盧艷麗 王洪強(qiáng) 高峰 葉奇

摘? 要：該研究基于國(guó)家級(jí)一流本科課程、全國(guó)工程專業(yè)碩士學(xué)位研究生教育在線課程建設(shè)項(xiàng)目，和西北工業(yè)大學(xué)“課程思政”示范課程建設(shè)項(xiàng)目以及知識(shí)圖譜，面向材料專業(yè)學(xué)生，針對(duì)航空航天用高性能金屬材料課程，教學(xué)過程中的課程思政進(jìn)行探索與實(shí)踐，有望從基于知識(shí)圖譜的新形態(tài)課程內(nèi)容建設(shè)、思政內(nèi)容的挖掘、教學(xué)模式和考核方式等幾方面，為探索“課程思政+知識(shí)圖譜”在高等學(xué)校工科類材料專業(yè)課程中的實(shí)現(xiàn)途徑提供理論參考。

關(guān)鍵詞：一流課程；課程思政；知識(shí)圖譜；材料科學(xué)與工程專業(yè)；探索與實(shí)踐

中圖分類號(hào)：G642? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? 文章編號(hào)：2096-000X（2024）20-0038-04

Abstract： Based on the national first-class undergraduate courses， the national engineering master's degree online course construction project， the "Curriculum Thinking and Politics" demonstration course construction project of Northwestern Polytechnical University and the Knowledge map， this study explores and practices the curriculum thinking and politics in the teaching process of high-performance metal materials for aerospace for students majoring in materials. It is expected to provide theoretical reference for exploring the realization way of "curriculum ideology and politics + knowledge graph" in engineering material courses in colleges and universities from the aspects of new form of curriculum content construction， ideological and political content mining， teaching mode and assessment method.

Keywords： first-class; curriculum ideological and political education; knowledge graph; materials science and engineering; exploration and practice

立德樹人是我國(guó)高等學(xué)校人才培養(yǎng)的根本任務(wù)[1]。習(xí)近平總書記在2016年12月的全國(guó)高校思想政治工作會(huì)議上提出，要堅(jiān)持把立德樹人作為中心環(huán)節(jié)，把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過程，實(shí)現(xiàn)全程育人、全方位育人[2]。為我國(guó)高等學(xué)校專業(yè)人才培養(yǎng)提出了新的指導(dǎo)思想。為全面落實(shí)該會(huì)議精神，2020年教育部印發(fā)了《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》文件[3]，明確指出：要緊緊抓住教師隊(duì)伍“主力軍”、課程建設(shè)“主戰(zhàn)場(chǎng)”、 課堂教學(xué)“主渠道”，讓所有高校、所有教師、所有課程都承擔(dān)好育人責(zé)任，守好一段渠、種好責(zé)任田，使各類課程與思政課程同向同行，將顯性教育和隱性教育相統(tǒng)一，形成協(xié)同效應(yīng)，構(gòu)建全員全程全方位育人大格局。

金屬材料及其應(yīng)用課程是西北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院工程碩士專業(yè)必修課，2016年獲全國(guó)工程專業(yè)碩士學(xué)位研究生教育在線課程建設(shè)項(xiàng)目，2018年在學(xué)堂在線平臺(tái)上線運(yùn)行，目前選課人數(shù)近萬人。在新時(shí)代“課程思政”和“人工智能”的大背景下，本項(xiàng)目緊密圍繞學(xué)校辦學(xué)定位、專業(yè)特色及學(xué)校研究生培養(yǎng)方案，致力于培養(yǎng)具有扎實(shí)基礎(chǔ)、創(chuàng)新意識(shí)、團(tuán)隊(duì)精神、務(wù)實(shí)作風(fēng)和開拓能力的材料科學(xué)與工程專業(yè)高級(jí)人才的要求，貫徹落實(shí)新時(shí)代高等教育立德樹人根本任務(wù)，具有重要的意義和迫切需求。

一? 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

2023年1月12日，全國(guó)教育工作會(huì)議上，懷進(jìn)鵬部長(zhǎng)明確提出“大力實(shí)施國(guó)家教育數(shù)字化戰(zhàn)略行動(dòng)，推動(dòng)塑造教育發(fā)展新賽道新動(dòng)能新形態(tài)”。人工智能為高等教育賦能成為重要趨勢(shì)，基于課程思政+AI信息技術(shù)，建設(shè)高質(zhì)量材料專業(yè)課程勢(shì)在必行。

美國(guó)教育家杜威在《民主主義與教育》中指出，要把學(xué)生的道德教育與所有課程結(jié)合起來，并發(fā)揮家庭教育的作用。杜威反對(duì)直接的道德教育，認(rèn)為這樣會(huì)削弱德育的效果。美國(guó)教育家Jackson P， 在其著作《課堂生活》中提到隱性教育的概念，認(rèn)為應(yīng)該運(yùn)用啟發(fā)式、體驗(yàn)式教學(xué)方式，將教育目的融入到教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)中，通過隱蔽而間接的方式，使學(xué)生接受態(tài)度、價(jià)值、動(dòng)機(jī)等方面的影響。Stephen R教授在研究過程中建議，可以把社會(huì)主流的價(jià)值觀灌輸?shù)綄W(xué)生的思想中，強(qiáng)化他們的信仰、階級(jí)意識(shí)、文化等。對(duì)于學(xué)生來說，隱含的教學(xué)方式比正式的教學(xué)方式更有效，透過課堂教學(xué)，讓學(xué)生能夠接受一定的社會(huì)關(guān)系、規(guī)則、價(jià)值觀等。德國(guó)思想家赫爾巴特認(rèn)為，要借助教學(xué)、訓(xùn)練等方法，將德育教育滲透到學(xué)校、社會(huì)、家庭中，建設(shè)“三位一體”的教育體系。這些教育家都認(rèn)為應(yīng)該將德育于無形中滲透到課程教學(xué)中。

通過對(duì)中國(guó)知網(wǎng)“金屬材料+課程思政”相關(guān)的文章的梳理與概括發(fā)現(xiàn)，目前，我國(guó)關(guān)于“金屬材料課程思政”的研究開始于2019年，當(dāng)年關(guān)于“金屬材料課程思政”論文主題主要集中在“課程建設(shè)”“德育目標(biāo)”，以及“制度建設(shè)”等主題[4-6]。2020年至2021年，隨著各類理工科學(xué)院?！罢n程思政”建設(shè)的進(jìn)一步發(fā)展，相關(guān)研究主題進(jìn)一步豐富，出現(xiàn)了關(guān)于“教學(xué)路徑”以及“教學(xué)模式”等主題的課程思政類研究。李新星等[7]在《材料科學(xué)與工程專業(yè)課程思政教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐——以“金屬材料學(xué)”課程為例》中，圍繞教育方法與載體途徑，探討了金屬材料學(xué)與課程思政的結(jié)合點(diǎn)。秦芳誠(chéng)等[8]在《基于課程思政建設(shè)的金屬材料及熱處理課程教學(xué)體系改革》中，探討了課程思政建設(shè)的必要性，教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)的方法手段等，提出將項(xiàng)目式教學(xué)與虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)相結(jié)合。馬冰洋等[9]在《“工程材料與金屬熱處理”課程思政的探索與實(shí)踐》中，探討了如何尋找課程思政元素的切入點(diǎn)及熟練挖掘課程思政元素。2022 年關(guān)于金屬材料“課程思政”的研究呈現(xiàn)出持續(xù)上升的熱度。文章的主題分布也進(jìn)一步豐富，對(duì)金屬材料相關(guān)課程思政“實(shí)踐路徑”的主題研究增多。在這一年度，也涌現(xiàn)出對(duì)新工科背景這一特定環(huán)境中金屬材料課程建設(shè)的研究，王倩倩等[10]在《新工科建設(shè)金屬材料課程思政教學(xué)設(shè)計(jì)研究》中，以東南大學(xué)能源與環(huán)境工程學(xué)院開設(shè)的工程金屬材料課程為例，面向非材料科學(xué)專業(yè)學(xué)生，圍繞鍋爐與汽輪機(jī)用鋼及事故分析內(nèi)容，探討如何將新工科建設(shè)與課程思政有機(jī)統(tǒng)一。申世廣等[11]通過可視化計(jì)量分析軟件CiteSpace 繪制“課程思政”研究的知識(shí)圖譜。林子艦等[12]采用知識(shí)圖譜分析了物理實(shí)驗(yàn)中分析對(duì)象的親疏關(guān)系，從而揭示相關(guān)學(xué)科的演進(jìn)關(guān)系。

通過對(duì)中國(guó)知網(wǎng)金屬材料“課程思政”主題分布和學(xué)科分布的檢索，及金屬材料“課程思政”“知識(shí)圖譜”論文數(shù)量和學(xué)科分布的研究發(fā)現(xiàn)，目前我國(guó)關(guān)于金屬材料“課程思政”建設(shè)的研究多集中于“課程建設(shè)”和“建設(shè)路徑”等方面的研究，特別是關(guān)于非金屬材料專業(yè)的課程個(gè)案類研究數(shù)量較多。而關(guān)于金屬材料及其應(yīng)用，尤其是針對(duì)航空航天用金屬材料課程的“課程思政”建設(shè)與研究較少，針對(duì)高等工科院?！罢n程思政+知識(shí)圖譜”在人才培養(yǎng)中的路徑研究更少。

二? 研究目標(biāo)

一是，探明教育數(shù)字化背景下，材料專業(yè)課程與AI信息技術(shù)融合的有效路徑。

二是，探明混合式教學(xué)模式下，信息技術(shù)與課程思政教學(xué)的深度融合實(shí)踐路徑。

三? 研究?jī)?nèi)容

（一）? 構(gòu)建基于知識(shí)圖譜的新形態(tài)課程內(nèi)容體系

通過將學(xué)堂在線平臺(tái)的在線課程、電子教材、培養(yǎng)方案和教學(xué)大綱等資源進(jìn)行結(jié)構(gòu)化關(guān)聯(lián)，對(duì)學(xué)科知識(shí)進(jìn)行實(shí)體和關(guān)系等信息的抽取，從而形成認(rèn)知支架，并對(duì)不同標(biāo)簽的數(shù)字教育資源進(jìn)行組織和管理，構(gòu)建知識(shí)圖譜。將零散的材料學(xué)科知識(shí)，根據(jù)其知識(shí)結(jié)構(gòu)和內(nèi)在特征形成統(tǒng)一的知識(shí)表示，并為學(xué)生提供豐富的個(gè)性化服務(wù)。有助于學(xué)生對(duì)知識(shí)進(jìn)行更深層次的理解和運(yùn)用。

（二）? 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)，注重知識(shí)的交叉與融合，滿足個(gè)性化學(xué)習(xí)需求

在構(gòu)建知識(shí)圖譜的基礎(chǔ)上，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)。線上線下混合式課程區(qū)別于其他課程的特征之一，是其具有豐富的教學(xué)交互形式。通過教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)，線上教學(xué)的開展為學(xué)生的操作交互提供良好的契機(jī)，而以知識(shí)圖譜、AI信息技術(shù)、知識(shí)的交叉與融合等為代表的軟技術(shù)在促進(jìn)學(xué)生信息交互、概念交互方面具有巨大的潛力，優(yōu)化的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)有利于促進(jìn)教學(xué)交互從低級(jí)的操作交互向高級(jí)的概念交互轉(zhuǎn)化，培養(yǎng)學(xué)生高階思維，發(fā)展學(xué)生核心能力。

（三）? 強(qiáng)化課程思政建設(shè)，打造“課程思政+數(shù)字化教學(xué)+專業(yè)”的教學(xué)模式

將課程思政理念融入課程設(shè)計(jì)，通過對(duì)課程思政核心要素與混合式教學(xué)要素進(jìn)行有效融合，借助數(shù)字化教學(xué)手段，通過“啟發(fā)+創(chuàng)設(shè)問題”、“線上+線下”混合式、“課內(nèi)+課外”全方位教學(xué)，圍繞知識(shí)傳授、價(jià)值塑造和能力培養(yǎng)。引入材料科技的故事，材料學(xué)發(fā)展的故事，材料學(xué)家的故事，讓學(xué)生近距離感受新時(shí)代材料精神。通過材料科技發(fā)展與課程教學(xué)過程中的開放融合典型案例，引導(dǎo)學(xué)生開放與共享的新發(fā)展理念，激發(fā)學(xué)生充分利用全方位、高水平、多層次的學(xué)習(xí)與交流平臺(tái)，培養(yǎng)學(xué)生跨學(xué)科、跨技術(shù)、跨領(lǐng)域的創(chuàng)新融合能力。

四? 研究思路和方法

（一）? 課程知識(shí)圖譜的構(gòu)建

在課程教學(xué)大綱的基礎(chǔ)上，重新梳理課程包含的知識(shí)點(diǎn)，構(gòu)建知識(shí)點(diǎn)之間的相互關(guān)聯(lián)，幫助學(xué)生構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，了解知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)脈絡(luò)。知識(shí)點(diǎn)間的關(guān)系總體可分為三大類：包含關(guān)系、順序關(guān)系和相關(guān)關(guān)系。包含關(guān)系體現(xiàn)了多個(gè)知識(shí)點(diǎn)間的較強(qiáng)的邏輯關(guān)系；順序關(guān)系體現(xiàn)了知識(shí)點(diǎn)與知識(shí)點(diǎn)之間的依賴遞進(jìn)關(guān)系；相關(guān)關(guān)系體現(xiàn)了知識(shí)點(diǎn)與知識(shí)點(diǎn)之間內(nèi)在相關(guān)關(guān)系（如圖1所示）。AI人工智能將在三大類關(guān)系的基礎(chǔ)上，根據(jù)課程內(nèi)容以及教學(xué)特色進(jìn)行本課程領(lǐng)域特有的自定義知識(shí)關(guān)系，并舉出課程的相關(guān)實(shí)例進(jìn)行輔助解釋與理解，并將后續(xù)知識(shí)關(guān)系與知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行鏈接，生成本門課程知識(shí)圖譜。

（二）? 學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)路徑探索

有目的、有計(jì)劃地建設(shè)課程知識(shí)圖譜、教學(xué)視頻、教學(xué)設(shè)計(jì)，有針對(duì)性地教學(xué)，使其更貼近不同專業(yè)的應(yīng)用，進(jìn)一步提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。線上線下相結(jié)合的方式更有利于了解學(xué)生的個(gè)體差異及真實(shí)需求。課前，發(fā)布包含不同專業(yè)內(nèi)容的預(yù)習(xí)任務(wù)，并要求學(xué)生有選擇地進(jìn)行回答。課堂上，在教學(xué)平臺(tái)上發(fā)布課堂任務(wù)或問答題，在課堂時(shí)間有限的情況下，使所有的學(xué)生都能夠參與到課堂當(dāng)中來，提高學(xué)生的課堂參與感。課后，在教學(xué)平臺(tái)上布置側(cè)重點(diǎn)各異的課后作業(yè)，學(xué)生依據(jù)自身專業(yè)基礎(chǔ)和學(xué)習(xí)特點(diǎn)，選擇其中的內(nèi)容進(jìn)行思考作答，滿足不同學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)需求（如圖2所示）。

（三）? AI技術(shù)與課程思政的深度融合

深入探索課程思政對(duì)人才培養(yǎng)的重要作用和實(shí)現(xiàn)路徑，結(jié)合利用西北工業(yè)大學(xué)的國(guó)防特色和資源，以及材料學(xué)院豐富的科技研究成果，注重人文素養(yǎng)元素的挖掘和培養(yǎng)，將思政教育真正帶入課堂之中。盡可能融合多種教學(xué)資源，通過分析總結(jié)，基于材料背景，借助AI信息技術(shù)分析，挖掘課程思政的共性，并將其貫穿到教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)，真正實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為中心，以及教育與教學(xué)的有機(jī)統(tǒng)一。通過可視化的展示方式，結(jié)合人工智能技術(shù)，更加便利地讓學(xué)生了解和掌握，獲得更好的學(xué)習(xí)效果，推動(dòng)數(shù)字化教育的AI化，進(jìn)一步提升教學(xué)質(zhì)量。

五? 可行性分析

（一）? 材料專業(yè)課程蘊(yùn)含豐富的德育資源

金屬材料及其應(yīng)用課程作為材料學(xué)院工程碩士專業(yè)必修課，蘊(yùn)含著豐富的育人資源。對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的道德品質(zhì)、社會(huì)適應(yīng)起到重要的作用。課程在工程實(shí)踐中的應(yīng)用，強(qiáng)調(diào)實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，精益求精的工匠精神，還需要持之以恒、堅(jiān)持不懈的拼搏精神。在制定工藝參數(shù)、優(yōu)化合金組成及性能測(cè)試的過程中，還需要在遵循一定的科學(xué)原則基礎(chǔ)上，根據(jù)工程實(shí)踐進(jìn)行創(chuàng)新。

（二）? 學(xué)校和學(xué)院為項(xiàng)目研究提供充分的條件保障

西北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)科在最新一輪國(guó)家“雙一流”學(xué)科評(píng)估中名列材料學(xué)科第一方陣前列，學(xué)校和學(xué)院一直都很重視教育教學(xué)工作，將立德樹人作為人才培養(yǎng)的第一要?jiǎng)?wù)。通過政策、項(xiàng)目等支持，鼓勵(lì)教師進(jìn)行教學(xué)改革研究，為本項(xiàng)目的順利實(shí)施保駕護(hù)航。

（三）? 課程團(tuán)隊(duì)具有良好的研究基礎(chǔ)

課程團(tuán)隊(duì)先后獲批2門國(guó)家級(jí)一流課程，1門全國(guó)工程專業(yè)碩士學(xué)位研究生教育在線課程建設(shè)項(xiàng)目等，被評(píng)為西北工業(yè)大學(xué)“研究生課程思政教學(xué)團(tuán)隊(duì)”。該課程已經(jīng)在學(xué)堂在線課程平臺(tái)運(yùn)行7期，積累了良好的在線教學(xué)資源。課程團(tuán)隊(duì)成員結(jié)構(gòu)合理，均為教學(xué)科研和管理一線人員，熱愛教育教學(xué)，具有十多年的金屬材料及其應(yīng)用課程教學(xué)及管理經(jīng)驗(yàn)，主持多項(xiàng)教學(xué)研究與改革項(xiàng)目，發(fā)表多篇教學(xué)研究論文，確保了本項(xiàng)目順利實(shí)施。

六? 特色與創(chuàng)新

本項(xiàng)目的創(chuàng)新之處在于探明國(guó)家教育數(shù)字化戰(zhàn)略行動(dòng)背景下，將AI技術(shù)與課程思政緊密結(jié)合，構(gòu)建金屬材料及其應(yīng)用課程知識(shí)圖譜，探索材料專業(yè)課程思政教學(xué)模式與教學(xué)效果考核的創(chuàng)新。具體特色和創(chuàng)新如下。

（一）? 打造基于知識(shí)圖譜的材料類課程的新形態(tài)教學(xué)資源

課程知識(shí)圖譜不光有“知識(shí)”，還要與培養(yǎng)目標(biāo)和能力緊密關(guān)聯(lián)。課程知識(shí)圖譜的建設(shè)主要包括課程目標(biāo)層、問題體系層、基礎(chǔ)知識(shí)層和教學(xué)資源層四個(gè)維度，構(gòu)建結(jié)構(gòu)化教學(xué)資源，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，幫助學(xué)生掌握課程的基礎(chǔ)理論知識(shí)，系統(tǒng)提升學(xué)生利用知識(shí)解決問題等能力。

（二）? 構(gòu)建滿足學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)需求的數(shù)字化與智慧教學(xué)設(shè)計(jì)

以知識(shí)圖譜為核心的在線教學(xué)模式突破傳統(tǒng)的線性教學(xué)過程，以更高效、更便捷的信息化手段提供個(gè)性化教學(xué)，根據(jù)學(xué)生的基礎(chǔ)狀態(tài)，推薦適合其自身的學(xué)習(xí)路徑與學(xué)習(xí)內(nèi)容，適時(shí)地調(diào)整學(xué)習(xí)難度和順序。利用人工智能技術(shù)，及時(shí)調(diào)整學(xué)習(xí)難度與學(xué)習(xí)內(nèi)容，逐步實(shí)現(xiàn)可規(guī)?；膫€(gè)性化教育。

（三）? 探索教育數(shù)字化背景下，材料類專業(yè)課程思政的教學(xué)實(shí)踐路徑

通過對(duì)材料類專業(yè)課程知識(shí)背后的邏輯、精神、價(jià)值、思想，基于AI信息技術(shù)，以春風(fēng)化雨、潤(rùn)物無聲的方式鑄牢學(xué)生的理想信念，形成對(duì)思政課程的有益補(bǔ)充和拓展深化，在學(xué)生社會(huì)主義核心價(jià)值觀教育中起到“浸潤(rùn)、深化和拓展”的作用。

七? 結(jié)束語

課程是人才培養(yǎng)的核心要素，是影響學(xué)生發(fā)展最直接的中介和變量。課程質(zhì)量直接決定人才培養(yǎng)質(zhì)量。教育數(shù)字化是我國(guó)開辟教育發(fā)展新賽道和塑造教育發(fā)展新優(yōu)勢(shì)的重要突破口。廣大教育工作者要進(jìn)一步推進(jìn)數(shù)字教育，為個(gè)性化學(xué)習(xí)、終身學(xué)習(xí)、擴(kuò)大優(yōu)質(zhì)教育資源覆蓋面和教育現(xiàn)代化提供有效支撐。西北工業(yè)大學(xué)材料專業(yè)課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)以立德樹人為根本任務(wù)，以培養(yǎng)具有家國(guó)情懷、追求卓越、引領(lǐng)未來的領(lǐng)軍人才為主要目標(biāo)，運(yùn)用AI信息技術(shù)，建立豐富的線下課程教學(xué)資源，深度挖掘并融入課程思政元素，打造了國(guó)家級(jí)一流課程及全國(guó)工程碩士學(xué)位研究生教育在線課程，為大力推進(jìn)材料專業(yè)數(shù)字化教學(xué)資源建設(shè)、課程思政建設(shè)與創(chuàng)新，提供了有益的探索與實(shí)踐。

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基金項(xiàng)目：陜西省學(xué)位與研究生教育研究重點(diǎn)項(xiàng)目“基于課程思政+知識(shí)圖譜的材料類高質(zhì)量研究生課程建設(shè)的探索與實(shí)踐”（SXGERC2023017）；西北工業(yè)大學(xué)教育教學(xué)改革研究重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目“聚焦‘總師型人才培養(yǎng)的材料專業(yè)一流課程數(shù)字化變革研究與探索”（無編號(hào)）

第一作者簡(jiǎn)介：盧艷麗（1975-），女，漢族，山西運(yùn)城人，工學(xué)博士，教授，博士研究生導(dǎo)師。研究方向?yàn)椴牧峡茖W(xué)與工程專業(yè)教學(xué)及科研。