优秀课程思政案例示范——材料研究与测试方法

为贯彻实施教育部《高等学校课程思政建设指导纲要》，推进华北理工大学课程思政建设，提高教师课程思政建设能力，学校将于即日起通过教师教学发展中心公众号推送课程思政系列优秀案例。

小编将从课程思政教学目标、课程思政案例内容、思政目标的实现和教学设计四方面介绍每门课程思政优秀案例，文末还将展示该优秀案例的教学视频。希望通过系列优秀案例分享，提升教师课程思政教学能力，优化课程教学设计、创新课程教学载体，提高课程思政建设水平，实现思政元素润物无声的育人效果。

Ｘ射线的发现及其基本性质

教师简介

张利民，男，副教授。材料科学与工程学院材料化学专业教师。主讲《材料研究与测试方法》、《材料工程设计基础》、《水泥工艺原理》等课程。主持河北省住房和城乡建设厅项目“碱渣免烧砖的制备与性能研究”1项，参研“河北省水泥产业节能减排技术路线图”、“地方水泥无机非金属材料专业面向21世纪教学内容和课程体系改革”等多项省级科研项目和教改项目。

课程简介

《材料研究与测试方法》是材料化学专业的主干专业基础课，是材料化学专业本科三年级开设的一门核心课程，在材料类人才培养中，占有重要地位。课程遵循OBE理念，针对专业的培养目标和毕业要求，制定课程培养目标，培养学生自主学习意识、团队合作能力、解决问题水平，帮助学生凝练正确的世界观、人生观、价值观，使学生符合国家发展、行业的发展需求，有社会责任感，能为人民服务，通过学习，学生能了解各种测试方法及其原理，掌握样品的制备、参数的选择、数据和曲线的处理、各种影响因素与结果分析，学生直接利用课程知识完成研读科技资料、开展科学研究、撰写科技论文等任务，为学生毕业后从事材料专业的生产与研究奠定基础。

一、教学目标

（一）本讲的课程思政教学目标

1.通过对课程内容，把严谨治学、深入探索深刻思考的作风以间接、内隐的方式，有意识、有计划、有目的地融入《材料研究与测试方法》课堂教学过程（思政），同时，帮助学生掌握正确的研究方法（教学）；

2.通过使学生感受严谨治学，不断深入探索深刻思考（思政），帮助学生凝练正确的世界观、人生观、价值观，进而促进学生专业素养、专业理论、专业知识和专业能力的培养（教学）。

（二）案例如何体现课程思政教学目标

1.结合热点问题，对《“X射线”的发现》进行展开讲解，突出严谨治学，深入探索深刻思考的重要性，使学生通过成果体验其价值，从而强化学生掌握正确的研究方法。

2.通过严谨治学、深入探索深刻思考的分析，帮助学生树立正确思想，做一个有思想的“智者”。

二、课程思政案例内容

（一）案例的引出（1分钟）

课堂活动：

1.利用CT影像判断病情，成为新冠肺炎诊断的重要依据之一。请各位同学将CT影像所应用的“射线”写下来。

2.有多少同学知道利用“X射线”作为CT影像“黄金瞳”？

引出“X射线”的发现——科学史上的著名事件。

（二）案例内容（15分钟）

1.案例形式：《X射线的发现》小视频+讲授

2.视频名称：《X射线的发现》，要求课前线上观看。

时长：5分30秒

访问地址：https://v.qq.com/x/page/w0808s8pvtc.html

3.让我们来看看《“X射线”的发现》是一个怎样的过程，为什么伦琴能发现“X射线”，从中我们可以得到哪些启示。

1） 十九世纪末，阴极射线研究是物理学的热门课题。许多物理实验室都致力于这个方面。在德国的维尔茨堡大学，伦琴(Wilhelm  Konrad Rontgen，1845-1923)教授也对这个问题感兴趣。他是一位治学严谨实验物理学家。1895年11月8日，他又到实验室工作，一个偶然事件吸引了他的注意。当时，房间一片漆黑，放电管用黑纸包严。他突然发现在不超过一米远的小桌上有一块亚铂氰化钡溶液浸洗过的纸板发出闪光。他很奇怪，就移远纸板荧光屏继续试验。只见荧光屏的闪光，仍随放电过程的节拍断续出现。他取来各种不同的物品，包括书本、木板、铝片等等，放在放电管和荧光屏之间，发现不同的物品效果很不一样。有的挡不住，有的起阻挡作用。显然从放电管发出了一种穿透力很强的射线。

为了确认这一新射线的存在，伦琴认真观察每一个细小的实验现象，深入探索，尽可能了解它的特性，伦琴用了6个星期深入地研究这一现象。1895年12月28日，伦琴向德国维尔兹堡物理和医学学会递交第一篇研究通讯《一种新射线———初步研究》。

2） 许多学者与x射线擦肩而过。1869年，德国蒙斯特大学物理学家希托夫研究了由他的老师普吕克发现的阴极射线。希托夫观察到真空管中的阴极发出的射线，遇到玻璃管壁会产生荧光。1876年这种射线被Eugene Goldstein命名为“阴极射线”。随后，英国物理学家克鲁克斯研究稀有气体里的能量释放，并且制造了克鲁克斯管。他发现，当将未曝光的相片底片靠近这种管时，一部分被感光。1887年4月，尼古拉·特斯拉发现，在电子穿过物质，发生了现在叫做轫致辐射的效应，生成高能X光射线。1892年特斯拉完成了这些实验，但是他并没有使用X光这个名字，而只是笼统成为放射能。他提醒科学界注意阴极射线对生物体的危害性，但他没有公开自己的实验成果。1892年赫兹实验，提出阴极射线可以穿透非常薄的金属箔。赫兹的学生伦纳德进一步研究，对很多金属进行了实验。

为什么他们与x射线擦肩而过？欠缺的不是机会，而是不够更深入的思考，只是肤浅应付，其效果相差巨大。

3）伦琴把这项成果发布在  Physical-Medical Society 杂志上。为了表明这是一种新的射线，伦琴采用表示未知数的X来命名。很多科学家主张命名为伦琴射线，伦琴自己坚决反对，但是这一名称仍然有人使用。1901年伦琴获得诺贝尔物理学奖。爱迪生研究了材料在X光照射下发出荧光的能力，发现钨酸钙最为明显。1896年3月爱迪生发明了荧光观察管，后来被用于医用X光的检验。然而1903年爱迪生终止了自己对X光的研究。1906年物理学家贝克勒耳发现X射线能够被气体散射，并且每一种元素有其特征X谱线。他因此获得了1917年诺贝尔物理学奖。苦尽甘来，雨后彩虹。

4）X射线具有波动性与粒子性，X射线的本质是电磁波，X射线波长范围为10-0.001nm；在X射线衍射常用的波长约在0.25-0.05nm之间；用于材料探伤的X射线波长在0.1-0.005nm之间。认清事务的根本事倍功半，掌握辩证方法，解决问题游刃有余。

5）X射线其他性质：X射线具有较强的穿透能力；经过磁场和电场不会发生偏转；可被吸收而使强度减弱；能使空气或其它气体电离；能激发荧光X射线效应；能使照相片感光；能杀死生物细胞与组织。增加环保意识，珍惜生命。

4.严谨治学、深入探索深刻思考

将倡导的道德规范、正确的思想认识、以及做人的道理、处世的准则等，以间接、内隐的方式，有意识、有计划、有目的地融入《材料研究与测试方法》课堂教学过程，营造浓烈的教育氛围，逐步熏陶学生严谨治学、深入探索、深刻思考，凝练正确的世界观、人生观、价值观，使学生符合国家发展、行业的发展需求，具有健全的人格、创新精神、高尚的职业道德和社会责任感，具备专业素养、专业理论、专业知识和专业能力。

三、分析讲解

（一） 重点分析：案例与本讲内容的关联度

本讲课的内容是“Ｘ射线的发现及其基本性质”，知识性的教学目标是学生了解Ｘ射线的发现过程，从而影响学生的研究工作，和《材料研究与测试方法》课程思政教学目标是完全契合的。课程思政案例同时也是课程专业知识的典型案例，专业知识和价值分析同步同向同过程完成。案例最后进行的总结和升华，也同时提升了本讲课“Ｘ射线的发现及其基本性质”专业知识的站位和思想层次，即：其一，专业知识层面理解严谨治学、深入探索、深刻思考，学会正确的研究方法，更好地从事研究工作；其二，思想层面，能够深刻思考社会现象，做一个有思想的“智者”。二者在教学内容和教学目标上彼此契合，共同促进。

（二）如何达成课程思政预期目标：采取适宜的教学方法和教学模式

1.案例导入使用参与式课堂活动的方法，将学生带入亲身的经历体验中，既使学生主动对社会重大事件进行思考，又点出学生普遍忽视的研究的本质，加深学生对严谨治学的认识，将本讲课的内容Ｘ射线的发现与当今热点事件结合在一起，不露痕迹的将学生带入思考中，为后面课程思政的开展做好思想准备。

2.使用线上视频对《X射线的发现》进行简单介绍，快速将学生带入严谨治学与科学发展的环境中。小视频有助于提升学生的学习兴趣，强化学生对《Ｘ射线的发现》的直观认知，更好的理解这之一过程中的严谨治学、创新精神。注重学生接受思想政治教育时的主观情感体验，以“春风化雨”的教育方式使学生受到涵养和启迪。

3.使用讲授法，通过对“Ｘ射线的发现及其基本性质”介绍，展示出严谨治学、深入探索、深刻思考精神的重要性。在最后的总结性的讲授中，通过严格的训练、引导和熏陶，对学生的思想认识、思维方式、价值取向等深层次的素养进行濡染和塑造。通过学术前辈、学科偶像勇攀高峰、严谨治学的高贵品质和不断深入探索、深刻思考的风范逐渐受影响到学生，最终，学生在持续的、规范的、有序的学习与训练中自然而然地养成良好的研究工作品质，激励学生在今后的学业过程中克服学习困难，严谨治学，不断深入探索、深刻思考。

四、教学设计

五、案例视频

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感谢材料学院

张利民老师供稿

教师教学发展中心

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