(diǎn)和注意事項(xiàng)。播放纖維紡絲視頻，講述我國(guó)超高分子量聚乙烯纖維的蓬勃發(fā)展；

（4）課后測(cè)試：請(qǐng)同學(xué)們登錄優(yōu)學(xué)院平臺(tái)，在考核模塊完成習(xí)題練習(xí)，鞏固知識(shí)；

（5）總結(jié)：回顧聚合物取向結(jié)構(gòu)的主要內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)我國(guó)高分子產(chǎn)業(yè)在高新技術(shù)領(lǐng)域的迅猛發(fā)展。

3 聚合物的取向結(jié)構(gòu)課程思政教學(xué)實(shí)踐

基于“三全育人”和“立德樹(shù)人”的教育理念，教育過(guò)程中應(yīng)堅(jiān)持“育人為本，德育為先”[5]。為了更好地培養(yǎng)學(xué)生的家國(guó)情懷和使命擔(dān)當(dāng)，本節(jié)課深入挖掘了聚合物的取向結(jié)構(gòu)中的課程思政元素，將其潤(rùn)物細(xì)無(wú)聲地融入專(zhuān)業(yè)知識(shí)講授中，使教學(xué)內(nèi)容更生動(dòng)形象，具有針對(duì)性和實(shí)效性。

3.1 引入生活化案例，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)發(fā)散性和創(chuàng)新性思維

根據(jù)高分子專(zhuān)業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)現(xiàn)狀調(diào)查分析可知，大部分學(xué)生認(rèn)為高分子物理的知識(shí)點(diǎn)理論性較強(qiáng)，不清楚所學(xué)知識(shí)在日常生產(chǎn)中的具體應(yīng)用，不了解以后會(huì)從事何種工作，也不知道如何應(yīng)用高分子物理知識(shí)去解決復(fù)雜的工程問(wèn)題。因此，如何激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、調(diào)動(dòng)思維能動(dòng)性是本課程亟待解決的問(wèn)題之一?；诖耍竟?jié)課通過(guò)情景式教學(xué)方法引入生活中的案例，并結(jié)合小組討論的形式，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維。比如：在課堂導(dǎo)入部分，分發(fā)聚丙烯打包繩、普通聚丙烯薄膜和聚四氟乙烯生料帶，讓學(xué)生對(duì)比材料橫向和縱向方向的拉伸性能，拋出原理性問(wèn)題“為什么聚丙烯打包繩和聚四氟乙烯生料帶兩個(gè)方向的拉伸強(qiáng)度截然不同，而普通聚丙烯薄膜兩個(gè)方向的拉伸強(qiáng)度又基本相同”，進(jìn)而引出聚合物取向結(jié)構(gòu)主題。此外，采用小組討論形式，請(qǐng)學(xué)生思考日常生活中的取向案例，借此引出單軸取向樣品如纖維、雙軸取向樣品如機(jī)艙用有機(jī)玻璃、多軸取向樣品如ABS安全帽等實(shí)例，再進(jìn)一步探討“如果想要提高拉伸強(qiáng)度或賦予纖維適當(dāng)韌性，取向過(guò)程要注意什么”，引導(dǎo)學(xué)生思考問(wèn)題、剖析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。這有利于加強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握，增強(qiáng)專(zhuān)業(yè)興趣，培養(yǎng)學(xué)生積極思考、創(chuàng)新探索的精神。

3.2 專(zhuān)業(yè)知識(shí)形象化，融入黨的方針政策，激發(fā)學(xué)生積極作為的精神

高分子物理課程主要分析分子鏈結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系，但由于分子鏈的堆砌排列方式是不可見(jiàn)的，教學(xué)內(nèi)容較抽象和難以理解[6]。因此，可以將專(zhuān)業(yè)知識(shí)形象化，同時(shí)將某些知識(shí)點(diǎn)融入黨的方針政策，以提高學(xué)生的政治覺(jué)悟。例如，聚合物取向后，分子鏈在取向方向整齊排列，這極大增強(qiáng)了高分子在該方向的拉伸強(qiáng)度。在該知識(shí)點(diǎn)中，可把每根分子鏈比作一個(gè)人，當(dāng)所有人在黨的領(lǐng)導(dǎo)下，心往一處想、勁往一處使，規(guī)則有序地堆砌起來(lái)，就能形成“一塊堅(jiān)硬的鋼鐵”，就能推動(dòng)中華民族偉大復(fù)興號(hào)巨輪乘風(fēng)破浪、揚(yáng)帆遠(yuǎn)航[7]。這樣將抽象的專(zhuān)業(yè)知識(shí)形象化后，可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和參與感，學(xué)生也更容易理解該知識(shí)點(diǎn)的具體內(nèi)涵。同時(shí)，通過(guò)黨的政策方針的引入，激發(fā)學(xué)生團(tuán)結(jié)一致、勇于擔(dān)當(dāng)、積極作為的美好品德。

3.3 結(jié)合科學(xué)研究前沿?zé)狳c(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生堅(jiān)定“四個(gè)自信”，培養(yǎng)家國(guó)情懷

當(dāng)前，我國(guó)經(jīng)濟(jì)和科技迅猛發(fā)展，高分子材料與產(chǎn)業(yè)也在不斷地傳承與創(chuàng)新，并在國(guó)防、軍事等高精尖領(lǐng)域均有重要應(yīng)用，如隱形飛機(jī)、高強(qiáng)纖維、宇宙飛船、電子封裝等[8]。但是，大部分學(xué)生對(duì)高分子材料的認(rèn)識(shí)仍停留在傳統(tǒng)的塑料、纖維、橡膠、涂料等方面，對(duì)學(xué)習(xí)缺乏興趣。因此，可以在教學(xué)過(guò)程中引入高分子材料的前沿?zé)狳c(diǎn)、我國(guó)高分子產(chǎn)業(yè)的矚目成果等，激發(fā)學(xué)生的愛(ài)國(guó)熱情和民族自豪感。本節(jié)課的纖維紡絲取向結(jié)構(gòu)內(nèi)容中，重點(diǎn)介紹了我國(guó)超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纖維的發(fā)展現(xiàn)狀。首先從俄烏戰(zhàn)爭(zhēng)引出問(wèn)題“防彈衣可以采用什么高分子材料制備？制造國(guó)有哪些”，接著引出UHMWPE纖維，它作為世界三大高科技纖維之一，具有輕質(zhì)高強(qiáng)、耐磨損、抗沖擊、耐化學(xué)腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于特種傘材、防彈衣、降落傘繩、雷達(dá)防護(hù)外殼罩、飛船結(jié)構(gòu)、裝甲車(chē)防護(hù)板等軍工、航天領(lǐng)域。目前掌握整套UHMWPE纖維整套生產(chǎn)技術(shù)的國(guó)家僅四個(gè)。我國(guó)雖然在該纖維的研發(fā)上起步較晚，但先后取得一系列重大理論突破，成為第四個(gè)掌握UHMWPE纖維生產(chǎn)及應(yīng)用技術(shù)的國(guó)家。同時(shí)，我國(guó)作為制造業(yè)大國(guó)，2019年UHMWPE纖維產(chǎn)能占全球63%，國(guó)產(chǎn)UHMWPE纖維已經(jīng)在全世界占有舉足輕重的地位[9]。最后引入江蘇九九久科技有限公司、中國(guó)石化儀征化纖有限責(zé)任公司、北京同益中新材料科技股份有限公司等企業(yè)在UHMWPE纖維方面的探索與突破案例[10]。通過(guò)了解學(xué)習(xí)UHMWPE纖維在高端科技領(lǐng)域的應(yīng)用及我國(guó)UHMWPE纖維的國(guó)際領(lǐng)先水平，增強(qiáng)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)認(rèn)同感，引導(dǎo)學(xué)生堅(jiān)定“四個(gè)自信”，激勵(lì)學(xué)生為實(shí)現(xiàn)國(guó)家振興、民族強(qiáng)盛而不斷奮斗的精神。

4 教學(xué)效果與學(xué)生反饋

在聚合物的取向結(jié)構(gòu)教學(xué)內(nèi)容中有機(jī)融入課程思政元素，對(duì)提升教學(xué)效果具有積極作用，主要表現(xiàn)為以下3個(gè)方面：

1）學(xué)生學(xué)習(xí)興趣提高，能主動(dòng)去挖掘生活中的聚合物取向案例，并將理論和實(shí)際生產(chǎn)聯(lián)系起來(lái)，利用所學(xué)專(zhuān)業(yè)技能去剖析和解決問(wèn)題；

2）專(zhuān)業(yè)知識(shí)中融入黨的方針政策既促進(jìn)了知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)，也增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)黨政治方針的領(lǐng)悟，更了解國(guó)家發(fā)展方向，也明白要積極作為去響應(yīng)國(guó)家號(hào)召；

3）通過(guò)介紹UHMWPE纖維在高端科技領(lǐng)域的應(yīng)用及我國(guó)UHMWPE纖維的國(guó)際領(lǐng)先水平，學(xué)生對(duì)科教興國(guó)有了更深刻的理解，增強(qiáng)了學(xué)生的專(zhuān)業(yè)認(rèn)同感和愛(ài)國(guó)精神。

調(diào)研發(fā)現(xiàn)，全體同學(xué)都認(rèn)為本節(jié)課中課程思政元素的引入極大地提高了他們聽(tīng)課的興趣，增強(qiáng)了對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握和靈活運(yùn)用能力，加深了他們對(duì)專(zhuān)業(yè)的認(rèn)同和喜愛(ài)，調(diào)動(dòng)了科研創(chuàng)新興趣、家國(guó)情懷和自覺(jué)擔(dān)當(dāng)使命的精神。同時(shí)，同學(xué)們紛紛表示希望在今后的課堂能有更多這樣的課程思政元素，為他們學(xué)習(xí)高分子材料提供源源不斷的動(dòng)力。

5 結(jié)語(yǔ)

從聚合物的取向結(jié)構(gòu)的課程思政設(shè)計(jì)和實(shí)踐中可以看出，與傳統(tǒng)教學(xué)模式相比，思政元素的引入可以有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和對(duì)高分子專(zhuān)業(yè)的認(rèn)同感，增強(qiáng)愛(ài)國(guó)情懷、責(zé)任擔(dān)當(dāng)和使命感。然而，高分子物理作為一門(mén)理論性較強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)必修課，如何加強(qiáng)其與課程思政的緊密聯(lián)系仍然是教學(xué)過(guò)程中面臨的難點(diǎn)。因此，作為一名教育工作者，要花更多的時(shí)間和精力做好高分子物理課程的教學(xué)改革和設(shè)計(jì)，不僅要充分了解教學(xué)內(nèi)容，具備過(guò)硬的專(zhuān)業(yè)知識(shí)與技能，還要更多地關(guān)注時(shí)事，不斷提高個(gè)人政治覺(jué)悟和思政教學(xué)意識(shí)。只有深入推進(jìn)專(zhuān)業(yè)知識(shí)和課程思政的有機(jī)融合，才能提高立德樹(shù)人的育人成效，為國(guó)家培養(yǎng)出德智體美勞全面發(fā)展的高層次創(chuàng)新型人才。