新工科材料類人才培養(yǎng)中專業(yè)課程思政實踐研究

沙明紅 李雪 王書菲 李娜 艾新港 李勝利

摘? 要：遼寧科技大學新工科材料類人才培養(yǎng)過程中，以應用創(chuàng)新能力培養(yǎng)為核心，鼓勵專業(yè)課教學實現(xiàn)產(chǎn)教融合。該文以金屬凝固原理及技術課程為例，解析課程思政建設體系?；谌瞬排囵B(yǎng)目標，凝練出“凝心鑄魂，發(fā)揚工匠精神，實現(xiàn)凝固技術智能化，打造無缺陷鑄件”的課程主線。以家國情懷、職業(yè)素養(yǎng)等為一級維度，構建課程思政目標體系，建立課程思政二十條。以教學案例為載體，將課程思政寫入大綱，融入課堂，踐行立德樹人的使命，提升學生自主學習內(nèi)驅力，搭建理論與實踐的橋梁，達成新工科應用創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目標。

關鍵詞：應用創(chuàng)新；人才培養(yǎng)；新工科；課程思政；產(chǎn)教融合；凝固技術

中圖分類號：C961? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2096-000X（2024）15-0164-04

Abstract： Emphasis should be placed on the practice and innovation ability during the training of new engineering material talents. The integration of research and teaching and integration of manufacturing and teaching should be encouraged in specialized courses. This paper takes the course Principle and Technology of Metal Solidification as an example to analyze the integration of curriculum ideology and politics in the course construction. The main course of "condensing the heart and casting the soul， carrying forward the spirit of craftsmen， realizing the intelligence of solidification technology， and creating defect-free castings" has been established based on talent training objectives. Taking the feelings of family and country，professional quality， etc. as the first-level dimension， the curriculum ideological and political goal system is constructed， and the curriculum ideological and political article 20 is established. Taking the case as the carrier， the curriculum ideological and political is wrote into syllabus and textbook， and it is also integrated into classroom teaching and practical teaching. The integration of curriculum ideology and politics practices the mission of moral education that enhances the drive of students to learn independently and builds a bridge between theory and practice. It promotes the realization of the training goal of applied innovative talents of new engineering.

Keywords： application innovation; talent training; new engineering; curriculum ideology and politics; integration of research and teaching; technology of solidification

制造業(yè)發(fā)展進入新時代，行業(yè)發(fā)展呼喚德才兼?zhèn)涞母咚刭|人才。新工科人才培養(yǎng)是高等教育主動應對新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革，為社會主義現(xiàn)代化建設提供高素質人才的探索[1]。習近平總書記曾強調“把思想政治工作貫穿教育教學全過程”[2-3]。黨和國家為高校工科人才培養(yǎng)指明了方向，各大高校相繼開展了新工科應用型人才培養(yǎng)的改革和探索[4-7]。

作為省屬地方高校，遼寧科技大學在遼寧全面振興新突破三年行動中肩負著培養(yǎng)應用創(chuàng)新型工程技術人才的任務。針對新生代大學生專業(yè)認同度不高導致的學習內(nèi)驅力不足、學生實踐能力缺乏、工程實踐能力與冶金行業(yè)發(fā)展需求難協(xié)同等現(xiàn)實問題[8-9]，材料成型及控制工程專業(yè)（以下簡稱“材控專業(yè)”）在新工科人才培養(yǎng)目標指引下，構建了“思政引領，鑄鍛焊協(xié)同，產(chǎn)教融合，實踐創(chuàng)新”的材控專業(yè)人才培養(yǎng)目標體系。

本文以金屬凝固原理及技術課程為例，介紹材控專業(yè)新工科人才培養(yǎng)中的課程建設與思政融合情況。該門課程是材控專業(yè)本科生主干課，教學團隊以OBE理念為指導，依據(jù)人才培養(yǎng)目標及課程任務，以學生為中心，基于超星學習通平臺和課程實驗平臺，形成了線下課堂、線上課堂和實踐課堂三堂聯(lián)通的課程教學模式。確立了“凝心鑄魂，發(fā)揚工匠精神，實現(xiàn)凝固技術智能化，打造無缺陷鑄件”的課程思政育人主線。以教學案例為載體，建設立體化教材，搭建凝固理論教學與工程實踐的橋梁，提升學生實踐創(chuàng)新能力。將課程思政寫入大綱，融入課堂、教材和實踐中，在專業(yè)知識點學習、解析及應用的過程中，引導學生將愛國、敬業(yè)、創(chuàng)新內(nèi)化為自主學習內(nèi)驅力，實現(xiàn)價值引領、知識傳授與能力培養(yǎng)同向同行。

一? 課程思政大綱修訂

圍繞我校“立足冶金，校企合作，注重實踐，培養(yǎng)踏實肯干、適應發(fā)展的應用型人才”的辦學特色，落實立德樹人根本任務，設計金屬凝固原理及技術課程思政目標，以凝固理論為核心內(nèi)容，從凝固技術及其應用的具體案例中，凝煉愛國情懷、科學精神、職業(yè)道德等思政元素，建立了課程思政二十條。以家國情懷、法治意識、職業(yè)倫理等為一級維度，構建課程思政大綱目標體系，建立了思政支撐點與教學內(nèi)容的聯(lián)系，如圖1所示。

二? 金屬凝固原理及技術課程建設與思政融合

（一）? 基于知識點的思政主題凝練與案例設計

工科專業(yè)課程思政如何達到既思政育人又不偏離課程主體內(nèi)容，達到“鹽溶于水”的育人效果？本課程團隊結合金屬凝固理論及技術課程特點，提出了“以案例為載體，將課程思政融入案例教學”的課程思政方法，基于凝固理論知識點凝練思政主題設計教學案例，構建了課程思政、校企合作、科研實踐、智能制造四大案例板塊，建設案例庫，實現(xiàn)專業(yè)教學與思政以知識點案例為紐帶，自然融合。主要知識點與思政融合案例如圖2所示。思政案例可以是結合課程理論與實際應用的教學案例，也可以是隨時發(fā)生的時事案例。前者是將思政融入凝固理論或成型技術的教學案例，例如講授定向凝固技術時，以“師先生與空心渦輪葉片”這個教學案例將定向凝固理論與應用與大師的事跡聯(lián)系起來，引發(fā)學生情感共鳴，激發(fā)學生自主學習內(nèi)驅力，鼓勵學生刻苦學習凝固基本理論，建立個人成長目標，引導學生積極探索、創(chuàng)新實踐。后者是結合時事及教學中的突發(fā)事件，開展整體或個體的思政教學，目標是培養(yǎng)學生道德情操、責任擔當?shù)纫庵酒焚|，例如抗擊新冠病毒感染疫情期間，以白衣天使的奉獻精神、榜樣力量，激發(fā)學生愛國奉獻精神，建立社會責任感。

以圖2中“快速凝固技術”知識點為例，介紹快速凝固技術及應用教學案例。快速凝固技術是金屬在液固轉變過程中以106～1 010 K/s的速度冷卻。若金屬靠輻射散熱，使1 000 ℃的液滴獲得1 000 K/s的冷速，則要求液滴的直徑為1 μm。通過對流傳熱可獲得比輻射傳熱大得多的散熱速度，如果采用高速流動的冷卻氣體其效果比任何液態(tài)冷卻劑（包括液氮）都好。將氬氣等氣體以每秒幾百米的速度流過直徑0.5 mm金屬絲，其冷速可達50 000 K/s。要實現(xiàn)106 K/s以上的冷卻速度，可以利用高速氣流將溶液分散成細小液滴，液滴凝固形成粉末的過程，即霧化法制粉?？焖倌讨苽浞勰┑姆椒煞譃榱黧w霧化法和離心霧化法。常見流體霧化法有亞音速氣體霧化法、超音速氣體霧化法、水霧化法；離心霧化法有旋轉電極法、旋轉盤法、快速旋轉杯法等。霧化法的工藝參數(shù)包括射流距離、射流壓力、噴嘴的幾何形狀、氣體和金屬的流速以及金屬液的溫度等。射流壓力越高、射流距離越小，粉末粒徑越細小。

霧化法制備的金屬粉末圓整度高，粉末均勻度好，綜合性能提升，主要應用領域為表面工程、3D打印等。高性能粉末用于熱噴涂涂層、激光材料表面改性涂層制備，通過提高耐磨性、耐蝕性、耐熱性及磁性能等，可以極大地延長設備的使用壽命、材料的服役周期，實現(xiàn)綠色制造、減碳環(huán)保。

將科研課題、項目成果轉化為教學案例，結合本團隊的科研項目“激光熔覆高熵合金涂層研究”，將研究成果編寫成教學案例，融入課堂教學，進一步拓展快速凝固粉末的應用實踐，如圖3所示。本案例將先進制造、減碳降耗、可以持續(xù)發(fā)展的理念引入快速凝固知識點教學案例，融入創(chuàng)新意識、行業(yè)責任、環(huán)境保護等思政元素，實現(xiàn)知識傳授與價值引領同行。

（二）? 立體化教材建設與思政主題的融入

課程思政是專業(yè)課育人的頂層設計，教材建設是實施課程思政的首要任務[10]?；谌瞬排囵B(yǎng)目標，教學團隊對金屬材料凝固原理及技術課程提出了智能化、立體化教材修訂方案。修訂后教材突出“校企合作，智能制造，課程思政，科研實踐”的特色，達成掌握凝固理論，在實踐中運用凝固理論，并創(chuàng)新金屬凝固技術，調控鑄件組織性能，打造高品質鑄件的教材內(nèi)容體系設計；通過思政案例實現(xiàn)教學內(nèi)容與思政的融合。修訂后教材以紙質版教材編寫為基礎，同步建立超星學習通線上教學共享資源，包括課件、課程視頻、試題庫、案例庫等，以二維碼為“連接器”建立教學案例與線上資源的關聯(lián)，實現(xiàn)教材的信息化和立體化。確保教學資源實時更新，適應科技發(fā)展與后疫情時代高校教學現(xiàn)狀，助力開展混合式教學，是新工科背景下一流課程建設的重要組成部分。

（三）? 產(chǎn)教研與思政融合搭建凝固理論與技術的課程實踐平臺

實踐環(huán)節(jié)是建立工程教育與行業(yè)實際聯(lián)系的紐帶，課程團隊將校企合作項目成果轉化為實驗教學資源，建設了“鋼錠參數(shù)化設計及質量預測”虛擬仿真實驗平臺、“快速凝固粉末制備及激光熔覆涂層設計”開放實驗，建設實踐課堂。課程實驗與凝固理論教學相互補充，形成學中練、練中用遞進式教學架構，實現(xiàn)教學與工程實驗、行業(yè)實際接軌，形成“產(chǎn)教研與思政融合”的應用能力培養(yǎng)模式，如圖4所示。

三? 課程教學效果評價及材控專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)統(tǒng)計

將課程思政融入凝固原理及技術專業(yè)課教學，教學效果具體表現(xiàn)在以下三個方面。

第一，思政融入案例教學，引導學生在掌握專業(yè)知識的同時，感知大師大匠的愛國情懷、敬業(yè)精神。思政引領潛移默化地激發(fā)了學生自主學習內(nèi)驅力，激勵學生建立個人成長目標。

第二，立體化教材建設，推動教學案例適時更新，提升教學內(nèi)容時效性，培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維，鼓勵學生創(chuàng)新實踐。

第三，虛擬仿真實驗建設，搭建了凝固理論與工程實踐的橋梁，使人才培養(yǎng)質量與企業(yè)需求接軌。實踐中培養(yǎng)了學生團隊協(xié)作精神及求真務實的專業(yè)素養(yǎng)。

金屬凝固原理及技術課程期末成績占70%，平時成績占30%，平時成績包括課堂積分10%（出勤、討論、問答等）、章節(jié)測驗10%、大作業(yè)10%。材控專業(yè)2020級1、2班期末成績分析結果如圖5所示?？梢钥闯?，卷面成績呈正態(tài)分布，學生課堂參與度、測驗及大作業(yè)完成質量高。兩個班綜合成績平均分分別是81分和79.65分，學習效果良好。

課程思政融合于材料成型及控制工程專業(yè)本科生培養(yǎng)中，激發(fā)了學生自主學習能動性，實現(xiàn)了應用創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的目標。2020—2022年，材控畢業(yè)生就業(yè)率從93.02%增至97.33%，總體就業(yè)率超過93%，其中考研率從34.88%增加到42%，教育部重點大學研究生錄取率占比超過50%，畢業(yè)生質量呈遞增趨勢。

四? 結束語

本文以金屬凝固理論及技術課程為例，介紹了我校材料類人才培養(yǎng)中課程建設與課程思政研究與實踐。教學團隊構建了課堂教學、線上課堂、實踐課堂，三堂融合遞進式教學模式，將科研與校企合作實踐項目轉化為教學案例，搭建凝固理論與工程實踐的橋梁，從教學內(nèi)容中挖掘紅色基因，凝練思政主題，以案例教學為載體，將課程思政融入凝固理論與技術教學全過程。將思政寫入課程大綱和教材，融入課堂和實踐，達到專業(yè)教學與課程思政的全方位融合。我們將堅持以應用型高素質人才培養(yǎng)為核心目標，探求適用于冶金行業(yè)發(fā)展的新工科材料類人才培養(yǎng)的課程思政建設，為傳統(tǒng)制造業(yè)轉型升級培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展的建設者和接班人。

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