工科专业课程思政建设探索*——以材料分析技术为例

曾广根 吴家刚 黎 兵

“课程思政”已成为新时代振兴本科教育与提高人才培养能力的重要着力点。专业课程是体现人才培养的最具特色的课程体系,以传授专业知识和专门技能为目标,具有一定时期内基础知识内容的稳定性和前沿内容的动态性,专业课程是建设工程教育强国的有力支撑。建立育人全过程的课程思政融合机制,实现专业课+思政教育协同效果,是高校亟待解决的一项长期教育改革的重大课题。目前影响高校专业课程思政建设的因素较多,主要集中在专业任课教师开展课程思政能力不足,缺乏完整的系统支持,应对专门课程的特色教学手段单一,理论与实践教育脱节,提取思政要素并融入课堂教学困难等方面。因此,工科的专业课程思政建设,一定要体现专业特色,依托行业背景,在成体系的专业课程设置上,尤其需要注重课程教学内容、教学方法的改进和优化。针对课程培养目标的实现,在制定教学大纲时,要挖掘课程所蕴含的思政教育“显性”与“隐性”元素,抓好课程、思政、教师、院系、学生五个关键环节,并融入课堂内外教学的各个方向,在教学设计与规划、教学理念与模式、教学运行与评估中,重视专业人才业务能力的提高,实现思政教育与专业知识教育同向同行。

“材料分析技术”课程是四川大学材料科学与工程学院的核心专业课程,2022 年被认定为四川省省级思政示范课程,有力地服务于“新工科”背景下材料类创新人才的培养,在课程思政建设方面一直进行着积极的探索和实践。但是现有的各种分析技术之间不成系统,且名目众多,缺乏统一的规划,虽然有先修课程的要求,但与其他课程互动较少。如何立足专业课程的教育,满足学生专业成长发展的需求和期待,守好专业课程教育这一段“渠”,种好材料分析技术的“责任田”,使专业课程与思想政治教育形成协同效应,一直是大家思考的问题,也是积极探索课程思政建设方法与模式的最大动力。“材料分析技术”课程面向大三的学生,处于基础教学与专业教学的转型期,是专业核心课程教学的主战场,课程融入了大量的先修课程知识,是教学的制高点和融合部,同时该课程由一线专业教学教师主讲,能够极大地将教学与科研实践结合,与学科前沿结合,与工程应用结合。课程教师认真分析了当时的情况,认为本门课程建设思政具有天时、地利、人和的条件,能够将专业知识的传授与提高学生内在德行和综合素质相结合,在潜移默化中完成价值导向,在同频共振中实现立德树人。本着先设计再运行再评估的顺序,边建设边改进边提升的思路,在以下几方面进行了有益的探索和实践。

“材料分析技术”属于国家一流本科专业“材料科学与工程”和“新能源材料与器件”的基础必修课程,具有综合性和交叉性强、技术体系丰富、专业覆盖范围广的特点。课程立足构建一个开放的思政建设与现代材料分析方法的理论体系及应用例证的紧密结合。在知识传授方面,使课程知识系统化,在能力培养方面,使综合应用实践化,并能接受不断出现的新型分析技术,有效地服务双一流高校创新创业拔尖人才的培养。

在进行课程设计时,立足专业课程教育和学生所在专业特点,积极融入课程思政建设的各大要素,通过整合学院资源,建立并实施了理论+试验和课堂+实践的教学模式,满足学生专业成长发展的需求和期待,弘扬社会主义核心价值观。在课堂内外的教学运行过程中,把马克思主义立场观点方法的教育与科学精神的培养结合起来,提高学生正确认识问题、分析问题和解决问题的能力;
充分利用线下线上+课堂内外资源,使专业课程与思想政治教育同向同行,将显性教育和隐性教育相统一,形成协同育人效应,构建全员全程全方位育人大格局;
强化受训学生测试分析的工程伦理教育,培养学生精益求精的大国工匠精神,激发学生科技报国的家国情怀和使命担当,赓续新时代立德树人的初心使命。

结合四川大学的办学定位、材料类专业的特色和“材料分析技术”课程的特点,本课程充分利用思想政治教育和实验实践教育的资源,以知识传承结合价值塑造,在创新课程思政建设模式和方法路径方面进行了以下教学实践:

(一)科学精神和创新精神贯穿材料分析技术发展的教学

“材料分析技术”课程是材料设计、材料制备及材料表征三大类的课程之一。需要指出的是,材料设计的重要依据来源于对材料的物化特性的分析,材料制备的实际效果必须通过材料物化特性的分析进行检验。因此,可以说材料科学的进展极大地依赖于对材料性质分析的水平提升,而能够体现材料分析水平的,除了专门精密的仪器设备外,还有就是对每种测试技术的深入理解和综合应用。本课程在内容编排上包括了材料的组分、结构以及微观形貌等表征技术的发展背景、基本原理、仪器结构、测试过程、测试结果的分析处理以及方法的典型应用等几方面。在每种测试技术的每部分知识布局中,课程强调了以各种材料分析技术的发展历程为主线,导入各种技术的关键突破,以实际应用为重点掌握内容,同时介绍了我国在各行业中的典型成就。在测试技术专业知识的讲授中,传递刨根问底、深入思考、精心准备、严谨求证的科学精神。在课堂上通过建立原理性的教学演示模型,培养学生善于观察、善于发现的习惯,树立正确的学习观和价值观。在授课时,特别注重以各种分析技术在面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康等方面的重要作用为抓手,传递我国在科技发展与进步中的制度自信、政策自信、技术自信和产业自信。引导学生正视国内外发展的差距,激励学生不断地向基于分析测试的科学技术广度和深度进军,传递改革创新、责任感与使命感的时代精神。比如通过介绍中国近代物理学研究的开拓者和奠基人之一吴有训院士等老一辈科学家在现代分析技术领域中勇于探索、攻坚克难、无私奉献、服务人民、爱国敬业的优秀事迹,强化学生运用所学知识建设祖国的责任感和使命感,坚定为国奉献的理想信念。邀请校内外优秀专家或校友走进课堂现身说法,讲述其在测试技术行业中的拼搏奋斗、梦想精神与家国情怀,强化学生崇尚优秀、砥砺奋进的习惯,塑造良好的榜样力量。

(二)诚信精神和严谨精神贯穿材料分析技术应用的教学

以材料分析技术的应用案例为主线,强化材料分析技术在科学研究中的作用,在工程技术中的应用,在日常生活中的作用,传递独立思考、开拓进取、奋发有为、持续创造的精神,培养学生善于应用、善于贯通的习惯,增强责任感和使命感。特别引导学生区分典型性与非典型性样品的选取、选择针对性与普遍性分析手段的策略、梳理个体差异与平均测试数据的取舍和处理,以生动的正面案例和反面案例进行说明,塑造严谨科学、诚信创新、实事求是的科研精神。

(三)合作精神和工匠精神贯穿材料分析技术实践的教学

本课程介绍了11 种基本的测试分析技术,同时,结合各种测试技术的原理分析,进行课外探索,专门设置了40 学时的课堂实验实践训练,包括《扫描电镜形貌测试》《光致发光光谱测试》《原子力显微镜测试》和《X 射线荧光分析测试》等,涉及4 个大型仪器设备。同时结合承担的学校和省上教改项目,为学生开设面向测试分析的课内探索实验。充分利用第二课堂,引导学生开展各种测试技术或方法的原理性验证。比如在讲述分光光度计时,采用PBL 教学模式,通过学生利用身边废弃光盘和纸盒自制简易光谱仪,实现对不同光源分光效果的观测,学生通过PPT 等方式进行实物展示,教师及其他学生进行现场点评。整个汇报过程立足教学重点,以课堂内外协同教学为手段,引导学生综合运用所学知识进行沉浸式学习。

在各类课程实践中,以学生自主动手为主线,传递遵守规范、分工协作、小心谨慎、勇于担当的理论联系实践的精神,培养学生善于联想、善于融合的习惯,塑造探索精神和工匠精神。让学生带着疑惑、带着兴趣、带着目标进行实践操作,并反馈专业知识的融合,加强理论与实践的联系,提升课程思维与实践思维的融合,思政实践导入教学模式的创新性明显,增强学生对测试行业的感知与认同,强化学生团结协作、勇于担当的品质塑造。在实践教育过程中,弘扬创造精神、奋斗精神、团结精神、梦想精神、科学精神等民族精神与时代精神谱系,增强学生对我国测试技术与工程的自信。

(四)奉献精神和梦想精神贯穿材料分析技术升华的教学

以行业优秀专家和校友走进课堂现身说法为主线,结合我国优秀的材料分析科学家、技术人员的典型事迹以及新中国在包括材料分析领域的各种进步,传递艰苦奋斗、攻坚克难、服务人民、奉献社会的人生观,培养学生崇尚优秀、砥砺奋进的习惯,塑造良好的榜样力量。

在建设初期,“材料分析技术”课程就实施了多元化、全过程的考核评价机制,考核形式多样,重点考核学生的诚信意识、创新意识、实践意识、学习积极性、学习态度、学习投入、学习成效以及对我国材料分析技术取得的成就和制度优势的认识,对社会主义核心价值观的理解和感受。同时,课程教学团队坚持互相听课并及时评价,定期进行教学研讨,以评促改,并以学生过程及期末评教为中心,结合校院两级教学督导评价,及时进行反馈提升,以评促建。

本课程思政教学改革的成效,已经在主讲教师承担的其他课程中应用,包括本科课程和研究生课程,比如“电子封装材料”“电子陶瓷与器件”“太阳电池原理与设计”“材料制备及原理”等,达成很好的应用推广效果;
本课程思政教学改革的成效在校内外其他单位的课程教学中也进行了示范辐射,比如校内化学、化学工程、机械工程等工科学院课程,以及兄弟院校相关工科课程。校内外同行和学生对本课程内外思政与课程无缝融合、理论与实践紧密结合的思政教学改革成效高度认同,给予了好评。

经过以上几方面的探索实践,已经形成了长效的课堂讨论模式,长效的课内实验模式,长效的课外实践模式,长效的专家进课堂模式。

工科专业的课程思政建设,需要立足专业知识的特点,整合课堂内外各种教学资源,引入包括PBL 在内的各种学习方法,充分调动教师的积极性和学生主动学习的热情,开辟第二课堂,将思政要素融入课程知识,融入实验实践,融入行业发展,融入国家战略,以专业知识讲授提升学生的综合素质,以课外知识的获取提升学生的内在德行。通过理论+实践全过程的立德树人和价值导向,实现师生相向协同发展,教学相长同频共振的课程思政建设目标。在爱国主义核心价值导向下,进行材料分析技术方面创新知识的传承,在实现课程目标的基础上,在潜移默化中弘扬社会主义民族精神与时代精神,增强对我国各项现代测试技术发展的认同感、自豪感、责任感和紧迫感。

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