李松 秦高梧

摘? 要：課程思政將思想政治與價(jià)值觀教育融入專業(yè)課程教學(xué)，回歸了教育立德樹人的初心。文章介紹對(duì)環(huán)境與能源材料課程通過頂層設(shè)計(jì)重構(gòu)課程教學(xué)內(nèi)容，挖掘課程中的思政教育資源，平衡知識(shí)目標(biāo)、能力素質(zhì)目標(biāo)及價(jià)值觀目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)“立德”與“樹人”的有機(jī)統(tǒng)一。通過促成思考、開放討論的方式培養(yǎng)學(xué)生的批判精神、創(chuàng)新素質(zhì)和終身學(xué)習(xí)意識(shí)。以結(jié)果導(dǎo)向模式實(shí)現(xiàn)知識(shí)與價(jià)值融合的課程育人，有力支撐“新工科”建設(shè)中的人才培養(yǎng)目標(biāo)，為工科教育中的課程思政建設(shè)提供了一個(gè)樣本。

關(guān)鍵詞：課程思政;材料專業(yè);課程設(shè)計(jì);教學(xué)實(shí)施

中圖分類號(hào)：G641? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? 文章編號(hào)：2096-000X（2021）26-0177-04

Abstract： The curriculum ideology and politics line up with the original aspiration of education that is fostered and nurtured by integrating ideological， political， and value education into the major courses. In this paper， to interfuse the? fostering and nurturing seamlessly is exemplified in the course of Environment and Energy Materials course by the syllabus? reconstruction. Such a reform promotes a balanced development in theoretical knowledge， professional skills， and outlook on values. During the teaching-learning process， critical spirits， creative mind， and awareness of lifelong learning of the engaged students would be shaped by open discussions and independent thinking. In addition， the outcomes-based modelis utilized to improve the quality of the course structure. It is believed that the reform supports the goals set in the direction of "new engineering and technical disciplines" and provides an example for curriculum ideology and politics.

Keywords： ideological and political education in all courses; materials program; curriculum design; teaching practice

課程思政將教書與育人融為一體，目的是在知識(shí)傳授和能力培養(yǎng)的同時(shí)開展理論傳播、思想引領(lǐng)、價(jià)值引導(dǎo)、精神塑造和情感激發(fā)[1]，幫助學(xué)生養(yǎng)成正確的價(jià)值觀、塑造健全的人格，而這正是教育工作的本質(zhì)。因此，在專業(yè)課程中融入思政教育是新時(shí)代高等教育回歸“立德樹人”的初心之舉。環(huán)境與能源材料課程是材料科學(xué)與工程專業(yè)重要的專業(yè)方向課，我們根據(jù)課程特點(diǎn)實(shí)施了課程思政教學(xué)，堅(jiān)持學(xué)生中心、產(chǎn)出導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)，不斷提升學(xué)生的課程學(xué)習(xí)體驗(yàn)，力求讓學(xué)生在思想和專業(yè)知識(shí)上都有所收獲。

一、課程簡(jiǎn)介與思政教育實(shí)施必要性

作為當(dāng)代中國(guó)和整個(gè)人類發(fā)展所面臨的重大問題，“環(huán)境、能源”在兩個(gè)層面上與材料科學(xué)發(fā)生交叉。狹義上，環(huán)境與能源材料指在環(huán)境或能源領(lǐng)域發(fā)揮相應(yīng)功能的材料，如修復(fù)被污染環(huán)境所使用的吸附材料、降解污染物的催化劑材料及能源轉(zhuǎn)換中的太陽能電池材料、熱電材料等。由于新材料研發(fā)在為解決環(huán)境能源問題中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，這類材料已成為當(dāng)前多學(xué)科交叉領(lǐng)域中的熱點(diǎn)研究方向。從廣義角度，環(huán)境與能源材料包含所有材料及其相關(guān)過程的環(huán)境和能源屬性。以基礎(chǔ)材料鋼鐵為例，須考慮從礦石開采、冶煉、加工、使用到回收再生循環(huán)整個(gè)生命周期內(nèi)各個(gè)環(huán)節(jié)上的環(huán)境資源效率和能源效率。相應(yīng)的，以節(jié)約資源和能源、減少排放、易于循環(huán)為出發(fā)點(diǎn)的制造過程綠色化已經(jīng)成為鋼鐵工業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的重點(diǎn)[2]。

材料科學(xué)與工程專業(yè)重點(diǎn)培養(yǎng)材料及交叉高技術(shù)領(lǐng)域的一線工程技術(shù)人才。傳統(tǒng)上，人們對(duì)材料科學(xué)與工程學(xué)科的認(rèn)知是研究材料的組分與結(jié)構(gòu)、合成制備、性質(zhì)與使役性能、測(cè)試與表征四個(gè)基本要素及其相互關(guān)系。這些以科學(xué)和工程原理為主的相應(yīng)內(nèi)容構(gòu)成了專業(yè)教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容。隨著社會(huì)進(jìn)步對(duì)工程師要求的提高，在本科教育階段就應(yīng)該讓未來的材料工程師理解工程決策還受制于環(huán)境、法規(guī)等非技術(shù)因素，從而有助于其獲得從公共政策、社會(huì)價(jià)值的角度進(jìn)行工程技術(shù)決策的能力。為此，《華盛頓協(xié)議》和《工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定培養(yǎng)的學(xué)生要了解工程解決方案對(duì)環(huán)境和社會(huì)背景的影響[3]，畢業(yè)要求中“工程與社會(huì)”“環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展”兩個(gè)一級(jí)條目均與此相關(guān)[4]。

為有力支撐上述培養(yǎng)目標(biāo)，東北大學(xué)開設(shè)了以材料科學(xué)與工程專業(yè)為主、面向廣泛理工科專業(yè)的環(huán)境與能源材料課程，主要從可持續(xù)發(fā)展角度講授材料制備過程、用途、能耗和其環(huán)境負(fù)荷之間的關(guān)系，同時(shí)介紹監(jiān)測(cè)和修復(fù)環(huán)境、發(fā)展及建立各類能源系統(tǒng)所需要的關(guān)鍵材料。教學(xué)內(nèi)容包括基礎(chǔ)理論、應(yīng)用研究和評(píng)價(jià)系統(tǒng)。目標(biāo)是使學(xué)生了解環(huán)境與能源材料的發(fā)展概況，掌握典型環(huán)境與能源材料的制備、技術(shù)特點(diǎn)。更為關(guān)鍵的是，課程培養(yǎng)學(xué)生建立材料全生命周期的設(shè)計(jì)理念和可持續(xù)發(fā)展思想，在從事新材料研發(fā)或材料工藝設(shè)計(jì)時(shí)能夠關(guān)注材料對(duì)環(huán)境的影響并注意節(jié)能減排技術(shù)的應(yīng)用。使培養(yǎng)的未來工程技術(shù)人員不僅具備專業(yè)知識(shí)，還要有強(qiáng)烈的社會(huì)責(zé)任感、人文關(guān)懷意識(shí)和奮進(jìn)精神。

該課程科技與人文兼具的特點(diǎn)決定了其中蘊(yùn)含大量的思想政治教育元素。有必要對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)梳理和提煉，進(jìn)而通過合理有效的課程設(shè)計(jì)將其融入到專業(yè)知識(shí)教育中，有利于更好地實(shí)現(xiàn)價(jià)值引領(lǐng)與知識(shí)傳授并行，并提升教師的專業(yè)、政治素養(yǎng)，滿足“雙一流”建設(shè)對(duì)培養(yǎng)高素質(zhì)人才的要求。

二、課程中思政內(nèi)涵與元素分析

實(shí)現(xiàn)專業(yè)課程與思想政治教育有機(jī)融合的基礎(chǔ)在于將挖掘課程中的思想政治教育元素作為契合點(diǎn)，以無縫對(duì)接和有機(jī)互融的方式建立內(nèi)成性契合關(guān)系[5]，釋放課程的思政教育功能。環(huán)境與能源材料課程具有科技與人文兼?zhèn)涞奶攸c(diǎn)，蘊(yùn)含了大量的思想政治教育元素。在正常的教學(xué)環(huán)節(jié)中實(shí)現(xiàn)思政教育，避免“插入段子”式的生搬硬套，使學(xué)生自然地認(rèn)為思政教育內(nèi)容是課程體系的一部分，實(shí)現(xiàn)了價(jià)值引領(lǐng)與知識(shí)傳授并行。綜合而論，該門課程的思政教育內(nèi)涵主要體現(xiàn)在如圖1所示的六個(gè)方面。

（一）以史為鑒，謀定未來，塑造課程思政的靈魂

在人類社會(huì)的發(fā)展過程中，材料發(fā)展水平始終是社會(huì)文明和時(shí)代進(jìn)步的標(biāo)志。以唯物史觀分析能源和材料在文明發(fā)展中的作用。第一次和第二次工業(yè)革命表面上看是能源結(jié)構(gòu)更替推動(dòng)了工業(yè)體系生產(chǎn)組織方式的變革，實(shí)際上材料的進(jìn)步發(fā)揮了更為基礎(chǔ)的作用。第二次工業(yè)革命時(shí)期英國(guó)是全球鋼鐵工業(yè)中心便是一個(gè)有力的證明。當(dāng)下，以能源潔凈化和互聯(lián)網(wǎng)化為核心特征的新能源結(jié)構(gòu)正在推動(dòng)新的工業(yè)革命[6]，融合納米技術(shù)的新材料研發(fā)在這一進(jìn)程中扮演關(guān)鍵的角色。結(jié)合歷史演變講授未來能源結(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵材料有助于青年學(xué)生理解自身所處的偉大時(shí)代浪潮，并激勵(lì)他們思考自己的人生定位。

（二）課程內(nèi)容涵蓋了豐富的工程倫理問題

當(dāng)代工程教育所培養(yǎng)的人才不僅要有深厚的專業(yè)積淀，還要對(duì)工程的生態(tài)環(huán)境、公眾健康等社會(huì)影響有足夠認(rèn)識(shí)，尤其是要具備依照倫理標(biāo)準(zhǔn)對(duì)專業(yè)工作進(jìn)行道德價(jià)值判斷的能力。作為未來的材料工程師，在進(jìn)行材料選擇或工藝方案設(shè)定的時(shí)候，有大量的機(jī)會(huì)面臨忠誠(chéng)于股東或是社會(huì)公眾利益的道德困境，只有遵循相關(guān)的倫理標(biāo)準(zhǔn)才能做出正確選擇。沒有正確的倫理指導(dǎo)，教育只不過是技能訓(xùn)練的低級(jí)工具，培養(yǎng)出來的人只能是“精致的利己主義者”。而工程倫理教育正是工科教育解決“培養(yǎng)什么人”“為誰培養(yǎng)人”等教育根本問題的有效途徑之一?！吨袊?guó)工程教育認(rèn)證通用標(biāo)準(zhǔn)》有12條畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)，多處與此相關(guān)，如要求學(xué)生關(guān)注工程與社會(huì)的關(guān)系，在設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案時(shí)考慮社會(huì)、健康、安全、法律、文化及環(huán)境等因素，并能理解和評(píng)價(jià)專業(yè)工程實(shí)踐對(duì)上述內(nèi)容及社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的影響[4]。課程中設(shè)置了材料環(huán)境協(xié)調(diào)性的單獨(dú)章節(jié)，重點(diǎn)學(xué)習(xí)材料從制備、服役到循環(huán)全生命周期內(nèi)的能量消耗與環(huán)境影響。

（三）課程中涉及的專業(yè)知識(shí)與社會(huì)主義核心價(jià)值觀有眾多契合之處，適合作為課程思政教育的切入點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)潤(rùn)物細(xì)無聲的價(jià)值觀自然滲透

首先，在介紹材料制造和使役周期內(nèi)對(duì)環(huán)境影響時(shí)，將其置于“文明”建設(shè)、特別是生態(tài)文明建設(shè)的時(shí)代背景下，強(qiáng)調(diào)人類命運(yùn)共同體與自然的“和諧”共生，把科學(xué)發(fā)展觀與材料的制造、服役、循環(huán)全生命周期結(jié)合起來。歷史上的材料進(jìn)步主要由性能進(jìn)步和成本降低驅(qū)動(dòng)。在生態(tài)文明建設(shè)重要性凸顯的當(dāng)下，材料科學(xué)的進(jìn)步還要考慮資源消耗、環(huán)境影響。

其次，大量科研前沿的方向是在價(jià)值觀指引下確立的。以能源材料研究前沿之一的光電化學(xué)技術(shù)為例，將太陽能直接轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的關(guān)鍵材料是光電極材料，其選用準(zhǔn)則之一就是基于地球高豐度元素而非貴金屬，是因?yàn)槲ㄓ腥绱瞬拍苁蛊涑蔀榛菁按蟛糠秩说募夹g(shù)。通過闡釋這些研究方向的建立初衷，能體現(xiàn)科學(xué)精神中服務(wù)人民、造福社會(huì)的偉大情懷，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)技術(shù)造福人類的志向。

此外，課程在介紹環(huán)境評(píng)價(jià)和能源消耗時(shí)，依托相關(guān)的法律法規(guī)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)如《中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法》《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》等，使學(xué)生理解法治的重要性，培養(yǎng)學(xué)生的法律意識(shí);在介紹新能源體系的材料開發(fā)時(shí)，將其與生產(chǎn)力的解放及“平等”等概念聯(lián)系起來。

（四）概念正本清源，維護(hù)國(guó)家利益

國(guó)家之間的競(jìng)爭(zhēng)格局往往由話語權(quán)奠定基礎(chǔ)。由于科學(xué)發(fā)展過程中大量概念興起于西方，更多地體現(xiàn)了發(fā)達(dá)國(guó)家的利益。有必要在教學(xué)過程中加強(qiáng)此類概念的辨析，如可持續(xù)發(fā)展的概念?？沙掷m(xù)發(fā)展思想是全人類的共同理念，在1987年聯(lián)合國(guó)世界環(huán)境與發(fā)展委員會(huì)的報(bào)告《我們共同的未來》中進(jìn)行了定義，指既滿足當(dāng)代人需求，又不損害后代人滿足其自身需求的能力。由于概念的模糊性，后續(xù)研究在此基礎(chǔ)上圍繞人類需求和價(jià)值觀演繹出各種其他定義，但主要依托時(shí)間序列強(qiáng)調(diào)對(duì)未來的影響。在教學(xué)實(shí)踐中，我們將時(shí)間維度上的可持續(xù)發(fā)展概念進(jìn)一步疊加空間維度的內(nèi)涵，引導(dǎo)學(xué)生思考代際公平之外的國(guó)際公平。從而為厘清發(fā)達(dá)國(guó)家和發(fā)展中國(guó)家所應(yīng)承擔(dān)的環(huán)境責(zé)任、維護(hù)我國(guó)在國(guó)際上的正當(dāng)發(fā)展權(quán)益提供理論基礎(chǔ)。

（五）教學(xué)內(nèi)容中涉及許多可以被引申為人生哲理或方法論的科學(xué)概念

自然過程大部分都伴隨著自由能降低，包括燃料燃燒、金屬腐蝕退化;而材料制備則往往意味著注入能量以提升物質(zhì)自由能狀態(tài)，如冶金過程使用大量能量將礦石變?yōu)榻饘?、光電化學(xué)將水或CO2轉(zhuǎn)變?yōu)槿剂稀＿@些過程與人生進(jìn)退有很強(qiáng)的比照類似性，不作為就會(huì)退步，只有吸取知識(shí)不斷努力才能進(jìn)步為品質(zhì)更優(yōu)秀的人;由此來激勵(lì)學(xué)生“在奮斗中釋放青春激情、追逐青春理想”[7]，產(chǎn)生學(xué)習(xí)內(nèi)動(dòng)力。在介紹能源傳輸材料時(shí)借助電阻、熱阻的概念說明人生會(huì)不可避免地遇到重重阻力，如懶惰、散漫、拖延等，靠強(qiáng)大的心智減小或消除這些阻力才能獲得提高[8]。在介紹人工光合作用時(shí)，借助光合作用原理中高能電子分兩步產(chǎn)生，闡述宏偉目標(biāo)也要逐步實(shí)現(xiàn)的道理或方法。從能量視角觀察材料過程會(huì)因摩擦產(chǎn)生不可逆的熵產(chǎn)，使得系統(tǒng)的混亂度增加，由此啟發(fā)學(xué)生減少人與人之間的摩擦，建設(shè)和諧社會(huì)、和諧校園。

（六）課程包含大量有利于增強(qiáng)文化自信的材料案例

如我國(guó)特高壓輸變電在能源傳輸領(lǐng)域堪稱技術(shù)獨(dú)步全球，一方面是因?yàn)槲覈?guó)有集中力量辦大事的制度優(yōu)勢(shì);另一方面也離不開中國(guó)科研人員在電磁設(shè)計(jì)、高壓絕緣材料、高強(qiáng)度高導(dǎo)電材料等世界級(jí)難題上的突破。再如，鋼鐵工業(yè)是環(huán)境負(fù)荷較大的工業(yè)門類，以王國(guó)棟院士為代表的科技工作者在鋼鐵流程綠色化、智能化方面作出了卓越貢獻(xiàn)。同時(shí)，介紹中國(guó)科學(xué)家在知識(shí)創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新過程中的“實(shí)干、實(shí)效、實(shí)績(jī)”精神有助于鼓勵(lì)青年學(xué)生堅(jiān)定信心、埋頭實(shí)干，以中國(guó)智慧貢獻(xiàn)世界發(fā)展。

必須指出的是，在專業(yè)課程的教學(xué)中實(shí)施課程思政并非簡(jiǎn)單地挖掘思政教育元素并將其植入教學(xué)。更為關(guān)鍵的是以此為依托實(shí)施“立德樹人”，即追求育人與育才相統(tǒng)一。

三、課程思政教育的實(shí)施安排

為實(shí)現(xiàn)環(huán)境與能源材料課程的課程思政教育，教學(xué)團(tuán)隊(duì)以畢業(yè)要求為根本依托，梳理課程內(nèi)容及關(guān)鍵的知識(shí)點(diǎn)并進(jìn)行取舍，挖掘課程中的自然哲學(xué)和辯證法等思政教育資源，結(jié)合科研進(jìn)展更新教學(xué)內(nèi)容。針對(duì)本課程知識(shí)性強(qiáng)、體系性弱的特點(diǎn)，深入挖掘?qū)W科邏輯，通過頂層設(shè)計(jì)重新架構(gòu)系統(tǒng)化的邏輯體系，把控課程內(nèi)容、教學(xué)組織、教學(xué)評(píng)價(jià)的具體內(nèi)容，構(gòu)建課程思政的實(shí)施路徑，重點(diǎn)體現(xiàn)在：

1. 在教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)和課程實(shí)施上，以學(xué)生學(xué)習(xí)為中心、以學(xué)習(xí)效果為導(dǎo)向、以“立德”與“樹人”有機(jī)統(tǒng)一為目標(biāo)。針對(duì)環(huán)境與能源材料課程知識(shí)點(diǎn)多的問題，大膽取舍，將大部分內(nèi)容化為課外閱讀作業(yè)。教學(xué)實(shí)施上以深入淺出地闡釋基礎(chǔ)性概念理論和直觀性物理圖像為重點(diǎn)，拒絕以新鮮、實(shí)用、有趣作為選取教學(xué)內(nèi)容的標(biāo)準(zhǔn)。從而實(shí)現(xiàn)平衡知識(shí)目標(biāo)、能力素質(zhì)目標(biāo)及價(jià)值觀目標(biāo)。

2. 在教學(xué)方式的組織上，打破過往單向講授、強(qiáng)力灌輸?shù)哪Ｊ?，不但促進(jìn)學(xué)生的知識(shí)獲得、能力發(fā)展、素質(zhì)養(yǎng)成，提高了學(xué)生綜合素養(yǎng)的全面發(fā)展。課程是“一個(gè)情境化的社會(huì)過程”，由師生交互作用而產(chǎn)生“不斷生成的建構(gòu)”[9]。為此，教學(xué)中采用促成思考、開放討論的研究小組形式，選擇鋼鐵、水泥、電池電極等典型的結(jié)構(gòu)或功能材料，分析不同工藝方案在采冶、加工、使用、回收材料鏈上的資源、能源消耗與廢棄物排放，既培養(yǎng)學(xué)生的資源節(jié)約與綠色可持續(xù)發(fā)展意識(shí)，提高其工程倫理修養(yǎng)，又培養(yǎng)學(xué)生的批判精神、創(chuàng)新素質(zhì)和終身學(xué)習(xí)意識(shí)。

3. 體現(xiàn)學(xué)校特色，適應(yīng)學(xué)校定位。由于每個(gè)大學(xué)在發(fā)展路徑、資源稟賦、傳統(tǒng)風(fēng)格方面的不同，本科生課程往往有自己的特點(diǎn)。而且越是優(yōu)秀的大學(xué)，特點(diǎn)越是鮮明和突出。以東北大學(xué)為例，曾長(zhǎng)期在前冶金部指導(dǎo)下辦學(xué)，人才培養(yǎng)和科學(xué)研究都重點(diǎn)圍繞在經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮基礎(chǔ)性作用的鋼鐵、有色金屬等材料，形成了工業(yè)生態(tài)學(xué)方面的研究?jī)?yōu)勢(shì)和特色[10]。學(xué)校章程中定位為“在中國(guó)新型工業(yè)化進(jìn)程中起引領(lǐng)作用的高水平研究型大學(xué)”。在本課程的教學(xué)過程中注重反映這些特點(diǎn)，重點(diǎn)講述與新型工業(yè)化進(jìn)程、新工業(yè)革命相關(guān)的材料體系。

4. 重視教學(xué)效果評(píng)價(jià)，設(shè)計(jì)合理的考核形式以助力課程實(shí)施。課程考核不但是評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的重要形式，更關(guān)鍵還是學(xué)習(xí)的重要環(huán)節(jié)。將學(xué)習(xí)成效評(píng)估與教學(xué)活動(dòng)保持一致性是提高課程設(shè)計(jì)水平的重要保障[11]，本課程采用結(jié)果導(dǎo)向模式，利用閱讀報(bào)告、案例分析、方案設(shè)計(jì)、調(diào)研報(bào)告等形式體現(xiàn)學(xué)習(xí)產(chǎn)出，并將結(jié)果用于課程自身的持續(xù)性改進(jìn)。

四、結(jié)束語

從目前的教學(xué)實(shí)踐看，在材料科學(xué)與工程專業(yè)開設(shè)的環(huán)境與能源材料課程實(shí)施課程思政，將專業(yè)知識(shí)與價(jià)值融合，有利于培養(yǎng)未來工程技術(shù)人員造福人類和服務(wù)社會(huì)的意識(shí)，也適用于環(huán)境、新能源、機(jī)械等相關(guān)專業(yè)的本科生，有力支撐了工程教育認(rèn)證相關(guān)的畢業(yè)要求，全面落實(shí)專業(yè)育人目標(biāo)。未來，我們將長(zhǎng)期跟蹤評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)效果，通過持續(xù)改進(jìn)的方式不斷提升教學(xué)效果。

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