彭成信 楊光智

（上海理工大學(xué)，上海 200093）

2020 年6 月,教育部在《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》中提出，要將思想政治教育貫穿人才培養(yǎng)全過程，全面推進(jìn)高校課程思政建設(shè)，幫助學(xué)生樹立正確的世界觀、人生觀和價(jià)值觀。課程思政建設(shè)內(nèi)容要緊緊圍繞堅(jiān)定學(xué)生理想信念，以愛黨、愛國、愛社會(huì)主義、愛人民、愛集體為主線，同時(shí)圍繞制度認(rèn)同、家國情懷、文化素養(yǎng)、法治意識、道德修養(yǎng)等重點(diǎn)來優(yōu)化課程思政內(nèi)容，并結(jié)合中國特色社會(huì)主義的中國夢教育、社會(huì)主義核心價(jià)值觀教育、民主與法治教育、勞動(dòng)教育、心理健康教育、中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化教育等，構(gòu)建全員全過程全方位育人大格局。[1]

材料選擇與設(shè)計(jì)作為材料科學(xué)工程學(xué)科實(shí)踐類核心課程，課程教學(xué)的目的是使學(xué)生在掌握材料科學(xué)基礎(chǔ)、材料工程基礎(chǔ)及材料選擇和工藝設(shè)計(jì)等相關(guān)知識的基礎(chǔ)上，根據(jù)實(shí)際工程應(yīng)用中對產(chǎn)品的需求和對材料性質(zhì)數(shù)據(jù)分析，學(xué)會(huì)合理應(yīng)用所學(xué)知識進(jìn)行材料選擇與產(chǎn)品設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生掌握材料學(xué)基礎(chǔ)理論與工程實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合的能力。本課程主要是通過實(shí)際應(yīng)用中的案例分析和實(shí)踐操作實(shí)現(xiàn)掌握材料選擇與設(shè)計(jì)學(xué)科知識的目的，因此，需要梳理課程內(nèi)容，深入挖掘?qū)I(yè)課程中的思政育人元素，分析不同課程教學(xué)內(nèi)容和思政元素的關(guān)聯(lián)性，并結(jié)合學(xué)生的學(xué)習(xí)規(guī)律，進(jìn)行思政元素相關(guān)教學(xué)模式的案例設(shè)計(jì)。將思想政治教育以潤物細(xì)無聲的方式融于材料選擇與設(shè)計(jì)案例教學(xué)的過程中，同時(shí)采用多種教學(xué)方法，以實(shí)現(xiàn)知識傳授與價(jià)值引領(lǐng)相融合的效果。[2-3]

一、材料選擇與設(shè)計(jì)的教學(xué)內(nèi)容及蘊(yùn)含的思政育人元素

材料選擇與設(shè)計(jì)是材料科學(xué)與工程專業(yè)核心實(shí)踐類課程，主要面向材料學(xué)科本科學(xué)生。在前期學(xué)習(xí)“材料科學(xué)基礎(chǔ)”“材料力學(xué)”等課程的基礎(chǔ)上，根據(jù)材料的基本要素和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，如材料的性質(zhì)(力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、光學(xué)、磁學(xué)等)、材料選擇與設(shè)計(jì)的基本原則、材料工藝的優(yōu)化原則、材料選擇多目標(biāo)權(quán)衡策略等。課程主要依托實(shí)際產(chǎn)品案例進(jìn)行多維度、多角度、多目標(biāo)的選擇和實(shí)踐，并同實(shí)際產(chǎn)品設(shè)計(jì)深度融合，為產(chǎn)品高效設(shè)計(jì)提供最佳解決方案，是現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)中的重要組成部分。[4]

本課程具有豐富的材料設(shè)計(jì)實(shí)踐案例，同時(shí)也蘊(yùn)含豐富的思政教育素材，具備進(jìn)行思想政治教育的先決條件。在材料選擇與設(shè)計(jì)的前期教學(xué)中，利用案例素材，包括“環(huán)保型飲料容器”“港珠澳大橋橋梁”“中國大飛機(jī)工程”“中國火星探測車”等相關(guān)材料的選擇與設(shè)計(jì)等引入課堂學(xué)習(xí)和討論中，通過背景講解可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，在潛移默化中將思想政治育人同材料選擇與設(shè)計(jì)課程進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，積累了豐富的思想政治教育經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生在感受思想政治教育的同時(shí)，利用需要學(xué)習(xí)的材料進(jìn)行選擇，在選擇的過程中提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力，并獲得高性能、高效率、經(jīng)濟(jì)環(huán)保、可持續(xù)型產(chǎn)品。同時(shí)，案例設(shè)計(jì)過程中也加強(qiáng)了學(xué)生工程倫理教育，培養(yǎng)學(xué)生精益求精的大國工匠精神、科技報(bào)國的家國情懷、投身祖國建設(shè)的雄心大志。

二、材料選擇與設(shè)計(jì)中典型思政育人案例設(shè)計(jì)

（一）加強(qiáng)生態(tài)文明建設(shè)，關(guān)注可持續(xù)發(fā)展

在材料選擇與設(shè)計(jì)課程的《材料與環(huán)境》章節(jié)中，涉及生態(tài)環(huán)保產(chǎn)品內(nèi)容設(shè)計(jì)，可以將生態(tài)產(chǎn)品設(shè)計(jì)作為思想政治教育的載體。所涉及的教學(xué)案例為環(huán)保型飲料容器。學(xué)生通過生活實(shí)踐和網(wǎng)絡(luò)資源收集常見的各種飲料容器，利用材料選擇的基本原則，結(jié)合材料選擇與設(shè)計(jì)軟件CES（Cambridge Engineering Selector）EduPack 進(jìn)行構(gòu)思和優(yōu)化。在整個(gè)教學(xué)過程中，應(yīng)適當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考：人類社會(huì)進(jìn)入21世紀(jì)，一些國家為了提升自身的競爭力，在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)，忽視了對環(huán)境的保護(hù)和合理開發(fā)，造成了諸多的環(huán)境問題，致使保護(hù)環(huán)境成為人類發(fā)展的重要問題。在資源有限的前提下，人類既要發(fā)展經(jīng)濟(jì)，又要保護(hù)環(huán)境，這二者能否兼顧？教師以此提出思考要點(diǎn)：提倡可持續(xù)的材料選擇與設(shè)計(jì)，將環(huán)境作為經(jīng)濟(jì)成本的一個(gè)部分，在材料選擇設(shè)計(jì)的源頭上進(jìn)行有效管理，降低材料成本，避免過分依賴自然資源，使得經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。另外，追求“綠色環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、可持續(xù)性”材料選擇與設(shè)計(jì)理念，在注重產(chǎn)品的可持續(xù)性選擇與設(shè)計(jì)的同時(shí)，積極倡導(dǎo)使用后綠色可降解及循環(huán)利用等，緩解環(huán)境壓力，讓人類發(fā)展與環(huán)境和諧共存，力求經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境等方面協(xié)調(diào)與發(fā)展，并考慮倫理、道德及法律問題，進(jìn)行垃圾分類推廣，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)思結(jié)合、知行合一的發(fā)展精神。

（二）大國工匠精神與專業(yè)責(zé)任感

大國工匠精神的引入讓學(xué)生認(rèn)識到職業(yè)的魅力，增強(qiáng)對“干一行、愛一行、精一行”的認(rèn)同感，更有利于提升學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)和職業(yè)道德。在《材料選擇的基本原則》章節(jié)中，涉及橋梁設(shè)計(jì)的案例，教師引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)滿足性能要求且保障安全的橋梁為思政教育載體。涉及的案例為“港珠澳大橋”的主梁柱材料選擇。學(xué)生通過所學(xué)習(xí)的材料選擇課程的基本要求，通過設(shè)定的滿足機(jī)械力學(xué)性能要求列出材料選擇的屬性條件，代入CES EduPack 軟件并在材料數(shù)據(jù)庫進(jìn)行選擇和優(yōu)化。在教學(xué)過程中，通過之前橋梁設(shè)計(jì)事故講述：1940 年建于美國華盛頓州的塔科馬海峽大橋，由于橋梁的設(shè)計(jì)沒有考慮到抗風(fēng)扭轉(zhuǎn)機(jī)械性能要求，致使穿過大橋的氣流由于邊界層分離形成渦流，連續(xù)性的旋渦會(huì)對被繞的橋梁產(chǎn)生周期性浸染力，這種浸染力和大橋振動(dòng)的頻率接近時(shí)，風(fēng)能與橋梁本身產(chǎn)生同頻共振，最終使鋼梁坍塌斷裂。這些由于設(shè)計(jì)疏忽而導(dǎo)致的質(zhì)量與安全隱患等問題，給國家和社會(huì)造成嚴(yán)重的危害，能夠很好地啟發(fā)學(xué)生培養(yǎng)自身認(rèn)真負(fù)責(zé)和專業(yè)追求，心懷工匠精神，精益求精、嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)，抵制有悖于科學(xué)精神和職業(yè)道德的做法和行為。[5]

（三）科學(xué)家精神與愛國情懷

在《材料與形狀的組合選擇》章節(jié)中可以引入我國材料科學(xué)家做出突出貢獻(xiàn)的相關(guān)案例，不僅可以培養(yǎng)學(xué)生對學(xué)習(xí)知識的自信心，還可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，激發(fā)學(xué)生的愛國主義情懷。所設(shè)計(jì)的教學(xué)案例為飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片材料選擇。在教學(xué)中，學(xué)生利用材料和形狀組合進(jìn)行選擇，推導(dǎo)考慮形狀因子情況下的材料屬性，根據(jù)給定的發(fā)動(dòng)機(jī)葉片設(shè)計(jì)目標(biāo)，利用CES EduPack 設(shè)計(jì)軟件和材料性質(zhì)數(shù)據(jù)庫，進(jìn)行材料選擇和設(shè)計(jì)優(yōu)化。在教學(xué)過程中，通過播放“兩彈一星”科學(xué)家故事、“中國大飛機(jī)工程”和“中國探月工程”等視頻，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考：面對當(dāng)今世界復(fù)雜多變的發(fā)展格局，美國等西方國家對中國高技術(shù)領(lǐng)域的“卡脖子”封鎖，在此背景下，如何親自實(shí)踐，研制出自己的發(fā)動(dòng)機(jī)，擺脫核心領(lǐng)域長期被別人控制的局面？通過視頻介紹，了解“商飛人”的感人事跡，培養(yǎng)學(xué)生踐行社會(huì)主義核心價(jià)值觀，激發(fā)學(xué)生弘揚(yáng)“兩彈一星”“載人航天”精神和“航空報(bào)國”精神。

（四）馬克思主義哲學(xué)的辯證對立統(tǒng)一觀

在材料選擇與設(shè)計(jì)課程的《多重約束和沖突目標(biāo)》章節(jié)中，涉及教學(xué)設(shè)計(jì)案例為火星登陸車保護(hù)外殼材料選擇。學(xué)生利用材料選擇的要求和基本原則，結(jié)合材料選擇與設(shè)計(jì)軟件CES EduPack 材料性質(zhì)數(shù)據(jù)庫，根據(jù)給定火星車外殼材料設(shè)計(jì)的多重約束條件和沖突目標(biāo)，安排學(xué)生分析并以圖文并茂的形式進(jìn)行優(yōu)化選擇。結(jié)合具體案例，引導(dǎo)學(xué)生積極思考：產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的各種材料選擇的相互關(guān)聯(lián)，最后形成一個(gè)不可分割、相互作用的有機(jī)統(tǒng)一整體，如何做到矛盾統(tǒng)一？引導(dǎo)學(xué)生思考在多重約束條件下，為達(dá)到高效設(shè)計(jì)目標(biāo)進(jìn)行合理取舍，充分理解矛盾論的對立統(tǒng)一，從而達(dá)到學(xué)以致用的教學(xué)目的。

三、材料選擇與設(shè)計(jì)課程的思想政治育人方法

（一）有效利用線下課堂主陣地，借助案例教學(xué)法，融入思想政治育人元素

課堂是傳授知識的主陣地，將思想政治育人元素融于專業(yè)教學(xué)，能夠達(dá)到最直接、最明顯的育人效果。以案例為依托的教學(xué)法需要在教學(xué)內(nèi)容上深耕細(xì)挖，將思政育人的典型事例與專業(yè)內(nèi)容深度銜接，否則容易出現(xiàn)生搬硬套和違和感。在教學(xué)過程中多采用啟發(fā)式教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生積極思考，進(jìn)一步調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，從而實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為中心的思想政治育人模式。例如在分析發(fā)動(dòng)機(jī)葉片設(shè)計(jì)案例時(shí)，需要引導(dǎo)學(xué)生充分了解我們國家在航空領(lǐng)域的背景和發(fā)展現(xiàn)狀。我國基礎(chǔ)科學(xué)研究起步較晚，導(dǎo)致金屬材料研制無法滿足現(xiàn)代發(fā)展需要特別是軍用發(fā)動(dòng)機(jī)葉片設(shè)計(jì)要求，這一短板必然會(huì)影響我們國家的安全和未來發(fā)展建設(shè)。但老一輩科學(xué)家發(fā)揚(yáng)自力更生、艱苦奮斗的優(yōu)良作風(fēng)和矢志不渝的報(bào)國精神，在西方國家對我國高新技術(shù)領(lǐng)域封鎖的條件下，他們不畏艱難，積極進(jìn)取，最后研制出“兩彈一星”大國重器，為國家的安全和發(fā)展保駕護(hù)航。通過這些真實(shí)而具體的案例，激發(fā)了學(xué)生對社會(huì)主義制度的信心，把個(gè)人理想融入國家發(fā)展大局，為國家發(fā)展建設(shè)貢獻(xiàn)智慧和力量。此外，在教學(xué)過程中，尤其是案例的列舉，可以采用各種表現(xiàn)形式，如結(jié)合PPT課程內(nèi)容插入、通過視頻實(shí)時(shí)播放、進(jìn)行實(shí)物展示等，或者在適當(dāng)章節(jié)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行相關(guān)案例互動(dòng)與分析，通過學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的參與度和解決問題的能力。

（二）采用靈活多變的教學(xué)形式和教學(xué)方法

1.在課程教學(xué)過程中，利用多媒體、短視頻、慕課、抖音等助學(xué)工具讓學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，并結(jié)合教學(xué)內(nèi)容精心設(shè)計(jì)教學(xué)案例，通過理論講述、問題答疑、分組討論等教學(xué)方式，在提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生具有愛國情懷、法治意識、社會(huì)責(zé)任意識、文化自信等學(xué)子精神。

2.借助課件、影像資料，運(yùn)用“互聯(lián)網(wǎng)+課程思政”思維，比如利用超星學(xué)習(xí)通平臺，以任務(wù)發(fā)布的形式實(shí)現(xiàn)課堂互動(dòng)，全流程記錄，實(shí)時(shí)答疑，以達(dá)到教學(xué)效果的及時(shí)反饋、評價(jià)，這樣有助于進(jìn)一步優(yōu)化課程設(shè)計(jì)。

3.借助網(wǎng)絡(luò)平臺中龐大的思政育人資源，通過引導(dǎo)學(xué)生觀看中國的大飛機(jī)工程、航天空間站、火星登陸情況、天眼紀(jì)錄片等視頻資料，或者通過專家講座、現(xiàn)場參觀體驗(yàn)、課堂討論、口頭報(bào)告、撰寫作業(yè)等方式，或者通過參加材料學(xué)院創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽，展現(xiàn)思政結(jié)合的學(xué)習(xí)成果。采用靈活的授課形式與教學(xué)方法，使思政元素和專業(yè)課程有機(jī)融合，最后發(fā)現(xiàn)，課程的獨(dú)特性和趣味性增強(qiáng)，思政內(nèi)容的自然帶入，達(dá)到了規(guī)定的育人效果。

四、結(jié)束語

專業(yè)課程教學(xué)是思政育人的主陣地和教學(xué)載體，而思政教學(xué)則是對專業(yè)課程內(nèi)容的提煉和升華，二者是相輔相成、互為條件的。通過以案例教學(xué)為載體，采用靈活多變的教學(xué)形式和教學(xué)方法，將思政元素潤物細(xì)無聲地融于教學(xué)內(nèi)容之中，使思想政治教育達(dá)到潛移默化的育人效果。雖然思政育人通過課堂形式展開，但其最終目標(biāo)是將社會(huì)主義核心價(jià)值觀根植在學(xué)生心目中，即使將來進(jìn)入社會(huì)實(shí)踐也能時(shí)時(shí)處處體會(huì)得到。通過課堂思政教學(xué)的價(jià)值觀引領(lǐng)，可以有效補(bǔ)充理工類課程過于強(qiáng)調(diào)知識育人等方面的不足，從而培養(yǎng)適應(yīng)國家未來發(fā)展戰(zhàn)略需要的專業(yè)能力過硬、思想政治兼?zhèn)涞纳鐣?huì)主義事業(yè)建設(shè)者和接班人。