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激光原理与技术课程思政教学探索及实践

2023-06-04张检发刘苹彭嘉隆

高教学刊 2023年16期
关键词:高等教育立德树人专业课程

张检发 刘苹 彭嘉隆

摘  要:课程思政是我国当前高等教育领域的一项重要工作,是落实立德树人的重要举措。激光原理与技术作为高校光电信息科学与工程及相关专业的核心必修专业课程之一,与现代科学、工程技术、国防军事及日常生活联系紧密,课程地位重要,受众面广,课程思政题材丰富,为开展课程思政教学提供一个很好的平台。该文基于国防科技大学激光原理与技术教学团队在课程思政教学方面的探索与实践,从课程思政育人目标、课程思政案例库建设、课程教学理念、课程教学内容与模式改革等多方面介绍课程经验和思考,为理工科学科基础和专业课程的课程思政教学提供参考和应用实践。

关键词:课程思政;激光原理与技术;高等教育;立德树人;专业课程

Abstract: Curriculum ideology and politics is an important work in my country's current higher education field, and it is an important measure to implement morality and cultivate people. Laser Principle and Technology is one of the core compulsory professional courses offered by the optoelectronic information science and engineering and related majors in colleges and universities. It is closely related to high modern science, engineering technology, national defense and military and daily life. The ideological and political education resources are rich, which provides a good platform for us to carry out the ideological and political teaching of the course. The article is based on the exploration and practice of the Laser Principles and Technology teaching team of the National University of Defense Technology in the curriculum ideology and politics. From the aim of course, case library, course teaching philosophy to the reform of curriculum teaching content and model, this article introduces the our course experience and thinking in various aspects, which provides reference and application practice for the course ideological and political teaching of the subject basic and professional courses of science and engineering.

Keywords: curriculum ideology and politics; Laser Principle and Technology; higher education; establish morality and cultivate talents; major course

立德树人是高等教育的价值目标和根本任务。习近平总书记2018年考察北京大学时,在师生座谈会上强调,“大学是立德树人、培养人才的地方,是青年人学习知识、增长才干、放飞梦想的地方”“要把立德树人的成效作为检验学校一切工作的根本标准,真正做到以文化人、以德育人,不断提高学生思想水平、政治觉悟、道德品质、文化素养,做到明大德、守公德、严私德”。教育部在有关文件中也明确指出,建设高质量教育体系,要以立德树人为根本任务,把立德树人成效作为检验高校一切工作的根本标准[1]。

课程思政是落实立德树人的重要举措。课程思政以课程为载体,通过发掘学科和专业课程中的思政元素,并将其贯穿于教学的全过程,实现知识传授、能力培养、价值引领的统一,是新时代高等教育发展和实现人才强国战略的必然要求[2]。近年来,课程思政在全国范围内兴起,无论在认识上、理论上还是实践上,都取得了迅速地发展,从公共基础课到学科专业课都涌现出很多优秀的课程思政课程和教学案例,积累了很多宝贵的经验[3-7]。但课程思政教学仍然是一个不断发展、不断创新、不断完善的过程,如何从课程思政的角度进行课程顶层设计,如何更好地发掘和提炼课程思政元素,如何将课程思政有机融入课堂教学,使其不仅能达到润物细无声的育人目标,还能够更好地提升专业课程教学的效果和质量,仍然是课程思政教学中需要不断探索和总结的重要课题。及时总结和分享课程思政教學实践中的经验,对于推动课程思政教学的发展,无疑具有重要的意义。

激光原理与技术是国防科技大学(以下简称“我校”)生长军官高等教育光电信息科学与工程专业开设的核心必修专业课程,也是国内高校光电信息科学与工程及相关专业开设最为广泛的核心必修专业课程之一。国防科技大学早在20世纪80年代初,就在高伯龙、赵伊君等老一辈科学家倡议下,为本科学员开设了激光原理与激光技术两门课程。在此后近40年的发展建设中,随着军队和学校改革及培养任务的变化,经历了多次的调整完善,最终形成如今的激光原理与技术课程。该课程与现代科学、工程技术、国防军事及日常生活都有紧密地联系,理论性、前沿性、应用性都很强,在光电子和光信息科学与技术领域占有重要地位,受众面广,课程思政题材丰富,为开展课程思政教学提供了一个很好的平台。本论文以国防科技大学激光原理与技术课程为例,介绍在课程思政教学方面开展的一些探索与实践,以期能够为开展相关教学工作的老师提供一定的借鉴和参考。

一  课程思政育人目标

课程目标的定位决定了课程建设的方向,对于课程建设具有重要意义。传统专业课程的教学目标往往只侧重于知识传授和能力培养,而忽略了价值素质。在激光原理与技术课程思政教学的探索中,首先对课程教学大纲进行了修改,增加了课程思政要素,特别是在知识和能力目标的基础上,新增了课程思政育人目标。

课程的知识和能力目标:通过本课程的学习,使学生掌握激光的基本概念和激光产生的基本原理,熟悉激光的基本特性及激光器的基本构造,掌握控制激光输出特性的典型技术,了解典型的激光器,培养学生综合运用数学、物理等学科知识对与激光相关的实际问题进行理论分析的能力,使学生获得初步设计和运用激光器件的技能,培养科学精神和协作能力,提升工程素养和创新意识。

课程思政育人目标:引导和帮助学员树立马克思主义世界观,培养学员的科学精神和专业素养,提高学员正确认识问题、分析问题和解决问题的能力。通过课程教学锻炼科学思维,培养学生对激光仪器、现代激光相关装备使用、设计、制造等方面的兴趣,增强学员勇攀科学高峰的责任感、使命感,树立精益求精的大国“工匠”精神,激发学员科技强军、科技报国的家国情怀和使命担当。

课程教学目标的确定,为课程教学提供了大的方向和指引。围绕课程目标,激光原理与技术教学团队开展了课程思政教学案例的构建和课程教学模式和方法的改革。

二  课程思政教学案例构建

课程思政教学案例是实现课程思政教学目标的重要载体。好的教学案例可以实现课程专业知识传授和能力培养与课程思政的巧妙融合,丰富课堂内容的同时,提高教学效果和育人质量。激光原理与技术教学团队对于课程的知识点和潜在的思政要素进行了系统、全面、深入地梳理,坚持专业性、思想性、趣味性相结合,坚持以人为本,从主要知识点出发,设计、发掘、选取学生感兴趣的教学案例,在案例分析中实现专业知识和思政元素的有机融合。在此基础上,教学团队精心打造了一批课程思政教学案例,为实现良好的课程思政效果和课程育人目标提供了有力支撑。部分典型教学案例如下。

(一)  激光在科技、工业、生活和军事等领域的典型应用

通过介绍激光技术发展给现代社会科技发展带来的巨大变化,包括列举半个多世纪以来与激光有关的诺贝尔奖,培养学员的唯物史观,锻炼科学思维,增强学员的学习热情和勇攀科学高峰的责任感、使命感;通过介绍激光加工、激光存储、激光通信、激光制导和激光武器等激光技术在民用和军事领域的重要应用,培养学生对激光仪器、现代激光相关装备使用、设计、制造等方面的兴趣。

(二)  高斯光束的准直与地月激光测距

在讲授高斯光束的准直等内容时,介绍激光准直对于远距离自由空间光通信、激光测距等应用的重要意义。通过视频和文献资料的方式,重点列举了我国云南天文台开展的月球激光测距实验,并基于有关公开发表的科学文献数据,让学员计算测距望远镜的准直倍率及地月激光测距时光束准直前后到达月球的光斑半径。通过相关案例,既增加了学员对于我国激光技术和空间科学领域成就的了解,又巩固了学员对于激光准直相关知识的理解,另外还增强了学员运用所学知识分析和解决具体问题的能力,有利于学员树立对国家科技发展的自豪感和自信心。

(三)  光纤放大器与光纤激光器

在光纤放大器部分,通过介绍课程主讲教师留学所在的英国南安普顿大学光电子研究中心在掺铒光纤放大技术方面的开创性成就及其对于现代光纤通信与互联网技术的奠基性作用,很好地增进了学员对于激光放大技术及其应用的了解,增加了学习兴趣。在此基础上,教学团队通过介绍国防科技大学高能激光团队在大功率光纤器领域取得的一系列突破性进展,增强了学员的荣誉感和自豪感,也进一步增强了学员勇攀科技高峰的勇气。

(四)  激光陀螺与“背心院士”

我校高伯龙院士被誉为“中国激光陀螺之父”,是全国重大宣传典型。其带领的激光陀螺研究团队数十年如一日开展激光陀螺关键技术及其应用研究,开创了我国激光陀螺研究史上的多个第一,为国防和军队建设作出了重大贡献。高院士生活朴实无华,数十年如一日,身穿一身旧军装和一件旧背心,有关新闻画面感动了无数国人,被称为“背心院士”“科研扫地僧”,是学校光电精神的杰出代表,也是身边最好的课程思政典型(图1)。高伯龙院士和激光陀螺研究团队的先进事迹经新闻联播、人民日报、光明日报和解放军报等数十家国内权威媒体报道后,在国内引起强烈反响。在授课过程中,教学团队通过对激光陀螺工作原理的介绍,分析激光陀螺研制过程中面临的关键技术问题,进而介绍高伯龙院士和激光陀螺研究团队在研制激光陀螺过程中克服的一系列技术难题及其背后的感人故事,很好地培养了学员精益求精的大国工匠精神,坚定了学员科技强军、科技报国的理想信念。

(五)  CO2激光器的基本原理及我国第一台CO2激光器的研制历程

在介绍分子激光器的时候,通过让学员阅读我国激光研究领域的前辈雷仕湛先生的回忆文章《激光往事:我国第一台CO2激光器的研制历程》,让学员从一线科研工作者的角度去感悟激光器的研制过程,了解其中的原理、技术,了解我国科研前辈在当时工业和科技基础较为薄弱的条件下开展激光器研究所面临的困难及解决办法,不仅使得学员对于二氧化碳激光器的工作原理有更加深入地认识,而且增进学员的探索意识和求知欲望,增强学员勇攀科学高峰的责任感、使命感,激发学员科技强军、科技报国的家国情怀和使命担当。除此之外,在介绍固体激光器的时候,除了介绍世界上第一台激光器——梅曼的红宝石激光器外,还介绍了我国的第一台红宝石激光器(图2),通过介绍其研制过程,让学员了解到新中国科学家如何在当时物质条件落后的情况下自力更生、攻坚克难,在科技上取得突破。

在课程思政案例的选取方面,注重科学性、时代性、前沿性与思想性的统一。不仅将最新的科研成果作为课程教学的案例,同時讲解激光技术发展背后的一些科学故事,增强学员的科学精神和学习兴趣。在科学、客观讲授激光技术发展过程的前提下,着重精选我国在激光技术研究中取得的一些重大突破、重要成果作为教学内容,不仅可以增进学员对于相关技术的了解,也可以增强学员的自豪感和自信心。还充分利用国防科技大学,特别是前沿交叉学科学院在激光技术研究方面的科研优势和宝贵传统,发掘课程思政元素,起到了非常好的课程思政效果。

三  课程教学理念和教学内容与模式改革

课程思政本身就是一种教育教学理念。这种教学理念的融入,也使得教学团队整个课程教学理念在课程思政的探索与实践不断更新,并逐步建立了“以学生为主体,以知识传授为基础,以能力培养为核心,以价值引领为追求”的核心教学理念。

1)以学生为主体。致力于充分激发学生的积极性,创造性。只有学生从“要我学”变成“我要学”,教学才能发挥最大的效果。

2)以知識传授为基础。讲好一门专业课程,最重要也是最基本的,是实现有效的知识传递,也就是将复杂的问题讲明白,将学生不懂的讲懂。一切的课程建设,都是在这个基础上进一步的提升。任何课程建设都不能以牺牲核心知识点或者降低知识传授效率为代价,更不能将课程浅表化。

3)以能力培养为核心。教学要面向学科前沿、面向应用、面向科研和面向战场,培养学生解决未来战争中可能面临的复杂工程实际问题和前沿科学问题的能力。本课程在教学过程中注重研讨、举例,注重与学科前沿动态和科研实践的结合。通过课程的学习,使学生不仅能够打下更加坚实、深厚的学科专业基础,同时能够更好地运用所学知识,为以后的继续深造和岗位任职打下好的基础。

4)以价值引领为追求。立德树人的核心是将价值塑造融于知识传授和能力培养过程。以课程为载体,“全程育人、全方位育人”,将课程思政贯彻于教学全过程,实现知识传授、能力培养、价值引领的统一。

基于以上教学理念,围绕课程思政教学要求,对课程教学体系进行了梳理,开展了教学内容和教学模式改革。在教学内容安排方面,将课程思政贯穿于教学设计和实施的全过程,以专业知识传授为基本,将思政内容有机融入专业知识的传授中,所选择的案例,如月球测距、引力波测量等重大前沿科技成果,激光陀螺等重要器件及应用,《激光往事:我国第一台CO2激光器的研制历程》等具有人文气息的文章和故事,既能增强学生的学习兴趣,又能够很好地起到课程思政的效果,真正实现润物细无声。需要说明的是,并不是所有的课程思政教学案例都是在课堂上讲授,其中部分案例会作为课后练习、课后阅读或者在线学习等方式呈现。

除了课程思政案例,还会在教学中融入其他一些课程思政元素。比如在讲授激光的相干性及激光与普通光的区别的时候,会以国庆阅兵时整齐的方阵为例,通过观测方阵中一个人的步伐,就知道方阵中其他人行进的步伐,但难以确定其他方阵中人员行进的步伐,从而让学员更好地理解激光的相干性及相干长度;在讲授受益辐射的时候, 通过介绍和分析受激辐射理论发展过程中,早期理论与实验的矛盾,并与学员探讨爱因斯坦从理论上提出受激辐射所展示的物理直觉和大胆的创新思想,培养学员的科学精神,锻炼学员的科学思维。

教学团队还建设了MOOC课程(图3)和云班课,探索了线上线下相结合的混合式教学模式。修改完善了考核方法,从原来的终结性考核,改为形成性考核与终结性考核相结合的方式,包括课程考试、课堂表现及自主学习、平时作业及实验成绩等组成部分,实现与“全程育人”相对应的“全程考核”(图4)。同时,通过利用云班课等信息化教学手段,对学员的形成性考核也更加科学、合理。

从近年来的教学效果看,课程思政取得了良好成效,对于推动整个课程建设发挥了重要的作用。教学过程中学员学习积极性、主动性得到显著提高,课堂氛围活跃,学习效果好,课程连续多年获得学校督导专家和学员好评,多次获得学校教学优秀评价。课程主讲教员在近年的学员评教中,评分都在99分以上(总分100分),且逐年提高。教学团队袁晓东教授多次受邀在全国高校光电信息类青年教师研修班授课,分享课程建设成果,并受到广泛好评。团队多名青年教员在全国性教学比赛中获得一、二等奖。课程教学团队将进一步总结和推广课程思政教学经验和成果,并将相关成果融入教材建设当中,对原有教材进行修订完善,用更多的科学案例、中国故事、中国贡献,打牢学员扎实的专业基础,激发学员学习兴趣,培养学员科学精神,增强学员家国情怀和使命担当,更好地实现立德树人这一根本目标。

参考文献:

[1] 教育部关于印发《高等学校课程思政建设指导纲要》的通知(教高〔2020〕3号)[EB/OL].http://www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2020-06/06/content_5517606.htm.

[2] 龚一鸣.课程思政的知与行[J].中国大学教学,2021(5):77-84.

[3] 宋健刚,高明,阳甜甜,等.高校课程思政建设的热运用与冷思考[J].江苏高教,2022(5):86-90.

[4] 陈曼.大学英语课程思政的实践探究[J].学校党建与思想教育,2022(16):62-64.

[5] 王小云,邓巧,黄勇刚,等.大学物理课程思政的探索[J].物理通报,2022(7):87-91.

[6] 高晋.立德树人教育理念下汽车设计课程思政改革探索[J].高教学刊,2022,8(21):139-143.

[7] 郭锐.武器类专业课程思政案例的设计与实践[J].高教学刊,2022,8(15):193-196.

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