閆毅，顏靜，姚東東

西北工業(yè)大學化學與化工學院，西安 710129

2016年12月7日，習近平總書記在全國高校思想政治工作會議上強調(diào)：要用好課堂教學這個主渠道，提升思想政治教育親和力和針對性，滿足學生成長發(fā)展需求和期待，使各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協(xié)同效應(yīng)[1]。為了把思想政治教育貫穿人才培養(yǎng)體系，全面推進高校課程思政建設(shè)，發(fā)揮好每門課程的育人作用及提高高校人才培養(yǎng)質(zhì)量，教育部于2020年5月28日印發(fā)實施《高等學校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》（以下簡稱《綱要》）[2]?；瘜W是一門實驗性學科，在課程的講授過程中更應(yīng)該注重學生核心素養(yǎng)的全方面培育，落實立德樹人，實現(xiàn)價值引領(lǐng)和知識傳授的同頻共振?！毒V要》明確指出：專業(yè)實驗實踐課程，要注重學思結(jié)合、知行統(tǒng)一，增強學生勇于探索的創(chuàng)新精神和善于解決問題的實踐能力。對于工學類專業(yè)課程，要注重強化學生工程倫理教育，培養(yǎng)學生精益求精的大國工匠精神，激發(fā)學生科技報國的家國情懷和使命擔當。

高分子是一門年輕的學科，其課程具有很強的理論性和實用性，在課程的講授過程中既要結(jié)合相關(guān)理論講授高分子材料的設(shè)計、合成和加工等知識，更重要的是要結(jié)合國家亟需，以“卡脖子”技術(shù)、“中國故事”甚至身邊事物中的高分子相關(guān)原理與應(yīng)用等向?qū)W生傳輸“學術(shù)自信”“科技報國”“科學發(fā)展觀”和“工程倫理與專業(yè)認同”等。

本文將結(jié)合筆者及教學團隊在高分子材料合成創(chuàng)新實驗教學中深入挖掘思政素材（表1），開展課程思政教學的一些探索與嘗試。

表1 “高分子材料合成創(chuàng)新實驗”課程思政元素舉例[3]

1 高分子材料中的“卡脖子”技術(shù)與“學術(shù)自信”

十八大以來，習近平總書記曾在多個場合反復(fù)強調(diào)：“核心技術(shù)受制于人是我們最大的隱患”，“核心技術(shù)是國之重器。要下定決心、保持恒心、找準重心，加速推動信息領(lǐng)域核心技術(shù)突破”。

高分子材料廣泛應(yīng)用于國防軍工、航空航天等國民經(jīng)濟的重要領(lǐng)域，我國在很多關(guān)鍵高分子材料領(lǐng)域中仍然存在很多亟待解決的“卡脖子”難題。團隊在課程的講授過程中，緊密結(jié)合課程相關(guān)實驗內(nèi)容，挖掘與高分子材料相關(guān)的“卡脖子”技術(shù)難題。一方面，從基礎(chǔ)理論的角度告訴學生“萬丈高樓平地起”，要解決“卡脖子”技術(shù)必需具有堅實的理論基礎(chǔ)；另一方面，結(jié)合我國科學家在攻克“卡脖子”技術(shù)難題中的感人事跡，向?qū)W生傳輸“專業(yè)認同”與“學術(shù)自信”。其中最典型的一個事例就是深海勇士號載人潛水器研制過程中，研究團隊實現(xiàn)固體浮力材料國產(chǎn)化的事跡。

本課程的一個重要實驗就是聚氨酯泡沫材料的合成。在合成出泡沫材料的同時，為了讓學生進一步理解泡沫材料的重要性，拓展其應(yīng)用領(lǐng)域，我們引入了深海載人潛水器中的關(guān)鍵材料——浮力材料。早在2002年科技部就將深海載人潛水器研制列為國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃重大專項，并啟動了“蛟龍?zhí)枴陛d人深潛器的自行設(shè)計與研制工作。從2009年至2012年，蛟龍?zhí)柦舆B取得1000米級、3000米級、5000米級和7000米級海試成功，并于2012年在馬里亞納海溝創(chuàng)造了下潛7062米的中國載人深潛紀錄和世界同類作業(yè)型潛水器最大下潛記錄。然而，其中的關(guān)鍵材料之一，即固體浮力材料始終依賴國外進口。在課程的實驗中，學生已經(jīng)初步了解了聚氨酯發(fā)泡材料的主要成分及制備過程，但是對這類材料在國防軍工中的應(yīng)用了解甚少。為此，教學團隊引入了發(fā)泡材料的制備及其重要應(yīng)用的事例，即深海潛水器中的“卡脖子”問題之一固體浮力材料。中國科學院理化技術(shù)研究所理化技術(shù)所張敬杰研究員團隊勇于接受研制任務(wù)，于2016年開始研制國產(chǎn)化的固體浮力材料。在團隊多年研究的基礎(chǔ)上，經(jīng)過半年的艱苦努力，終于實現(xiàn)了高性能固體浮力材料的全面國產(chǎn)化，并最終應(yīng)用于“萬泉號”和“深海勇士號”載人潛水器，大大提升了我國在海洋，尤其是深海探測方面的國際地位[4]。

這個事例不僅僅加深了學生對于聚合物發(fā)泡材料應(yīng)用的理解，增強了對高分子材料與工程專業(yè)的“職業(yè)認同”，更重要的是科學家為國鑄重器，努力拼搏，打破國外技術(shù)壟斷的使命擔當極大地增強了大家的“學術(shù)自信”和“科技報國”的決心和使命感。

2 高分子材料中的“中國故事”與“科技報國”

課程思政的一個重要舉措就是講好“中國故事”，深入挖掘身邊的思政元素，以身邊人、身邊事來潛移默化地影響學生。對于高分子材料合成創(chuàng)新實驗課程而言，我們主要是結(jié)合著名科學家的事跡和西北工業(yè)大學在高分子材料服務(wù)國防重要需求等方面的事例展開。

本課程的一個重要實驗是苯乙烯的可逆加成-斷裂鏈轉(zhuǎn)移（RAFT）聚合。在以往的高分子化學實驗課程教學中，學生了解到的高分子合成方法都是國外科學家發(fā)明的，為了增強學生的“科技自信”，我們引入了華裔湯華燊博士發(fā)明、發(fā)展RAFT聚合的例子。眾所周知，RAFT聚合是一種先進的可控自由基聚合技術(shù)，是由澳大利亞聯(lián)邦科學與工業(yè)研究院的Graeme Moad、Ezio Rizzardo和湯華燊三名科學家提出的。湯華燊博士是越南華裔，其求學經(jīng)歷以及RAFT技術(shù)的發(fā)現(xiàn)過程充滿著無數(shù)艱辛，通過講解其發(fā)明、發(fā)展RAFT聚合的事例，讓學生體會到科學背后不屈的毅力和勤奮的追求。同時，湯博士在發(fā)明RAFT技術(shù)并當選澳大利亞科學院院士之后，依然能夠回國在北京化工大學創(chuàng)建“北京化工大學可控活性自由基聚合前沿研究中心”，無不體現(xiàn)了其“科技報國”的拳拳愛國之心，這也鼓舞著學生奮發(fā)圖強、科技報國的決心[5]。

高分子材料在國民經(jīng)濟主戰(zhàn)場和國防重要領(lǐng)域有著重要應(yīng)用，為了讓學生了解高分子材料研制背后的科學家故事和科技研發(fā)歷程，教學團隊還深入挖掘相關(guān)的課程思政元素（表1）。比如，高分子材料合成創(chuàng)新實驗中我們指導(dǎo)學生了解并合成出了聚丙烯酸水凝膠材料。一方面，水凝膠作為一種交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，常見于生活中的涼粉等食品；另一方面，在國防軍工等重要領(lǐng)域也需要水凝膠材料。為了讓學生體會這種“貌似普通”的材料的重要應(yīng)用，結(jié)合我校國防軍工特色，我們引入了我校航海學院潘光教授團隊領(lǐng)銜設(shè)計的我國首款滑撲一體自主變形仿生柔體潛航器的案例。為了實現(xiàn)仿生“魔鬼魚”的撲動、滑翔、急停、轉(zhuǎn)彎等動作，潘教授研究團隊與我?；瘜W與化工學院合作開發(fā)了一系列高強度、高變形的水凝膠材料，并應(yīng)用于“魔鬼魚”的主體結(jié)構(gòu)[6]。在深刻體會科技工作者服務(wù)國防、獻身國防的高尚情操與使命擔當?shù)耐瑫r，教學團隊更是結(jié)合“魔鬼魚”研制過程中對水凝膠材料力學性能、吸水率和可變形性等參數(shù)的要求，指導(dǎo)學生從水凝膠單體、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計、交聯(lián)程度等方面展開思考，很好地實現(xiàn)了“課程思政”與“知識傳授”的同頻共振。

3 高分子材料中的“工程倫理”與“科學發(fā)展觀”

如《綱要》所指出：工程類專業(yè)課程思政的一個重要方面就是從哲學的角度剖析“工程倫理”，讓學生切身體會化學這把“雙刃劍”，形成責任關(guān)懷，深入理解化學工業(yè)與社會發(fā)展之間的相互制約關(guān)系，樹立和落實“科學發(fā)展觀”。為此，結(jié)合課程內(nèi)容，我們挖掘了以下三個事例[7]。

第一個事例是聚甲基丙烯酸甲酯與隱形眼鏡。本課程的第一個合成實驗就是聚甲基丙烯酸甲酯的合成。為了拓展聚甲基丙烯酸甲酯的應(yīng)用，我們向?qū)W生介紹了隱形眼鏡的發(fā)展歷程。眾所周知，第一代隱形眼鏡材料就是聚甲基丙烯酸甲酯，其便捷性給近視患者帶來了巨大的便利。然而由于聚甲基丙烯酸甲酯透氣性、透水性很差，容易導(dǎo)致眼球干澀甚至失明。Otto Wichterle等人深入挖掘聚甲基丙烯酸甲酯類材料的問題根源，成功開發(fā)出聚甲基丙烯酸羥乙酯軟性接觸鏡，為近視患者帶來了福音。這個事例很好地說明了化學工作者應(yīng)有的“責任關(guān)懷”，也很好地闡述了高分子材料進步對人類健康的重大影響。

第二個事例是聚乙烯醇縮甲醛與無醛粘合劑。本課程的一個重要實驗就是聚乙烯醇縮甲醛（107膠水）的制備及其粘結(jié)性能測試。聚乙烯醇縮甲醛膠水被廣泛地應(yīng)用于粘貼壁紙和塑料地板等建筑裝修領(lǐng)域。但是，其原料之一就是致癌性較強的甲醛，嚴重影響著人類的日常生活。在課程講授過程中，我們引導(dǎo)學生立足綠色環(huán)保的科學發(fā)展觀，從“人文關(guān)懷”的角度出發(fā)，思考如何制備無醛粘結(jié)劑。為了加深學生對無醛粘結(jié)劑設(shè)計的理解，教學團隊引入了我國科學家中國科學院寧波材料技術(shù)與工程研究所朱錦博士在無醛粘結(jié)劑方面的事跡。朱錦博士在研制生物基無醛木材膠粘劑的過程中，合理地處理了“人-環(huán)境-發(fā)展”三者之間的關(guān)系，所體現(xiàn)的綠色發(fā)展觀念和科學發(fā)展觀深刻地從專業(yè)角度影響了學生的職業(yè)定位和科技倫理觀念。

第三個事例是白色污染與可降解高分子材料。在目前的高分子材料合成創(chuàng)新實驗中，所合成的高分子材料基本都是難降解高分子材料，如果使用不當很容易造成白色污染。在課程教學過程中，我們引導(dǎo)學生從合成方法學、單體設(shè)計、催化劑設(shè)計、聚合工藝等角度展開設(shè)計環(huán)境友好型、可降解型高分子材料的思考。為了進一步說明可降解高分子材料的設(shè)計理念，教學團隊引入了我國科學家張俐娜院士和陳學思院士在該領(lǐng)域的突出貢獻。比如陳學思院士團隊立足吉林省的玉米產(chǎn)業(yè)，開展了可降解聚乳酸和聚-己內(nèi)酯研究，既有效服務(wù)了國民經(jīng)濟，又為解決白色污染提供了一條可行的路線，體現(xiàn)了“科學進步”與“社會發(fā)展”之間的和諧與統(tǒng)一。

以上三個事例既闡述了相關(guān)的化學原理，又蘊含著“對立統(tǒng)一”“否定之否定”的哲學規(guī)律；同時還涵蓋了與化學和高分子學科相關(guān)的“工程倫理”，有助于樹立和落實“科學發(fā)展觀”。

4 高分子材料中的“工匠精神”與“科學精神”

實驗類課程思政的一個重要方面就是培養(yǎng)學生實事求是、科學嚴謹?shù)摹肮そ尘瘛焙汀翱茖W精神”。為此，在課程講授過程中，我們引入了以下兩個重要案例。

一個案例是甲基丙烯酸甲酯本體聚合中的阻聚劑。為了培養(yǎng)學生實事求是的科學精神，我們在實驗中“故意設(shè)置了障礙”。在常規(guī)的甲基丙烯酸本體聚合實驗中，為了增加趣味性，一般建議學生向聚合體系中加入“小物件”，從而制備“人工琥珀”。在本課程教學中，我們建議學生向聚合體系中加入準備好的無機顏料。眾所周知，甲基丙烯酸甲酯的本體聚合是自由基過程，需要嚴格避免阻聚劑的存在。而在我們準備的無機顏料中，黃顏色的FeCl3是典型的氧化還原型阻聚劑，選用其作為添加劑將無法得到目標產(chǎn)物。面對“貌似失敗”的實驗，我們引導(dǎo)學生分析問題的根源，培養(yǎng)其實事求是的科學態(tài)度[8]。

第二個事例是原子轉(zhuǎn)移自由基聚合（ATRP）與王錦山博士。原子轉(zhuǎn)移自由基聚合是一類先進的可控自由基聚合技術(shù)，廣泛地應(yīng)用于科學研究和高性能聚合物制備中。為了提升課程的前沿性，我們引入了苯乙烯的ATRP聚合實驗。在實驗過程中，結(jié)合部分同學制備的聚苯乙烯分子量分布較寬等問題，我們重點從實驗操作和實驗技能等方面展開分析。一方面，告訴大家高超的玻璃工操作、嚴謹而巧妙的實驗設(shè)計、縝密的邏輯思維在王錦山博士發(fā)現(xiàn)ATRP過程中的重要作用；另一方面，通過實驗演示向大家介紹ATRP實驗操作要點。這個事例既讓學生了解了ATRP的原理與操作，又培養(yǎng)了其縝密嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和“精益求精”的工匠精神[9]。

5 課程思政效果

學生的學習效果和成果產(chǎn)出是衡量課程思政建設(shè)效果的重要指標。在高分子材料合成創(chuàng)新實驗教學過程中，通過“人為引入實驗變量”“實驗環(huán)節(jié)拓展”“翻轉(zhuǎn)課堂”等形式鼓勵學生對實驗現(xiàn)象進行客觀分析，對實驗內(nèi)容進行合理拓展，對實驗相關(guān)原理進行深入理解，培養(yǎng)其嚴謹認真的科學態(tài)度和縝密的邏輯思維。這些嘗試取得了如下成效：（1）學生的科研興趣和熱情得到有效提升。無論是在每年的大學生創(chuàng)新訓練項目、節(jié)能減排競賽還是實驗技能競賽中，本課程的學生都積極參與，近三年參與度超過80%；（2）學生的創(chuàng)新意識得到提高。比如在本課程中的“實驗拓展”環(huán)節(jié)中，吳亞東同學巧妙設(shè)計了聚乙烯醇縮甲醛膠水的粘結(jié)性能測試實驗，相關(guān)結(jié)果發(fā)表于《化學教育》[8]；張玉同學設(shè)計的創(chuàng)意水凝膠圖片入選《化學教育》封面；（3）學生的家國情懷和利用專業(yè)知識服務(wù)社會的能力得到提升。比如疫情期間，李宇琛、鐘豐璘等同學依托專業(yè)知識寫作并發(fā)表題為《“新冠肺炎”抗疫中使用的重要高分子材料》科普論文[10]，起到了很好的科普效果。

6 結(jié)語

落實立德樹人，實現(xiàn)價值引領(lǐng)和知識傳授的同頻共振是課程思政的主要任務(wù)。在課程講授過程中要緊緊圍繞課程內(nèi)容，深入挖掘課程思政案例，通過講好“中國故事”，發(fā)現(xiàn)身邊人和事中蘊含的課程思政元素，做到“潤物無聲”地影響學生和塑造學生，讓其感受到“有溫度、有感情”的課堂。同時，作為理科教師一定要加強自身的政治修養(yǎng)和文學素養(yǎng)，善于捕捉課程知識中蘊含的思政內(nèi)容。實踐出真知，在實踐類課程中融入課程思政元素，對學生進行潛移默化的思政教育，更容易實現(xiàn)立德樹人的根本任務(wù)。