《材料復合原理》課程融入思政元素的探索*

洪珍 謝小林 薛名山

（南昌航空大學 材料科學與工程學院）

在高校專業課中實施課程思政建設，是高等教育實現全員全程全方位育人的重要組成部分。[1]課程思政建設也是實現“立德樹人”根本任務的重要途徑。[2-3]將思政建設引入專業課的教學實踐中，在復合材料學科知識中有效融入課程思政元素與學校學科專長，使思政教育與專業教育協同共振?！恫牧蠌秃显怼氛n程是復合材料與工程專業的核心課程，課程內容包含材料復合理論、復合材料界面理論和復合材料性能復合規律等。[4]該課程理論性、應用性很強，具有鮮明的航空特色和工科背景，其中蘊含著豐富的思政育人元素。在課程內容和教學過程中，融入思政育人元素和相關案例，豐富課程思政內容，有利于重點培育學生的愛國精神和學習熱情。

一、思政元素的融入

提煉《材料復合原理》課程中的思政元素，并在專業教學中有效融入思政元素，將思想政治教育與專業教育有機融合，激發學生的專業自豪感，增強學生的職業責任感，引導學生樹立航空報國和科學報國的理想，引導學生積極參與國家重點建設，培養學生的行業報國精神和團隊精神，引導學生形成正確的世界觀、人生觀和價值觀。

（一）增強專業自信，培養愛國精神

講復合材料的歷史時，利用中國古代復合材料歷史悠久，增強學生的復合材料專業自信和中國文化自信，有利于學生學習的積極性的提高。例如，萬里長城千年不倒，源于中國古代的建筑工人發明糯米湯和砂漿制備的有機-無機復合膠粘劑；聞名中外的中國漆器歷史悠久，基于漆和麻纖維的完美復合；曾侯乙墓出土的戰國時期的戈戟長而韌，源于其木質芯材和纏繞的復合結構。這些都是歷史上偉大的技術創新。培養學生熱愛復合材料專業的初心。

弘揚愛國精神和艱苦奮斗作風有利于學生擔負起時代賦予的光榮使命。[5]以科學家和企業家的光輝事跡弘揚愛國精神和艱苦奮斗作風，激勵學生不畏艱難、勇于探索的精神，引導學生將愛國精神轉化為使命和擔當。例如，在講碳纖維表面處理時，由碳纖維在國防安全和國民經濟中的戰略地位，引入“師昌緒院士倡導并參與中國高強碳纖維的研發應用，突破碳纖維核心技術”的事跡。在講樹脂的改性時，引入“陳祥寶院士多年來專注熱愛復合材料事業，成功開發低溫固化高性能復合材料來解決復合材料成本過高的問題，以及研制了滿足航空應用要求的高韌性環氧、高韌性雙馬樹脂基復合材料達到國際先進水平”的事跡。在講解碳/碳復合材料時，融入“黃伯云院士研發高性能碳/碳航空剎車材料，確保我國航空航天戰略安全”的事跡。在講玻璃纖維表面處理時，從浸潤劑對玻璃纖維生產和應用的重要作用，融入“中國西安友基公司的任川榮總經理帶領團隊歷經十余年的艱苦努力，研發出幾十款具有國際先進水平的浸潤劑配方”的案例。在講樹脂基復合材料時，引入“武漢理工大學的優秀校友民營企業家艱苦創業并在母校設立助學金獎學金”的故事。融入殲-15艦載機沈飛總指揮“航空報國英?！绷_陽同志的先進事跡，引導航空學生堅定“讓青春在建設航空強國的火熱實踐中綻放光芒的決心”，攻堅克難、勇攀高峰、頑強拼搏、永不懈怠。

復合材料特別是碳纖維增強樹脂基復合材料，具有輕質高強的優點，這不僅有助于減輕飛機重量，還能提高飛機的總體性能。因此，復合材料用量是衡量飛機先進性的一個重要指標。通過介紹復合材料在軍用機、民用客機、無人機等飛機上的應用比例，增強學生的航空熱情和職業責任感，引導學生樹立復合材料相關航空報國和科學報國的理想，充分發揮“大國工匠精神”。以熱膨脹系數小的碳/碳復合材料在衛星上的應用，激發學生復合材料專業自豪感，積極參與航空航天研發和國防重點建設，提升自主創新能力。從國際空間站禁止中國加入，到中國航天人獨立自主，自力更生，取得了偉大成就，激勵學生學習載人航天精神，投身航天等重點行業的愛國情懷。從材料復合理論、復合材料界面狀態解析等方面，激勵學生認真學習、廣泛討論、積極實踐，啟發學生研究和創新意識，讓學生認識到牢固掌握專業課程知識，是今后航空報國科學強國的基礎。

（二）塑造創新創業精神，培養節能環保安全意識

在課程思政教學過程中，注重培養科學素養、創新思維方法及追求科學和創新的意識和精神。通過國內外科研人員發現問題、解決問題的科研案例，引導學生去發現問題，通過已有知識來解決問題。將理論應用于實踐，從而達到從專業基礎知識用于創新解決實際的科研攻關問題。

通過樹脂基復合材料成型加工技術的學習使學生理解“創新驅動發展戰略”?？茖W技術越來越成為推動經濟社會發展的主要力量，創新驅動是大勢所趨。習近平總書記指出：“實施創新驅動發展戰略，是加快轉變經濟發展方式、提高我國綜合國力和國際競爭力的必然要求和戰略舉措?！蓖ㄟ^介紹創新型國家建設成果豐碩，天宮、蛟龍、天眼、悟空、墨子、大飛機等重大科技成果，激發學生愛國熱情和創新精神。

通過復合材料性能的主要影響因素以及增強體表面特性和復合材料界面結合對復合材料性能的影響的引入，激發學生對復合材料科研的興趣，激發學生樹立科學報國的理想。培養學生創新創業能力，并在課程教學過程中引導學生建立方法論，培養學生分析與解決實際問題的能力，教導學生培養良好的科學研究素養。培養學生理解個人成長與祖國前途命運和學校發展緊密相連，讓學生更加明確學習的目的、肩負的使命以及國家的重托，培養學生的社會責任和文化自信。鼓勵學生學好理論知識，將理論應用到實踐中，做國家需要的研究。

在講復合材料的物理和化學性能復合規律時，結合復合材料具有可設計性的特點，強調設計的重要性和靈活性，激發學生樹立科學報國的理想。例如，通過導熱能力不同的原材料的選擇和組分的設計、材料結構設計、工藝和界面控制，調控復合材料的導熱系數，能獲得高導熱和高絕熱兩類截然不同的制品，從而適應不同的應用需求，如載人航天、深海探測、5G電子等對材料的絕熱、導熱、散熱提出了更高更苛刻的要求。通過復合材料可設計性的特點，激發學生的專業學習興趣，幫助學生形成基于科學原理進行設計研究的綜合能力，引導學生用自己所學專業知識來為國家的建設做貢獻，與學生共同探討材料人的中國夢，培養嚴謹敬業、艱苦奉獻的社會主義建設者和接班人。

以碳纖維的液相氧化法會產生廢液污染、部分復合材料成型方法的高能耗、復合材料廢棄物的回收再利用等，強調“保護環境，人人有責”，應盡量選擇能減少環境污染，減少能耗的方法。人類只有一個地球，各國共處一個世界，倡導“人類命運共同體”意識。幫助學生形成基于科學原理進行材料研究的綜合能力，培養嚴謹敬業、艱苦奉獻的社會主義建設者和接班人。在講樹脂基復合材料的破壞機理時，從材料脆性斷裂以及復合材料在環境中逐漸破壞導致的人身安全問題，強調學生的職業責任感。告誡學生任何細小的問題都可能帶來致命的災難，讓學生時刻銘記細節決定成敗、責任重于泰山。

（三）領悟人生哲理，培養正確三觀

在專業教學過程中，引導學生領悟人生哲理，有利于培養學生樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀。在講復合材料基體改性時，引入“平衡”的思想?；w材料的性能不能過強也不能過弱，中國的平衡、和諧、團結的哲學思想、心理狀態是解決整個人類問題的關鍵。講解樹脂基復合材料性能時引入矛盾的觀點，中國傳統的矛盾觀特別注重和諧統一，對于維持人與自然的和諧統一，爭取不同民族和國家的和平共處，創造人際關系的和諧有序，構建社會主義和諧社會等都有啟迪意義。在講復合材料界面結合機理時，從復合材料的界面結合需要適宜，不能過強也不能過弱，教導學生為人處世的道理，做一個有覺悟的、有智慧、能夠遵循天道規律的人。在講復合效應時，以“材與材的復合”引申到“人與人的協作”，引導學生培養團隊精神，樹立集體榮譽感。材料與材料的復合，取長補短、剛柔相濟、功能互補，通過不同的復合方法構成先進的復合材料。同樣的，人與人之間通過良好的協作，彼此尊重、相互包容、合作共贏，形成強大的團隊集體。

在講復合材料界面破壞機理時，從內應力的存在是不利于復合材料性能發揮的，需要采取一定辦法盡量減少或避免，聯系到學生在學習生活中難免會遇到問題和困難，勉勵學生應該樂觀面對并予以解決。以原材料的選擇會使復合材料出現不同的復合效應，引導學生選擇好自己努力的方向，用正確的價值觀引領學生的人生走向。利用不同的復合效應，復合材料具有可設計性。各種原材料都有各自的優缺點，組合上可能出現不同的復合結果。所以選擇材料非常重要。例如，沙子是分散的顆粒材料，本身并不能作為結構材料承受外力；而水泥的強度并不高，但具有粘接作用，將兩者復合在一起可以制備混凝土，用來建造高樓大廈。而對于人們日常生活中常用的大米和汽油，如何將它們結合在一起，實際上產生了基本無用的東西。引申到生活中選擇和誰在一起的確很重要。通常，和勤奮的人在一起，不會懶惰。和積極的人在一起，不會消沉。和智者同行，會不同凡響。和什么樣的人在一起，就會帶來什么樣的人生。在此引導學生正確的選擇自己的人生方向。

二、課程思政的教學方法改革

第一，采用多元化教學方法，強化專業知識講授與課程思政教育的融合。在課堂教學中，采用啟發式教學法、案例分析教學法、課堂研討法、實物演示法、創設情境法等多元化的教學方法，激發學生思考和感悟，層層深入推進課程思政建設。根據課程內容和授課進度，結合歷史、時事等與專業課程相關的背景，適時提出復合材料與工程專業相關問題。教學方法上準備中國高鐵、C919民用客機、嫦娥探月工程、航天載人飛船等案例，讓學生對我國先進制造取得的成果發表感想，將家國情懷、民族自信、不畏艱難的思想深植于學生腦海中。

第二，應用信息化技術，創新教學手段，開展線上線下混合式學習。重視信息化技術在思政教學中的應用。在復合材料結構模型與結構設計、材料組分與微觀結構、物理性能與化學性能復合規律等與復合材料有關原理的講解中，采用研究路線圖、結構模型、虛擬仿真動畫和實驗操作視頻等信息化技術，加深學生對原理性和理論性知識的理解和掌握，并以復合材料理論和應用研究植根航空強國情懷。積極借助校網絡教學平臺、 “MOOC”“超星爾雅”、課程微信群等，將思政領域與專業領域的內在聯系內容以微視頻、短時評或者建模討論的形式呈現，達到高效互動。同時，在校網絡教學平臺上，建立查看學生預習、討論互動和課后作業等情況的通道，并設計網絡學習激勵制度。

第三，創新教學考核方式，增加“課程思政”的考核體系。課程考核成績主要由課堂研討、單元測試、實驗方案設計、期末考試等多方面成績組成。將課程思政考核指標納入各個考核環節，如，參與線上線下思政活動的出勤率；參與課程思政討論和發表看法的次數；撰寫思政論文或報告等。期末試卷設置課程思政的考題，如，設置復合材料結構設計和許用應力相關的計算題，強調計算的準確性和規范性，考核學生的客觀嚴謹分析能力和工程職業責任意識；設置優化復合材料結構性能和功能性能的綜合分析題，要求從材料應用問題出發找到性能優化解決方案，考核學生的邏輯思維和創新思維能力。對于積極參與教師課題、學術競賽、創新創業實踐等課外活動的學生，可以適當增加其平時成績，以激勵更多的學生參與課外實踐。

三、課程思政的實施效果

復合材料具有復合效應、可設計性、材料與結構的一致性等特點，這使得任何復合材料的使用都離不開“材料與結構的設計”和“設計與制備的統一”。學習該課程可以掌握材料復合相關原理以及復合材料設計基本方法。從復合材料工程問題出發，培養工程意識，提高發現問題、分析問題和解決問題的能力，空間思維和設計表達的能力，綜合應用和實踐能力，建立了應用材料復合原理進行復合材料設計和制備的全局觀。

在材料復合原理的學習和應用中，學生針對工匠精神以及復合材料設計過程中要求的嚴謹、一絲不茍有了更好的理解。在教學過程中不僅注重學生知識的普及，還注重培養學生的愛國情操。課堂互動高效，教學效果明顯。相信學生對于復合材料的復合效應的知識在航空、交通、工業、國防等領域的應用能夠有更為直觀的認識與體驗，進而激勵學生在生活中也積極思考，從而能夠科學地規劃自己的行為，做出理性的抉擇。給學生樹立勇于拼搏、善于堅持、迎難而上、不畏艱難的正面典型。培養學生敬業核心價值觀，理解理想信念的含義與作用、理想信念對學生成長成才的重要意義。同時增加復合材料學生的專業自信心和自豪感，激發學生學習科學文化知識的興趣，從而更好地保衛和建設祖國。

整體上，材料復合原理課程達到了預期的專業教育和思政教育相融合的目的，起到了專業課程的思想育人作用。但課程思政教學中也存在一些不足：（1）由于課程學時較少，課程中涉及的思政內容不能太多。后期將對課程思政的關鍵點再進一步優化，形成“課內教導、課后應用、線上討論”等多位一體教學方式，多方位進行思政學習和教育，提高育人效果。（2）雖然課程中涵蓋部分航空育人思政教育，但是并沒有突出航空院校的辦校特色和復合材料的專業特色，后期將增加更多的航空特色思政元素，有效融入到專業課程教育中，重點培育學生的航空強國精神和工程素養。

四、結語

將課程思政元素與《材料復合原理》專業理論教學深度融合，可以潤物細無聲培育學生的航空報國、科學報國精神，塑造創新創業精神，培養節能環保安全意識，讓學生樹立正確的三觀，在教學中踐行不忘立德樹人初心，牢記為黨育人、為國育才使命。