“光电测试技术”课程的思政课堂设计与建设
发布时间：2021-03-13
[摘 要]“光电测试技术”课程是光学工程、仪器科学与技术以及电子信息(仪器仪表方向)等专业的研究生专业核心学位课。在课程讲解过程中，立足课堂，有机融入人物事迹、专业背景、学科内涵、工程案例、时事政治等的介绍，开展思政课堂的设计与建设工作，将我国社会主义核心价值观以及科学精神、家国情怀、理想信念、工程伦理、社会责任、工匠精神等“思政元素”有机融入课堂教学，实现价值引领、知识教育和能力培养的有机统一，达到润物无声的育人效果，做到专业入脑，家国入心。
[关键词]思政课堂;光电测试技术;思政元素;专业入脑;家国入心
一、引言
习近平同志在全国研究生教育会议上做出重要指示指出，中国特色社会主义进入新时代，即将在决胜全面建成小康社会、决战脱贫攻坚的基础上迈向建设社会主义现代化国家新征程，党和国家事业发展迫切需要培养造就大批德才兼备的高层次人才[1]。教育兴则人才兴，教育强则国家强。《中国制造2025》是中国实施制造强国战略第一个十年的行动纲领[2]。光电检测与智能处理技术将是新一代信息技术的重要内容，是《中国制造2025》重点发展领域之一，可为智能制造、安全生产、健康医疗等关系国计民生的重大领域提供重要的技术支撑。
本文以光学工程、仪器科学与技术和电子信息(仪器仪表方向)等专业的研究生专业学位课程“光电测试技术”为例，探讨课程思政建设，通过对课程结构、教学内容、教学方法等的重新认识和教学再造，加强学生思想道德素质建设，以更好地达成人才培养目标，力争成为新时代研究生人才培养中构建德智体美劳全面培养的教育体系和高水平人才培养体系以及完善“三全育人”体制机制的一项富有深远意义的实践探索。
二、“光电测试技术”课程介绍
该课程是光学工程、仪器科学与技术和电子信息(仪器仪表方向)专业的一门研究生专业学位课，是从事光学工程、仪器仪表、测量与控制人员所必须具备的专业基础，也是一门与现代科学技术和现代工农业生产发展紧密相连、快速发展的新兴学科。
本课程旨在讲述光电检测理论的基础知识以及光电检测系统的结构组成、设计思路和应用特点。通过课程学习，使学生熟悉光电转换器件工作的基本原理及光电检测技术所涉及的专业知识，理解和掌握常用光电信号的变换与检测方法以及光电检测电路的设计，以期培养学生具备光电器件选择、光电检测方案设计及光电检测电路设计的能力。
课程的学习目标主要包括：(1)了解光电测试系统的基本组成，光电测试技术的特点和发展趋势;(2)掌握光电检测的理论基础，包括辐射度量与光度量、半导体物理基础以及光电效应;(3)掌握光电检测器件(光电倍增管、光敏电阻、光电池与光电二、三极管、图像传感器和光电耦合器件)的工作原理及基本特性，了解它们的应用范围;(4)能够根据测量目标和测量要求，选择合适的光电检测器件，设计光电检测方案;(5)掌握时变光信号的直接检测和调制检测技术，以及几何变换和物理变换的光电检测方法;(6)了解光纤传感检测技术的原理和应用，掌握光纤的光波调制技术。
课程教学采用多媒体和传统教学相结合的方式，以课堂讲授为主，通过理论基础—检测器件—技术应用的课程主线，结合元器件—特性参数—技术应用—电路设计—复杂系统的知识暗线，在课堂教学过程中实施问题提出、方法思考、内容归纳、案例应用等教学环节，从而实现教学目标。同时，在专业知识传授的同时，加强学生思想道德素质建设，探索“三全育人”的体制机制创新，为培养新时期又红又专的研究生人才提供实践探索[3，4]。
三、思政课堂的设计与建设
(一)思政课堂的建设目标
根据“光电测试技术”课程的教学目标，在课堂教学过程中讲授专业知识的同时，有机融入人物事迹、专业背景、学科内涵、工程案例、时事政治等的介绍，将我国社会主义核心价值观、中国优秀传统文化教育以及科学精神、家国情怀、理想信念、工程伦理、社会责任、工匠精神等“思政元素”有机融入课堂教学，实现价值引领、知识教育和能力培养的有机统一，达到润物无声的育人效果，做到专业入脑，家国入心。
(二)思政课堂的建设思路
1.科学精神培养的课程思政设计。科学精神是当代研究生必须具备的素质之一，以培养学生具有从事研究工作或独立担负专业中技术工作的能力。在课堂教学过程中，主要设计三个教学点开展思政课堂建设：(1)人类对光学的发展认识是“辐射度量与光度量”章节的讲授内容。在课程讲授过程中，引导学生不仅要获取更多的专业知识，还要学习前人对科学精神和科学发现的探索，更要用实证精神来表达对待科学发现的态度，要用怀疑精神来表达对待已有科学理论成果的态度，要用探索精神来表达对待未知领域的态度，要用理性精神来表达在实证、怀疑和探索的过程中合乎理性的行动。(2)在专业背景和学科内涵的介绍中，讲解中国现代光学的奠基人王大珩院士带领我国老一辈光学研究者克服万难，开拓了我国光学基础研究、光学仪器制造及国防光学工程事业，研制出了我国首台激光器、航天相机、大尺度高精度经纬仪、大型光测设备等，为我国光学事业做出了非常卓越的贡献。在课堂知识讲解过程中，从多个角度引导鼓励学生学习老一辈科研工作者的爱国爱岗、科学奉献精神，提升科技创新意识，激励青年树立正确的偶像观，激发学生为国奉献、奋发图强的责任感和使命感。(3)诺贝尔奖是科学工作者的毕生追求目标，从早期的普朗克(能量子，1918)、爱因斯坦(光电效应，1921)、拉曼(拉曼效应，1930)到近期的高锟(光纤通讯，2009)、赤崎勇、天野浩和中村修二(高亮度蓝色发光二极管，2014)，诺贝尔奖与光学的发展走得很近。“IstillhaveadreamtowintheNobelprize.”留学期间同事的话语仍是激励我一直前行的源泉，引导学生对科学精神和科学发现的探索，争做新时代的光学人，学习华为、海康威视、大疆等高科技公司在光学领域所产出的世界级先进技术，为推动中国光电子产业的发展做出应有的贡献。
2.家国情怀培养的课程思政设计。“修身齐家治国平天下”“为天地立心、为生民立命、为往圣继绝学、为万世开太平”“先天下之忧而忧，后天下之乐而乐”。从古至今的名言警句都在陈述中国人崇尚家国的和谐，发扬爱国、奋斗的精神。课程的绪论章节中以科研方向介绍光电检测技术的具体应用—激光雷达，引出西安理工大学激光雷达遥感研究中心的负责人华灯鑫教授。
华灯鑫教授是我国著名的激光雷达专家。曾主持研发了日本首台“气象观测激光雷达系统”，补了多项世界空白，其研究成果多次得到日本主流媒体《日本经济新闻》《日刊工业新闻》及《东京MX电视台》的专题报道。在日方提供优厚生活和科研条件以及永久居留权(绿卡)的优遇情况下，华灯鑫教授还是毅然决然的在国外事业最鼎盛的时期举家全职回国，并选择回到了祖国的西北地区。华灯鑫教授2005年回到母校西安理工大学工作，成立北地区首家激光雷达研究中心。到目前为止，团队已获批国家自然科学基金30余项，经费2400余万元，获省部级科学技术奖励多项，并在大气温、湿度及气溶胶全天时遥感技术方面取得了一系列国际领先的研究成果。2010年荣获“中国侨界贡献奖(创新人才)”，在北京人民大会堂得到了党和国家领导人的接见与表彰，2015年受中共中央组织部的邀请在天安门广场观礼了中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利七十周年阅兵仪式。“但怀赤忠伏案几，挥洒闳光向天河”的爱国感言激励着激光雷达教师团队的每一位师生“崇教厚德成大我，恪尽职守为报国”，先后有3名青年学者海外学有所成后都无一例外地返回了祖国，而激光雷达教师团队也先后被评为教育部首批“全国高校黄大年式教师团队”，陕西省三秦学者创新团队。
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在课堂知识讲解过程中，以身边的人、身边的事来引导鼓励学生具备宽广的国际视野，勇于担当历史使命和国家大任，正确把握国家的重大需求，把个人发展与国家发展紧密联系起来，将家国情怀教育融入人才培养全过程。“天下为公、担当道义，是广大知识分子应有的情怀”，当代研究生要用实际行动唱响习近平同志对我们青年一代的殷切期望。
3.理想信念培养的课程思政设计。理想信念是人们对未来的向往和追求，是一个人世界观、人生观和价值观的集中体现。硕士研究生作为国家培养的高学历人才，是否具有远大的理想和坚定的信念在成长中有着十分重要的意义。在课程讲解过程中，通过对专业发展和学科内涵以及光电测试技术发展动态的介绍，增强学生对专业的认知和认同，增强对自己今后所从事职业的理想信念，做到严谨笃实、脚踏实地，学以致用、知行合一，把远大的理想抱负和所学所思落实到报效国家的实际行动中。
响应习近平同志在全国教育大会上所凝练概括的社会主义建设者和接班人应具备的基本素质和精神状态，把“在坚定理想信念上下功夫”摆在首要位置。“路漫漫其修远兮，吾将上下而求索”，引导研究生志存高远，树立崇高理想信念，积极发挥自身的自觉性、主动性和参与性，在社会实践过程中达到知行统一，努力成为中国特色社会主义事业的合格建设者和可靠接班人。
4.工程伦理培养的课程思政设计。工科研究生是祖国未来具有现代化知识的工程师，而工程师所必须具备的三种理性素质是解决工程伦理问题的前提及基本条件。这三种伦理素质包括：工程伦理意识，它是伦理动机和伦理行为的思想基础;伦理规范，它是伦理判断和伦理取向的标准;伦理决策，它是解决工程伦理问题的方法和手段。
在课程讲解过程中，尤其是光电系统的设计过程中，让学生了解光电系统的特点及其涉及的伦理问题，掌握伦理学在仪器仪表、光电检测系统中的作用;全面掌握仪器仪表和光电检测系统设计应遵循的伦理原则，遵循社会发展规律，坚持公平公正的伦理原则，实现人类文明的可持续发展;为学生讲解分析在工程实践中可能碰到的伦理难题和责任冲突，解决工程伦理准则如何适用于具体的现实环境，使工程师的决定和行为符合伦理准则的要求。在绪论及其他章节有关光电检测系统应用的讲解中，通过对美国机场透视安检系统和“棱镜门”事件的认识，为同学讲解仪器仪表及光电测试系统在系统设计过程中所应考虑的工程伦理问题。
5.社会责任和工匠精神培养的课程思政设计。社会责任感，是当代大学生应该具备的基本品质，也是构建社会主义和谐社会的关键。而随着现代信息化的急速发展，社会变革急速加剧，各种新的科技技术层出不穷，弘扬工匠精神，提升中国制造的品质，更需要新一代中国工程技术人员的“新工匠精神”[5]。
在课程讲解过程中，随时为学生穿插时事政治的讲解，尤其是中国的高科技公司联想、中兴、华为在对待科技的认知和态度上，不仅科学家是有国界的，而且科学也是有国界的。鼓励学生在祖国扬帆起航的大海上，要做知识和技术创新的弄潮儿，更要做有使命担当、有国之骄傲的社会栋梁。
四、结论
从根本上说，课程思政，是落实立德树人的根本任务，是建设教育强国的重要举措，是专业课教学内容和内涵的加强，更是育人质量的提升。通过培养当代研究生的科学精神、家国情怀、理想信念、工程伦理、社会责任和工匠精神，实现价值引领、知识教育和能力培养的有机统一，达到润物无声的育人效果。——论文作者：高 飞，华灯鑫，王 萌，汪 丽
