韓平麗 邵曉鵬 楊威

【摘要】如何在工科院校的專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)中開(kāi)展課程思政教育是落實(shí)“立德樹(shù)人”基本任務(wù)的重要方面。本文以西安電子科技大學(xué)物理與光電工程學(xué)院開(kāi)設(shè)的光電類(lèi)實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，從課程內(nèi)容出發(fā)，結(jié)合實(shí)驗(yàn)課程的特點(diǎn)，深入挖掘課程中蘊(yùn)含的思想政治教育資源。以三個(gè)典型實(shí)驗(yàn)為例，在教授專(zhuān)業(yè)知識(shí)的同時(shí)，融入愛(ài)國(guó)情懷，引導(dǎo)人生價(jià)值觀。尤其將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與當(dāng)前疫情防控聯(lián)系，弘揚(yáng)抗疫精神，提高學(xué)生對(duì)國(guó)家制度的自信和民族榮譽(yù)感，充分發(fā)揮專(zhuān)業(yè)課程的雙重育人功能。

【關(guān)鍵詞】光電實(shí)驗(yàn)? 課程思政? 抗疫精神? 民族自信

【基金項(xiàng)目】2021年西安電子科技大學(xué)教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目（重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目）;2021年西安電子科技大學(xué)教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目（院級(jí)項(xiàng)目）。

【中圖分類(lèi)號(hào)】G64 ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2021）32-0162-03

“立德樹(shù)人”是教育的根本任務(wù)，習(xí)總書(shū)記在2016年底召開(kāi)的全國(guó)高校思想政治工作會(huì)議上指出“要堅(jiān)持把立德樹(shù)人作為中心環(huán)節(jié)”[1]，并強(qiáng)調(diào)“各類(lèi)課程與思想政治理論課同向同行，形成協(xié)同效應(yīng)”。2019年3月，總書(shū)記在思想政治理論課教師座談會(huì)上提出“要堅(jiān)持顯性教育和隱性教育相統(tǒng)一，挖掘其他課程和教學(xué)方式中蘊(yùn)含的思想政治教育資源，實(shí)現(xiàn)全員全程全方位育人”[2]。課程思政是高校落實(shí)“立德樹(shù)人”基本任務(wù)的具體途徑，是對(duì)新時(shí)代教書(shū)育人職責(zé)的深化和拓展。新時(shí)代背景下的教育是要培養(yǎng)社會(huì)主義建設(shè)者和接班人，教師上課不僅要傳授知識(shí)，還要傳遞價(jià)值觀。高校的專(zhuān)業(yè)課也需要有育人功能，在培養(yǎng)專(zhuān)業(yè)能力的同時(shí)，助力學(xué)生樹(shù)立正確的人生觀、價(jià)值觀，鼓勵(lì)學(xué)生將自身成長(zhǎng)和國(guó)家發(fā)展相結(jié)合，為實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的中國(guó)夢(mèng)儲(chǔ)備專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才，提供助力[3]。

光電技術(shù)是21世紀(jì)發(fā)展最為迅速的信息技術(shù)之一，有著廣泛的工程應(yīng)用背景。在當(dāng)前“新工科”建設(shè)的背景下[4]，光電類(lèi)實(shí)驗(yàn)課程是培養(yǎng)光電相關(guān)專(zhuān)業(yè)人才的重要環(huán)節(jié)，物理光學(xué)、應(yīng)用光學(xué)、激光原理、紅外物理等光學(xué)理論知識(shí)相對(duì)抽象，實(shí)驗(yàn)是對(duì)理論知識(shí)學(xué)習(xí)的重要補(bǔ)充，能夠加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，提高正確運(yùn)用專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)分析和解決實(shí)際問(wèn)題的動(dòng)手能力工程實(shí)踐能力。西安電子科技大學(xué)所物理與光電工程學(xué)院開(kāi)設(shè)的光電類(lèi)實(shí)驗(yàn)課程從光電理論知識(shí)出發(fā)，培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問(wèn)題的科學(xué)思維方法;在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度;選題貼近光電技術(shù)發(fā)展前沿，開(kāi)闊學(xué)生視野，激發(fā)創(chuàng)新思維，提高綜合素質(zhì)。因此，光電類(lèi)實(shí)驗(yàn)課程中包含豐富的思政教育素材和案例，能夠在理論教學(xué)的同時(shí)達(dá)到育人的效果。

1.光電類(lèi)實(shí)驗(yàn)課程思政元素挖掘

自然科學(xué)課程是所有課程中意識(shí)形態(tài)最不明顯的課程，該類(lèi)課程中思政元素的融入尤其需要注意不能生搬硬套、強(qiáng)行嫁接，否則會(huì)適得其反，思政教育沒(méi)有做好，理論教學(xué)效果也受到影響[5]。在光電類(lèi)實(shí)驗(yàn)課程思政教學(xué)中，考慮到課程本身的特點(diǎn)，可以側(cè)重科學(xué)精神、創(chuàng)新意識(shí)、邏輯思維等方面。如在西安電子科技大學(xué)開(kāi)展的光電實(shí)驗(yàn)課程中，既有《光學(xué)系統(tǒng)焦距測(cè)量》《電光效應(yīng)觀測(cè)》等鞏固基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)的針對(duì)性基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，又有《三維數(shù)字化測(cè)量》《光纖通信綜合實(shí)驗(yàn)》等接觸前沿科技的探索性實(shí)驗(yàn)。因此合理挖掘思政元素，設(shè)計(jì)有效的呈現(xiàn)方式，有機(jī)融入實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)過(guò)程，同時(shí)保證知識(shí)傳授和思政教育是在實(shí)驗(yàn)類(lèi)課程中開(kāi)展課程思政要考慮的核心問(wèn)題。

1.1 在《三維數(shù)字化測(cè)量》實(shí)驗(yàn)中融入愛(ài)國(guó)情懷

1.1.1《三維數(shù)字化測(cè)量》實(shí)驗(yàn)的教學(xué)要點(diǎn)

a.雙目立體視覺(jué)三維系統(tǒng)測(cè)量原理與結(jié)構(gòu)

b.攝像機(jī)成像模型

c.雙目立體視覺(jué)系統(tǒng)標(biāo)定

1.1.2 《三維數(shù)字化測(cè)量》實(shí)驗(yàn)中思政元素及融入方法

三維數(shù)字化測(cè)量實(shí)驗(yàn)是一項(xiàng)接觸前沿科技的應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)，基于雙目立體視覺(jué)原理，通過(guò)模擬人類(lèi)視覺(jué)系統(tǒng)感知三維環(huán)境信息，實(shí)驗(yàn)設(shè)備如圖1所示，具有實(shí)時(shí)性高、精度合適、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)，在機(jī)器人視覺(jué)、無(wú)人機(jī)避障、工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)等領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用[6]。

本實(shí)驗(yàn)完整涵蓋了人眼視覺(jué)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)三維成像的關(guān)鍵技術(shù)和操作要點(diǎn)，并最終對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)完成三維形狀測(cè)量，部分課堂實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果如圖2所示。結(jié)合最終測(cè)量結(jié)果和測(cè)量原理，引導(dǎo)學(xué)生思考該技術(shù)在工業(yè)制造領(lǐng)域的應(yīng)用，如可提供非接觸產(chǎn)品檢測(cè)和質(zhì)量控制。由此引入我國(guó)制造業(yè)的發(fā)展歷程，從上世紀(jì)七八十年中國(guó)工業(yè)百?gòu)U待興的落后，到八十年代中葉我國(guó)制造業(yè)開(kāi)始崛起，到改革開(kāi)放后的第一個(gè)十年，我國(guó)制造業(yè)開(kāi)始復(fù)蘇，第二個(gè)十年制造業(yè)迅速發(fā)展，第三個(gè)十年，中國(guó)制造業(yè)融入世界，一直到改革開(kāi)放四十年，中國(guó)制造業(yè)完成了從價(jià)格優(yōu)勢(shì)到創(chuàng)新性制造優(yōu)勢(shì)的演變過(guò)程。分析在此過(guò)程中先進(jìn)技術(shù)對(duì)我國(guó)工業(yè)制造領(lǐng)域突飛猛進(jìn)發(fā)展中發(fā)揮的重要作用，如在高新技術(shù)的帶動(dòng)下，裝備工業(yè)走向機(jī)電一體化、人機(jī)一體化、一機(jī)多能、檢測(cè)集成一體化。將實(shí)驗(yàn)中涉及的具體內(nèi)容與國(guó)家發(fā)展相聯(lián)系，激發(fā)同學(xué)們的愛(ài)國(guó)情懷、民族自豪感和榮譽(yù)感，提高學(xué)習(xí)積極性和教學(xué)效果。

（a）標(biāo)定板和實(shí)驗(yàn)用目標(biāo);（b）條紋光投影;

（c1）（d1）學(xué)生實(shí)驗(yàn)獲得的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù);

（c2）（d2）為目標(biāo)部分細(xì)節(jié)結(jié)果展示

1.2在《光纖通信綜合實(shí)驗(yàn)》中引導(dǎo)人生觀、價(jià)值觀

1.2.1《光纖通信綜合實(shí)驗(yàn)》教學(xué)要點(diǎn)

a.光纖的結(jié)構(gòu)和類(lèi)型

b.點(diǎn)對(duì)點(diǎn)圖像傳輸

c.波分復(fù)用光通信

1.2.2《光纖通信綜合實(shí)驗(yàn)》中的思政元素挖掘

光纖是實(shí)現(xiàn)光通信的重要手段，在全球網(wǎng)絡(luò)建設(shè)如火如荼的今天，光通信技術(shù)已經(jīng)影響了我們生活的方方面面，小到上網(wǎng)追劇的樂(lè)趣，大到4G、5G移動(dòng)通信的便利?？梢哉f(shuō)沒(méi)有光通信技術(shù)，就沒(méi)有我們現(xiàn)在舒適、便利的互聯(lián)網(wǎng)生活。

本實(shí)驗(yàn)面向的人群為本科三年級(jí)學(xué)生，屬專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)，內(nèi)容涉及光纖的結(jié)構(gòu)、信息傳輸?shù)脑硪约皠?dòng)手實(shí)現(xiàn)圖像傳輸?shù)膶?shí)踐環(huán)節(jié)，實(shí)驗(yàn)如圖3所示。在光纖原理的講述中，引入發(fā)現(xiàn)光纖的故事。1870年，英國(guó)物理學(xué)家廷德?tīng)柊l(fā)現(xiàn)了光線(xiàn)沿著水流彎曲傳播的現(xiàn)象，該現(xiàn)象于1955年由英國(guó)的卡帕尼博士得到實(shí)際應(yīng)用，發(fā)明了用極細(xì)的玻璃制成的光導(dǎo)纖維，但光纖的強(qiáng)損耗一直是限制其在通信領(lǐng)域應(yīng)用的主要問(wèn)題。在很多科學(xué)家對(duì)用玻璃纖維通信失去信心時(shí)，出生于上海的高錕博士就光纖傳輸?shù)那熬鞍l(fā)表了具有重大歷史意義的論文，提出只要能設(shè)法降低玻璃纖維的雜質(zhì)，就能夠降低光纖損耗，從而為后來(lái)光纖通信發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，高錕博士也因此獲得了諾貝爾獎(jiǎng)[7-8]。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中穿插名人故事及實(shí)驗(yàn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展歷史，可以讓學(xué)生樹(shù)立對(duì)待學(xué)習(xí)、科研、生活的積極態(tài)度，認(rèn)識(shí)到任何成功都不是一蹴而就的，困難和失敗是正常的，最重要是要在遇到困難時(shí)保持積極向上的心態(tài)，沉住氣踏踏實(shí)實(shí)從基礎(chǔ)做起方能迎來(lái)轉(zhuǎn)機(jī)。這樣的方式有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和興趣，加強(qiáng)對(duì)專(zhuān)業(yè)的認(rèn)同感，也能幫助學(xué)生形成正確的世界觀、人生觀和價(jià)值觀。

（b）波分復(fù)用模塊;（c）光通信視頻音頻傳輸模塊

1.3通過(guò)《物質(zhì)熱擴(kuò)散系數(shù)測(cè)量》實(shí)驗(yàn)弘揚(yáng)抗疫精神

1.3.1 《物質(zhì)熱擴(kuò)散系數(shù)測(cè)量》實(shí)驗(yàn)的教學(xué)要點(diǎn)

a.紅外輻射的概念

b.熱像儀工作原理和紅外測(cè)溫原理

c.物質(zhì)熱擴(kuò)散系數(shù)的概念及測(cè)量

1.3.2《三維數(shù)字化測(cè)量》實(shí)驗(yàn)與抗疫精神

熱擴(kuò)散系數(shù)是反映物質(zhì)導(dǎo)、散熱性能的物理量，基于紅外輻射的實(shí)驗(yàn)測(cè)定是確定該系數(shù)的重要途徑。絕對(duì)零度以上的物體都會(huì)因自身的分子運(yùn)動(dòng)輻射紅外能量，通過(guò)紅外探測(cè)器接收并轉(zhuǎn)換后可以得到物體表面熱分布的熱像圖，從而實(shí)現(xiàn)測(cè)溫，紅外熱像儀和紅外測(cè)溫儀便是兩種最典型的利用紅外輻射測(cè)溫的工業(yè)應(yīng)用[9-10]。

本實(shí)驗(yàn)需要用紅外熱像儀測(cè)量目標(biāo)物溫度變化，所用紅外熱像儀如圖4所示，并據(jù)此計(jì)算目標(biāo)物熱擴(kuò)散系數(shù)。在講解該部分內(nèi)容時(shí)，從紅外測(cè)溫的原理引入紅外測(cè)溫儀在新冠疫情中發(fā)揮的重要作用。在人流密集的區(qū)域，如機(jī)場(chǎng)、地鐵、火車(chē)站等，紅外測(cè)溫儀能夠進(jìn)行遠(yuǎn)距離、非接觸、多目標(biāo)測(cè)溫，大大提高了測(cè)溫效率，并能夠減少接觸，對(duì)疫情的篩查和防控起到了重要作用，如圖5所示為西安電子科技大學(xué)校門(mén)處設(shè)置紅外測(cè)溫點(diǎn)，即時(shí)多人員監(jiān)測(cè)，大大提高了監(jiān)測(cè)效率且不會(huì)對(duì)師生的正常生活造成任何影響[11]。通過(guò)此延伸，首先讓學(xué)生對(duì)課堂知識(shí)在實(shí)際生活中的應(yīng)用有了進(jìn)一步了解，從而激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的想法。然后結(jié)合新冠疫情以來(lái)，全國(guó)人民眾志成城、齊心協(xié)力抗擊疫情的經(jīng)歷，在此過(guò)程形成的“生命至上，舉國(guó)同心，舍生忘死，尊重科學(xué)，命運(yùn)與共”的抗疫精神[12]。每位同學(xué)在家中度過(guò)的停課不停學(xué)、在線(xiàn)學(xué)習(xí)的特殊學(xué)期，進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)，偉大抗疫精神，同中華民族長(zhǎng)期形成的特質(zhì)稟賦和文化基因一脈相承，是愛(ài)國(guó)主義、集體主義、社會(huì)主義精神的傳承和發(fā)展，是中國(guó)精神的生動(dòng)詮釋?zhuān)S富了民族精神和時(shí)代精神的內(nèi)涵。在當(dāng)前常態(tài)化防疫的要求下，面對(duì)前所未有的風(fēng)險(xiǎn)挑戰(zhàn)，大力弘揚(yáng)包括偉大抗疫精神在內(nèi)的中國(guó)精神，奮斗不放棄、斗爭(zhēng)不退縮、前進(jìn)不止步，每位同學(xué)都是抗疫英雄，每個(gè)人都能夠在自己的位置為國(guó)家的進(jìn)步做出自己的貢獻(xiàn)，激發(fā)大家的愛(ài)國(guó)情懷和民族榮譽(yù)感。

2.總結(jié)

光電實(shí)驗(yàn)課程作為光學(xué)相關(guān)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)課程的重要組成部分，蘊(yùn)含著豐富的思政元素。本文基于西安電子科技大學(xué)光電類(lèi)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)內(nèi)容及課程特點(diǎn)，對(duì)課程思政與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的融合方法進(jìn)行了探索。以具體實(shí)驗(yàn)為例，在其中穿插名人故事、技術(shù)發(fā)展歷史、應(yīng)用方式，尤其結(jié)合2020年以來(lái)的新冠疫情，從理論知識(shí)出發(fā)，恰到好處地融入思政元素，提高同學(xué)們的民族自豪感和愛(ài)國(guó)熱情，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情，提高學(xué)習(xí)興趣，從而同時(shí)實(shí)現(xiàn)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的傳授和積極價(jià)值觀的引領(lǐng)，真正達(dá)到教書(shū)育人、立德樹(shù)人的目的。

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作者簡(jiǎn)介：

韓平麗（1990年-），女，實(shí)驗(yàn)師，博士，河北衡水人，主要從事光電實(shí)驗(yàn)教學(xué)與新體制光電成像技術(shù)研究。

楊威（1966年-），男，正高級(jí)實(shí)驗(yàn)師，博士，山西原平人，主要從事線(xiàn)性代數(shù)、光電實(shí)驗(yàn)教學(xué)及目標(biāo)紅外輻射特性研究。