“纳米科学技术”中“与时俱进”的课程思政教学探索

［摘 要］ 将思政教育和专业教育有机结合，开展具有课程特色的思政教育是专业课程思政建设的研究重点。以“与时俱进”为切入点，从党的二十大、国际形势、先进人物以及前沿成果等方面出发，结合“纳米科学技术”课程的特点，将爱国主义情怀、专业素质培养、心理素质发展以及最新成果探讨等思政元素融入课程教学中。采用多种有效方式，使学生在学习专业知识的同时，探索思政教育，在潜移默化中实现价值引领、知识传授和能力培养。

［关键词］ 纳米科学技术；课程思政；与时俱进

［基金项目］ 2022年度兰州交通大学教改项目“如何将‘课程思政’贯穿在教学设计和教学实施全过程——以‘纳米科学技术’课程为例”（JGY202211）

［作者简介］ 刘红妹（1981—），女（回族），河北沧州人，博士，兰州交通大学化学化工学院副教授，主要从事分析分离新型材料研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2024）42-0111-04 ［收稿日期］ 2023-05-24

课程思政作为新时代高等教育的理念创新、制度创新和实践创新，是提高人才培养能力和质量的有效选择。新时代人才培养的主要目标是培养适应我国现代化建设需要，具备专业素养、终身学习能力和批判性思维，具有创新精神、国际视野和良好职业素养的高素质专业人才。显然，人才的培养离不开德育建设，单纯的思政教育往往达不到良好的效果。将思政教育融入学科教育，以潜移默化的方式将思政教育与专业教育相融合、教书与育人相结合，是培养全面发展的社会主义建设者和接班人的有效途径。

“纳米科学技术”是高等院校材料相关专业的必修或选修课程。由于极小尺寸而造成的纳米效应使得材料展现出特异的性能，因此对各个领域都产生了重要的变革。针对该课程的特点，本文从党的二十大、中国制造、专业素养以及心理素质等方面探索“与时俱进”的思政方案。

一、课程思政的内容

正确引领学生去发现、体会除专业知识点外的思政元素，是课程思政研究的主要方向。“纳米科学技术”是一门创新性、时代性很强的课程，是20世纪八九十年代出现的新领域，但其发展速度迅猛，远远超过了其他学科。因此，“与时俱进”是这门课的授课特点，而课程思政中的“与时俱进”可以体现本门课程的特色。

（一）爱国主义的融入

习近平总书记在党的二十大报告中指出，我国发展进入战略机遇和风险挑战并存、不确定难预料因素增多的时期［1］。青年强，则国家强，处于这个特殊时代的大学生应体会到我国在这种特殊时代的困难，勇担历史使命，激发爱国热情，维护国家利益，投身国家建设。因此，在授课过程中设计了很多教学环节展示该思政元素。

在《纳米技术的发展》章节，列举典型的“中美芯片之争”案例。从中兴受罚到华为被禁，美国以各种方式不断阻挠“中国芯”的发展。中国微电子专家黄令仪是首批意识到芯片问题的科学家之一［2］，她在82岁高龄成功研制出了“龙芯”，让中国高铁复兴号实现百分之百国产化，让北斗卫星装上了“中国芯”。同时，华为、中兴、紫光等企业加速研发，也取得了突出成绩。在课堂讨论中，使学生感受中国芯片市场的高速发展，增加学生的民族自信心，同时也要体会我国高端芯片领域的空白，从而树立新时代青年的使命担当与责任感。

在《纳米材料的表征》章节，从突破光学显微镜的分辨率出发，提出任何问题都有解决的办法，从而延伸到突发公共卫生事件给我国经济、生产、生活带来的各种问题和困难。但国家、政府、各行各业的人们正在用自己的行动为渡过这一难关而努力。无论是奋战在一线的政府人员、医护工作者，还是安心在家积极做好各种防护的我们，都在用自己的爱国方式渡过这个难关，从而激发、巩固学生的爱国主义情怀。

在《纳米材料应用》章节可以引入碳纤维材料。碳纤维是传统材料中不可替代的军民两用战略性的材料，它制约着航空航天以及先进武器的发展。然而工业先进国家在其生产核心技术上长期对我国实行封锁，两院院士师昌绪曾提出，高性能碳纤维的生产必须立足国内。在研制碳纤维的过程中，我国遇到了很多的问题，踏上了一条充满荆棘的探索之路。从山东威海的民营企业研发之路讲解碳纤维从无到有再到批量生产以及制备工艺不断改进的历程，我国目前已成为高品质碳纤维生产大国，从而树立学生的民族自信心和自豪感。此外，在课程讲解过程中，还渗透北斗卫星、高铁掉头、“山东”号及“辽宁”号航母以及歼-20等中国制造、中国大器的重要案例，引入具有胸怀使命、坚持工匠精神的我国纳米碳材料领域的领军人物张锦院士的事迹，“青蒿一握，以水二升渍，绞取汁，尽服之”的屠呦呦院士对历史文明的自信等。在引导学生学习先进技术、先进材料的同时，无形地渗透党的二十大精神，增进大学生对党的信任和信心，引导学生对“党是领导一切的”这一重大论断形成高度认同，深刻领悟“两个确立”的决定性意义，增强“四个意识”、坚定“四个自信”、做到“两个维护”。培养爱国主义情怀，秉持“祖国的需要就是最高需要”的人生信条，让爱国主义成为青春底色，融入爱国主义的万顷洪流，从自我做起，从本职工作做起，为实现中华民族伟大复兴的中国梦贡献智慧和力量。

（二）专业素养的培养

科技的发展离不开创新，思考是创新的源泉。提出纳米技术思想的美国科学家理查德·费曼在一次采访中曾说道，没有不通过努力而成功的天才科学家，当一件事情发生时，你思考的广度和深度决定了你能达到的水平。他从一只小鸟的故事中强调深入理解、积极思考是新思想的来源。“惟创新者进，惟创新者强，惟创新者胜”是我国百年奋斗的重要经验启示，更是科学研究不断前进的基础。从该案例中引导学生对所学知识要深入思考，不要流于表面。

成功绝非偶然，其背后一定包含着长久的努力。纳米颗粒高的表面活性是其成为高效催化剂的主要原因。素有“第四代催化剂”之称的纳米金属簇就是一类最具代表性的新型催化剂。中国科学院化学所刘汉范研究员从20世纪80年代末便开展了该类材料的合成、稳定性和负载的研究。从他的研究思路及历程出发，使学生体会科研前辈艰苦奋斗、勇于创新、坚持不懈的精神。纵观科学史，许多伟大的发现都是出于偶然。例如，德国物理学家伦琴发现X射线、美国海军军械研究室的布勒发现NiTi形状记忆合金、日本科学家饭岛澄男发现碳纳米管等，然而在这种偶然的背后，定有着必然。作为当代大学生，应以科学家为榜样，在青春年华砥砺奋斗，提高自身的素质和能力。特别是在突发公共卫生事件期间，有的学生努力充实自己、实现自我，也有的放纵自己，得过且过，最终他们的收获必然不同。由此鼓励学生无论何时都要树立自己的目标，为之努力。

用发展的眼光看问题，抓住事物的主要矛盾，一切问题都会迎刃而解。马克思主义矛盾观可以在介绍纳米材料制备中体现。一维纳米材料的气相自发生长技术包括两种，最初的气—固法和后来发展出的气—液—固法。其中在气—固法中基体表面的位错是主要矛盾，它是气态原子、分子着陆、生长的关键；而在气—液—固法中基体表面的催化剂又成为主要矛盾，其尺寸决定着一维纳米材料的形貌。在处理问题时，也要抓住主要矛盾，要用变化的眼光看问题。以该论点为中心，辐射到大三学生的现状，应从大一的熟悉体会大学生活、大二的迷茫寻找自我为主要矛盾的学习、生活中走出来，鼓励他们将侧重点定位到学习和自我能力的培养、提高方面，努力充实自己，为将来的考研、就业做准备。

人与自然和谐共生。在介绍纳米材料特性时，从荷叶的超疏水现象入手，感悟大自然的奇妙和美丽，从而引导学生树立保护自然、学习自然的意识，深刻理解“绿水青山就是金山银山”。作为应用化学专业的学生，在学习及未来的工作中必然会涉及一些化学品的使用，特别是在材料的制备过程中，如何选择更为绿色的制备工艺，减少或避免对环境的破坏是一名化学工作者甚至每一名化学专业的大学生应长期努力的目标。

此外，在纳米材料的制备过程中，还可以引入一些制备技术中细节的思考，从而在加强学生对所学知识运用的基础上，培养他们思考问题、解决问题的能力。同时，强调遵守本领域主要的职业健康、特种设备以及危险品储运等法律法规，遵守相关职业行为准则。例如，纳米材料制备中难免用到一些气体作为载气或反应气，针对气体钢瓶装置的正确使用、存放等内容可以进行相应的强调。

（三）心理素质的发展

随着信息社会和知识经济时代的到来，社会竞争越来越激烈，每个社会人都承受着越来越大的压力。大学生作为一个特殊群体，有着自身的年龄特点，也存在一些心理问题。如何使该群体远离心理问题的困扰，更好地适应当前的社会环境，成为各高校亟待解决的难题。在课堂教学中潜移默化地引导是非常有效的解决方案，在本课程中也可以在教学过程中引导。

凡事不能过，过犹不及。机械粉碎法是一种简便、高产的纳米颗粒制备技术。但在粉碎过程中发现过长时间的研磨反而导致纳米颗粒重新团聚在一起。因此，应引导学生在学习、工作及生活上不要过度追求，适度的追求是前进的动力，过度的追求是阻力。

鱼和熊掌不能兼得，凡事要懂得取舍。探针显微镜是常见的一种纳米材料形貌表征技术。例如，原子力显微镜，它具有不同的表征模式：接触模式图像清晰但易破坏样品表面，非接触则反之。可见，清晰的图像和样品表面的破坏之间存在一定的矛盾，要根据具体的需求选择合适的表征模式，进行取舍。因此，鼓励学生要懂得有得必有失的道理，从实际出发选择最有利的解决方法。

（四）前沿成果的探讨

纳米材料及其应用领域是近代科学研究的主流之一。走出课本的固定思维模式、走进先进科研成果丰富多彩的世界，不仅有助于学生开阔视野，也易于培养有益的科研思路和兴趣，达到积极思考、热爱科学的目的。因此，“纳米科学技术”课程中也融入该类内容。

从纳米结构导致的结构色入手，以Science advance发表的一篇文章《Facile full-color printing with a single transparent ink》为例［3］，为学生展示科研工作者研究、利用纳米结构达到实际应用的先进案例，使学生切实感受本门课程的意义和重要性，以及科研工作的精彩和乐趣。在《纳米材料应用》章节列举2023年分别在Nature Nanotechnology以及Nano energy上发表的纳米医学［4］及纳米发电领域的研究成果［5］，展示纳米技术的巨大潜力。此外，还将一些文献中的电子显微镜及X射线衍射等数据引入课堂中，来引导学生分析相关数据，感受材料表征手段的强大。

二、课程思政的方式

“纳米科学技术”课程课时少、内容多，因此为了确保课程思政的实施，坚持以学生为中心，发挥教师引导作用，采用灵活多样的课上、课下思政模式，让学生更好地树立信念、建立价值、培养能力。通过传统的课堂教授法介绍先进人物的感人事件，让学生加深爱国热情；通过播放费曼的视频，使学生体会科研中的创新本质；通过以图片的形式，展示关于纳米特性及纳米材料应用的最新文献，使学生体会纳米世界的神奇和科研的魅力。课下讨论及课程报告是学生自主思政的主流模式。本课程设置了9个讨论内容，包含了爱国精神的树立、国际时事的体会以及一些心理素质的培养等。通过讨论，学生能够有效地从自身的感悟中分析实际问题、加强思辨意识、培养科学严谨的职业精神。学生在文献资料查阅后完成课程报告可以感受纳米技术的新奇，深入理解材料结构和性能的关系，理解纳米材料先进制备技术、最新发展动态，从而开阔视野，加深、加宽知识体系，激发学习兴趣和探索精神，培养自主学习及终身学习的能力。

三、课程思政教学评价方式

课程思政教学评价是教学考核评价的一部分，也是教学成果重要的检验方式。“纳米科学技术”课程教学考核评价包括期末成绩和平时成绩两方面。平时成绩占总评成绩的60%，其中15%为思政考查内容，形式包括课堂案例讨论、课下主题讨论以及文献查阅报告等，评估学生思政方面的学习效果；在期末考试中，加入思政元素，结合时政、思辨内容，占比5%，以此增加开放性试题，综合考查学生的思政和专业能力。

结语

课程思政要寓价值观引导于知识传授和能力培养之中。将思政元素和专业知识有机结合起来，以“与时俱进”为切入点，将爱国主义情怀、专业素养、心理素质以及前沿研究融入“纳米科学技术”课程教学中，在有限的授课时长中，通过课上、课下等多种方式构建课程思政环节，在培养学生思想品质、拓宽学科视野、树立正确人生观和价值观等方面发挥促进作用。

参考文献

［1］习近平：高举中国特色社会主义伟大旗帜 为全面建设社会主义现代化国家而团结奋斗：在中国共产党第二十次全国代表大会上的报告［EB/OL］.（2022-10-25）［2023-03-15］.https：//www.gov.cn/xinwen/2022-10/25/content_5721685.htm？jump=true.