“复合材料界面”课程思政元素梳理的探讨

［摘 要］ “复合材料界面”是首批国家级一流本科专业建设点——武汉理工大学复合材料与工程专业的专业课程，核心内容是材料表面和界面理论，具有强烈的工程应用背景突出特色。将思政元素融入课程教学中，使学生在专业知识和思想政治等多方面汲取营养，同步提升大学生的专业素养和道德情操，鼓励和引导大学生在青春的赛道上奋力奔跑，是课程教学研究与改革的重要内容。针对在“复合材料界面”课程教学案例中融入思政元素的方法，及与专业知识点有机融合产生的问题进行了梳理和总结。

［关键词］ 课程思政；元素梳理；知识点融合；复合材料

［基金项目］ 2020年度教育部新工科研究与实践项目“多学科交叉复合材料类专业改造升级探索与实践”（E-CL20201929）；2022年度武汉理工大学课程思政建设项目“‘复合材料界面’课程思政建设项目”（20220409）

［作者简介］ 徐任信（1973—），男，湖北通山人，博士，武汉理工大学材料科学与工程学院副教授，博士生导师，主要从事先进复合材料设计与制造技术研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2023）20-0090-04 ［收稿日期］ 2022-05-25

引言

大学生是未来建设祖国的中坚力量。习近平总书记在2016年全国高校思想政治工作会议上指出：“要坚持把立德树人作为中心环节，把思想政治工作贯穿教育教学全过程，实现全程育人、全方位育人。”［1］在我国全面建成小康社会的伟大历史时期，在百年未有之大变局的时代背景下，将习近平新时代中国特色社会主义思想和社会主义核心价值观、爱国主义和民族自豪感等思政元素融入大学生的课堂教育，让青年学生成为实现党的第二个百年伟大目标的主力军、为使其更好地建设社会主义强国打下坚实的基础，是时代对大学教育的召唤。

2020年5月，教育部印发《高等学校课程思政建设指导纲要》指出，全面推进课程思政建设是落实立德树人根本任务的战略举措，是全面提高人才培养质量的重要任务；课程思政建设内容要紧紧围绕坚定学生理想信念，以爱党、爱国、爱社会主义、爱人民、爱集体为主线，围绕政治认同、家国情怀、文化素养、宪法法治意识、道德修养等重点优化课程思政内容供给，系统进行中国特色社会主义和中国梦教育、社会主义核心价值观教育、法治教育、劳动教育、心理健康教育、中华优秀传统文化教育［2］。

在这种大背景下，如何在理工科专业课课堂中融入思想政治教育不是一件简单的事情，但理工科专业课有其自身的特点，特别是当任课教师是一线科研或工程人员时，教师比较容易了解和接触到引以为傲的历史、鼓舞人心的案例。因此，只要静下心认真思考、多维度挖掘，就能提炼出特色鲜明、形象生动的思政元素，能起到使学生在专业课程教学中专业知识接收和政治素养提高相互促进的效果。

一、“复合材料界面”课程的特点

武汉理工大学是国家首批开设复合材料与工程专业的三所高校之一，该专业的专业建设与国家重大工程的需求紧密相连，专业的工程应用背景突出。复合材料界面与复合材料增强材料、基体材料同等重要，是决定复合材料性能的关键因素，该课程是复合材料与工程专业本科生和大多数研究生的选修必选课程，共32学时。

二、“复合材料界面”课程思政元素梳理

我国复合材料从一开始就与航天航空技术发展紧密相连，所以复合材料的最新成果通常也是最先应用在各领域的高新装备和工程上，在攻关过程中，涌现了大量先进人物和事迹，充分体现了社会主义核心价值观和爱国主义精神，并能展现我国社会主义制度的优越性和民族自豪感。复合材料专业课程不缺乏优质的思政元素，特别是对于科研和工程一线的专业教师，思政案例都是发生在身边的事。“复合材料界面”课程也是一样，高新工程中表面与界面技术的攻关，以及这些技术涉及的传承和创新都可以作为思政元素分享给学生。“复合材料界面”的知识点类型比较多，有的偏基础理论，有的偏实际应用，导致有时一个知识点可以挖掘很多思政元素，有时几个知识点也难引入一个思政元素，这需要教师扩展思维去挖掘和优化。“复合材料界面”课程思政改革的目的之一，就是把这些思政元素合理、有序、有机地融入到知识点的传授过程中。该课程共有6章内容，以下是笔者在思政项目研究过程中，针对每章知识点对应思政元素的梳理方法。

（一）《绪论》的课程思政元素

“复合材料界面”课程《绪论》的主要内容为表面和界面处理的意义、复合材料界面的特点。产品表面处理的重要意义在于提高其抵御环境侵蚀的能力，可以从历史和技术维度挖掘思政元素。由越王勾践剑等出土文物的表面经久不腐的事实，讲述我们祖先早于西方2 400多年就拥有了领先世界的表面处理技术，展现我国文明灿烂的历史，增强学生民族认同感和自豪感。表面处理技术是我国先进的航空发动机和超高声速飞行器的关键技术之一，可以介绍我国科学家团结一心、攻坚克难，突破国外对我国现代航天航空装备表面处理技术的封锁，促进我国高新装备跨越式发展的案例，激发学生爱党爱国和为科学献身的精神。

（二）《界面状态解析》的课程思政元素

“复合材料界面”课程《界面状态解析》的主要内容为界面效应、表面张力、润湿现象和界面对粘结性能的影响等，知识点的理论性比较强，还会涉及自然现象和高新材料相关知识，备课时可以从哲学、人物和材料技术等多维度挖掘思政元素。复合材料界面的数目巨大，界面效应决定着复合材料重要的性能，由此引申出量变引起质变的辩证唯物论，引导学生对马克思主义和毛泽东哲学思想加以深入理解。表面张力的典型例子是荷叶的超疏水表面导致水因表面张力形成球状，从而引出超疏水表面的原理，并介绍通过这一原理设计和制备超疏水材料及其在高新装备上的应用，激发学生的科研和实现中国梦的热情。润湿理论有经典的杨氏方程，该方程的推出者是托马斯·杨，他不但在表面物理方面具有卓越的贡献，在其他方面也有卓越的贡献，比如在光学方面证明了光具有波的性质。这在当时是对牛顿学说的颠覆，说明科学研究需要前人的基础，但也要有怀疑精神，引导学生树立科学的发展观。SiC纤维界面特性是本章分析界面特性对粘结性能影响案例之一。连续SiC纤维这一战略材料是我国材料科学家在面对国外严重的封锁情况下，自力更生、历经艰难研发出来的，解决了高新材料的卡脖子问题，连续SiC纤维研发的艰难历程和卓越成就可以激发学生的爱国情怀和民族自豪感。

（三）《界面结合特性》的课程思政元素

“复合材料界面”课程《界面结合特性》的主要内容为界面形成过程、界面结构和理论、界面破坏原理等，专业理论性强，理论形成过程中事件和人物的思政代表性不足，因此仅从知识点本身挖掘思政元素并不容易。但如果从支撑理论的现代材料和工程实例的维度出发，就可以挖掘出生动的思政案例。热塑性复合材料因为纤维和树脂的极性差别大、树脂表面活性低和黏度大等问题，相对较难形成良好的界面，这是导致连续纤维增强热塑性复合材料发展比较缓慢的原因。通过介绍我国热塑性复合材料发展现状及其在高新工程中的应用，可以帮助学生描绘先进复合材料及相关装备发展的蓝图，树立其为促进祖国科研事业快速发展的理想。有机纤维表面处理是提高其复合材料界面结合的重要手段，但该技术也面临诸多困难，黄玉东教授在这方面做出了重要贡献，课程中通过介绍黄教授本人及其团队的相关工作，使学生理解人生需要坚韧的毅力才能有所作为。在讲述复合材料破坏原理中涉及力学知识时，引入我国复合材料力学大师蒋咏秋教授的先进事迹，鼓励学生将自己的未来和祖国的需要结合，坚忍不拔，获得最终的成功。

（四）《界面分析表征》的课程思政元素

“复合材料界面”课程《界面分析表征》的主要内容为界面力学表征、形貌表征、化学表征等，都是基础技术内容，从中挖掘思政素材较为困难，但也可以跳出专业知识点本身，从技术相关联的案例中提炼元素。玻璃纤维增强聚丙烯界面性能提高技术较为复杂，不但需要合适的偶联剂处理玻璃纤维，还需要合适的单体改性聚丙烯，二者协同才能获得理想的界面性能。由此我们可以将协同提高的概念进行引申，鼓励学生在专业知识、人文素质和思想政治等多方向协同发展。界面结合强度对复合材料力学性能影响也比较复杂，结合太强的界面容易使复合材料脆性断裂，结合太弱的界面又不能起到传递和分布载荷的作用，只有适中的界面结合才能有效提高复合材料的力学性能。这就很容易引入哲学中“度”的辩证关系，引导学生在工作和生活中把握“适当”的原则，避免走向极端。碳纤维表面官能团分析是复合材料界面分析的重要案例，而二维纳米材料石墨烯具有和碳纤维类似的组成和结构，表面处理的方式也差不多，可以挖掘石墨烯材料研究中的人和事，比如引用领域内的专家高超教授的科研历程，用榜样的力量激发学生科技强国的使命感。

（五）《界面典型反应》的课程思政元素

“复合材料界面”课程《界面典型反应》的主要内容为各类增强体和基体之间的界面反应，也是理论性非常强的章节，但这些典型反应往往发生在具体的复合材料体系内，一般都与国家高新工程有关，因此提炼出的思政元素可以与高新工程联系起来。高新工程涉及的复合材料非常多，笔者仅举3个例子，抛砖引玉，说明本章思政元素如何提炼。发生无机——有机界面反应的典型例子是碳纤维/环氧树脂复合材料，这种复合材料在固体火箭发动机壳体上应用非常广泛，由此结合近年我国航天事业的飞速发展，激起学生的爱国情怀和民族自豪感。发生无机——无机复合材料界面反应的典型例子是Al2O3纤维增强高温陶瓷，其中连续Al2O3纤维制造技术多年以来是受到国外严厉封锁的“卡脖子”技术，可以回顾我国该特种纤维自主发展历程，提升学生的民族凝聚意识和民族自豪感，同时鼓励学生为我国高科技发展而奋斗。在讲述无机——金属复合材料界面反应中的铝基复合材料案例时，可以引入我国科技工作者如何将SiC/Al复合材料用于航空薄膜管道的制造中，使学生深切感受大国工匠精神，从而树立新时代中国特色社会主义核心价值观。

（六）《界面处理技术》的课程思政元素

“复合材料界面”课程《界面处理技术》的主要内容为增强材料表面处理和基体改性技术，思政元素的提炼可以由技术关联的其他科学和社会问题来考虑。比如在谈到沃兰偶联剂被取代的原因时，说明改表面改性剂中铬元素对环境的污染，从而引入复合材料寿命周期内可能对人类和环境造成的损害和隐患，树立学生社会可持续发展的思想。

三、课程思政建设需要注意的几个问题

（一）课程思政融合问题

“复合材料界面”是一门专业课程，完成专业知识点的传授仍然是重点，思政元素的融入不可漫无边际，占据课程的主导地位。也就是说，不是思政元素越多越好，也不是所有的思政元素都可以直接拿来用，这样会导致课堂上主次不分，跑偏严重；只有那些和知识点结合紧密，能够在无形中引起学生共鸣，使学生自觉思考的思政元素才是合适的。这需要任课教师在备课的时候根据教学目的，巧妙设计，使思政元素与专业知识点有机融合。

（二）教师专业素养问题

将课程思政融入专业课教学，通过挖掘课程中的德育元素，推动以课程思政为目标的课程教学改革成为教育界的研究热点［3-5］，为更好地完成“复合材料界面”课程思政的教学目标，教师团队需要具备必要的专业素养。教学团队可以由长期在复合材料行业从事教学和科研的教师组成，除了熟谙本专业的知识体系外，对复合材料在我国航天航空、船舶、兵器等高新领域的应用发展也应非常了解，对其中新材料的创新发展和科技工作者呕心沥血的研发过程应非常熟悉。这些都可以为开展课程的思政教学提供基础。但是科技永远向前发展，在以习近平同志为核心的中国共产党领导下，近些年来我国各方面都取得了长足的发展，作为高校课程思政教学的主力军，教师的知识体系也应与时俱进。

（三）思政改革持续问题

课程思政改革是持续改进的过程，需要任课教师团队在教学中不断实践和总结经验，以课程思政改革的效果及培养目标的达成度为依据，不断丰富思政元素并提高其质量，同时逐步改进思政元素与专业知识点的融合方式，真正使学生受教于无形，培养出专业知识和政治水平都过硬的新一代青年。

参考文献

［1］习近平在全国高校思想政治工作会议上强调 把思想政治工作贯穿教育教学全过程 开创我国高等教育事业发展新局面［N］.人民日报，2016-12-09（1）.