《材料復(fù)合原理》課程融入思政元素的探索*

洪珍 謝小林 薛名山

（南昌航空大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院）

在高校專業(yè)課中實施課程思政建設(shè)，是高等教育實現(xiàn)全員全程全方位育人的重要組成部分。[1]課程思政建設(shè)也是實現(xiàn)“立德樹人”根本任務(wù)的重要途徑。[2-3]將思政建設(shè)引入專業(yè)課的教學(xué)實踐中，在復(fù)合材料學(xué)科知識中有效融入課程思政元素與學(xué)校學(xué)科專長，使思政教育與專業(yè)教育協(xié)同共振。《材料復(fù)合原理》課程是復(fù)合材料與工程專業(yè)的核心課程，課程內(nèi)容包含材料復(fù)合理論、復(fù)合材料界面理論和復(fù)合材料性能復(fù)合規(guī)律等。[4]該課程理論性、應(yīng)用性很強，具有鮮明的航空特色和工科背景，其中蘊含著豐富的思政育人元素。在課程內(nèi)容和教學(xué)過程中，融入思政育人元素和相關(guān)案例，豐富課程思政內(nèi)容，有利于重點培育學(xué)生的愛國精神和學(xué)習(xí)熱情。

一、思政元素的融入

提煉《材料復(fù)合原理》課程中的思政元素，并在專業(yè)教學(xué)中有效融入思政元素，將思想政治教育與專業(yè)教育有機融合，激發(fā)學(xué)生的專業(yè)自豪感，增強學(xué)生的職業(yè)責(zé)任感，引導(dǎo)學(xué)生樹立航空報國和科學(xué)報國的理想，引導(dǎo)學(xué)生積極參與國家重點建設(shè)，培養(yǎng)學(xué)生的行業(yè)報國精神和團(tuán)隊精神，引導(dǎo)學(xué)生形成正確的世界觀、人生觀和價值觀。

（一）增強專業(yè)自信，培養(yǎng)愛國精神

講復(fù)合材料的歷史時，利用中國古代復(fù)合材料歷史悠久，增強學(xué)生的復(fù)合材料專業(yè)自信和中國文化自信，有利于學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性的提高。例如，萬里長城千年不倒，源于中國古代的建筑工人發(fā)明糯米湯和砂漿制備的有機-無機復(fù)合膠粘劑；聞名中外的中國漆器歷史悠久，基于漆和麻纖維的完美復(fù)合；曾侯乙墓出土的戰(zhàn)國時期的戈戟長而韌，源于其木質(zhì)芯材和纏繞的復(fù)合結(jié)構(gòu)。這些都是歷史上偉大的技術(shù)創(chuàng)新。培養(yǎng)學(xué)生熱愛復(fù)合材料專業(yè)的初心。

弘揚愛國精神和艱苦奮斗作風(fēng)有利于學(xué)生擔(dān)負(fù)起時代賦予的光榮使命。[5]以科學(xué)家和企業(yè)家的光輝事跡弘揚愛國精神和艱苦奮斗作風(fēng)，激勵學(xué)生不畏艱難、勇于探索的精神，引導(dǎo)學(xué)生將愛國精神轉(zhuǎn)化為使命和擔(dān)當(dāng)。例如，在講碳纖維表面處理時，由碳纖維在國防安全和國民經(jīng)濟(jì)中的戰(zhàn)略地位，引入“師昌緒院士倡導(dǎo)并參與中國高強碳纖維的研發(fā)應(yīng)用，突破碳纖維核心技術(shù)”的事跡。在講樹脂的改性時，引入“陳祥寶院士多年來專注熱愛復(fù)合材料事業(yè)，成功開發(fā)低溫固化高性能復(fù)合材料來解決復(fù)合材料成本過高的問題，以及研制了滿足航空應(yīng)用要求的高韌性環(huán)氧、高韌性雙馬樹脂基復(fù)合材料達(dá)到國際先進(jìn)水平”的事跡。在講解碳/碳復(fù)合材料時，融入“黃伯云院士研發(fā)高性能碳/碳航空剎車材料，確保我國航空航天戰(zhàn)略安全”的事跡。在講玻璃纖維表面處理時，從浸潤劑對玻璃纖維生產(chǎn)和應(yīng)用的重要作用，融入“中國西安友基公司的任川榮總經(jīng)理帶領(lǐng)團(tuán)隊歷經(jīng)十余年的艱苦努力，研發(fā)出幾十款具有國際先進(jìn)水平的浸潤劑配方”的案例。在講樹脂基復(fù)合材料時，引入“武漢理工大學(xué)的優(yōu)秀校友民營企業(yè)家艱苦創(chuàng)業(yè)并在母校設(shè)立助學(xué)金獎學(xué)金”的故事。融入殲-15艦載機沈飛總指揮“航空報國英?！绷_陽同志的先進(jìn)事跡，引導(dǎo)航空學(xué)生堅定“讓青春在建設(shè)航空強國的火熱實踐中綻放光芒的決心”，攻堅克難、勇攀高峰、頑強拼搏、永不懈怠。

復(fù)合材料特別是碳纖維增強樹脂基復(fù)合材料，具有輕質(zhì)高強的優(yōu)點，這不僅有助于減輕飛機重量，還能提高飛機的總體性能。因此，復(fù)合材料用量是衡量飛機先進(jìn)性的一個重要指標(biāo)。通過介紹復(fù)合材料在軍用機、民用客機、無人機等飛機上的應(yīng)用比例，增強學(xué)生的航空熱情和職業(yè)責(zé)任感，引導(dǎo)學(xué)生樹立復(fù)合材料相關(guān)航空報國和科學(xué)報國的理想，充分發(fā)揮“大國工匠精神”。以熱膨脹系數(shù)小的碳/碳復(fù)合材料在衛(wèi)星上的應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生復(fù)合材料專業(yè)自豪感，積極參與航空航天研發(fā)和國防重點建設(shè)，提升自主創(chuàng)新能力。從國際空間站禁止中國加入，到中國航天人獨立自主，自力更生，取得了偉大成就，激勵學(xué)生學(xué)習(xí)載人航天精神，投身航天等重點行業(yè)的愛國情懷。從材料復(fù)合理論、復(fù)合材料界面狀態(tài)解析等方面，激勵學(xué)生認(rèn)真學(xué)習(xí)、廣泛討論、積極實踐，啟發(fā)學(xué)生研究和創(chuàng)新意識，讓學(xué)生認(rèn)識到牢固掌握專業(yè)課程知識，是今后航空報國科學(xué)強國的基礎(chǔ)。

（二）塑造創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神，培養(yǎng)節(jié)能環(huán)保安全意識

在課程思政教學(xué)過程中，注重培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)、創(chuàng)新思維方法及追求科學(xué)和創(chuàng)新的意識和精神。通過國內(nèi)外科研人員發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的科研案例，引導(dǎo)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)問題，通過已有知識來解決問題。將理論應(yīng)用于實踐，從而達(dá)到從專業(yè)基礎(chǔ)知識用于創(chuàng)新解決實際的科研攻關(guān)問題。

通過樹脂基復(fù)合材料成型加工技術(shù)的學(xué)習(xí)使學(xué)生理解“創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略”?？茖W(xué)技術(shù)越來越成為推動經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的主要力量，創(chuàng)新驅(qū)動是大勢所趨。習(xí)近平總書記指出：“實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，是加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式、提高我國綜合國力和國際競爭力的必然要求和戰(zhàn)略舉措?！蓖ㄟ^介紹創(chuàng)新型國家建設(shè)成果豐碩，天宮、蛟龍、天眼、悟空、墨子、大飛機等重大科技成果，激發(fā)學(xué)生愛國熱情和創(chuàng)新精神。

通過復(fù)合材料性能的主要影響因素以及增強體表面特性和復(fù)合材料界面結(jié)合對復(fù)合材料性能的影響的引入，激發(fā)學(xué)生對復(fù)合材料科研的興趣，激發(fā)學(xué)生樹立科學(xué)報國的理想。培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，并在課程教學(xué)過程中引導(dǎo)學(xué)生建立方法論，培養(yǎng)學(xué)生分析與解決實際問題的能力，教導(dǎo)學(xué)生培養(yǎng)良好的科學(xué)研究素養(yǎng)。培養(yǎng)學(xué)生理解個人成長與祖國前途命運和學(xué)校發(fā)展緊密相連，讓學(xué)生更加明確學(xué)習(xí)的目的、肩負(fù)的使命以及國家的重托，培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任和文化自信。鼓勵學(xué)生學(xué)好理論知識，將理論應(yīng)用到實踐中，做國家需要的研究。

在講復(fù)合材料的物理和化學(xué)性能復(fù)合規(guī)律時，結(jié)合復(fù)合材料具有可設(shè)計性的特點，強調(diào)設(shè)計的重要性和靈活性，激發(fā)學(xué)生樹立科學(xué)報國的理想。例如，通過導(dǎo)熱能力不同的原材料的選擇和組分的設(shè)計、材料結(jié)構(gòu)設(shè)計、工藝和界面控制，調(diào)控復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)，能獲得高導(dǎo)熱和高絕熱兩類截然不同的制品，從而適應(yīng)不同的應(yīng)用需求，如載人航天、深海探測、5G電子等對材料的絕熱、導(dǎo)熱、散熱提出了更高更苛刻的要求。通過復(fù)合材料可設(shè)計性的特點，激發(fā)學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)興趣，幫助學(xué)生形成基于科學(xué)原理進(jìn)行設(shè)計研究的綜合能力，引導(dǎo)學(xué)生用自己所學(xué)專業(yè)知識來為國家的建設(shè)做貢獻(xiàn)，與學(xué)生共同探討材料人的中國夢，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)敬業(yè)、艱苦奉獻(xiàn)的社會主義建設(shè)者和接班人。

以碳纖維的液相氧化法會產(chǎn)生廢液污染、部分復(fù)合材料成型方法的高能耗、復(fù)合材料廢棄物的回收再利用等，強調(diào)“保護(hù)環(huán)境，人人有責(zé)”，應(yīng)盡量選擇能減少環(huán)境污染，減少能耗的方法。人類只有一個地球，各國共處一個世界，倡導(dǎo)“人類命運共同體”意識。幫助學(xué)生形成基于科學(xué)原理進(jìn)行材料研究的綜合能力，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)敬業(yè)、艱苦奉獻(xiàn)的社會主義建設(shè)者和接班人。在講樹脂基復(fù)合材料的破壞機理時，從材料脆性斷裂以及復(fù)合材料在環(huán)境中逐漸破壞導(dǎo)致的人身安全問題，強調(diào)學(xué)生的職業(yè)責(zé)任感。告誡學(xué)生任何細(xì)小的問題都可能帶來致命的災(zāi)難，讓學(xué)生時刻銘記細(xì)節(jié)決定成敗、責(zé)任重于泰山。

（三）領(lǐng)悟人生哲理，培養(yǎng)正確三觀

在專業(yè)教學(xué)過程中，引導(dǎo)學(xué)生領(lǐng)悟人生哲理，有利于培養(yǎng)學(xué)生樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀。在講復(fù)合材料基體改性時，引入“平衡”的思想?；w材料的性能不能過強也不能過弱，中國的平衡、和諧、團(tuán)結(jié)的哲學(xué)思想、心理狀態(tài)是解決整個人類問題的關(guān)鍵。講解樹脂基復(fù)合材料性能時引入矛盾的觀點，中國傳統(tǒng)的矛盾觀特別注重和諧統(tǒng)一，對于維持人與自然的和諧統(tǒng)一，爭取不同民族和國家的和平共處，創(chuàng)造人際關(guān)系的和諧有序，構(gòu)建社會主義和諧社會等都有啟迪意義。在講復(fù)合材料界面結(jié)合機理時，從復(fù)合材料的界面結(jié)合需要適宜，不能過強也不能過弱，教導(dǎo)學(xué)生為人處世的道理，做一個有覺悟的、有智慧、能夠遵循天道規(guī)律的人。在講復(fù)合效應(yīng)時，以“材與材的復(fù)合”引申到“人與人的協(xié)作”，引導(dǎo)學(xué)生培養(yǎng)團(tuán)隊精神，樹立集體榮譽感。材料與材料的復(fù)合，取長補短、剛?cè)嵯酀?jì)、功能互補，通過不同的復(fù)合方法構(gòu)成先進(jìn)的復(fù)合材料。同樣的，人與人之間通過良好的協(xié)作，彼此尊重、相互包容、合作共贏，形成強大的團(tuán)隊集體。

在講復(fù)合材料界面破壞機理時，從內(nèi)應(yīng)力的存在是不利于復(fù)合材料性能發(fā)揮的，需要采取一定辦法盡量減少或避免，聯(lián)系到學(xué)生在學(xué)習(xí)生活中難免會遇到問題和困難，勉勵學(xué)生應(yīng)該樂觀面對并予以解決。以原材料的選擇會使復(fù)合材料出現(xiàn)不同的復(fù)合效應(yīng)，引導(dǎo)學(xué)生選擇好自己努力的方向，用正確的價值觀引領(lǐng)學(xué)生的人生走向。利用不同的復(fù)合效應(yīng)，復(fù)合材料具有可設(shè)計性。各種原材料都有各自的優(yōu)缺點，組合上可能出現(xiàn)不同的復(fù)合結(jié)果。所以選擇材料非常重要。例如，沙子是分散的顆粒材料，本身并不能作為結(jié)構(gòu)材料承受外力；而水泥的強度并不高，但具有粘接作用，將兩者復(fù)合在一起可以制備混凝土，用來建造高樓大廈。而對于人們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｓ玫拇竺缀推?，如何將它們結(jié)合在一起，實際上產(chǎn)生了基本無用的東西。引申到生活中選擇和誰在一起的確很重要。通常，和勤奮的人在一起，不會懶惰。和積極的人在一起，不會消沉。和智者同行，會不同凡響。和什么樣的人在一起，就會帶來什么樣的人生。在此引導(dǎo)學(xué)生正確的選擇自己的人生方向。

二、課程思政的教學(xué)方法改革

第一，采用多元化教學(xué)方法，強化專業(yè)知識講授與課程思政教育的融合。在課堂教學(xué)中，采用啟發(fā)式教學(xué)法、案例分析教學(xué)法、課堂研討法、實物演示法、創(chuàng)設(shè)情境法等多元化的教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生思考和感悟，層層深入推進(jìn)課程思政建設(shè)。根據(jù)課程內(nèi)容和授課進(jìn)度，結(jié)合歷史、時事等與專業(yè)課程相關(guān)的背景，適時提出復(fù)合材料與工程專業(yè)相關(guān)問題。教學(xué)方法上準(zhǔn)備中國高鐵、C919民用客機、嫦娥探月工程、航天載人飛船等案例，讓學(xué)生對我國先進(jìn)制造取得的成果發(fā)表感想，將家國情懷、民族自信、不畏艱難的思想深植于學(xué)生腦海中。

第二，應(yīng)用信息化技術(shù)，創(chuàng)新教學(xué)手段，開展線上線下混合式學(xué)習(xí)。重視信息化技術(shù)在思政教學(xué)中的應(yīng)用。在復(fù)合材料結(jié)構(gòu)模型與結(jié)構(gòu)設(shè)計、材料組分與微觀結(jié)構(gòu)、物理性能與化學(xué)性能復(fù)合規(guī)律等與復(fù)合材料有關(guān)原理的講解中，采用研究路線圖、結(jié)構(gòu)模型、虛擬仿真動畫和實驗操作視頻等信息化技術(shù)，加深學(xué)生對原理性和理論性知識的理解和掌握，并以復(fù)合材料理論和應(yīng)用研究植根航空強國情懷。積極借助校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺、 “MOOC”“超星爾雅”、課程微信群等，將思政領(lǐng)域與專業(yè)領(lǐng)域的內(nèi)在聯(lián)系內(nèi)容以微視頻、短時評或者建模討論的形式呈現(xiàn)，達(dá)到高效互動。同時，在校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺上，建立查看學(xué)生預(yù)習(xí)、討論互動和課后作業(yè)等情況的通道，并設(shè)計網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)激勵制度。

第三，創(chuàng)新教學(xué)考核方式，增加“課程思政”的考核體系。課程考核成績主要由課堂研討、單元測試、實驗方案設(shè)計、期末考試等多方面成績組成。將課程思政考核指標(biāo)納入各個考核環(huán)節(jié)，如，參與線上線下思政活動的出勤率；參與課程思政討論和發(fā)表看法的次數(shù)；撰寫思政論文或報告等。期末試卷設(shè)置課程思政的考題，如，設(shè)置復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計和許用應(yīng)力相關(guān)的計算題，強調(diào)計算的準(zhǔn)確性和規(guī)范性，考核學(xué)生的客觀嚴(yán)謹(jǐn)分析能力和工程職業(yè)責(zé)任意識；設(shè)置優(yōu)化復(fù)合材料結(jié)構(gòu)性能和功能性能的綜合分析題，要求從材料應(yīng)用問題出發(fā)找到性能優(yōu)化解決方案，考核學(xué)生的邏輯思維和創(chuàng)新思維能力。對于積極參與教師課題、學(xué)術(shù)競賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐等課外活動的學(xué)生，可以適當(dāng)增加其平時成績，以激勵更多的學(xué)生參與課外實踐。

三、課程思政的實施效果

復(fù)合材料具有復(fù)合效應(yīng)、可設(shè)計性、材料與結(jié)構(gòu)的一致性等特點，這使得任何復(fù)合材料的使用都離不開“材料與結(jié)構(gòu)的設(shè)計”和“設(shè)計與制備的統(tǒng)一”。學(xué)習(xí)該課程可以掌握材料復(fù)合相關(guān)原理以及復(fù)合材料設(shè)計基本方法。從復(fù)合材料工程問題出發(fā)，培養(yǎng)工程意識，提高發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，空間思維和設(shè)計表達(dá)的能力，綜合應(yīng)用和實踐能力，建立了應(yīng)用材料復(fù)合原理進(jìn)行復(fù)合材料設(shè)計和制備的全局觀。

在材料復(fù)合原理的學(xué)習(xí)和應(yīng)用中，學(xué)生針對工匠精神以及復(fù)合材料設(shè)計過程中要求的嚴(yán)謹(jǐn)、一絲不茍有了更好的理解。在教學(xué)過程中不僅注重學(xué)生知識的普及，還注重培養(yǎng)學(xué)生的愛國情操。課堂互動高效，教學(xué)效果明顯。相信學(xué)生對于復(fù)合材料的復(fù)合效應(yīng)的知識在航空、交通、工業(yè)、國防等領(lǐng)域的應(yīng)用能夠有更為直觀的認(rèn)識與體驗，進(jìn)而激勵學(xué)生在生活中也積極思考，從而能夠科學(xué)地規(guī)劃自己的行為，做出理性的抉擇。給學(xué)生樹立勇于拼搏、善于堅持、迎難而上、不畏艱難的正面典型。培養(yǎng)學(xué)生敬業(yè)核心價值觀，理解理想信念的含義與作用、理想信念對學(xué)生成長成才的重要意義。同時增加復(fù)合材料學(xué)生的專業(yè)自信心和自豪感，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)文化知識的興趣，從而更好地保衛(wèi)和建設(shè)祖國。

整體上，材料復(fù)合原理課程達(dá)到了預(yù)期的專業(yè)教育和思政教育相融合的目的，起到了專業(yè)課程的思想育人作用。但課程思政教學(xué)中也存在一些不足：（1）由于課程學(xué)時較少，課程中涉及的思政內(nèi)容不能太多。后期將對課程思政的關(guān)鍵點再進(jìn)一步優(yōu)化，形成“課內(nèi)教導(dǎo)、課后應(yīng)用、線上討論”等多位一體教學(xué)方式，多方位進(jìn)行思政學(xué)習(xí)和教育，提高育人效果。（2）雖然課程中涵蓋部分航空育人思政教育，但是并沒有突出航空院校的辦校特色和復(fù)合材料的專業(yè)特色，后期將增加更多的航空特色思政元素，有效融入到專業(yè)課程教育中，重點培育學(xué)生的航空強國精神和工程素養(yǎng)。

四、結(jié)語

將課程思政元素與《材料復(fù)合原理》專業(yè)理論教學(xué)深度融合，可以潤物細(xì)無聲培育學(xué)生的航空報國、科學(xué)報國精神，塑造創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神，培養(yǎng)節(jié)能環(huán)保安全意識，讓學(xué)生樹立正確的三觀，在教學(xué)中踐行不忘立德樹人初心，牢記為黨育人、為國育才使命。