天津理工大学丨《材料工程基础D》“课程思政”优秀教学案例

《材料工程基础D》“课程思政”

优秀教学案例

材料科学与工程学院

傅斌

授课教师傅斌，任职于材料科学与工程学院材料物理系，长期从事材料类相关课程的讲授和教学改革工作，目前已完成针对材料工程基础D课程思政教改项目，并公开发表多篇课程思政相关论文，成果丰硕。

#1

课程基本情况

《材料工程基础D》课程是面向材料物理专业学生开设的专业教育课程。课程总学时为32学时，教学目标是帮助学生建立全面、系统的材料工程背景知识，使其能够根据所确定材料的性能、结构与应用的要求，提出材料制备加工的方案和方法，培养学生处理材料工程问题时综合考虑环境、安全、文化等多种因素的意识，并在对本国材料工程领域发展历程的学习中增强四个自信。教学总体要求是通过课堂讲授、课下讨论等教学环节，使学生系统掌握有关材料工程方面的知识，培养学生研究开发和合理应用各种材料的初步能力。

#2

“课程思政”的建设理念和教学设计

1. 通过“材料工程基础D”课程思政教学，培养学生良好的科学素养，激发理工类学生应有的科学精神、工匠精神和创新精神。将课程内容中各种工程材料的产生、发展、变革等过程中的科技史知识融入课堂，使学生在加深对工程材料理解的同时感受到科学精神的传承，进一步印证辩证唯物主义和历史历史唯物主义发展观，培养学生对马克思主义社会历史发展规律的认同。

2. 深入挖掘和运用课程中材料史内容，尤其是中国自古以来材料应用及工程实例中的重要事件，结合科学家的典型事迹，培养学生求真务实、敢于创新的品格，特别以我国近现代材料史中案例为重点，结合中华优秀传统文化教育，深入推进文化育人，引导学生不断增强文化自信，厚植爱国情怀，实现社会主义核心价值观的普遍共识和价值认同。

3. 抓住材料工程的最新发展方向，紧密结合本领域前沿，尤其是新中国成立和改革开放以来我国材料科学与工程领域的先进成果和国家对本领域的大力扶植政策，提升学生对本专业的学习热情，增强学生的道路自信、理论自信和制度自信。

4. 将思政内容有机融入本课程教学当中，使学生在完成既定知识体系的构建同时，了解我国的环境保护、资源储量和利用现状，以及政府所制定的相关国策，明确自身使命与努力方向，使学生在完成本课程学习后自觉地将环境保护和可持续发展理念带入后续学习中，并使其在后续深造或工作中自觉的以此为准则，推进我国新材料行业环境保护事业的发展。

#3

“课程思政”教学特色和创新

1. 充分利用材料工程基础实例多的优势，从故事思政角度，利用人类历史上与材料工程相关的历史事件，和材料学家的典型事迹，在兴趣中培养学生的科学精神、探索创新精神、工匠精神，把爱国主义、民族情怀渗透到教学中，提升“四个自信”，植入社会主义核心价值观。

2. 充分发挥学生的主观能动性，鼓励学生充分利用学校的图书馆和网络资源，自主发掘本课程中的工程案例、历史事件以及相关原理与思政的联系。通过网络资源（如雨课堂、微信公众号等平台）为学生提供展示思政思想的舞台，鼓励讨论、辩论，使学生在交流和展示的过程中形成专业知识与思政教育的有机结合，激发学生在专业课和思政课领域的学习积极性。同时，将其中优秀的见解或文章推送给全校同学，展示学习成果，实现全体学生的交流。

3. 利用“材料工程基础D”在专业培养计划中所处时间点，将本课程的思政教改打造为其前后一系列专业课程思政之间的纽带，为本学院其它课程提供思政教改的材料，提供思政教改的模式，为先修和后续课程的思政课程改革提供有机补充。

#4

“课程思政”教学实施的具体案例

以下案例为本课程中钢铁冶炼与成分设计中课程思政内容的实施要略：

1. 通过对《礼记》中《考工记》的介绍了解古代中国工程材料设计方式和国家建设标准，增强文化自信。

1）《考工记》为《礼记》中的章节，是最早的、有关材料设计的记述。(《周礼·考工记》中载有‘金有六齐（jì），六分其金而锡居一，谓之钟鼎之齐；五分其金而锡居一，谓之斧斤之齐；四分其金而锡居一，谓之戈戟之齐；三分其金而锡居一，谓之大刃之齐；五分其金而锡居二，谓之削杀矢之齐；金锡半，谓之鉴燧之齐)

2）其设计理念包含：记忆、比较、筛分等。为早期的材料数据库，其中含有六种合金成分，且该数据库不仅介绍合金的适用范围，还提供合金配方，非以盈利为目的，仅在于求得合理的制作。

3）其中蕴含的设计理念非常先进，现代材料设计也是由其中要素组成。由此引导学生形成材料成分设计理念。

4）可以看做2500年前提出的“国家级建设标准”，有划时代意义。使学生明白产品标准的含义和意义，并在对我国早期国家标准的学习中产生文化认同与民族自豪感。

2. 我国2000年前发明的两步冶金法——炒钢，可生产低碳钢，促进了社会生产力的大发展，具有划时代意义。

1）通过这个实例引出碳含量对于钢铁各种性能的影响，以及低碳钢相对于其它成分的优势。在此详细阐述碳含量与钢的强度、韧度、硬度以及韧脆转变温度等一些列指标的关系。

2）具体方法是先炼生铁，再炒炼成钢，因而炒钢是距今2000年前就出现的两步冶金法，具有划时代意义，极大的促进了社会生产力的发展，也是对今天冶金技术的古老启示。

3）在炒钢法发明的汉代，人类还不能认识到钢为铁碳合金，炒钢是在第一不懂得铸铁和钢的成分，第二不可能达到纯铁熔化温度的情况下，制取钢这种高熔点材料的最聪明的方法。不仅实现了材料成分控制，而且有较高的生产效率，质量可以满足当时生产力需求。在思政教学中使学生对铁碳合金、铸铁与低碳钢的区别、石墨化与脱碳的区别产生直观的认识。

3. 梦溪笔谈中对“百炼钢”的记述反映了我国古代的锻造技术。

1）梦溪笔谈中所述的百炼，实际上是折叠锻打，每一炼都是一次折叠锻打的过程，在此向学生讲述现代炼钢的炼字与古代的炼字的区别（现在炼字指的是液态下的行为，古代则将锻打也称为炼），引出钢的熔点与固态锻打工艺知识点。

2）由百炼钢继而引出灌钢的概念，其为一种生铁制钢方法，最早见于南朝记载。是中国早期炼钢技术一项最突出的成就。17 世纪以前，世界各国一般都是采取熟铁低温冶炼的办法，钢铁不能熔化，铁和渣不易分离，碳不能迅速渗入。中国发明的灌钢法，成功解决这一难题，为世界冶炼技术的发展做出划时代贡献。

3）由百炼钢与灌钢的具体工艺，讲述含碳量及碳的均匀化的重要性。

通过以上中国古代金属材料的制备方法的讲授和学习，使学生们了解合金成分设计的原则，以及钢铁的基本知识，同时在学习知识点的同时加深对中国传统科学技术的了解，增强民族自信。

#5

教学效果与成果展示

在本课程思政改革措施陆续实施后，学生已具备初步的环保意识，并且能够主动思考如何合理和充分利用本国资源等问题，同时在学习我国古代和近现代材料学相关实例的过程中提升了民族自豪感和文化自信，明确了自己肩负的历史使命，增强了学习动力。这种从课程特点出发，紧密结合实际，在专业课教学中融入思政教育的方式，对学生产生了潜移默化的影响，使学生树立了保护环境、持续发展、爱国奋斗等理念，并在今后的深造或工作中自觉以此为行为准则。

目前针对课程思政教学内容发表五篇论文：

[1] 傅斌，陈衍涛，张婉怡，韩洁. 利用“MOOC+翻转课堂”手段提升理工类专业课课程思政教学质量. 教育教学论坛. 2020年第43期，p70-71.

[2] 傅斌，赵淑枝，韩洁，张婉怡，陈衍涛. 环保及可持续发展理念融入“材料工程基础”课程思政教学改革探索. 内蒙古科技. 2020年第5期39卷，p118-119.

[3] 傅斌，马红健，李晓媛，姜训勇，韩洁. “材料综合实验”课程思政改革. 西部素质教育. 2020年第6卷第19期，p41-42.

[4] 傅斌，何朝成，李晓媛，陈衍涛，韩洁，何静民. 理工类专业课程思政融入多重元素的教学尝试. 教育教学论坛. 2020年12月第51期p73-75.

[5] 傅斌，韩洁，马红健，姜训勇，马红健，李晓媛. 材料类专业课的课程思政教学改革探索. 化工高等教育. 2021年6月第38卷第3期p54-57.

#6

教师感悟

材料类专业课程教师担负着培养我国材料行业从业人员的重要责任，应不断探索合适的思政教育方式，在传授知识的同时提高学生的综合素质。在对“材料工程基础D”的课程思政改革中，本人也逐渐形成了对于本学科其它专业课思政教学的一系列改革思路。例如：对于以“材料综合实验”为代表的实验类专业课，每一个实验用到的知识点多；涉及到的环节多；流程较为复杂。这一特点使得其中多数实验均需要多人分组进行，而非单人独立完成。教学中可充分利用这一特点，将团队协作精神、组织协调能力等重要素养的培育作为课程思政教学的主要目标并加以实施。后续的教学工作中，本人将根据不同课程的特点进行相应的课程思政教学，力图打造多门各具思政特点的优秀课程。