大学化学, 2022, 37(10): 2204031-0 doi: 10.3866/PKU.DXHX202204031

 

高分子降解课程思政教学探索与实践

闫毅,1,2, 颜静2, 孔杰1,2, 姚东东1,2, 范晓丽1, 蔡宁静1

1 西北工业大学伦敦玛丽女王大学工程学院, 西安 710072

2 西北工业大学化学与化工学院, 西安 710129

Exploration and Practice of Course Ideology and Politics in Polymer Degradation

Yan Yi,1,2, Yan Jing2, Kong Jie1,2, Yao Dongdong1,2, Fan Xiaoli1, Cai Ningjing1

1 Queen Mary University of London Engineering School, Northwestern Polytechnical University, Xi'an 710072, China

2 School of Chemistry and Chemical Engineering, Northwestern Polytechnical University, Xi'an 710129, China

通讯作者: 闫毅, Email: yanyi@nwpu.edu.cn

收稿日期: 2022-04-12   接受日期: 2022-04-25  

基金资助: 西北工业大学2021、2022年“课程思政”示范课程建设项目
2022年研究生培养质量提升工程.  22GZ210101
2022年研究生“课程思政”示范项目.  W002901
基础前沿课程建设计划;学科专业培育课程.  22GH010620
校级教育教学改革研究项目.  2021JGY41
校级教育教学改革研究项目.  2022JGY30
第二批陕西省新工科研究与实践项目.  20GZ110109
2021年校级文美通识课程
教育部产学合作协同育人项目-2020年第二批.  202101033008
陕西省教育科学“十三五”规划2020年课题.  SGH20Y1020

Received: 2022-04-12   Accepted: 2022-04-25  

Abstract

In the course of polymer degradation, we focused on the course content, deeply excavated the ideological and political materials with regarding to the "neck sticking problem", "scientist story" and "engineering ethics" in polymer degradation, and carried out rich and diverse ideological and political teaching in the form of course homework report and "model United Nations", in order to cultivate students' ability of "serving the country with science and technology", "scientific outlook on development", "scientific spirit" and "global-competence".

Keywords: Course ideology and politics ; Polymer degradation ; White pollution ; Scientific outlook on development

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闫毅, 颜静, 孔杰, 姚东东, 范晓丽, 蔡宁静. 高分子降解课程思政教学探索与实践. 大学化学[J], 2022, 37(10): 2204031-0 doi:10.3866/PKU.DXHX202204031

Yan Yi. Exploration and Practice of Course Ideology and Politics in Polymer Degradation. University Chemistry[J], 2022, 37(10): 2204031-0 doi:10.3866/PKU.DXHX202204031

立德树人是教育的根本任务,全面推进课程思政建设是落实这一根本任务的战略举措[1]。如何在专业课程中实现知识传授、价值塑造和能力培养的多元统一,是专业类课程思政教学的难点和关键所在。2020年5月28日教育部印发的《高等学校课程思政建设指导纲要》[2] (以下简称《纲要》)明确指出课程思政建设与实施的两个重要抓手是:科学设计和结合专业特点分类推进。对于理学、工学类专业课程思政,《纲要》指出:要在课程教学中把马克思主义立场观点方法的教育与科学精神的培养结合起来,提高学生正确认识问题、分析问题和解决问题的能力。理学类专业课程,要注重科学思维方法的训练和科学伦理的教育,培养学生探索未知、追求真理、勇攀科学高峰的责任感和使命感。工学类专业课程,要注重强化学生工程伦理教育,培养学生精益求精的大国工匠精神,激发学生科技报国的家国情怀和使命担当。

高分子降解[3]是西北工业大学中外合作办学高分子材料与工程专业的核心课程,主要面向该专业大三学生。课程融理论与实验为一体,共56学时,其中理论部分40学时,实验部分16学时。主要介绍高分子的热(氧)降解、光(氧)降解、臭氧降解、生物降解的主要机制,并结合重要通用高分子材料的降解实例进行深入分析。

为了将课程思政有效融入到高分子降解专业课程教学中,笔者和教学团队开展了形式多样的课程思政教学尝试。本文将介绍我们通过深入挖掘思政元素(表 1),结合专业知识开展课程思政教学的一些探索与实践。

表1   高分子降解课程思政元素举例

课程知识点相关案例教学形式思政元素融合点
引言:生活中的高分子降解“限塑令”下的奶茶吸管学生分组讨论通过对“限塑令”的正确理解和纸质吸管使用过程中存在的问题进行剖析,引导学生形成批判性思维,并利用专业知识找到解决问题的思路
引言:生活中的高分子降解厨余垃圾处理中的白色污染学生分组讨论通过对“垃圾分类”政策的正确解读和目前厨余垃圾分类中不可降解垃圾袋使用等问题的讨论,培养学生结合专业知识形成正确的解决问题的能力和利用专业知识关爱社会的价值观
引言:工业中的高分子降解绿色风电与废弃风电叶片污染辩论式围绕风电的绿色能源属性和废弃风电叶片造成的超大件塑料垃圾填埋造成的环境污染展开辩论,强化学生的科学伦理和工程伦理教育
结晶度和取向对聚乙烯性能的影响长春应化所殷敬华研究员研发功能化聚烯烃长效流滴膜教师主导的科学家故事分享殷敬华研究员团队克服重重困难,面向国民经济亟需,独立自主研发聚烯烃长效流滴膜,解决我国农用薄膜的关键技术难题,培养学生发挥专长,解决卡脖子难题的家国情怀和使命担当
高分子的热降解航天器和导弹用耐烧蚀材料设计学生分享从国防领域的卡脖子难题出发,结合学校特色和专业知识,向学生传递科技报国的家国情怀
高分子的光降解高效光稳定剂的国产化道路——以天罡助剂有限公司为例作业调研式天罡助剂有限公司研发人员敢于面对卡脖子难题,依靠自身科研实力打破国外技术封锁,连续填补多项国内受阻胺类光稳定剂及紫外线吸收剂领域技术空白,培养学生的大国工匠精神和使命担当
生物可降解高分子陈学思院士团队聚乳酸研发历程教师主导的科学家故事分享陈学思院士团队长期围绕聚乳酸领域的基础研究和产业化拓展,培养学生的科学精神和不屈不挠的奋斗精神
通用高分子降解与稳定张俐娜院士与纤维素的加工教师主导的科学家故事分享张俐娜院士团队开创纤维素溶解和加工新方法,培养学生敏锐的观察能力和严谨的科学态度
可降解高分子塑料与“白色污染”刍议辩论式郑强教授关于塑料广泛使用与“白色污染”辩证关系的讨论,培养学生辩证思维和利用专业知识解决实际问题的能力
通用高分子降解与稳定王玉忠院士团队在高分子生物可降解和可循环利用方面的贡献教师主导的科学家故事分享王玉忠院士团队在解决我国高分子降解和回收领域的技术难题方面的学术贡献,培养学生关心社会发展、关怀人类的情怀
聚酰胺的碱稳定性实验我国在高性能纤维方面的卡脖子难题学生分享通过对我国在高性能纤维领域的卡脖子问题的介绍与分享,提醒学生时刻保持危机感和利用专业知识服务国家亟需的家国情怀

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1 紧密结合课程知识点,深入挖掘课程思政元素

教学内容是课程思政的有效载体,课程思政元素的深入挖掘与灵活运用则是知识传授的进一步升华,是实现价值塑造和能力培养的关键环节。课程思政元素的挖掘与整理,既要紧密结合课程知识点,又要凸显学校和学科特色,这样可以有效避免思政教育与专业教育“两张皮”现象[4]。

1.1 从生活实例出发:绿色风电与废弃风电叶片污染

高分子降解所涉及的内容关乎国计民生。为了让学生了解到课程的重要性以及课程所涉及的主要内容,在引言部分,引入了生活中的高分子降解案例,其中具有代表性的就是“风电叶片”[5]。在课程教学中,我们引入了辩论模式,引导学生围绕风电的绿色能源属性和废弃风电叶片造成的超大件塑料垃圾填埋造成的环境污染展开辩论。在改变学生普遍存在的“绿色风电”惯性思维的同时,既有效强化了学生关于科学技术“双刃剑”科学伦理和工程伦理的教育,又让学生深刻体会到了高分子降解的重要性和课程所涉及的领域。

1.2 紧密结合学校特色:航天器和导弹用耐烧蚀材料设计

为了提升课程思政教学的“温度感”,拉近课程思政元素与学生个体的“距离”,课程思政元素必须结合学校特色。我校隶属于工业和信息化部,具有鲜明的国防军工特色。在讲授“高分子热(氧)降解”的过程中,我们引入了航天器和导弹用耐烧蚀材料设计的案例。在课程教学中,我们已经了解到常见高分子的耐热性能均不好,通过芳构化、引入杂原子(硼、硅等)、石墨烯等结构可以有效提升其耐高温性能。在此基础上,我们引导学生展开讨论,如何在航天器和导弹的关键部位实现高温耐烧蚀涂层材料的设计。并结合我校科研人员在航天器耐烧蚀材料领域的突出贡献进行讲授。这一案例在充分理解和利用课程知识的同时,更加坚定了学生从国防领域的卡脖子难题出发,结合学校特色和专业知识,科技报国的家国情怀。

1.3 讲好中国故事:科学家故事

课程思政的一个重要举措就是讲好“中国故事”,深入挖掘身边的思政元素,以身边人、身边事来影响学生。对于高分子降解而言,我们主要是结合著名科学家的事迹和科学贡献。

本课程的一个重要内容是生物可降解高分子材料。聚乳酸作为一种典型的生物可降解高分子,在日常生活和医学领域有着重要应用。在讲授过程中我们引入了陈学思院士团队深耕生物基聚乳酸基础研究,并成功孵化“浙江海正生物材料股份有限公司”的案例。陈院士团队历经近20年不懈求索、艰苦攻关,先后攻克了聚乳酸千吨级、万吨级产业化技术,实现了国内聚乳酸规模产业化从无到有的突破。这一案例紧密结合课程内容,既有效加深了学生对于知识点的理解,又可以培养其科学精神和不屈不挠的奋斗精神。

1.4 结合时政热点:郑强教授谈塑料与“白色污染”

课程思政案例选择的其中一个原则就是与时政结合,在课堂中利用专业知识讨论、分析学生和社会大众关心的时政事件。在高分子降解课程教学中我们引入的一个典型案例就是高分子学者郑强教授关于塑料和“白色污染”的辩证分析[6, 7]。

“白色污染”是高分子降解课程的一个重要话题,围绕高分子的广泛使用和“白色污染”这一对矛盾,我们引导学生辩证理解高分子的合理使用和“白色污染”的治理、可降解高分子在治理“白色污染”方面的可能性和目前存在的误解等。更重要的是我们及时结合时政事件,将著名高分子学者郑强教授关于塑料与“白色污染”的讨论引入课堂。郑强老师对高分子与“白色污染”相互关系深入细致的分析和独到的见解为课堂讨论提供了重要的支撑。

此外,在课堂学习的同时,我们还引导学生参加学院和学校组织的相关学术会议,从中体会高分子降解的关键性和重要性。比如在2019年我校承办的全国高分子学术论文报告会上,王玉忠院士关于高分子材料可持续发展的大会报告就有效提升了学生的专业认可度和学术自信。

2 有效利用实验时间,开展课程大作业汇报

在充分挖掘课程思政元素的同时,如何利用有限的课时开展充分的课程思政教学是目前很多课程遇到的问题。此外,课程思政的育人效果如何评价也是目前教学实践过程中亟待解决的难题。针对这两个问题,在高分子降解课程中我们的做法是:(1) 紧密结合课程知识点,结合时政要点,通过主题式大作业(表 2)考查学生对知识的理解,以及运用所学知识关心和解决社会问题的能力;(2) 充分利用高分子降解实验的等待时间,随机抽取学生进行大作业的课堂汇报,让学生讲出自己对问题的理解,实现课程思政的育人和育心功能。

表2   高分子降解部分大作业题目

大作业题目
如何平衡塑料的生产与回收
针对一种特定的生物可降解高分子,介绍其合成、生物可降解性及应用
谈谈你对海洋中微/纳塑料颗粒生物安全性的理解与认识
查阅文献,整理最新的解决白色污染的方案,重点介绍其设计原则和降解机制
谈谈生物可降解高分子的加工
结合十四运(中华人民共和国第十四届运动会),谈谈在大型赛事中如何减少白色污染
模拟联合国:如果你是中国、新加坡、印度的代表,针对可持续发展的政策、技术和管理模式等谈谈你对白色污染治理的理解
模拟联合国:针对碳中和和碳达峰,谈谈可能的政策和技术

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以海洋中微/纳塑料颗粒生物安全性的理解与认识为例,如图 1所示,学生不仅通过文献调研系统分析了微塑料的历史、全球海洋微塑料分布的数据以及其对人体健康的潜在危险[8],甚至有的同学还结合文献尝试性地探究了塑料婴儿奶瓶在使用过程中微塑料产生的潜在风险[9],并提出了解决策略,甚至有的同学开始注意自己日常生活中所使用的塑料制品的生物安全性,并尽量减少使用。

图1

图1   部分课程大作业的PPT汇报展示


三年的教学实践表明,学生对这种形式的大作业热情很高,作业形式和内容越来越丰富。如图 1所示的部分作业汇报,可以看出这些作业有如下趋势:(1) 内容涉及范围广。既有与课程知识点紧密结合的“生物可降解高分子”“微塑料”,又有与时政紧密结合的“十四运中的绿色体育”;(2) 视角广阔细腻。既有反映中外联合办学优势,放眼全球的“蓝色星球的未来”,又有与人类关系重大的“婴儿奶瓶”;(3) 思辨能力加强。这些课程大作业不是简单的文献调研,多数学生能够结合课程知识点对所调研问题提出自己的看法,并尝试性地提出解决思路。

此外,我们还围绕中外联合办学培养学生全球胜任力的教学目标,通过“模拟联合国”的形式(表 2)引导学生结合专业知识,从政治、经济和地域发展不均衡等方面系统地考虑全球范围内的高分子降解难题,培养学生关怀全人类的全球化视野,提升学生的全球胜任力。

3 课程思政效果

学生的学习效果与成果产出、教学团队的成长和课程质量的提升是课程思政建设效果的直接反馈。在高分子降解教学过程中,通过上述的课程思政教学举措,初步取得了如下成效:(1) 学生的学习兴趣和热情得到有效提升。在平时测验和期末考试中,挂科率逐年减小;(2) 学生的专业认可度、运用专业知识解决问题的能力进一步提升。在各类创新创业项目/竞赛中[10],本课程的学生参与度超过80%;三年来毕业生继续在专业相关领域学习的比例超过85%;(3) 课程质量得到有效提升。三年来,本课程的学生评教和督导评价分数都在98分以上。课程入选校一流本科课程和课程思政示范课程;(4) 教学团队教学能力得到有效提升。在课程思政元素的挖掘整理[11]过程中,教学团队的业务能力和专业水平进一步提升,1名教师入选校课程思政优秀教师。

4 结语

落实立德树人,实现价值引领和知识传授的同频共振是课程思政的主要任务。在课程讲授过程中要紧紧围绕课程知识点,深入挖掘课程思政案例,打造特色的课程思政元素,通过有组织的课堂活动开展课程思政教学,做到“润物无声”地影响和塑造学生,让其感受到“有温度、有感情”的课堂。作为高校教师,在强化个人业务能力的同时,还需要敏锐的洞察力,擅于将自己的专业特长与课程思政教学结合。落实好课程思政才可以实现育人过程中“德与才”的统一,最终实现立德树人。

参考文献

求是网. 习近平: 把思想政治工作贯穿教育教学全过程. [2021-11-19]. http://www.qstheory.cn/qshyjx/2021-11/19/c_1128079385.htm

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钟世云; 许乾慰; 王公善. 聚合物降解与稳定化, 北京: 化学工业出版社, 2002.

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闫毅; 颜静; 姚东东. 大学化学, 2021, 36 (3), 2008023.

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塑料与"白色污染"刍议. [2022-04-21]. http://www.gdpas.cn/dynamic-information-detail.aspx?t=10&id=1608

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Ramsperger A. F. R. M. ; Narayana V. K. B. ; Gross W. ; Mohanraj J. ; Thelakkat M. ; Greiner A. ; Schmalz H. ; Kress H. ; Laforsch C. Sci. Adv. 2020, 6 (50), eabd1211.

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Song K. ; Ding R. R. ; Sun C. Y. ; Yao L. G. ; Zhang W. C. Environ. Sci. Pollut. 2021, 28, 59813.

DOI:10.1007/s11356-021-14939-7      [本文引用: 1]

颜静; 钟丰璘; 牛嘉平; 关昊; 孔杰; 张军平; 闫毅. 大学化学, 2020, 35 (6), 103.

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颜静; 顾军渭; 耿旺昌; 闫毅. 化学教育, 2021, 42 (4), 107.

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