优秀课程思政案例示范——材料工程基础B

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。

扩散定律及其应用

教师简介

肖淑娟，女，副教授。材料科学与工程学院高分子材料科学与工程专业教师。主讲《材料工程基础B》《聚合物合成原理及工艺学》等课程。主持省级研究生课程思政示范课1项，唐山市工业领域重点研发项目1项，主持和参研6项省级科研项目和教改项目。曾获得校级优秀思政案例一等奖、校级基本功大赛二等奖等荣誉。

课程简介

《材料工程基础B》是高分子材料科学与工程专业的主干课程，将材料工程的科学性、先进性和实用性相结合，涵盖了无机非金属材料、金属材料、高分子材料等内容。通过课程讲授、案例教学等形式，使学生掌握材料结构与性能、固体中的相结构、材料的的扩散与相变、高分子材料结构与制备等内容，了解该领域的生产现状和有关发展前沿，从而拓宽高分子材料科学与工程专业的深度、广度，并加强理论的系统性，培养学生的工程思维、创新意识、分析解决实际问题的素质和能力。

一、教学目标

（一）本讲的课程思政教学目标

1.通过贯穿“科技强国、社会责任” 的理念和目标，关注有固体扩散所带来的科技革命及传播社会正能量的思想理念（思政目标）， 帮助学生理解扩散定律及柯肯达尔效应的原理， 掌握菲克定律的内涵（教学目标）， 将“近朱者赤近墨者黑”的思想融入到课程教学中， 培养具有“社会责任感” 的人才。
      2. 通过一年四季中风花雨雪对人类的贡献形式，固体材料扩散的研究开发应用作为切入点，将最新的关于材料类扩散的新闻资讯、科研动态应用实例引入课堂，激发学生的爱国热情和自豪感，激励其为国家振兴、民族强盛而努力学习。（思政目标），引出固体扩散现象的特点（教学目标）， 最后通过扩散与“近朱则赤，近墨者黑”相联系，做一个散发“社会的正能量”的有志青年，培养学生温暖他人的意识，树立学生爱我中华、强我家国的情怀。

3.通过线上线下、 多元化的教学形式和方法的应用， 将充满正能量的主流价值观传递给学生， 将科学育人与学科育人相结合， 利用思政语言的逻辑性、深刻性和说服力，超越具体的专业问题，在更大范围分析思考，培养学生“登高望远”的综合分析能力。

（二）案例如何体现课程思政教学目标

1.引导学生热爱生活，保护环境的理念。

采用小视频+图片展示的方式，通过《读者》上寄语青年的一段话：你们像春风，传递温暖；你们像夏花，绽放热情；你们像秋雨，滋润大地；你们像冬雪，净化心灵。一年四季风花雨雪对人类的贡献，引出扩散现象的存在。通过这些扩散有为我们的生活带来了便捷，提升生活品质，及一些扩散带给我们困扰，引出本知识点：固体材料的扩散形式。

2.培养学生勇于创新，增强科研的责任感和使命感。

采用“创新创业+生活案例“方式，应用固体材料扩散的原理，使我们的科技发展不断创新，为人类进步贡献力量。像钢铁中的渗碳，就是在高温情况下碳原子渗入到低碳钢中，获得高碳钢；半导体材料中掺杂功能性原子，制备发光、导电材料等。当然，也有些固体金属的扩散，给我们带来烦恼，例如，用的电子产品，经过一段时间后运行速度变慢，除去软件升级的因素外，金属中离子的扩散也是一个重要原因，由于不同的金属离子迁移速率不同，在两种金属接触面间就会形成空穴，造成缺陷，信号传递不顺畅，应用性能就会下降。如何减缓或有效避免这种扩散，也是未来科研发展的一个方向。希望我们同学努力学习专业知识，为我国科技领域的发展贡献力量。增强学生科学探究的科研精神和使命担当。

3.鼓励学生树立正确的人生观，传播社会正能量。

采用“小故事+拟人比喻+启发”方式，所有扩散形式，前提是物质间要进行接触，最终形成“你中有我，我中有你”，这样相互影响的现象。这种影响利弊皆存，需要我们去擦亮眼睛鉴别。就像古语所说：近朱者赤近墨者黑的道理，这些扩散通过科学的手段可以进行有效控制。

通过这部分教学的设计， 启示学生，作为当代大学生，我们会遇到形形色色的人或物，希望大家多接触积极向上，充满正能量的群体，同时，自己也要做一个充满阳光，努力进取的人，让自己的光向外扩散，温暖四方。

二、课程思政案例内容

（一）案例的引出（3分钟）

1.视频播放：固体材料的扩散视频。

2.传播正能量：相互渗透，你中有我，我中有你。

3.“问答讨论环节”：根据光看的图片及固体材料视频，请同学们想象气液固，不同材料之间扩散的特点，身边的实例及扩散的利弊，使学生加深对扩散形式的认识。

（二） 案例内容

情境一：扩散无处不在

1.授课内容：固体扩散的特点（5分钟）

对于固体，扩散在短时间内较难被感觉到。曾经有位物理学家将一个金片和一个铅片放在一起；经过了五年以后，当他将金片和铅片取出后用手已经掰不开了！最后他用刀子将它们切开，发现铅片上金光闪闪，而金片则长了“雀斑”，彼此都有一部分进入了对方。这讲课程，我们主要讲授固体材料的扩散现象。

 2.教学活动：（10分钟）

所谓扩散是由于大量原子的热运动引起的物质的宏观迁移。扩散是固体中物质传输的唯一方式。

提出问题进入课堂讨论：

气体、液体的扩散形式分别有什么？

3.元素融入：（5分钟）

培养学生家国情怀，做一个对社会有贡献之人，同时树立起习近平总书记所说的“金山银山不如绿水青山”的环保理念。

情境二：柯肯达尔效应

1）授课内容：固体扩散的特点（5分钟）

提出假设：将Cu和Ni两种金属紧紧的靠在一起（中间没有间隙），加热并保温一段时间，冷却后分析其成分，有什么发现？

2）教学活动：（10分钟）

介绍柯肯达尔实验，从而带领学生们认识到扩散的实质是什么。柯肯达尔效应给我们带来的好与坏。

3）元素融入：（3分钟）

电子产品的电路板是通过锡将不同的金属焊接在一起，当时间久了后，金属之间就会发生柯肯达尔效应，形成空位缺陷，致使信号传导不畅。

b. 西安交大的金明尚团队在氮气保护下将磷扩散进入钯纳米颗粒形成磷化钯，在油铵溶液中通过一定的氧气氛围高温加热，磷化钯表面的磷被氧化，而磷化钯颗粒内部的磷通过扩散到达表面，其向外扩散速度高于钯原子向内扩散，进而在纳米颗粒内部形成空位并积累形成大空穴，得到中空的金属钯纳米颗粒。

三、分析讲解

（一）重点分析：案例与本讲内容的关联度

以材料扩散的形式作为切入点。以一年四季中风花雨雪对人类的贡献形式，引出扩散现象的普遍性。然后分别介绍气液固的扩散，主要以固体扩散对我们的生产生活的影响等问题为切入点，引导学生重视课程内容，为将来解决上述行业所面临的共同难题贡献自己的力量，培养和树立社会责任感；以固体材料扩散的研究开发应用作为切入点，将最新的关于材料类扩散的新闻资讯、科研动态应用实例引入课堂，以此为切入点激发学生的爱国热情和自豪感，激励其为国家振兴、民族强盛而努力学习。

（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.教学设计

1）从知识点中发掘思政元素：生活中与扩散相关的实例，引起学生共鸣。

2）讲故事的形式：(从中发掘价值观）从个人经历讲解“近朱者赤近墨者黑”的道理。

3）以针对性问题为线索：提出当前热点问题和难点，比如手机等电子产品用久后运行速度慢，与固体材料扩散的关系。

2.教学方法与模式

1） 情景模拟

在课堂上对于扩散的形式进行讲授， 通过真实的情景图片展现再现， 让学生体会扩散的存在， 培养学生认真观察总结的素养。
    2）启发拓展与基础巩固相结合
    对于基础知识进行拓展和启发， 通过介绍西安交通大学金明尚团队和美国加州大学的学者利用今天我们要学的一个原理-柯肯达尔效应，成功制备了中空金属钯纳米颗粒的空穴，让同学们了解基础前沿和我国科研工作者在本领域做出的突出贡献， 强调自主创新的重要性，对于培养学生的创新意识， 增强学生的国家认同感和民族自信心有极大的推动作用。

四、教学设计

五、案例视频

感谢材料科学与工程学院

肖淑娟老师供稿

教师教学发展中心

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