金属材料工程专业课程思政的探索与实践——以“金属固态相变原理”课程为例.pdf

西部素质教育2023 年 9 月第 9 卷第 17 期金属材料工程专业课程思政的探索与实践以“金属固态相变原理”课程为例常剑秀，张骁勇，刘文婷，刘艳明，赵文文，雒设计（西安石油大学，陕西 西安，710065）“金属固态相变原理”是金属材料工程专业材料热处理方向的核心课程，主要向学生介绍钢在加热和冷却过程中的组织转变及其原理，重点论述金属固态相变机理和相变产物的物理实质，注重以材料工艺、组织、性能间的内在规律为主线展开金属材料工程专业人才培养。作为一门经典的工科课程，该课程长期以来存在思政教育与专业教学分离的现象。这就导致在教育理念上，教师不能正确认识知识传授与价值引领之间的关系，这是教师教育理念的重要缺失；在人才培养上，课程蕴含的独特思想政治资源没有得到充分挖掘，这是宝贵精神财富的浪费1-2。金属材料工程专业培养的人才将进入国家石油石化、基建、航天等领域，在国家建设中起到巨大作用。故充分挖掘该课程蕴含的特色思政素材，无论对学生、教师、学科，还是国家建设，都将大有裨益。本文将介绍教学团队在“金属固态相变原理”课程思政方面的探索与实践。一、金属材料工程专业课程思政教学总体思路课程思政建设的基础在课程，没有好的课程建设，课程思政就将成为无源之水、无本之木。为此，尊重课程建设规律，切实强化课程建设管理是课程思政建设的根本基础。课程思政建设的重点在“思政”上，没有好的思政教育功能，课程教学就会失去“灵魂”、迷失“方向”，从而导致课程教学中知识传授、能力培养与价值引领之间存在割裂，甚至产生冲突3。在课程思政开展中，具体的思政案例挖掘和引入方式固然重要，然而完备的总体设计才是课程思政可以顺利实施的保证。鉴于近年来工程教育专业认证在金属材料工程专业的开展，结合 OBE 理念及课程特色，本课程进行了课程思政教学整体设计，将课程思政建设与学科体系构建工作紧密结合。首先，修订专业人才培养方案。对照专业认证标准，在课程目标中明确增加立德树人目标，在培养方案中明确相关要求。其次，完善课程大纲。充分挖掘梳理课程中蕴含的思政元素，在课程教学大纲中融入课程思政目标，合理设计相应教学环节，将思政元素融入学生的学习内容，体现在学生的考核中，使严谨、严肃的科学知识具有一定的价值取向和人文关怀温度。再次，改变教师教书育人理念，可为专业课教师和思政课教师搭建有效的沟通交流平台，进而通过业务学习、定期讨论等途径，增强团队教师育人意识，提高教师的思想政治素养，引导团队教师树立课程思政理念，积极主动地把思想引领和价值观塑造融入课程教学。最后，建立完备的管理评价体系。在教学过程管理和教学质量评价中将价值引领作为重要监测指标，采用科学手段评价课程思政教育效果。通过一整套自上而下的课程思政总体设计，将思想价值引领贯穿培养方案、课程大纲、授课计划、课堂教学、教学评价等教育教学全过程，可促进教学与育人携手前进，实现专业知识技能传授、学科能力培养与人生价值引领的有机统一。二、金属材料工程专业课程思政教学实践（一）课程思政元素挖掘在良好的整体设计下，充分挖掘课程蕴含的思政元素，探索行之有效的教学方式，是进行课程思政的重要手段4。本课程在开展课程思政过程中，以坚定理想信念、培养爱国情怀和工匠精神为主线，系统进行爱国教育、心理健康教育、人生哲理教育，达到了将知识传授与价值引导有机统一的效果，践行了全课程、DOI：10.16681/ki.wcqe.202317013作者简介：常剑秀（1989），女，副教授，博士。研究方向：高温合金材料学。注：本文系西安石油大学研究生精品案例库项目“油气管强韧理论及安全评价案例库”（编号：2023-X-YAL-001）；西安石油大学课程思政示范课程项目（编号：KCSZ2022008）；西安石油大学校级线上线下混合式一流课程建设项目（编号：YLKC2022034）；陕西高等教育教学改革研究项目“新工科背景下金属材料工程专业人才培养模式的构建与实践”（编号：21BZ041）。摘要：为了培养德智体美劳全面发展的人才，文章以“金属固态相变原理”课程为例，首先阐述了金属材料工程专业课程思政教学总体思路，然后论述了金属材料工程专业课程思政教学实践。关键词：课程思政；金属材料工程专业；“金属固态相变原理”课程中图分类号：G641文献标志码：A文章编号：2095-6401(2023)17-0049-04西部素质教育2023 年 9 月第 9 卷第 17 期全员育人理念，实现了立德树人教育目标。1.注重挖掘具有学科特色的思政元素，实现课程思政与专业思政有机融合。课程思政是人才培养的价值引领，也是行动指南。“金属固态相变原理”课程主要向学生介绍钢在加热冷却过程中的组织转变及其原理，课程内容不仅涉及大量的理论研究，而且与钢铁冶炼、制造及其工程应用息息相关，蕴含丰富的思政元素。故在进行课堂教学及线上资源建设时，教师可通过相关案例强化学生对科学研究的兴趣，将强国梦根植于学生心中，激发学生的国家荣誉感5。今时今日，我国的工业已发展成门类齐全、科技含量高的完整工业体系，在世界工业体系中占据重要地位，然而这样的成绩并不是轻易可以达到的。中华人民共和国成立初期，百废待兴，国家贫困、技术落后、工业基础薄弱，民生保障和科技发展远远落后于发达国家。国家的工业发展离不开先进的钢铁材料，建筑、铁路、航空航天、船舶等工业发展都与钢铁材料的发展息息相关。正是在一大批科学家和工程师的艰苦奋斗下，我国的钢铁材料发展取得了举世瞩目的成就，为国家建设贡献了力量。故教师可结合课程内容，从我国工业的发展史、艰苦奋斗的科学家、领先的科学技术等方面引入思政案例。目前，课程挖掘的相关思政案例如表 1 所示。表 1 具有学科特色的课程思政案例教学内容思政案例思政切入点思政升华点珠光体的性能我国锅炉工业的发展珠光体钢因其优异的综合性能被广泛应用在锅炉工业设备中。例如，锅炉管用钢、转子用钢和气包用钢都是珠光体钢我国的锅炉技术虽起步较晚，但经过几代人的努力，已逐步赶超国外，教师可以此勉励学生“幸福是奋斗出来的”马氏体相变的特征我国航空航天工业的发展形状记忆合金是马氏体相变可逆性的成功应用案例。形状记忆合金的一个重要应用是航天器中的卫星天线教师可向学生介绍我国的航空航天事业是如何实现从无到有、从有到强的，由此对学生进行爱国主义教育贝氏体相变机理柯俊与贝氏体转变的“切变学派”柯俊首次提出了钢中贝氏体相变的切变位移机制，后来在国际上形成了贝氏体转变“切变学派”，柯俊是其代表人物艰苦奋斗、积极探索是许多中国科学家的共同特点。教师通过介绍科学家的故事，激发学生勇于创新、积极探索贝氏体的性能中国铁路的发展我国方鸿生教授在 20 世纪 70 年代研发出了 Mn-B 系贝氏体钢，大幅度降低贝氏体转变温度。贝氏体钢因具有优异的强韧性，是铁路辙叉最合适的材料教师可引申至我国的超导磁悬浮技术及永磁材料研究成果，以这些处于国际前沿的科技成果，激发学生的民族自豪感和积极求索的兴趣，培养学生报效祖国的爱国情怀2.注重挖掘有关工程道德教育的思政元素，将工程道德教育与专业知识教育有机融合。金属材料工程专业毕业生广泛分布在航空航天、大型机械、石油石化等领域。在工程实践中，工程事业发展不可避免会带来破坏环境、公共安全、工程经济等方面问题。一个合格的工程师，除了需要运用掌握的专业知识完成工程任务，还应具备良好的职业道德6。对于工科大学生来说，工程道德教育既是思政教育又是专业教育。只靠思政教育课程是无法提高工程道德教育成效的。而缺少工程道德教育，对于专业、学生及行业来说存在很大隐患7-8。金属固态相变原理研究的是钢在加热和冷却过程中的转变，整个过程中涉及多种热处理装备，如大型热处理炉、燃气式热处理炉、井式渗碳炉等工业热处理装备。这些大型装备在使用过程中会涉及能源使用和废弃物排放，即要从铁矿石变成钢铁，要经历开采、选矿、冶炼、锻压、轧制等多种工序，整个工序会出现自然环境破坏、资源消耗、资源回收利用、大气污染与防治等问题。对此，我国一直坚持可持续发展道路，坚持“绿水青山就是金山银山”。近年来，国家大力整治矿冶开采和钢铁冶炼行业，取得了显著成效。这些成效的获取不但来源于国家保护环境的坚强决心，也有很多先进科技成果的贡献。课堂中，教师可以向学生介绍一些典型整改案例，如表 2 所示，增强学生的责任感，使其认识到环保的重要性，坚持走可持续发展的道路。西部素质教育2023 年 9 月第 9 卷第 17 期3.注重挖掘具有人文精神的思政元素，将人文关怀与专业知识教育结合起来。提到思政，曾经有狭隘的观点将课程思政中的思政元素等同于又红又专、旗帜鲜明的思政课知识，误认为课程思政就是把思想政治教育的范围扩大。其实课程思政中的“思政”指的是挖掘课程中的育人元素，即课程中蕴含的钻研精神、科学理念、人文关怀等9-10。将课程思政与对学生的人文关怀结合起来，是实现专业课程育人的重要方法。如今，很多高校的教育过于看重专业知识教学，忽视了大学生人格塑造和情感方面的教育，对学生缺少人文关怀11。大学生在成长过程中会遇到各种困惑和难题，如人际交往、消费、择业、恋爱等，对此，专业课教师应及时了解和掌握学生的心理状况，并利用课堂教学强化学生的心理素质，使学生具有健全的人格和健康的心态。“金属固态相变原理”是一门蕴含丰富“人文思政”的自然学科，充分挖掘该课程中的思政元素，可在进行专业教育的同时对学生进行人生观及价值观的教育。上课时，教师依托材料学现象或规律引入哲学思想，并将其与学生的日常学习和生活相结合，可便于学生理解和接受。同时，本课程作为金属材料工程专业的专业基础课，教师在挖掘思政元素时要侧重挖掘强化人文情怀、科学素养和工匠精神等体现专业特色的元素，兼顾课程思政与专业思政的融合，如表 3所示。在课后教师与学生进行交流互动时，较多学生会主动谈及在思考人生等方面深受启发，可见学生对这种将思政元素融入学科的教学方式十分认同。表 2 具有工程德育特色的课程思政案例教学内容思政案例思政切入点思政升华点案例分析课：奥氏体化对组织性能的影响工程师职业道德和社会责任感S135 钢级钻杆是采油装备中常用的钻杆材料，在使用中承受着复杂交变应力、磨损和腐蚀介质作用，工况极为复杂，在钻井过程中，钻杆任何部位的失效都会造成严重后果，甚至使井报废大型设备的选材及质量检测是保证安全生产的关键环节，作为未来的工程师，金属材料工程专业毕业生应该具有职业道德和社会责任感案例分析课：淬火和回火工艺与组织热处理行业的可持续发展之路当前汽车及飞机所用的钢件几乎都经过了淬火处理，为了满足各种不同零件的技术要求，发展了非常多的淬火工艺，但是随之而来的由淬火产生的烟气问题也不容忽视新技术的发展要对环境负责，坚持可持续发展道路，坚持“绿水青山就是金山银山”表 3 具有人文关怀特色的课程思政案例教学内容思政案例思政切入点思政升华点调幅分解调幅分解与透过现象看本质调幅分解时发生上坡扩散，从表面上看这是不可能发生的，但分析其本质会发现，这不是成分驱动，而是活度驱动生活和工作中的许多事情看似困难重重，实则是被表面现象所迷惑。只要透过现象看本质，抓住主要矛盾，问题便可迎刃而解珠光体转变机制晶体缺陷与“柳暗花明又一村”珠光体转变时，优先相往往在晶界上率先形核，因为晶界是晶体中的缺陷区域，可为形核提供额外的驱动力人生同样如此，“不完美”“不顺心”时，往往也是成长驱动力最大的时候。最艰难的时刻挺住了，就会发生质的飞跃马氏体转变机理马氏体与团队协作马氏体相变温度较低，原子无法扩散，相变阻力较大。金属通过惯习面及“切变”这种原子集体运动的方式进行相变当学习和生活遇到困难时，应百折不挠、灵活应对。同时，应当看到团队协作的力量，引导学生加强和教师、同学的沟通交流回火时机械性能的变化回火脆性与独立思考回火是提高淬火钢综合力学性能的有效手段，但如果回火时温度选择不当，反而会导致钢的冲击韧性急剧下降任何事物都有双面性。当今时代是互联网及自媒体爆发的时代，信息量巨大且良莠不齐。作为有学识、有担当的大学生，在上网时应注意鉴别、独立思考（二）课程思政引入方式及考核设计1.注重思政融入方式的多样化，建立线上思政资源库。在充分搜集思政案例的基础上，教师要采用学生喜闻乐见的方法将思政案例引入课堂，是课程思政教学的又一关键环节。为了找到行之有效的教学方法，教学团队首先对不同章节适用的引入方式进行了分类。有的章节理论知识较为集中，便可采用动画或视频引入方式，如马氏体转变的机理、奥氏体转变的机理等。有的章节侧重材料性能的介绍，与工程应用更为贴近，便可采用案例分析或小组讨论法展开教西部素质教育2023 年 9 月第 9 卷第 17 期学。此外，教学团队还搭建了专业课教师与辅导员的沟通平台，在与辅导员的沟通中，专业课教师对学生的性格特征、交流方式等有了更深入的了解，设计的思政教学方式更加贴近学生的生活，进一步提高了学生对思政教育的接受程度。本课程思政教学方式有点拨启发、小组讨论、案例分析、社会调查等。课堂上教师以点拨启发、小组讨论、案例分析等融入方式为主，课后以社会调查等方式为主。融入方式上要注重创设情境，教学活动设计要注重兼顾知识和能力目标达成的整体性，话题设计则应以开放性问题为主，力争做到融入的方式自然恰当。此外，根据思政内容的不同，教学团队在超星学习通上建立了三类思政资源库，对课堂上的思政点进行了拓展。例如，在马氏体的特征一节中，课堂上教师与学生探讨了中国航天事业的发展，线上资源库会配套设置一系列相关的视频及小游戏，要求学生进行课后学习。以视频、小游戏等学生喜爱的形式呈现相关资源，能强化学生对思政内容的吸收。2.设计具有可操作性且教学效果可量化的评价体系。如何对课程思政进行有效考核，是实施课程思政的难点之一。课程思政效果评价旨在探究学生专业知识和价值观念是否增值，观察课程思政教学设计和实施的合理性，以便进行改进，从而增强课程思政教学设计的完备性。教学团队结合金属材料工程专业人才培养方案，梳理课程中与之相匹配的契合点，以此为依据，精心设计了几个“学习成果”及各自评价指标，并通过学生自我评价、小组互评、线上线下考核相结合的方式对课程思政效果进行全方位评价。首先，学生要在课堂讨论、案例分析、社会调查中以口头或文字的方式叙述自己对于家国情怀、心理健康、人生规划等的思考，充分发挥评价主体的作用，以便更好地了解自己，进行自我反思、自我调节。通过案例中学生的感悟，教师可以深度剖析学生对于课程思政的吸收情况，同时获得第一部分量化考核数据。其次，采用小组互评的方式对学生的思政学习成果进行量化评价。他人不同角度的评价可以获得更全面、更客观的数据，同时学生在互评过程中也可以进一步剖析自身的优势与不足，不断改进与发展。最后，线上思政案例学习环节可以记录学生的学习时长及互动游戏完成情况，得到量化评价结果。同时，线上数据能反映出学生对课程思政各个案例及素材的喜好程度，帮助教师优化课程思政教学。这三部分的加权成绩为学生课程思政的总成绩，整个考核环节可操作性强，评价角度全面，效果良好。三、结语目前，除了金属材料工程专业课程，其他专业的“金属热处理”课程也采用了这种课程思政模式，且共享线上思政资源库。从教学过程的数据统计来看，大部分学生能够借助线上教学资源进行有效学习，课堂参与程度较高，在线讨论活跃，且课程思政的接受度很高，大多数学生都能加入热爱祖国、心理健康、人生哲理、人生规划等话题的讨论。在课后教师与学生交流互动时，较多学生会主动谈及在思考人生、如何正确树立工程师社会责任感等方面的感受，可见学生对于将思政元素融入学科、融入专业的教学方式十分喜爱。目前，“金属固态相变原理”课程已获批校级课程思政建设示范项目，这充分反映出该课程的思政元素接地气，讲授方式行之有效。“金属固态相变原理”是金属材料工程专业的核心课程，学生学好这门课程不但是学好专业课的基础，也是以后工作中的重要帮手。在传授专业知识的同时，教师应以春风化雨的方式讲好爱国故事、当好学生的人生导师，充分发挥课程在人才培养中的核心地位，这无论对学生、教师、学科，还是国家建设都将大有裨益。参考文献：1 高德毅,宗爱东.从思政课程到课程思政:从战略高度构建高校思想政治教育课程体系J.中国高等教育,2017(1):43-46.2 吴月齐.试论高校推进“课程思政”的三个着力点J.学校党建与思想教育,2018(1):67-69.3 李国娟.课程思政建设必须牢牢把握五个关键环节J.中国高等教育,2017(增刊 3):28-29.4 邱仁富.“课程思政”与“思政课程”同向同行的理论阐释J.思想教育研究,2018(4):109-113.5 邱伟光.课程思政的价值意蕴与生成路径J.思想理论教育,2017(7):10-14.6 曹群,刘艳,王玫.环境监测课程中的激情教学与职业道德教育教学模式之探讨J.教育教学论坛,2013(20):82-84.7 孙虎,傅小明,杨在志.金属固态相变原理 课程思政建设的思考与探索J.广东化工,2019,46(20):180,190.8 夏嵩,王艺霖,肖平,等.土木工程专业教育中工程伦理因素的融入:“课程思政”的新形式J.高等工程教育研究,2020(1):172-176.9 陈倩.高校课程思政建设的困境与机制创新J.现代商贸工业,2021,42(30):117-118.10 唐光义,高俊锋,李继革.课程思政在专业课程中的实践探索:以软件项目管理 课程为例J.高教学刊,2019(19):103-105.11 李慧,王章硕,范瑞刚.大学生思想政治教育的人文关怀探讨J.大学,2022(24):164-167.