“材料結(jié)構(gòu)表征”課程教學中融入思政教育的探索與思考*

任 瑛，馬秋花，左宏森，魏鳳春，彭 進

(河南工業(yè)大學材料科學與工程學院，河南 鄭州 450001)

2020年5月28日，教育部印發(fā)的高等學校課程思政建設指導綱要中提出：培養(yǎng)什么人、怎樣培養(yǎng)人、為誰培養(yǎng)人是教育的根本問題，立德樹人成效是檢驗高校一切工作的根本標準。習近平總書記在談治國理政中也指出：各門課都要守好一段渠、種好責任田，使各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協(xié)同效應。因此，全面推進課程思政建設，幫助學生塑造正確的世界觀、人生觀、價值觀，是人才培養(yǎng)的應有之義，更是必備內(nèi)容。

河南工業(yè)大學材料科學與工程學院開設的“材料結(jié)構(gòu)表征”課程，是針對材料科學與工程專業(yè)本科生而開設的專業(yè)基礎核心課。本課程圍繞本校“扎根中原，立足行業(yè)，服務全國，面向世界”的辦學定位和辦學理念，以及學院專業(yè)人才培養(yǎng)要求，即培養(yǎng)應用型工程師或研究生繼續(xù)深造提高，設置教學目標和教學內(nèi)容。該課程在研究材料組成結(jié)構(gòu)性能中占有很重要的地位，是材料科學工作者必須掌握的基本知識。這門課程的綜合性和實踐性很強，是培養(yǎng)學生深入理解材料結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系的重要課程，是成為工程技術(shù)專門人才的必要課程。

為了落實立德樹人根本任務，針對《材料結(jié)構(gòu)表征》這門課程，如何將價值塑造、知識傳授和能力培養(yǎng)三者融為一體，是我們授課教師必須考慮的。那么圍繞教育的根本問題“培養(yǎng)什么人、怎樣培養(yǎng)人、為誰培養(yǎng)人”，《材料結(jié)構(gòu)表征》課程設計思路是以“學生”為中心，設計教學內(nèi)容、教學目標、教學策略以及教學評價。首先要思考學生學什么，培養(yǎng)學生什么能力，具備什么素養(yǎng)，學生如何學，在教學實施時如何引入思政？如何考核，最后以成果為導向持續(xù)改進教學，形成閉環(huán)。

本文主要通過該課程教學目標、教學設計以及教學評價三方面入手，深入發(fā)掘和提煉該課程所蘊含的思政元素，將思想政治教育和專業(yè)知識傳授融合，達成立德樹人的根本標準。

1 教學目標

《材料結(jié)構(gòu)表征》作為專業(yè)技術(shù)基礎課，在明確知識傳授內(nèi)容、能力課程教學提升目標的同時，也結(jié)合課程特點，確立了本課程的課程思政目標。該課程教學目標主要圍繞知識、能力、素養(yǎng)三大目標，在此基礎上，增加了高階能力的培養(yǎng)，以及引入思政目標，在制定整個教學目標時體現(xiàn)高階性，突出思政元素。如工程倫理、民族自豪感以及科學素養(yǎng)的培養(yǎng)和社會責任感等。

1.1 知識目標

能描述XRD、TEM、SEM、EPMA、FTIR、Raman、AES和XPS的基本原理；能描述各種檢測儀器構(gòu)造、樣品的制備方法及其應用領域。

1.2 能力目標

(1)基本能力目標：具有能夠根據(jù)材料研究的需要，選用合適的儀器設備和分析方法的能力。

(2)高階能力目標：①能將材料結(jié)構(gòu)表征熟練應用于材料專業(yè)的其它學科，能運用相關(guān)知識為復雜的工程問題提出解決方案的實踐性創(chuàng)造性思維能力；②具有對檢測結(jié)果進行準確、客觀的科學分析，利用分析結(jié)果進行創(chuàng)新性的科學研究的能力。充分認清當前材料行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，客觀分析國內(nèi)外材料表征手段的利與弊，牢固樹立擔當意識，增強服務國家建設決心。

1.3 素養(yǎng)目標

(1)能夠利用所學知識對社會上有關(guān)材料檢測的案例進行分析、評價和預測；(2)充分認識到先進檢測儀器設備對國家科技興國的影響；(3)能夠關(guān)注材料表征方法的新知識、新進展，開展自主學習；(4)能夠?qū)ο嚓P(guān)文獻進行檢索與閱讀，并對所收集的文獻和資料等學習資源進行歸納和總結(jié)；(5)牢固樹立檢測結(jié)果至上的意識，抵制數(shù)據(jù)造假的不端行為；(6)具有責任感，充分認識到材料結(jié)構(gòu)表征對材料行業(yè)發(fā)展及國家發(fā)展的影響；(7)會運用辯證的眼光和唯物主義科學世界觀分析、解決科學問題。

通過本課程的學習學生能夠描述各種檢測手段的基本原理和儀器設備的構(gòu)造及應用領域；具備根據(jù)材料研究需要選擇合適的分析測試方法的能力，包括對本專業(yè)工程問題的預測與模擬，并能夠理解其局限性；能夠?qū)⒒纠碚撨\用于復雜工程實際中，提出解決方案的實踐性創(chuàng)造性思維能力，并對檢測結(jié)果進行準確客觀的科學分析，進行創(chuàng)新性的科學研究的能力；同時，牢固樹立探求真理，事實說話，以事實為基礎，杜絕造假等科學素養(yǎng)及工程倫理的意識。充分認識到先進檢測儀器對國家對世界的影響，要具有社會責任感和民族自豪感等。

2 教學設計

本課程旨在打造成“金課”，以“兩性一度”的原則建設課程。在課程目標中體現(xiàn)高階性，在教學內(nèi)容及方式上體現(xiàn)創(chuàng)新性，在教學策略及教學評價中體現(xiàn)挑戰(zhàn)度。

2.1 教學內(nèi)容模塊化

本課程教學內(nèi)容比較繁雜，具有理論知識多、概念術(shù)語多、課程內(nèi)容多且所涉及的交叉學科也多的特點。需重新修訂教學大綱，教學內(nèi)容與教學目標匹配，突出思政及應用。以物理信號為基礎將教學內(nèi)容分為三大模塊：X射線，電子和光，涵蓋了原本10章的內(nèi)容。每一大模塊以原理、設備和應用分成三小模塊。其中材料結(jié)構(gòu)表征手段的原理是難點，重點是應用。因此將教學內(nèi)容模塊化方便學生理解。同時，從檢測設備和表征手段應用中都可以挖掘思政元素。

2.2 教學方式多樣化

本課程采用線上線下混合式教學，改變傳統(tǒng)的線下教學模式。首先在整個教學過程中引入智能教育，線上采用云課堂和慕課的形式，線下利用智慧教室授課，以及通過微信、雨課堂等軟件進行教學反饋，提高互動性。采用信息化教學可以提高教學效果；其次，教學方法的轉(zhuǎn)變，課堂教學方法從傳統(tǒng)的灌輸式、填鴨式，轉(zhuǎn)變?yōu)閱l(fā)式、探究式、討論式和案例式；最后，教學主體的轉(zhuǎn)變，課堂教學主體從傳統(tǒng)的教師主體，轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W生為主體。

在課堂教學講授的過程中，以“目標導向”為基本原則，強化案例課堂教學，開展課堂討論教學模式[1]。先從案例出發(fā)引出理論知識，如工程案例、科研案例和社會熱點等，改變傳統(tǒng)的理論知識先入為主的教學，并且在應用過程中，融入思政元素，注重立德育人。

(1)引入工程案例傳達思政觀點

工程案例中涉及很多倫理問題，以前在工科課堂中很少有人提及，或者并未普及。隨著“中國制造2025戰(zhàn)略”的推進和我國經(jīng)濟建設的快速發(fā)展，工程實踐中的倫理問題日漸突出。在新工科理念下，開展工程倫理教育是高等院校培養(yǎng)未來工程師的共同方向，從倫理學的角度規(guī)范和衡量工程師的行為，應用案例教學將工程教育拉回實踐，開辟工程倫理課程教學實踐新路徑，符合新工科人才培養(yǎng)趨勢[2-3]。

在材料結(jié)構(gòu)表征課程中，引入具有工程背景的教學案例，對本專業(yè)培養(yǎng)“應用型”工程師至關(guān)重要，符合本專業(yè)培養(yǎng)目標。例如關(guān)于電子顯微分析技術(shù)的學習，一引入工程案例“泰坦尼克號”事件，因該事件曾被搬上銀幕廣為人知，教學過程中更易引起學生共識，達到課程思政的教學效果。利用電子顯微分析技術(shù)揭秘了“泰坦尼克號”沉沒的原因，通過成分分析手段發(fā)現(xiàn)鉚釘含有大量的雜質(zhì)，讓學生思考一個小小的鉚釘質(zhì)量不過關(guān)，導致1500多人失去生命，對此有何看法以及對自己價值觀的影響？通過該案例引導學生具有正確的價值觀，幫助學生認識到工作嚴謹?shù)闹匾裕瑢W會多角度分析思考問題的重要性，培養(yǎng)學生具有工程倫理的意識。

(2)引入科研案例傳達思政觀點

加強科教融合，引入案例，提升學生科技創(chuàng)新能力培養(yǎng)，學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)體現(xiàn)到課堂教學的現(xiàn)實應用之中，教師把最新科研成果融入到專業(yè)教學中，增加了課堂理論的實用性。針對重難點進行課堂討論和課堂講授，以案例為引導，融入思政元素。

首先，充分利用圖書館資源，科技文獻的查閱，傳達思政觀點。例如通過查閱文獻引入科研實例，學習如何利用各種檢測手段分析材料的結(jié)構(gòu)。用反向思維，先了解各種檢測手段如何應用，從應用中分析其原理。針對目前論文抄襲及造假問題等學術(shù)不端行為，讓學生思考誠信問題，如何用所學的知識去辨別數(shù)據(jù)分析的真假，抵制學術(shù)造假。對檢測結(jié)果進行準確客觀的科學分析，培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)。

其次，可結(jié)合本專業(yè)超硬材料的特色，引入校企合作的科研案例，傳達思政觀點。例如石墨直接轉(zhuǎn)化金剛石的研究課題，本學院王海闊博士與中南鉆石股份有限公司合作實現(xiàn)了石墨無觸媒直接轉(zhuǎn)化合成大尺度透明納米多晶金剛石。利用XRD檢測金剛石是否成功合成，提高學生對本專業(yè)以及本課程的學習興趣，增加學生信心。任何一項科研成果的背后都離不開科研人員的努力付出，熱愛科學、探求真理，敢于挑戰(zhàn)難題的科研精神。

最后，利用先進儀器檢測設備的出現(xiàn)歷程，弘揚老一輩科學家精神，傳達思政觀點。例如從傳統(tǒng)的XRD延伸到X射線高壓衍射，以及先進檢測儀器X光源同步輻射的出現(xiàn)。而中國繼法國、日本、美國后在2025年即將建成最新型高能同步輻射光源，這意味著中國科技的進步，培養(yǎng)學生的民族自豪感，同時在加快關(guān)鍵核心技術(shù)攻堅中我們要勇于擔當。

(3)引入社會熱點傳達思政觀點

在2020年初，新冠病毒感染的肺炎迅速蔓延，導致疫情擴散，舉國上下眾志成城，共同抗擊疫情?？蒲腥藛T通過掃描電子顯微鏡(SEM)和透射電子顯微鏡(TEM)還原了新冠病毒的真實面貌，為我們后期的治療和疫苗的研發(fā)做出了巨大貢獻。思考疫情下我們大學生的責任與擔當，作為“材料”研究者我們思考什么樣的材料可以防病毒，什么樣的材料可以對病毒進行標記和跟蹤等等，培養(yǎng)學生的社會責任感。

總之，在教學過程中引入工程案例、科研案例以及社會熱點，以案例的形式，采用啟發(fā)，討論和探究多種教學方式達到教學目標的要求。從科學創(chuàng)新、實事求是價值觀的引領、透過現(xiàn)象看本質(zhì)、增進民族自豪感等多角度提及思政元素在課程中的運用。

3 教學評價

在教學評價中，強調(diào)過程性考核，評價方式多元化。針對思政的教學目標重在構(gòu)建政治認同，塑造正確的世界觀、人生觀、價值觀，磨煉品性等，而不強調(diào)對思想政治教育知識性內(nèi)容的機械記憶等[4]。

3.1 過程性考核評價

基于材料結(jié)構(gòu)表征本課程的教學特點，主要由理論課和實驗課兩部分組成，以及后期的實踐，其教學模式和教學空間多樣化；強調(diào)理論聯(lián)系實際，體現(xiàn)學以致用，實踐出真知；要以“潤物細無聲”的教學方法，不拘形式，巧妙而靈活地將思政內(nèi)容“基因式”地融于專業(yè)知識的教學之中。那就意外著課程思政是一種隱性教學，對其教學評價不能機械而生硬地對教學形式、教學內(nèi)容進行限定，應當發(fā)揮教師的主觀能動性[5]。因此，融于專業(yè)考核的思政考核評價是必要的。過程性考核中如課堂匯報、課后作業(yè)以及教學討論等，都可將思政元素融于其中，設計兼具專業(yè)考核和思政考核的巧妙作業(yè)或考題，從中評價課程思政教學的有效性。

3.2 “感悟”評價

在平時教學中應當重在引發(fā)學生的思想共鳴和情感觸動，從而實現(xiàn)思政元素的入腦入心，而不是思想政治教育知識的灌輸。充分利用各種檢測手段在社會事件中的作用以及科學家在分析儀器發(fā)展史中做出的貢獻。因此，論述題或觀后感等也可作為課程思政教學目標評價方式之一，并以“感悟”的質(zhì)量和程度作為評價的重要標準和內(nèi)容。

例如“材料表征技術(shù)是以材料的成分、微觀形貌、結(jié)構(gòu)、缺陷等為研究內(nèi)容的現(xiàn)代分析方法，廣泛應用于材料、冶金、生命科學和環(huán)境等各個領域。如：拉曼分析技術(shù)應用在大氣環(huán)境霧霾顆粒PM2.5 的監(jiān)測、光譜成像技術(shù)在芯片載體-晶圓表面污染物的檢測、電子顯微分析技術(shù)則在新冠病毒的研究中起了非常重要的作用。結(jié)合本課程的學習，淺談材料結(jié)構(gòu)表征技術(shù)在國際民生及科技發(fā)展中的意義。”這一論述題可考察學生對我國政府關(guān)注民生的理解，也考察了學生使用材料結(jié)構(gòu)表征專業(yè)知識深入分析社會事件的能力。同時，也可利用一些課程思政的視頻如與本課程相關(guān)的科學家生平，融入科學家精神。通過觀看視頻，寫一篇觀后感，結(jié)合事跡，淺談科學精神和創(chuàng)新精神的重要性。

3.3 問卷調(diào)查評價

最后，課程結(jié)束后可以根據(jù)課程特點，設計一系列與思政相關(guān)的問題，進行問卷調(diào)查，調(diào)查學生是否感受、理解、認可和接收課程思政內(nèi)容為主要目標的問題。

3.4 第三方主觀性評價

除了上述關(guān)于學生作為評價對象的教學評價之外，任課教師、學院或?qū)W校教學督導等教學管理部門都可以采用不同形式收集學生對本課程或本次課的描述性評價。主觀描述性反饋評價也可以非常直觀地反映課程思政教學的成果與否，從而指導教師調(diào)整教學策略。