楊 波 唐荻音 于勁松 閆 蓓

(北京航空航天大學 自動化科學與電氣工程學院,北京 100191)

研究生教育是高等教育的高級階段,是培養(yǎng)高素質(zhì)、高科技人才非常重要的環(huán)節(jié)。為了培養(yǎng)滿足國家和社會需求、實現(xiàn)科技強國戰(zhàn)略目標的人才,以解決我國在新工業(yè)發(fā)展形勢下高層次人才供應(yīng)問題,順應(yīng)世界經(jīng)濟全球化的迅猛發(fā)展和科學技術(shù)不斷更新的大趨勢,研究生教育培養(yǎng)的目標和方式也隨著新時代的培養(yǎng)需求而改變[1]。立德樹人是教育的根本任務(wù),習近平總書記圍繞堅持立德樹人提出了明確要求,在全國高校思想政治工作會議上強調(diào):要堅持把立德樹人作為中心,把思想政治工作貫穿教育全過程,努力開創(chuàng)我國高等教育事業(yè)發(fā)展新局面[2]。

各高校紛紛開展課程思政教育,結(jié)合專業(yè)課程特點和思政教育需求,提出了各種思政教育的方法和思路。文獻[1]從教學理念、教學內(nèi)容和教學策略三方面系統(tǒng)闡述思政教育的頂層設(shè)計,以及教師隊伍培養(yǎng)。文獻[3]的課程團隊制定了課程的總體思政目標,旨在突出科學精神與人文情懷、視野與態(tài)度的課程思政特色。文獻[4]提出課程思政與教學內(nèi)容、教學方法和教學教具進行有效融合,通過創(chuàng)新教學內(nèi)容,將豐富的思政元素融入課程之中,并且制定了課程思政系列案例。文獻[5]從課程內(nèi)容中挖掘“民族自信心和愛國主義”、“唯物辯證法”思想、“眾人拾柴火焰高”思想,同時強調(diào)“發(fā)展民族自主品牌”的重要意義,以及課程思政教學案例應(yīng)遵循教學目標明確、教學理念先進、教學內(nèi)容豐富、教學方法新穎、評價方式多元和建設(shè)思路明確六項原則。文獻[6]深度挖掘課程中蘊含的育人要素,如愛國教育、社會責任、人生領(lǐng)悟、民族自信等,深入課程的每一個章節(jié)。文獻[7]針對課程所具備的海洋與船舶工程專業(yè)特色,設(shè)計思政案例集,引入思政教育考核機制,以提升學生的民族自豪感、強化領(lǐng)土主權(quán)意識、培養(yǎng)專業(yè)認同感,弘揚愛國奉獻精神。

“檢測技術(shù)與自動化”作為自動化科學與電氣工程學院的一門學科理論核心課,選課學生多,覆蓋專業(yè)廣,涉及多個院校的研究生。有必要充分發(fā)揮學科核心課的重要地位,在有限的學時內(nèi)完成教學任務(wù)的同時,挖掘課程中蘊含的思政元素,課程知識傳授與正確價值觀引導(dǎo)兼而有之,用思政教育促進知識學習,用知識學習反哺思政教育,使得知識和思政形成協(xié)同效應(yīng)。

為此,課程教學團隊針對新工科背景下研究生核心課的思政教育做了一系列的探索和實踐,以達成知識傳授和能力培養(yǎng)的前提下,進而實現(xiàn)價值塑造的培養(yǎng)目標。

1 課程教學理念與教學內(nèi)容

“檢測技術(shù)與自動化”課程采用啟發(fā)式、研討式、案例式等教學方法,營造開放的教學環(huán)境,引導(dǎo)學生自主學習、探究學習和研討學習。在夯實課程要求的理論知識的基礎(chǔ)上,瞄準學科前沿,拓展國際視野。著力培養(yǎng)學生分析問題、探究問題以及解決問題的能力,以及創(chuàng)新意識、科學素養(yǎng)、工匠精神和空天報國、敢為人先的家國情懷。

課程的主要教學內(nèi)容有檢測技術(shù)基礎(chǔ)、測量誤差與數(shù)據(jù)處理、傳感器原理與應(yīng)用、檢測系統(tǒng)中信號的轉(zhuǎn)換與調(diào)理、抗干擾技術(shù)、多傳感器信息融合以及軟測量。

通過該課程的學習,學生可以了解和掌握現(xiàn)代檢測技術(shù)的最新理論方法,運用所學知識設(shè)計檢測系統(tǒng)或者實現(xiàn)航空航天等領(lǐng)域自動化系統(tǒng)中的參數(shù)檢測需求,培養(yǎng)積極思考、夯實基礎(chǔ)、把握檢測技術(shù)與自動化領(lǐng)域前沿的能力,尤其能夠培養(yǎng)獨立從事檢測系統(tǒng)設(shè)計及開發(fā)的能力。

2 課程思政體系的構(gòu)建與實踐

研究生課程不同于本科課程,除了課程定位和課程內(nèi)容,授課學生的年齡段、知識結(jié)構(gòu)和學習風格也有所不同?，F(xiàn)階段的研究生絕大多數(shù)為獨生子女,自我意識強,不少學生缺乏團隊協(xié)作精神和社會責任感。相較本科階段而言,他們的心理更成熟、思想更獨立,知識結(jié)構(gòu)層次更多樣化,社會閱歷也更豐富,從而也更容易受到就業(yè)壓力以及社會浮躁思潮的影響。

研究生階段是學生世界觀、人生觀、價值觀形成的重要階段之一。課程思政不是簡單的政治思想教育,而應(yīng)該立足于學生的家國情懷、個人品格以及科學素養(yǎng)的培養(yǎng),引導(dǎo)學生知國情、明己任、立雄心和樹大志。

課程思政是一項系統(tǒng)工程,需要做好課程頂層設(shè)計和思政體系建設(shè)。本文從四個維度挖掘課程蘊含的思政元素,如圖1所示。

圖1 四維度的思政元素

課程在傳統(tǒng)線下教學的基礎(chǔ)上,借助網(wǎng)絡(luò)資源、微信、翻轉(zhuǎn)課堂等多元化形式,有效保證課程融入思政后的教學效果。對標課程思政的高度、深度、廣度、溫度的四度要求,使思政在授課各環(huán)節(jié)得以呈現(xiàn)。

下面從四個維度逐一展開說明。

2.1 科技興國,強我中華——積蓄科技力量

探討當前科學技術(shù)前沿,引導(dǎo)學生熱愛本專業(yè),樹立學好本專業(yè)的信心和決心。人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、智能制造、5G、ChatGPT等當前科技研究熱點與前沿,都與自動化等專業(yè)密切相關(guān)。

為了凸顯課程涉及的專業(yè)價值和專業(yè)地位,授課過程中講解北京航空航天大學(下面簡稱“北航”)建校伊始設(shè)置的飛機儀表與自動器等相關(guān)專業(yè)發(fā)展的歷史沿革,以及北航建校元勛黃俊欽教授創(chuàng)立了測試系統(tǒng)動力學理論,享譽國際測試界;測試領(lǐng)域著名學者李行善教授主編了國內(nèi)首部自動測試系統(tǒng)集成專著,推動了國內(nèi)通用測試系統(tǒng)的蓬勃發(fā)展等等。通過對老一輩成就的講解,弘揚其探賾索隱的科學精神,并引申到當前北航檢測與自動化專業(yè)在國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金、裝備預(yù)研共用技術(shù)基金、型號項目等各類縱橫向項目中起到的重要作用,相關(guān)成果已在先進戰(zhàn)機、大型商用飛機、無人機、空間站、運載火箭、衛(wèi)星、跨大氣層飛行器、特高壓輸變電等國家重點型號任務(wù)科研中得以應(yīng)用,以及檢測與自動化相關(guān)專業(yè)在各行各業(yè)的優(yōu)勢和畢業(yè)生的就業(yè)前景等,鼓勵學生學好本專業(yè),增強投身專業(yè)、鉆研科學技術(shù)的歸宿感和使命感。

在講解檢測技術(shù)理論發(fā)展歷程時,同時強調(diào)大多數(shù)理論是由外國科學家提出,結(jié)合貿(mào)易戰(zhàn)背景下美國對華芯片全面技術(shù)封鎖,而芯片設(shè)計自動化以及高端芯片測試等均離不開檢測技術(shù)與自動化,引出一個國家掌握核心技術(shù)的重要性,借用習近平總書記講的“關(guān)鍵核心技術(shù)是要不來、買不來、討不來的”,教育學生發(fā)憤圖強、不斷創(chuàng)新,從小事做起,從今天做起,不斷積淀,日后為增強國家技術(shù)自主研發(fā)的能力和水平貢獻自己的一份力量。

2.2 學高為師,身正為范——用心做好引路人

師者,傳道授業(yè)解惑也,教師不僅是知識的化身,是智慧的靈泉,更是學生們?nèi)松煽康囊啡?是學生美好心靈的塑造者。子曰:“其身正,不令而行,其身不正,雖令不從?！苯處煹膶W術(shù)水平、學術(shù)思想、理想信念和道德品行等,對學生的成長均會起到潛移默化的影響和教育作用。在教學過程中,“檢測技術(shù)與自動化”教學團隊的主講教師們通過潛心科研教學不斷提升自身學識水平,加強師德師風建設(shè),做到學高為師,身正為范,用心感染學生對學習萌生敬畏之心。所有成員對教學工作認真嚴謹,對學生關(guān)心愛護,不斷完善自身的人格魅力。為人師表、以身作則,言傳身教,春風化雨,潤物無聲。

面對信息爆炸的時代和知識面不斷拓展的學生們,最難的一點便是把學生的注意力吸引到課堂以及課外的教學環(huán)節(jié)中,因此除了完善教師學術(shù)和人格魅力之外,教學團隊每年都會重視學生反饋,結(jié)合科技熱點更新相關(guān)的課程內(nèi)容,做到與時俱進,以實際的一言一行潛移默化地影響學生,教學團隊的教學態(tài)度與教學風格受到督導(dǎo)組和學生的一致好評。

2.3 求真務(wù)實,篤學踐行——潛心培養(yǎng)科學素養(yǎng)

充分發(fā)揮課程專業(yè)基礎(chǔ)核心平臺課的作用,大力培養(yǎng)學生求真務(wù)實、篤學踐行的科學素養(yǎng)。

授課過程中,嘗試把陳述句的講解轉(zhuǎn)變?yōu)橐蓡柧洹＠缭谥v解光纖傳感器的應(yīng)用時,如圖2所示,引出源于山區(qū)常見的山體滑坡監(jiān)測需求,以文獻[8]中基于光纖光柵傳感器的原位測斜儀為例,設(shè)置系列延伸問題,思考和討論其優(yōu)缺點,之后引出其他可能的解決方案,啟發(fā)學生從淺至深,逐步過渡遞進到設(shè)計核心,以引導(dǎo)出低成本、工程實用價值高的設(shè)計方案,培養(yǎng)其工程思想,以及對問題主動思考和主動探究的能力。

圖2 科學素養(yǎng)培養(yǎng)案例——山體滑坡監(jiān)測案例

探究性作業(yè)和大作業(yè)設(shè)計報告題目來源于航空航天領(lǐng)域以及學生身邊需求,每年更新。除了要求報告書寫的規(guī)范性,對內(nèi)容也有詳細要求,諸如需求剖析、設(shè)計方案以及設(shè)計結(jié)果,特別是設(shè)計過程的深入思考和分析提煉總結(jié),并將這些要求作為評分標準發(fā)布。遴選出優(yōu)秀作業(yè)在課堂上進行展示與討論,設(shè)置討論提問分,鼓勵質(zhì)疑和奇思妙想,并對設(shè)計作業(yè)、作業(yè)展示過程以及提問回答等環(huán)節(jié)進行綜合點評和講解,如圖3所示。

圖3 科學素養(yǎng)培養(yǎng)案例——設(shè)計作業(yè)多元評價

培養(yǎng)學生對待科學問題,無論大小,都要有一絲不茍的科學態(tài)度,逐步養(yǎng)成工科生嚴謹?shù)墓た扑季S和科學素養(yǎng)。在討論課中充分利用探究性設(shè)計大作業(yè)的工程意義,引導(dǎo)學生在使用的過程中,分別站在系統(tǒng)使用者和開發(fā)者的角度上去思考系統(tǒng)功能的完善意見,并及時反饋,把能力培養(yǎng)與知識傳授融為一體,培養(yǎng)學生主動思考,極大激發(fā)了學生的探索精神。

2.4 大國崛起,四個自信——堅定核心價值觀

改革開放40多年來,我國各行業(yè)涌現(xiàn)出了眾多“大國利器”,我們的航天技術(shù)已經(jīng)躋身世界前列,且自主研發(fā)了多種重型多用途戰(zhàn)機及隱形戰(zhàn)機等。結(jié)合“檢測技術(shù)與自動化”課程教學內(nèi)容,通過講述中國故事,比如中國大飛機裝配過程中的大尺度精確定位問題、宇宙飛船與空間站的對接檢測等為例,宣傳四個自信,如圖4所示。

立足中國大地,講好中國故事,在知識傳授過程中實現(xiàn)入腦入心的價值塑造,堅定社會主義核心價值觀,實現(xiàn)“檢測技術(shù)與自動化”課程思政內(nèi)容與社會主義核心價值觀的同向同行。

經(jīng)過幾年的持續(xù)探索與實踐,課程各章節(jié)100%融入了思政元素,在授課的過程中,當講解思政案例時,學生的課堂專注度明顯提高,93%的學生能夠非常積極地參與課后的拓展作業(yè)和設(shè)計作業(yè),作業(yè)的完成質(zhì)量以及課程平均分較往年均有所提升,課程思政起到了有利的支撐作用。

此外,課程獲批校研究生精品課建設(shè)項目,督導(dǎo)組近幾年的評價均為A,學生評分為優(yōu)。學生反饋通過課程的學習,對檢測技術(shù)有了更深入的理解和認識,課程的教學環(huán)節(jié)“很好地鍛煉了科研能力和解決問題的實際能力。通過大作業(yè)也發(fā)現(xiàn)了我還存在的不足,也是一種持續(xù)的激勵,將鼓舞我更加努力認真的對待我的專業(yè),我的興趣!”“學以致用,是我們工科生學習理論知識的最終目的,這啟示我在今后的學習中,要從生活中發(fā)現(xiàn)問題,并結(jié)合自己所學知識去解決問題”。

3 結(jié)語

通過教學團隊的共同努力,在研究生核心課的教學過程中將思政元素融入課程內(nèi)容之中,多管齊下,引導(dǎo)學生筑夢、追夢、圓夢,知行合一,求真務(wù)實,厚植空天情懷。通過探索和實踐,激發(fā)了學生的學習熱情,培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新意識,提高了學生的社會責任感,有助于培養(yǎng)學生正確的人生觀和價值觀。

教學過程中將繼續(xù)以生為本,立德樹人,將“思政元素”深入貫穿教學每個環(huán)節(jié),課程后續(xù)建設(shè)計劃如下:

1)教師隊伍的建設(shè)和教學能力的提升

通過參加校內(nèi)外教學研討和教學培訓(xùn),進一步提升教學團隊的思政育人水平。

2)知識點與思政元素的深入結(jié)合

在現(xiàn)有的講義基礎(chǔ)上,繼續(xù)補充思政元素,將傳授知識、價值塑造和能力培養(yǎng)相結(jié)合。

3)充分發(fā)揮前沿知識講座的作用

邀請來自航空航天等領(lǐng)域的優(yōu)秀校友,為學生做前沿講座,在學術(shù)交流和思維碰撞中擴展視野,激發(fā)使命感、社會責任感和學習熱情。

4)設(shè)計綜合性、研討性、前沿性的設(shè)計作業(yè)

設(shè)計綜合型、研討性、前沿性的設(shè)計作業(yè),并增加討論課時,在師生討論中加強學生科學素養(yǎng)的培養(yǎng)。

5)完善課程的多元化評價體系

多元化培養(yǎng)學生,注重評估學生的科學素養(yǎng)、創(chuàng)新能力、團隊合作和精益求精的工匠精神。