楊洋 王秀芹

（渤海大學(xué)，遼寧 錦州 121013）

一、引言

高等教育應(yīng)始終把培養(yǎng)人放在首位，不僅要注重學(xué)生對(duì)科學(xué)文化知識(shí)的掌握，還要開(kāi)展全員、全過(guò)程和全方位的教書(shū)、學(xué)術(shù)和文化等多維度育人模式，幫助學(xué)生樹(shù)立正確的價(jià)值觀。2020 年5 月教育部發(fā)布了《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》，指導(dǎo)高校深入推進(jìn)思政工作綜合改革創(chuàng)新。工科背景下，應(yīng)加強(qiáng)思想政治和新工科內(nèi)涵建設(shè)，充分發(fā)揮“專(zhuān)業(yè)”和“課程”的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)強(qiáng)化顯性思政、優(yōu)化隱性思政，實(shí)現(xiàn)專(zhuān)業(yè)課程、思想政治教育與知識(shí)體系教育的有效轉(zhuǎn)換和統(tǒng)一。即將科學(xué)、人文、奉獻(xiàn)、工匠精神、愛(ài)國(guó)情懷、文化自信和國(guó)際視野等元素融入專(zhuān)業(yè)課程教學(xué)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考及思辨和批判精神，使之成為創(chuàng)新卓越人才。

2020 年，渤海大學(xué)以新工科改革為契機(jī)，根據(jù)專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)和需求，以課程改革與建設(shè)為抓手，結(jié)合課程思政積極應(yīng)對(duì)新業(yè)態(tài)、新經(jīng)濟(jì)、新技術(shù)帶來(lái)的挑戰(zhàn)。通過(guò)全面修訂專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)方案，以科學(xué)前沿和知識(shí)創(chuàng)新與國(guó)家重大需求為動(dòng)力，建立以學(xué)生為主體，科學(xué)研究、人才培養(yǎng)與思政教育深度融合的創(chuàng)新人才培養(yǎng)機(jī)制。聚焦學(xué)生創(chuàng)新能力，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神、愛(ài)國(guó)奉獻(xiàn)、責(zé)任擔(dān)當(dāng)，促進(jìn)知識(shí)、能力和素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展，幫助學(xué)生塑造正確的世界觀、人生觀、價(jià)值觀，以適應(yīng)專(zhuān)業(yè)的多元化人才培養(yǎng)模式。

智能儀器是一類(lèi)含有微計(jì)算機(jī)或微處理器的測(cè)量(或檢測(cè))儀器，具有對(duì)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、處理、邏輯判斷及自動(dòng)化操作等功能。智能儀器是計(jì)算機(jī)技術(shù)與測(cè)量?jī)x器相結(jié)合的產(chǎn)物，結(jié)合了微處理器技術(shù)、傳感技術(shù)、電子技術(shù)、自動(dòng)控制、信號(hào)分析與處理等技術(shù)的發(fā)展，是儀器設(shè)計(jì)的里程碑，對(duì)儀器的發(fā)展以及科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響?！爸悄軆x器儀表基礎(chǔ)”是電子信息工程，自動(dòng)化，測(cè)控技術(shù)與儀器等專(zhuān)業(yè)的主干課，通過(guò)學(xué)習(xí)智能儀器儀表的基本原理，學(xué)生能夠掌握智能儀器的設(shè)計(jì)思路、設(shè)計(jì)方法和實(shí)現(xiàn)過(guò)程。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各類(lèi)先進(jìn)、智能、現(xiàn)代化的儀器儀表被廣泛應(yīng)用到科學(xué)研究、技術(shù)創(chuàng)新和社會(huì)發(fā)展的眾多領(lǐng)域，與此同時(shí)對(duì)智能儀器類(lèi)課程的教學(xué)提出了更高要求。本文在“新工科”背景下，結(jié)合課程思政開(kāi)展了“智能儀器儀表基礎(chǔ)”課程改革探索與實(shí)踐。

二、教學(xué)策略和方法

做好專(zhuān)業(yè)課程的思政教學(xué)改革，教師是最為關(guān)鍵的要素。一方面要求教師具備敏銳的洞察力和較高的政治覺(jué)悟，另一方面要求教師具有扎實(shí)的基本功和專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)。傳統(tǒng)模式下的“智能儀器儀表基礎(chǔ)”課程理論偏于陳舊復(fù)雜的基礎(chǔ)知識(shí)和應(yīng)用，對(duì)行業(yè)的新技術(shù)和新發(fā)展涉獵較少?！靶鹿た啤北尘跋碌乃颊虒W(xué)課堂，可以通過(guò)智能儀器儀表的發(fā)展史和前沿領(lǐng)域中的先進(jìn)技術(shù)，結(jié)合物理、醫(yī)學(xué)、化學(xué)、生物、航天、環(huán)境、家居和能源等領(lǐng)域中的重大應(yīng)用開(kāi)展概述和討論，培養(yǎng)學(xué)生掌握高新技術(shù)的專(zhuān)業(yè)能力、理論聯(lián)系實(shí)際的科學(xué)家精神，激發(fā)學(xué)生的愛(ài)國(guó)情懷，提高學(xué)生對(duì)國(guó)家和社會(huì)的責(zé)任感和使命感。本文結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，探討了在“智能儀器儀表基礎(chǔ)”課程思政教學(xué)過(guò)程中，如何更好地挖掘思政元素，有效開(kāi)展思政教育。

“智能儀器儀表基礎(chǔ)”課程內(nèi)容蘊(yùn)藏著豐富的思政教育元素，教學(xué)團(tuán)隊(duì)積極探索并優(yōu)化“智能儀器儀表基礎(chǔ)”課程知識(shí)結(jié)構(gòu)，對(duì)教學(xué)內(nèi)容、手段、方法和組織形式等進(jìn)行改革探索，對(duì)授課內(nèi)容進(jìn)行精選和延拓，用家國(guó)情懷、人格魅力與淵博學(xué)識(shí)贏得學(xué)生，切實(shí)加強(qiáng)學(xué)生的馬克思主義理論教育與專(zhuān)業(yè)課學(xué)習(xí)的深入融合。做到潤(rùn)物細(xì)無(wú)聲、由表及里、由淺入深地引導(dǎo)學(xué)生理解專(zhuān)業(yè)知識(shí)與國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)、社會(huì)發(fā)展、人民生活需求之間的密切聯(lián)系。充分發(fā)揮第一和第二課堂的教育作用，通過(guò)融入愛(ài)國(guó)主義和人文精神、知行合一、環(huán)保理念等思政元素，不斷深化“智能儀器儀表基礎(chǔ)”課程的教與學(xué)改革。從而提升學(xué)生的政治認(rèn)同和文化自信，增強(qiáng)學(xué)生勇?lián)褡鍙?fù)興重任的信心和決心，切實(shí)增強(qiáng)“智能儀器儀表基礎(chǔ)”課程內(nèi)容的思想教育的隱形教育功能，把敬業(yè)愛(ài)崗報(bào)效國(guó)家的價(jià)值取向傳遞給學(xué)生，培養(yǎng)學(xué)生腳踏實(shí)地，爭(zhēng)做實(shí)干家。

三、思政課程融合方案

授課教師有責(zé)任和義務(wù)增強(qiáng)專(zhuān)業(yè)類(lèi)課程的理論厚度、思想深度和情感溫度，自覺(jué)將馬克思主義立場(chǎng)、思政觀點(diǎn)、元素和方法融入課程中?！爸悄軆x器儀表基礎(chǔ)”課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)依據(jù)多元化教育和素質(zhì)教育的理念，搭建課程思政與專(zhuān)業(yè)課程的橋梁，將知識(shí)傳授向價(jià)值引導(dǎo)轉(zhuǎn)變。寓價(jià)值觀引導(dǎo)于知識(shí)傳授之中，把家國(guó)情懷、道德情操自然融入“智能儀器儀表基礎(chǔ)”課程的每個(gè)章節(jié)，在潛移默化中引導(dǎo)學(xué)生形成正確的世界觀、價(jià)值觀和人生觀。提高課程教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)創(chuàng)新性卓越人才，推動(dòng)新知識(shí)、新技術(shù)及新成果走進(jìn)課程和專(zhuān)業(yè)課程教育質(zhì)量?jī)?nèi)涵式發(fā)展。

（1）結(jié)合國(guó)家需求開(kāi)展思政案例式教學(xué)

結(jié)合國(guó)家需求，探索實(shí)施課程思政案例式教學(xué)，深入發(fā)掘并合理運(yùn)用課程思政資源，潤(rùn)物細(xì)無(wú)聲地將課程思政融入專(zhuān)業(yè)課教學(xué)，是保證課程思政取得理想教學(xué)效果的必要條件。教師通過(guò)對(duì)這些案例的娓娓道來(lái)，有效激發(fā)學(xué)生立志掌握知識(shí)、為國(guó)家和民族擔(dān)當(dāng)重任的情懷。

利用課程自身特點(diǎn)，主講教師探索實(shí)施案例式課程思政教學(xué)方法，通過(guò)解析知識(shí)譜圖，講解儀器儀表的發(fā)展歷程、原理以及應(yīng)用領(lǐng)域，增加實(shí)際應(yīng)用案例，特別是與熱點(diǎn)案例和熱點(diǎn)話題，使學(xué)生崇尚科學(xué)精神，樹(shù)立唯物主義世界觀，鍛煉科學(xué)思維能力，培養(yǎng)學(xué)生尊重事實(shí)、理性分析，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)自主創(chuàng)新的認(rèn)識(shí)和勇于擔(dān)當(dāng)?shù)呢?zé)任感。

①北斗系統(tǒng)

2019 年9 月，北斗系統(tǒng)正式向全球提供服務(wù)。通過(guò)介紹中國(guó)自行研制的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，了解我國(guó)科學(xué)家在北斗系統(tǒng)研制中國(guó)做出的不懈努力和巨大成就，樹(shù)立對(duì)專(zhuān)業(yè)的信心和對(duì)未來(lái)的理想，鼓勵(lì)學(xué)生將老一輩科學(xué)家求真務(wù)實(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的優(yōu)良傳統(tǒng)的科學(xué)家精神加以傳承，引導(dǎo)學(xué)生掌握真學(xué)問(wèn)，練就真本領(lǐng)，為建設(shè)科技強(qiáng)國(guó)做出貢獻(xiàn)。

于珠峰高程測(cè)量

2020 年5 月，珠峰高程測(cè)量登山隊(duì)8 名隊(duì)員登頂成功。通過(guò)介紹珠峰高程測(cè)量關(guān)鍵儀器設(shè)備，引出儀器設(shè)計(jì)和測(cè)量在國(guó)家科研戰(zhàn)略中的重要意義。如2005 年衛(wèi)星測(cè)量主要依賴(lài)GPS 系統(tǒng)，此次以北斗的數(shù)據(jù)為主，培養(yǎng)學(xué)生的愛(ài)國(guó)主義精神及科技自豪感，極大地激發(fā)了學(xué)生奮發(fā)圖強(qiáng)、肩負(fù)起歷史賦予的科技創(chuàng)新重任、建設(shè)祖國(guó)的信心和決心。

③嫦娥五號(hào)

2020 年12 月，嫦娥五號(hào)發(fā)射成功。通過(guò)介紹月球礦物光譜分析儀、月壤結(jié)構(gòu)探測(cè)儀、月塵帶電測(cè)量?jī)x、著陸器無(wú)損探傷測(cè)量?jī)x等重大科技成果。展現(xiàn)中國(guó)的國(guó)際形象與影響力，彰顯我國(guó)航天航空技術(shù)取得了巨大的發(fā)展。增強(qiáng)學(xué)生的家國(guó)情懷和民族自豪感，未來(lái)獻(xiàn)身我國(guó)儀器儀表行業(yè)的使命感和事業(yè)心。

（2）利用第二課堂對(duì)授課內(nèi)容進(jìn)行升華和擴(kuò)展

發(fā)掘思政點(diǎn)，在專(zhuān)業(yè)課程內(nèi)有機(jī)融入思政教育內(nèi)容，提升教學(xué)的思想性、人文性和啟發(fā)性。如在第一章緒論中，介紹近幾十年來(lái)我國(guó)智能儀器的研發(fā)雖然取得了巨大進(jìn)步、形成門(mén)類(lèi)齊全，布局合理的技術(shù)基礎(chǔ)和生產(chǎn)規(guī)模，但在某些高端儀器儀表行業(yè)還存在差距。在教師的介紹中，學(xué)生能夠客觀、理性地看待國(guó)內(nèi)與國(guó)外高端儀器的客觀差距，尊重專(zhuān)業(yè)課知識(shí)體系，積極引導(dǎo)學(xué)生要有文化自信和奮發(fā)向上的精神，要有致力于打造高端儀器設(shè)備的雄心。

由于教學(xué)時(shí)長(zhǎng)有限，一些技術(shù)和應(yīng)用需要借助第二課堂對(duì)授課內(nèi)容進(jìn)行升華。比如在第三章智能儀器的輸入輸出電路中，介紹傳感器的作用，其是信號(hào)輸入通道的第一環(huán)節(jié)，也是決定整個(gè)儀器系統(tǒng)性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。因而傳感器對(duì)智能儀器之重要性不言而喻。了解科學(xué)家和技術(shù)人員在困難時(shí)期不斷突破傳感器的研發(fā)和制造，他們艱苦奮斗、無(wú)私奉獻(xiàn)，不計(jì)名利和個(gè)人得失、獻(xiàn)身國(guó)家科學(xué)技術(shù)事業(yè)，為擺脫國(guó)外技術(shù)的壟斷，為國(guó)家的科技發(fā)展做出重要突出貢獻(xiàn)。通過(guò)第二課堂對(duì)授課內(nèi)容進(jìn)行升華，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生參與課堂學(xué)習(xí)的積極性，提升學(xué)生的責(zé)任和擔(dān)當(dāng)意識(shí)，引起學(xué)生共鳴進(jìn)而學(xué)習(xí)科學(xué)家精神。

（3）將基礎(chǔ)知識(shí)、學(xué)科前沿與未來(lái)技術(shù)和教學(xué)內(nèi)容相融合

從感覺(jué)到記憶到思維這一過(guò)程，稱(chēng)為“智慧”，智慧的結(jié)果產(chǎn)生了行為和語(yǔ)言，將行為和語(yǔ)言的表達(dá)過(guò)程稱(chēng)為“能力”，兩者合稱(chēng)“智能”。近年來(lái)，智能儀器已開(kāi)始從較為成熟的數(shù)據(jù)處理向知識(shí)處理發(fā)展。高級(jí)智能儀器是測(cè)量技術(shù)和智能技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。模糊判斷、故障診斷、容錯(cuò)技術(shù)、傳感器融合、復(fù)雜系統(tǒng)健康預(yù)測(cè)等，使智能儀器的功能向更高的層次發(fā)展。智能儀器的實(shí)現(xiàn)需要應(yīng)用人工智能、計(jì)算智能(進(jìn)化計(jì)算、神經(jīng)計(jì)算、模糊計(jì)算)、信息融合、模式識(shí)別、粗糙集理論、智能信息處理(如粒子群算法、蟻群算法等)等智能理論和方法。上述智能理論和技術(shù)為智能儀器的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

在“智能”的講解中引入語(yǔ)音識(shí)別、人臉識(shí)別、指紋識(shí)別、手勢(shì)識(shí)別、眼動(dòng)跟蹤技術(shù)、意念控制等新技術(shù)的發(fā)展。主講教師在聲源定位、智能算法等方面做了一些研究，在教學(xué)中將科研成果與教學(xué)內(nèi)容相聯(lián)系，突出實(shí)際應(yīng)用，簡(jiǎn)要介紹實(shí)際系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的問(wèn)題和解決方法。將智能儀器儀表理論前沿科學(xué)向教學(xué)內(nèi)容轉(zhuǎn)移，實(shí)現(xiàn)課程融合多學(xué)科及交叉，團(tuán)隊(duì)合作和創(chuàng)新服務(wù)等，將科研成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)，支撐拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)。

在講解第四章智能儀器的人機(jī)交互技術(shù)時(shí)，利用專(zhuān)業(yè)知識(shí)與最新科技前沿相結(jié)合，介紹有機(jī)發(fā)光二極管（OLED）、有機(jī)液晶顯示器（OLCD）、微發(fā)光二極管（Micro LED）、微有機(jī)液晶顯示器（Micro LCD）、有源矩陣有機(jī)發(fā)光二極管（AMOLED）、薄膜場(chǎng)效應(yīng)晶體管有機(jī)液晶顯示器（TFT-LCD）、對(duì)量子點(diǎn)有機(jī)發(fā)光二極管（QD-OLED）、印刷顯示激光顯示、電子紙、透明顯示技術(shù)等等前瞻技術(shù)和技術(shù)困難以及我國(guó)TFT-LCD 的超越之路。培養(yǎng)學(xué)生不斷創(chuàng)新、求真務(wù)實(shí)、追求卓越、精益求精、勇攀科技高峰的探索精神。結(jié)合前沿科研成果或先進(jìn)技術(shù)，激發(fā)學(xué)生的自豪感，從而發(fā)揮課堂教學(xué)育人的主渠道作用，持續(xù)提升創(chuàng)新能力。

（4）結(jié)合疫情期間智能儀器產(chǎn)品引出智能儀器的設(shè)計(jì)方法，學(xué)以致用

智能儀器的研發(fā)是復(fù)雜的過(guò)程，需要遵循正確的設(shè)計(jì)原則和科學(xué)的研制步驟。尊重儀器設(shè)計(jì)的一般規(guī)律，要充分考慮到開(kāi)放性、兼容性、可擴(kuò)展性。2020 年出現(xiàn)了很多和疫情相關(guān)的儀器和產(chǎn)品，如高性能耳溫槍、額溫槍、智能體溫人臉追蹤監(jiān)測(cè)技術(shù)、智能頭盔等非接觸式測(cè)溫產(chǎn)品，上海進(jìn)博會(huì)中無(wú)接觸式交互電梯等最新研究成果，上述儀器產(chǎn)品的展示將極大地引發(fā)學(xué)生對(duì)智能儀器設(shè)計(jì)的思考，具體案例如圖1 所示。課堂中通過(guò)發(fā)熱篩查的測(cè)溫儀器和系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)引出智能儀器開(kāi)發(fā)的方法，培養(yǎng)學(xué)生以應(yīng)用為導(dǎo)向的思維能力，提升綜合實(shí)踐能力及為社會(huì)貢獻(xiàn)力量的責(zé)任感。在此基礎(chǔ)上，強(qiáng)調(diào)儀器設(shè)備的精度、計(jì)量檢測(cè)、操作習(xí)慣和熟練程度等對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響，培養(yǎng)學(xué)生遵守職業(yè)道德規(guī)范、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和細(xì)致的工作作風(fēng)。

圖1 疫情期間智能儀器產(chǎn)品研發(fā)與設(shè)計(jì)

四、總結(jié)

在新工科背景下，“智能儀器儀表基礎(chǔ)”課程主講教師緊跟時(shí)代要求，轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，積極融入“課程思政”元素，并付諸實(shí)踐教學(xué)。學(xué)生也在“課程思政”的影響下，積極性和自主性得到了有效調(diào)動(dòng)，對(duì)課程基本理論知識(shí)和應(yīng)用技能的理解和掌握明顯提高，更深層次和多維度地理解專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)與國(guó)家、社會(huì)和個(gè)人的關(guān)系，個(gè)人擔(dān)當(dāng)、創(chuàng)新、奉獻(xiàn)與團(tuán)隊(duì)合作的精神融入其中。在新教學(xué)模式下，,學(xué)生既可掌握智能化儀器的基礎(chǔ)理論,又促進(jìn)了自主學(xué)習(xí)、勇于擔(dān)當(dāng)、學(xué)生自主學(xué)習(xí)意識(shí)增強(qiáng)，在潛移默化中提高自身的自主學(xué)習(xí)能力、自主創(chuàng)新能力和綜合實(shí)踐能力。對(duì)于培養(yǎng)具有艱苦奮斗、吃苦耐勞、嚴(yán)謹(jǐn)篤實(shí)和創(chuàng)新精神的綜合性人才具有重要意義。這也為全校思政課程與專(zhuān)業(yè)課的融合、“新工科”改革與建設(shè)提供了可借鑒和交流的范例。