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摘要:为了培养高素质人才,文章首先阐述了“ 工程认证”背景下纳米材料与技术课程思政建设的背景,然后提出了“ 工程认证”背景下纳米材料与技术课程思政建设路径。
关键词:课程思政,纳米材料与技术课程,工程认证
工程教育专业认证起源于美国,1932 年,美国高 等工程教育专业认证成立,历经近 90 年的发展,英、 法、俄、日等国都成立了工程教育专业认证组织机构, 积极开展工程教育的多边认证活动[1] 。2005 年,我国 开始工程教育专业认证试点,目的在于推进我国工程 教育改革,提高工程教育质量,提升高校毕业生在国 际市场的就业竞争力。2016 年 6 月,我国正式成为《华 盛顿协议》的第 18 个成员,通过工程教育专业认证的 工科专业在业内享有很高的声誉,是评选国家一流学 科的前提条件。在工程教育专业认证日趋重要的形势 下,工程认证俨然已成为我国工科高校发展的新风向 标[2]。工程教育专业认证强调三个核心理念,即以学生 为中心、成果导向、持续改进,核心目的在于培养符合 市场需求、具备多学科背景的学生 。但是仅关注提升 专业知识应用能力还远远不够,在明确“培养什么人、 怎样培养人”的同时,还需要回答“ 为谁培养人”的问 题 。党的二十大指出,坚持把立德树人作为教育的根 本任务,将“坚持全员全过程全方位育人”作为教育工 作的基本原则之一,要求用好“ 大思政课”,引导广大 师生潜心治学、苦练内功,鼓励教学改革,把思想价值 引领贯穿教学全阶段,努力培养中国特色社会主义事 业合格的建设者和接班人。课程思政理念的提出始于 上海的课程改革活动[3-6] 。2014 年,上海市教委在《上 海高校课程思政教育教学体系建设专项计划》中提出 这一概念 。2020 年 5 月,教育部出台《高等学校课程 思政建设指导纲要》,对高校课程思政建设做出整体 设计和全面部署,提出要将“ 思政之盐”融入课程盛 宴,要求国内高校的全部专业都要积极推进课程思 政,充分挖掘各类课程蕴含的思政教育元素,每门课 程、每位教师都要发挥教书育人作用,实现价值塑造与知识传授、能力培养一体化推进[7-14]。
一 、“ 工程认证 ”背景下纳米材料与技术课程思政 建设的背景
纳米材料与技术是太原工业学院材料工程系高 分子材料与工程专业开设的一 门专业选修课,作为山 西省应用型本科院校,该校着手准备校内工科专业的 工程教育认证 。该课程旨在引导学生了解当今世界纳 米科学与技术研究的最新进展,是培养学生创新思维 和科研素养的重要途径, 多开设在大三或大四阶段, 这是大学生树立正确三观、培养积极的思想政治素养 的关键时期 。此外,纳米材料与纳米技术是一 门多学 科交叉的课程,其知识体系更新迅速,但在教学中存 在以下问题:①教学内容缺乏时效性,关于学生思想 政治教育的教学内容设计较少;②教学方法和形式单 一,仍以教师讲授为主,无法激发学生深入学习的兴 趣;③考核评价方式不全面,往往以期末试卷和出勤 为主,无法反映出学生真实的学习效果。
基于此,开展面向课程思政和“工程认证”需求的 纳米材料与技术课程思政建设和教学改革具有重要 意义 。本研究将通过开展基于纳米材料与技术知识体 系的思政教育,对纳米材料与技术教学进行重构,即 在工程认证的基础上,将课程思政理念有机融合,充 分挖掘课程内容中的思政元素,创新教学模式,实现 对纳米材料与技术课程思政建设的探索,从而更好地 完成为党育人、为国育才的使命。
二、“ 工程认证 ”背景下纳米材料与技术课程思政 建设路径
(一)思政元素挖掘
第一章:绪论 。20 世纪 70 年代,国外专家已开始 对纳米科技进行研究,我国虽然起步晚,研究基础薄弱,但在一代又一代科学家前仆后继的努力下,近几 年成绩斐然,在纳米领域不断取得突破性进展,现已 成为当今世界纳米科学与技术进步的重要贡献者和 世界纳米科技研发前沿大国之一 , 且已成立国家纳 米中心,未来将在推进纳米科技领域的基础研究、技 术创新和成果转化方面扮演越来越重要的角色 。教 师可借此激发学生的爱国主义情怀和民族自豪感, 让学生懂得“ 科技创新,拿来主义最要不得,因为关 键核心技术是要不来、买不来、讨不来的”。“要想不 被‘ 卡脖子 ’,就必须加强我国科技创新的能力,勇于 探索,而学生就是未来科技创新的希望。”教师要用 富含科学探索精神和爱国情怀的话语 , 春风化雨般 潜移默化地滋养学生的心灵 , 引导学生树立科技报 国壮志,努力成长为堪当民族复兴重任的时代新人。
第二章:纳米材料的特殊效应 。纳米材料具有传 统材料不具备的特殊化学属性,如导电的铜到某个纳 米级界限就不导电,绝缘的二氧化硅、晶体等在某个 纳米级界限时反而可以导电。教师在量子尺寸效应的 讲解中引入“物极必反”,可以让学生了解事物发展的 发展规律及内在辩证关系 。 同时,教师可引申出马克 思主义认识论和方法论 , 帮助学生形成正确的三观。 教师在教授本章节时,可以鼓励学生阅读其他的马克 思主义哲学经典著作,从而丰富学生的认知 。马克思 主义经典著作包含着经典作家汲取的人类探索真理 的丰富思想成果,学生阅读后,可以从中汲取智慧,提 高辩证思维能力,起到增长知识、开阔视野、培养高瞻 远瞩的战略洞察力和脚踏实地的工作作风的作用,从 而树立正确的三观 , 掌握科学的思想方法和工作方 法,进而能够正确分析和解决问题。
第三章:纳米材料的制备。教师通过讲解一维、二 维及三维纳米材料的制备方法,可以让学生了解纳米 织物、纳米传感器、纳米药物载体等前沿文献,从而使 学生联系生活,学以致用,将抽象的知识转化为具体 事物 。教师对前沿技术概论等相关知识进行讲解,可 以帮助学生加深对纳米技术发展趋势和应用场景的 理解,并引导学生将本领域学术研究或专业应用与前 沿核心技术进行有机融合,为探索新领域和新方向奠 定知识基础,从而训练学生以专业认知为基础的批判 性思维能力,以及利用专业知识解决现实矛盾的能 力。党的二十大报告提出要“深入群众、深入基层”,开 展调查研究,因此,教师要积极引导学生对于日常学 习、生活中的急难险重问题,做到杜绝纸上谈兵,提倡通过开展调查研究来精准剖析、解决问题。
第四章:纳米材料表征。扫描隧道显微镜(STM)技 术自 1982 年 IBM 实现以来受到了广泛关注,其可以 实现表面形貌的原子级分辨率观测、实现单原子操 作,是研究表面科学的重要工具。2007 年末,英国科学 家首次拍下进攻性病毒攻击酶和 DNA 链的实时纳米 级影像,扫描出了一些令人惊叹的纳米级图像 。1873 年 , 显微镜学者恩斯特·阿贝给传统的光学显微镜分 辨率规定了一个物理极限:它不可能突破 0.2 微米,而 艾力克·贝齐格 、斯特凡·W. 赫尔和 W. E. 莫尔纳尔 于 2014 年被授予诺贝尔化学奖 , 正是由于突破了这 个极限 。因此,当代大学生要培养求真务实精神,要坚 持科学发展观,用民主和科学的思想武装自己,努力 学习科学知识,弘扬科学精神,同各种伪科学、反科学 的社会现象作斗争。
第五章:纳米复合材料 。教师可通过讲解无机物 表面改性及其应用,延伸到当前比较热门的环保装修 材料和军用电磁屏蔽材料等,引申出保护环境、关爱 生命、国家安全、爱国主义、可持续发展等思政元素。 与传统性质材料相比,纳米复合材料作为一种特殊性 质材料,具有特有的生物、物理和化学性质,包括稳定 热性能、强度高、高比表面积和生物相容性等,以上优 势和特点促使纳米材料在节能减排、环境保护、新能 源发电、医学应用、生物研究等领域被广泛应用。新能 源领域中,纳米材料被广泛使用在锂电池开发、扩容、 蓄能等方面,提升了电池的使用效能,据此,教师可阐 述国内外最新锂电池技术发展现状,即当前国外成功 研发出全固态电池,续航能力已经逼近 2 000 公里,其 中日本日产汽车计划在 2025 年实现量产 , 德国宝马 计划在 2025 年推出首款全固态电池原型车 , 美国量 子景观公司宣布续航里程提升 80%(达到 2 000 公 里), 从而大幅度缩短快充时间,20 分钟可充满电量。 与此同时,我国比亚迪、宁德时代、广汽集团虽然推出 刀片电池、麒麟电池、弹匣电池,但是性能较国外还是 有较大差距 。作为新时代接班人,学生要树立技术强 国意识 。我国提出要在 21 世纪中叶建成世界科技强 国,必然就要在新能源领域取得国际领先地位,而实 现这一 目标的首要前提是培育一大批具有高精尖技 术的领军人才。为此,教师要引导学生树立远大理想, 使之点燃科技创新梦想、砥砺科研报国志向,立志为 我国迈入世界科技强国做出应有贡献。
第六章:纳米材料的应用 。教师要着重讲述纳米材料在医药卫生领域的广泛应用,包括防飞沫口罩、 防护服等,并讲述突发公共卫生事件期间的感人故 事,展示我国众志成城、万众 一 心的民族精神,以提 升大学生的民族凝聚力,同时倡导大学生加强身体 锻炼,珍爱生命,用强健的体魄报效祖国 。纳米材料 在生物医药领域有广泛的应用前景,2023 年 4 月 11 日,哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院盖世 丽教授及其所在的无机功能应用基础研究团队创新 性地提出一种癌症光热疗法疗效提升策略,即将具 有较高光热转换效率的材料直接注射到患者体内, 充分利用靶向性探路方法精准聚集在肿瘤组织附 近,在外部 一 定条件的光源照射下将光学能量直接 转化为热能,用最小的损害性和靶向性直接杀死癌 细胞,目前其已成为癌症患者潜在的最优治疗策略。 该项目的相关研究成果发表在国际化学领域顶级期 刊《美国化学会志》上,并被选为封面文章,这充分表 明中国人为全人类生物健康领域探索做出了重要贡 献,证明我国也是可以走在国际技术前沿,教师可以 此让学生在校就树立大国、强国自信,提升民族自豪 感和荣誉感 。在本章节,教师还可以穿插介绍纳米材 料领域具有良好教育意义的故事,如我国著名科学家 庄晓莹曾经获得过德国著名的“ 索菲亚·科瓦雷夫斯卡亚奖”,德国奖励千万元奖金,并提供优厚待遇,但 她带着奖金毅然决然地回国发展 。庄晓莹在大学四 年学习过程中,成绩突出,曾连续三年获得同济大学 奖学金,并获得推荐研究生直接面试资格,攻读隧道 与地下建筑工程硕士学位,之后选择前往英国留学, 攻读博士学位,顺利完成学业后回到祖国,开始在母 校担任讲师 。庄晓莹的求学生涯非常励志,且具有深 厚的爱国之情,在巨大的金钱诱惑下,她不曾忘怀故 乡,并用自己所学回报祖国 。教师要让学生明白,作 为中国人,无论我们身处何地,面对任何诱惑,都不 能背叛祖国,要坚定理想信念,树立报国之志,永远 听党话、跟党走,未来进入社会后,不论从事什么工 作,都要努力做到祖国至上、人民至上,坚定不移走 中国特色社会主义发展道路。
为更好地归纳研究,按章节对纳米材料与技术课 程中的思政元素进行发散式分析后,进一步提炼出其 中的核心元素,具体如表 1 所示 。当然,纳米材料与技 术作为一 门新兴的交叉课程,其可设计的思政教学内 容远不止于此 , 教师应当在完善专业知识的同时,在 课程教学中不断挖掘思政元素,让课程内容变得更加 丰富,让学生在学好理论知识的同时,实现立德树人 的目标。
(二)思政教学设计
1.培育课程思政育人团队是实现课程思政的首要 前提。大学专业课程教师是课程思政教学改革的重要 因素,其不仅会影响学生的知识能力,也会影响学生 的世界观、人生观、价值观,故而专业课程教师要将实 施思想政治教育作为授课的重要使命。在纳米材料与 技术课程教师岗前教育和在职教育过程中,学校要全 程融入思想政治教育培训,同时积极组织教师与马克思主义学院教师开展日常教学研讨活动,也可以通过 开展课程思政教学沙龙、优秀课程观摩教学等方式,实 现教学资源的优势互补和协同提升。同时,鼓励和引导 教师充分利用寒暑假期,前往教育水平先进的学校开 展专项课程思政教学交流,全面提升其课程思政能力。
2.改进教学方法、延伸教学空间、实现学生互动是 实现课程思政的关键环节。在提升纳米材料与技术课 程教学质量的基础上,有效融入思政元素,同时将工程教育中“ 以学生为中心”的教育理念融入课堂,充分 调动学生学习积极性,并有效利用课前、课下时间。第 一,以学生为中心,进行课前讨论,激发学生学习兴 趣 。课程教学团队将近年来纳米材料与技术的前沿、 热点领域信息进行总结归纳,让学生根据兴趣自主选 择课程思政方向,进行文献资料的搜集和检索 。课前 运用对分课堂教学模式,其核心理念是部分课堂时间 由教师讲授主体框架和重难点内容,部分时间留给学 生讨论 。专业课程教师在课堂上精讲知识框架、主要 专业内容,相关社会热点问题和焦点政治问题可以安 排学生以主题讨论的形式在课下开展,并在下次课堂 留出 10— 15 分钟由学生进行研讨或汇报 。在课程讨 论中,教师要有意识引地导学生将学科前沿与课堂知 识相结合,培养学生的创新思维,激发学生的学习积 极性和自主学习意识 。另外,在课下教师可以通过微 信群或课程平台给学生推送相关的新闻热点,加强课 程专业知识与新闻焦点的有机融合。教师在点评及与 学生讨论过程中可引入民族自豪感 、爱国主义精神、 物极必反、事物的发展规律及内在辩证关系等思政元 素,做到以课程知识为载体,向学生传达正确的思想。 第二,以产出为导向,指导学生做实验和撰写综述论 文,鼓励学生积极参加全国大学生机器人大赛、大学 生创新创业行动计划项目 。在这一过程中,教师可引 导学生基于纳米织物、纳米传感器、纳米药物载体等 前沿文献的分析做实验或撰写综述论文, 让学生学 会联系生活,学以致用,提升科研素养;引导学生将 环保装修材料 、军用电磁屏蔽材料应用到大学生创 新创业行动计划项目中,培养学生保护环境的意识; 等等 。第三,建立动态化的课程思政元素库 。纳米材 料与技术课程思政实施过程中, 需要挖掘多样的思 政元素,对此,教师可以从纳米材料与技术的发展历 程、学术研究、取得的技术成果等方面入手,寻找与爱 国主义、科学发展观、民族自豪感等相关的思政元素, 再配置相应的案例元素库,为有效开展思政教学提供 素材,并定期更新补充,从而形成相对完善的纳米材 料与技术课程思政元素库。
3.开展“ 全方位、多角度”的教学考核是实现课程 思政的重要保障 。首先,健全纳米材料与技术课程思 政教学评价体系,建立科学的监督和奖励制度,突出 过程性评价,并将评价成果纳入教师和部门的绩效考 核中 。同时,通过问卷调查、访谈等方式跟踪课程思政 实施成效,动态优化教改成果,并对做出突出贡献的组织、党支部、教师予以鼓励和奖励,树立典范,总结 经验 。其次,围绕学生思想、行为的积极改变,以及思 政教育对纳米材料与技术课程教学的促进,监测教学 目标完成情况,如课堂讨论积极性、讨论问题延展性、 作业反馈、实验成绩等 。 同时,在课程考试题中加入 1—2 道课程思政开放式题目,并作为加分题 。最后对 比教改前后学生的思想和行为是否有积极改变,是否 促进了学生对思想政治教育相关专业的学习,并将以 上评价指标与学期教学目标相匹配,检测课程思政实 施效果。
三 、 结语
在“ 工程认证”背景下,对纳米材料与技术课程 进行思政元素的挖掘,围绕工程教育专业认证理念 对纳米材料与技术课程思政教学内容、方法及考核 方式进行设计,并提出提升专业课程教师课程思政能 力的路径,为完善课程思政教学改革进行了有意义 的探索。
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