基于科教融合的材料類創(chuàng)新實驗課程思政探索與實踐

肖樹龍　徐麗娟　梁振泉　夏昕　楊劍群　田竟

摘? 要：課程思政是落實立德樹人這一教育根本任務的綜合教育理念，是實現知識體系教育與思想政治教育有機統(tǒng)一的重要途徑之一?？平倘诤鲜钱斀袷澜绺叩冉逃囊粋€重要理念，是高校實施素質教育的重要要求之一。該文針對哈爾濱工業(yè)大學鈦合金材料設計、制備及表征的創(chuàng)新實驗課，對基于科教融合的創(chuàng)新實驗課程中融入思想政治教育進行探索與實踐。實踐結果表明，在創(chuàng)新實驗課的建設過程中，要充分發(fā)揮授課教師的科研優(yōu)勢，使科教融合真正地落實到實驗課程中；要將課程思政內容貫穿于創(chuàng)新實驗的始終，從實驗的具體內涵、實驗的各個步驟和環(huán)節(jié)中發(fā)掘思政資源，實現創(chuàng)新實驗課的全過程、全方位育人。

關鍵詞：課程思政；科教融合；思想政治；鈦合金；創(chuàng)新實驗課

中圖分類號：G641? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2024）13-0055-04

Abstract： The ideological and political education integrated into non-ideological-political courses is a kind of comprehensive concept of implementing the education fundamental task of molding high morals and cultivating talents based on people orientation， is one of important ways to realize organic unity of knowledge education and ideological and political education. The integration of science and education as the important idea of world higher education， is one of the important requirements for quality education in colleges and universities. This paper makes a preliminary exploration and practice of the ideological and political education integrated into innovation experiment courses on materials design， preparation and properties characterization of titanium alloys based on science and education integration in Harbin Institute of Technology. The practice results show that during the construction and implementation of innovative experimental courses， giving full play of scientific research advantages of teachers should really implement the integration of science and education into experimental courses. The ideological and political education should run through the experiment courses and the ideological-political elements could be excavated from connotation and steps of the experiment courses. Through the above measures cultivating people from various angles during the whole process of innovation experiment courses would be realized.

Keywords： Ideological and Political Theories teaching in All Courses; course ideological and political education; ideological and political; titanium alloys; innovation experiment course

思政課是落實立德樹人根本任務的關鍵課程，而課程思政是落實立德樹人根本任務的一種綜合教育理念，也是新時代思想政治教育的重要發(fā)展方向[1-2]。2016年12月，習近平總書記在全國高校思想政治工作會議上強調[3]，“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”。2017年，教育部頒布了《高校思想政治工作質量提升工程實施綱要》[4]，大力推動以課程思政為目標的課堂教學改革，提出要充分挖掘和運用各門課程蘊含的思想政治教育元素，發(fā)揮專業(yè)教師課程育人的主體作用，將課程育人作為教師思想政治工作的重要環(huán)節(jié)。在創(chuàng)新實驗教學中融入課程思政在一定意義上可以彌補思政課程在實踐類教學方面的不足，使實踐類課程與課堂講授類課程之間相輔相成、相互促進，有效地實現國家“全員、全過程、全方位”的育人理念，助力于為社會各行各業(yè)培養(yǎng)出來德智體美勞全面發(fā)展的領軍人物和拔尖創(chuàng)新人才。

2021年5月28日，習近平總書記在中國科學院第二十次院士大會、中國工程院第十五次院士大會、中國科協(xié)第十次全國代表大會上的講話中指出[5]，“要更加重視人才自主培養(yǎng)，更加重視科學精神、創(chuàng)新能力、批判性思維的培養(yǎng)培育”?？平倘诤鲜钱斀袷澜绺叩冉逃闹匾砟睿菍⒖茖W研究與教育教學活動進行協(xié)同創(chuàng)新，是高校實施素質教育的要求。創(chuàng)新實驗課是一類注重不斷創(chuàng)新與發(fā)展的實踐課程，指導教師將科研項目與創(chuàng)新實驗課程相融合，采取科教融合下的創(chuàng)新實驗教學模式，活躍本科生的科學思維。

實踐教學是培養(yǎng)學生創(chuàng)新實踐能力的重要手段，科教融合是創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的重要途徑，課程思政是基于“三全育人”理念，落實立德樹人根本任務的重要途徑。鑒于此，科教融合下創(chuàng)新實驗課的課程思政有助于實現知識體系教育、實踐能力培養(yǎng)與思政教育的有機統(tǒng)一。本文將科研育人、教學育人和思政育人更好地融合在創(chuàng)新實驗課程中，在科教融合的基礎上對鈦合金材料類創(chuàng)新實驗課程進行了課程思政教學改革的探索和實踐。

一鈦合金材料類創(chuàng)新實驗課的基本情況

為了提高拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)質量，探索個性化的培養(yǎng)機制，哈爾濱工業(yè)大學貫徹精英教育理念開設了創(chuàng)新實驗課[6]，為基礎好、有精力、感興趣和能力強的優(yōu)秀本科生提供優(yōu)質實踐教學培養(yǎng)平臺，立足于學生的創(chuàng)新意識、科研方法的培養(yǎng)，為學生今后的科技活動、處理和解決實際工程問題奠定基礎。創(chuàng)新實驗課利用科研的前沿性、綜合性、創(chuàng)新性，將科研融入到實驗教學中，對培養(yǎng)學生的實踐能力、探索能力和創(chuàng)新能力都具有十分重要的意義。

在此背景下，輕質鈦基金屬材料制備與性能表征和鈦基高溫結構材料蠕變及持久性能測試表征兩門創(chuàng)新實驗課作為哈爾濱工業(yè)大學全校性選修課，分別于2018年和2019年獲得課程立項。經過課程的階段性建設，分別于2019年和2020年獲批黑龍江省高等教育教學改革項目“新工科背景下‘科教融合的材料類創(chuàng)新實驗教學模式的研究與實踐”和“‘雙一流建設背景下融合課程思政的‘探究式創(chuàng)新實驗教學模式的研究與實踐”。在學校和黑龍江省教改項目的支持下，我們對科教融合和課程思政融合下的創(chuàng)新實驗課程建設進行了初步探索與實踐。針對科教融合和課程思政的教學模式，我們對課程整體內容進行了設計，撰寫了創(chuàng)新實驗教學設計、教學大綱、實驗指導書等教學資料；將科研成果與教學內容相結合，開展科教融合教學模式的探索和實踐；同時深入挖掘思政元素，與教學內容有機結合，開展實驗教學課程思政的建設。

二鈦合金材料類創(chuàng)新實驗課程中科學研究與實驗教學相融合

習近平總書記在黨的二十大報告中提出[7]，“必須堅持科技是第一生產力、人才是第一資源、創(chuàng)新是第一動力，深入實施科教興國戰(zhàn)略、人才強國戰(zhàn)略、創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略，開辟發(fā)展新領域新賽道，不斷塑造發(fā)展新動能新優(yōu)勢”。這為科教事業(yè)長遠發(fā)展提供了根本遵循。因此，創(chuàng)新實驗課的開設與建設，必須要堅持科教融合與創(chuàng)新發(fā)展。

鈦合金材料類創(chuàng)新實驗課中所涉及的合金種類廣泛，主要包括高溫鈦合金、高強鈦合金、耐蝕鈦合金、鈦基復合材料以及TiAl合金等，在航空航天、汽車、海洋化工等領域具有廣泛的應用。哈爾濱工業(yè)大學金屬精密熱加工國家級重點實驗室，其主要研究方向為先進材料特種精密熱加工成形的新技術和新工藝，精密熱加工工藝過程自動化和智能化，以及熱加工技術的工程化研究和推廣應用等，承擔多項與鈦合金相關的國家級、省部級科研項目，具有豐富的科研成果素材。目前開設的創(chuàng)新實驗課主要基于“高溫鈦合金精密熱成形”“鈦基復合材料制備與組織行性能表征”“TiAl合金高溫蠕變機理研究”等科研項目所開展，所涵蓋的鈦合金種類多、研究范圍廣，可為創(chuàng)新實驗課提供豐富的實驗課程內容。

在創(chuàng)新實驗課的教學過程中，主要基于授課教師承擔的科研項目，通過教師啟發(fā)式講解與學生查閱文獻相結合，以學生為中心，在指導教師的指導下，進行創(chuàng)新實驗的設計，確定實驗內容以及研究方案，并在實驗過程中培養(yǎng)學生發(fā)現問題、提出問題、分析和解決問題的能力。兩門實驗課程結合學生在實驗過程中的表現，主要以綜合報告的形式進行檢驗。課程報告內容包括基于科技前沿的研究方案論證（相當于本科畢業(yè)設計論文的緒論部分）、基于科研成果的實驗研究內容及實驗過程設計、實驗結果及分析、結論與參考文獻，其內容與材料科學與工程學科本科畢業(yè)設計論文的整體內容是一一對應的。同時，要求學生秉承“規(guī)格嚴格、功夫到家”的哈爾濱工業(yè)大學校訓，以高質量的報告內容和規(guī)范的格式要求完成報告的撰寫。由于實驗報告的組織結構、內容和格式與本科生畢業(yè)論文相似，相當于簡化版的本科畢業(yè)論文，可以讓學生對本科畢業(yè)設計提前進行了解和鍛煉。通過科教融合的創(chuàng)新實驗課，全面培養(yǎng)學生文獻檢索、基本知識應用、實際動手能力、數據處理及說明與分析、總結報告撰寫和團隊合作等綜合素質，使學生能夠加深對知識的理解和探索，實現能力培養(yǎng)，對培養(yǎng)新時期具有創(chuàng)新思維品質的高質量人才具有重要意義。由于創(chuàng)新實驗課主要來源于指導教師的科研課題，可探索性與研究性強，同時科教融合既能增強課程趣味性又能進一步提升科研的內涵，因此科教融合的協(xié)同育人模式是培養(yǎng)創(chuàng)新型新工科人才的重要保障之一。

三? 鈦合金材料類創(chuàng)新實驗課中思政元素與課程內容相融合

鈦合金在航空航天等領域有眾多應用，同時在日常生活中使用的范圍也是非常廣泛，因此，把思政內容融入創(chuàng)新實驗課程中，能夠激發(fā)學生的學習興趣和動力。學生在實踐動手的同時能夠提升對思政內容的接受度?；诖?，對創(chuàng)新實驗課的課程思政內容進行設計時，可以從生活、學習、工作和軍事需求等方面進行設計，這樣，思政內容既和課程的實驗內容相聯系，又不被實驗課程內容所約束。

鈦合金由于優(yōu)異的性能在國民生產和生活中具有重要的應用，其研究與應用涉及廣泛的知識領域以及多種學科的交叉。創(chuàng)新實驗課程的實驗過程包括文獻查閱、方案確定、材料制備、組織觀察和性能表征等多項內容。因此，無論是從實驗的具體內涵，還是在實驗的各個步驟和環(huán)節(jié)中都有充足的思政資源可以發(fā)掘，能夠賦予課程以馬克思主義思想和社會主義核心價值觀的豐富內涵。

（一）? 創(chuàng)新實驗課不同材料體系中融入思政元素

每輪課程開課前，針對選課學生的專業(yè)特點，通過問卷調查和與學生討論，結合學生對鈦合金的理解和興趣點，進行創(chuàng)新實驗課材料體系的選擇。針對不同領域的鈦合金材料，在實驗過程中引申出相應的思政內容。例如，在選擇航空航天領域用鈦合金作為實驗材料時，在實驗過程中引入哈爾濱工業(yè)大學航天領域的杰出校友——孫家棟院士的先進事跡。孫家棟是我國人造衛(wèi)星技術和深空探測技術的開創(chuàng)者之一，作為我國航天事業(yè)的見證者，孫家棟院士耄耋之年仍然奮斗在航天的第一線，用自己的行動履行著對祖國的熱愛、實踐著祖國的期望。他在眾多場合提到“無私奉獻、嚴謹務實、勇于攀登”的航天傳統(tǒng)精神，這是作為航天第一高校的學子們應該切身體會的，也能夠更好地激勵學生努力學好專業(yè)本領、將來為社會主義現代化建設事業(yè)貢獻各自的力量。同時，還將哈爾濱工業(yè)大學在航天領域作出的眾多貢獻與鈦合金在其中的具體應用結合在一起，引入國之重器，如神舟、天宮等系列航天器，培養(yǎng)學生的愛國主義情懷以及“規(guī)格嚴格、功夫到家”的工匠精神。

在開展海洋工程領域用鈦合金的創(chuàng)新實驗時，在實驗過程中向學生講述其在載人深潛器上的應用。我國在建造第一艘“蛟龍”號載人深潛器時，由于當時高端鈦合金零件的加工制造水平不能滿足要求，鈦合金殼體的加工制造是在國外進行的。于是，我國科研工作者努力奮斗、奮起直追，從立項到驗收只用了八年時間即完成了“深海勇士”號的研制，其關鍵零部件國產化率超過90%，使中國擺脫了高端鈦合金制造對于國外的依賴。2020年研制成功的“奮斗者”號全海深載人潛水器，擁有自主知識產權，實現了更高的國產化率、更高的工作效率，更是研制出目前世界最大、搭載人數最多的潛水器載人艙殼體，助力中國在全海深載人深潛領域達到世界領先水平。從我國深潛事業(yè)發(fā)展歷程的跟跑到領跑以及在海洋工程領域中取得的優(yōu)異成績，可以增進學生對海洋工程領域用鈦合金的認識，使學生了解和認識到海洋對于我國軍事、經濟的重要意義，增強學生的愛國主義情懷和時代責任感，深刻理解習近平總書記提出的 “建設一支強大的人民海軍，寄托著中華民族向海圖強的時代夙愿”[8]，“建設強大的現代化海軍是建設世界一流軍隊的重要標志，是建設海洋強國的戰(zhàn)略支撐，是實現中華民族偉大復興中國夢的重要組成部分?！?/p>

（二）? 創(chuàng)新實驗課程各個環(huán)節(jié)中融入思政元素

創(chuàng)新實驗課的授課過程中包含了鈦合金材料的制備、加工、處理、觀察和表征等實際操作環(huán)節(jié)，還包括文獻資料的查閱整理以及實驗報告的撰寫等環(huán)節(jié)。在動手操作的實踐環(huán)節(jié)中，培養(yǎng)學生精益求精、一絲不茍的工匠精神、綠色環(huán)保意識和勤儉節(jié)約意識等；在數據處理時，引導學生要去偽存真，做到客觀嚴謹；在報告撰寫過程中，敦促學生要秉承實事求是、嚴謹認真的態(tài)度。

例如，在金相試樣制備與組織觀察環(huán)節(jié)中，需要將鈦合金試樣在不同目數的砂紙上進行研磨，然后進行拋光、腐蝕，最后利用顯微鏡對其進行觀察和拍照。由于試樣制備流程長、磨制難度較大，實驗中經常會出現磨制效果不好導致試樣表面出現較多劃痕，拍攝出的金相照片效果差、分析容易出現誤差。解決措施就是重新磨制、拋光和腐蝕。于是，一些同學遇到這種困難時，就出現怕苦怕累的思想，想要退縮、放棄。此時，讓學生重溫習近平總書記致哈爾濱工業(yè)大學建校100周年的賀信，鼓勵學生：“你們是要勇擔航天第一校‘尖兵重任的，將來是要為黨和人民作出重要貢獻的，怎么能被眼前的小小挫折所難倒呢。老一輩哈工大‘八百壯士用他們崇高的理想信念、高尚的道德情操和堅實卓越的行動，詮釋了哈工大精神。我們作為新一代哈工大人，要像老一輩‘八百壯士那樣，勇于擔當，開拓進取，做哈工大精神的傳承者，做哈工大校訓‘規(guī)格嚴格、功夫到家的踐行者。對于眼前的困難，就要持之以恒、精益求精，做出符合標準的金相試樣和金相組織照片，給自己做出一份滿意的答卷?！蓖瑫r，也要引導學生分析和討論為什么會出現此類問題、如何解決，在激發(fā)學生學習興趣的同時培養(yǎng)學生分析和解決問題的能力。

再比如，在實驗報告中關于蠕變數據處理和分析部分，從蠕變的涵義引申到生活中習慣的養(yǎng)成。蠕變的涵義是材料在保持應力不變的條件下，即使應力沒有達到該種材料的屈服強度，也會慢慢產生塑性變形甚至出現使材料破壞的現象。正是由于其應力沒有達到材料常規(guī)塑性變形所需要的應力，因此最開始沒有被人們所認識和重視。當蠕變產生的塑性變形影響到材料的使用甚至發(fā)生重大破壞時才發(fā)現，此時為時已晚。例如，飛機發(fā)動機渦輪葉片的蠕變將會使葉片與機匣發(fā)生動靜碰磨或者致使葉片斷裂，最終導致葉片的失效，嚴重影響發(fā)動機的運行穩(wěn)定性及安全性，威脅飛機和機上乘客的安全。這種現象和生活中習慣的養(yǎng)成十分相似。好習慣和壞習慣的養(yǎng)成都不是一蹴而就的，都是在緩慢的過程中形成。好習慣需要持之以恒的重復和堅持，正如蠕變中要一直保持一定的應力；而壞習慣的養(yǎng)成也是由不經意和程度微小的重復形成，這時就需要及時發(fā)現和糾正，在壞習慣養(yǎng)成之前阻止它，這正如蠕變過程中在材料發(fā)生不可挽回的破壞之前去除應力。通過兩類現象的對比分析，敦促學生要趁著還處于人生剛剛起步的初始階段，養(yǎng)成好習慣，摒棄壞毛病，做潔身自律的新時代的“四有”青年。

最后，“綠水青山就是金山銀山”，早在2005年，時任浙江省委書記的習近平在浙江安吉考察時提出了這一科學論斷。到如今的黨的二十大，這一理念已經深入人心，成為普遍共識和行動自覺。這也是材料成形領域方向學科發(fā)展必須秉承的方向和目標。在鈦合金創(chuàng)新實驗課程教學中，授課教師嚴格遵守“綠色環(huán)保”“節(jié)能減排”的態(tài)度和理念，這些在開展創(chuàng)新實驗課過程中也有眾多體現。

四? 結束語

課程思政是隨著社會的進步和教育的發(fā)展，為了實現立德樹人這一教育根本任務而出現，是具有理念創(chuàng)新和實踐創(chuàng)新特點的綜合教育理念，必將是長期而艱巨的任務?！蛾P于加強和改進新形勢下高校思想政治工作的意見》[9]中指出，“要堅持全員全過程全方位育人，把思想價值引領貫穿教育教學全過程和各環(huán)節(jié)”，“堅持改革創(chuàng)新，推進理念思路、內容形式、方法手段創(chuàng)新”。鑒于此，肩負培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神、實踐能力的創(chuàng)新實驗課，同樣需要融入課程思政。并且，在創(chuàng)新實驗的全過程中加入課程思政讓學生能夠更加接受。

目前開設的鈦合金材料設計、制備、成形及表征的創(chuàng)新實驗課程秉承哈爾濱工業(yè)大學“立足航天、服務國防”的國防特色辦學宗旨，在科教融合的同時進行創(chuàng)新實驗課程思政，使實踐實驗課程“與思想政治理論課同向同行，形成協(xié)同效應”，實現鑄魂育人，提高學生綜合素質，在立德樹人的同時提升創(chuàng)新人才培養(yǎng)質量，達到教書育人的目的。

在創(chuàng)新實驗課的建設過程中，要充分發(fā)揮授課教師的科研優(yōu)勢，使學生在獲得知識、得到實踐鍛煉的同時，更重要的是能夠提升創(chuàng)新能力以及發(fā)現問題、分析和解決問題的能力，使科教融合真正地落實到實驗課程中。要將課程思政內容貫穿于創(chuàng)新實驗的始終，思政內容不局限于特定的理論、原理，既可以從顯而易見的平常事到具有深刻影響的大道理，還可以從文獻搜集整理、材料體系選擇、實驗操作過程、實驗數據處理和報告撰寫各方面進行課程思政，實現創(chuàng)新實驗課的全方位育人，為國家培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展的社會主義事業(yè)建設者和接班人貢獻一份力量。

參考文獻：

[1] 王學儉，石巖.新時代課程思政的內涵、特點、難點及應對策略[J].新疆師范大學學報（哲學社會科學版），2020，41（2）：50-58.

[2] 肖樹龍，徐麗娟，楊劍群，等.“現代先進鈦合金”課程思政探索與實踐[J].中國建設教育，2020（下），138：460-464.

[3] 習近平：把思想政治工作貫穿教育教學全過程[EB/OL].http：//www.xinhuanet.com/politics/2016-12/08/c_1120082577.htm.

[4] 高校思想政治工作質量提升工程實施綱要[EB/OL]：http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A12/s7060/201712/t20171206_320698.html.

[5] 中國政府網.習近平：在中國科學院第二十次院士大會、中國工程院第十五次院士大會、中國科協(xié)第十次全國代表大會上的講話[EB/OL].http：//www.gov.cn/xinwen/2021-05/28/content_5613746.htm.

[6] 哈爾濱工業(yè)大學關于印發(fā)創(chuàng)新實驗課管理辦法的通知（校教發(fā)〔2013〕83號）[Z].2013.

[7] 習近平：高舉中國特色社會主義偉大旗幟 為全面建設社會主義現代化國家而團結奮斗——在中國共產黨第二十次全國代表大會上的報告[EB/OL].https：//www.gov.cn/xinwen/2022-10/25/content_5721685.htm.

[8] 習近平：努力建設一支強大的現代化海軍[EB/OL].http：//jhsjk.people.cn/article/29298073.

[9] 中共中央 國務院印發(fā)《關于加強和改進新形勢下高校思想政治工作的意見》[EB/OL].http：//www.gov.cn/xinwen/2017-02/27/content_5182502.htm.

基金項目：黑龍江省高等教育教學改革項目“‘雙一流建設背景下融合課程思政的‘探究式創(chuàng)新實驗教學模式的研究與實踐”（SJGY20200199）；黑龍江省高等教育教學改革項目“新工科背景下‘科教融合的材料類創(chuàng)新實驗教學模式的研究與實踐”（SJGY20200188）；哈爾濱工業(yè)大學教學發(fā)展基金項目（課程思政類）“現代先進鈦合金”（XSZ2019070）

第一作者簡介：肖樹龍（1976-），男，漢族，吉林梅河口人，工學博士，副教授。研究方向為鈦基合金設計、成形及表征。

*通信作者：徐麗娟（1977-），女，漢族，河北衡水人，工學博士，高級工程師。研究方向為鈦合金組織性能及評價。