光纖傳感技術(shù)課程思政探索與實(shí)踐

初鳳紅 胡安鐸 卞正蘭

（上海電力大學(xué) 上海 200090）

1 課程思政建設(shè)的重要性

2020年6月，教育部頒發(fā)的《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》（以下簡(jiǎn)稱《綱要》）指出：要切實(shí)把教育教學(xué)作為最基礎(chǔ)最根本的工作，深入挖掘各類課程和教學(xué)方式中蘊(yùn)含的思想政治教育資源，讓學(xué)生通過學(xué)習(xí)，掌握事物發(fā)展規(guī)律，通曉天下道理，豐富學(xué)識(shí)，增長見識(shí)，塑造品格，努力成為德智體美勞全面發(fā)展的社會(huì)主義建設(shè)者和接班人。所以在高校開展專業(yè)課課程思政建設(shè)對(duì)培養(yǎng)合格的社會(huì)主義接班人具有舉足輕重的作用。

作者從事光纖傳感技術(shù)這門專業(yè)課教學(xué)多年，在教學(xué)的過程中一直探索如何把專業(yè)知識(shí)講好、講透徹的同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的愛國主義精神、責(zé)任心與使命感以及創(chuàng)新精神。本文從四個(gè)方面探索了課程思政在光纖傳感技術(shù)這門課程的具體實(shí)施。

2 光纖傳感技術(shù)課程思政建設(shè)探索與實(shí)踐

光纖傳感器是20世紀(jì)70年代中期發(fā)展起來的。光纖傳感器發(fā)展到現(xiàn)在，可以測(cè)量位移、速度、加速度、壓力、物質(zhì)濃度等各種物理量和化學(xué)量等。并且已經(jīng)在工程實(shí)際中得到了廣泛應(yīng)用。通過學(xué)習(xí)光纖傳感技術(shù)這門課程，希望學(xué)生了解光纖傳感技術(shù)的原理和特點(diǎn)，掌握常用光纖傳感器的性能，了解基于光學(xué)特性參數(shù)的各種光纖傳感器的工作原理及光纖傳感技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用，為今后從事相關(guān)工作打下基礎(chǔ)。光纖傳感是目前信息獲取的重要手段，光電信息工程專業(yè)的學(xué)生對(duì)光纖傳感技術(shù)有一定的了解是必要的，可以擴(kuò)大學(xué)生專業(yè)知識(shí)面。

光纖傳感技術(shù)課程思政可以從以下幾個(gè)方面著手：

2.1 關(guān)心時(shí)代發(fā)展，提高教師的思政育人能力

在專業(yè)課課程思政的實(shí)施過程中，教師需要通過深度挖掘，在已有思政元素的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步拓展和開發(fā)。通過具體實(shí)例的講解，向?qū)W生傳輸愛國、敬業(yè)等社會(huì)主義核心價(jià)值觀。光纖傳感技術(shù)教材和課程內(nèi)容應(yīng)體現(xiàn)時(shí)代性，在知識(shí)傳授中注重主流價(jià)值觀引領(lǐng)。在具體的教學(xué)過程中，主動(dòng)挖掘體現(xiàn)光纖傳感技術(shù)自身特色的、具有說服力、感染力的思政元素和案例。比如光纖傳感技術(shù)的發(fā)展簡(jiǎn)史中，1966年，華裔科學(xué)家“光纖之父”高錕發(fā)表了題為《光頻率介質(zhì)纖維表面波導(dǎo)》的論文，提出光纖傳輸?shù)睦碚摗?009年，高錕由于在“有關(guān)光在纖維中的傳輸用于光學(xué)通信方面”取得的突破性成就獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。通過講述這段歷史，學(xué)生意識(shí)到華裔科學(xué)家在光纖通信和傳感領(lǐng)域?qū)θ澜缱鞒隽藰O大的貢獻(xiàn)，激發(fā)了學(xué)生的民族自豪感和愛國主義情懷。

在教學(xué)過程中，要將顯性教育與隱性教育融會(huì)貫通，可以潛移默化地樹立學(xué)生的社會(huì)主義核心價(jià)值觀。將熱點(diǎn)問題引入專業(yè)教學(xué)中，激發(fā)學(xué)生關(guān)注社會(huì)、崇尚科學(xué)、熱愛科學(xué)、熱愛所學(xué)專業(yè)的意識(shí)，并肩負(fù)起推動(dòng)科學(xué)進(jìn)步的神圣使命和社會(huì)責(zé)任。只有不斷提升教學(xué)技能，用心、用力、用情投入到教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)，才能持續(xù)提升自己專業(yè)的教學(xué)技能和教學(xué)水平。

在講授課程時(shí)，要做到與黨和國家大政方針政策、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展形勢(shì)、國內(nèi)國外局勢(shì)緊密聯(lián)系在一起，把課程的專業(yè)知識(shí)放在中華民族偉大復(fù)興的戰(zhàn)略全局、世界百年未有之大變局、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展大局的框架下講深講透。

教師在平時(shí)教學(xué)的同時(shí)，要加強(qiáng)自身的政治素養(yǎng)?？梢酝ㄟ^每天學(xué)習(xí)“學(xué)習(xí)強(qiáng)國”上先關(guān)欄目及時(shí)了解國內(nèi)外的動(dòng)態(tài)。并結(jié)合教學(xué)內(nèi)容向?qū)W生灌輸艱苦奮斗、迎難而上的精神。比如“學(xué)習(xí)強(qiáng)國”2020年7月31日?qǐng)?bào)道了一篇題為“習(xí)近平出席建成暨開通式并宣布北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)正式開通”的報(bào)道，文中講到：26年來，參與北斗系統(tǒng)研制建設(shè)的全體人員迎難而上、敢打勝仗、接續(xù)奮斗，發(fā)揚(yáng)“兩彈一星”精神，培育了新時(shí)代北斗精神。為推動(dòng)我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、推動(dòng)構(gòu)建人類命運(yùn)共同體作出新的更大貢獻(xiàn)。北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的建成開通，對(duì)進(jìn)一步增強(qiáng)民族自信心具有十分重要的意義。通過向?qū)W生講述北斗研制的過程，可以使學(xué)生體會(huì)到科技興國的重要性。另外光纖傳感技術(shù)中的 Sagnac效應(yīng)可以制成光纖角速度傳感器，結(jié)合光纖加速度傳感器即可進(jìn)行慣性導(dǎo)航，應(yīng)用到衛(wèi)星導(dǎo)航和日常的車載導(dǎo)航等領(lǐng)域，這也激發(fā)了學(xué)生學(xué)好這門課的興趣。

另外教師在上好課的同時(shí)，也要積極開展科學(xué)研究。時(shí)刻關(guān)注光纖傳感領(lǐng)域的動(dòng)態(tài)，并且積極參與國際和國內(nèi)的學(xué)術(shù)會(huì)議和教學(xué)會(huì)議。這樣可以更好的將光纖傳感技術(shù)的前言、具體應(yīng)用傳授給學(xué)生，擴(kuò)大學(xué)生的視野，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在講述光纖傳感技術(shù)在電力系統(tǒng)的應(yīng)用這部分內(nèi)容時(shí)，筆者將參與的“基于DFB激光器的變壓器振動(dòng)檢測(cè)”這一課題向?qū)W生進(jìn)行詳細(xì)介紹，就課題的具體研究思路和方法，包括課題前期的文獻(xiàn)調(diào)研、方案的確定、課題的具體實(shí)施以及課題研究中遇到問題如何解決等向?qū)W生進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。學(xué)生了解到了科研課題的研究過程，包括文獻(xiàn)查閱的方法、文章綜述和論文的撰寫。培養(yǎng)了學(xué)生的系統(tǒng)思維能力，使學(xué)生意思到只有掌握?qǐng)?jiān)實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)、具有吃苦耐勞的精神才能更好的完成科研工作。

2.2 提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力

科學(xué)素養(yǎng)又稱為科學(xué)素質(zhì)，通常包含科學(xué)情感、科學(xué)態(tài)度、科學(xué)方法及科學(xué)思維等。光纖傳感技術(shù)這門課程教學(xué)以講授為主，強(qiáng)調(diào)基本概念的理解和科學(xué)素養(yǎng)的提升以及分析問題、解決問題能力的培養(yǎng)。

根據(jù)課程授課對(duì)象的知識(shí)基礎(chǔ)，結(jié)合光纖傳感技術(shù)的性質(zhì)，設(shè)計(jì)如下課程總綱：闡述光纖傳感技術(shù)的基本概念，詳解光纖傳感技術(shù)的基本原理，分析光纖傳感技術(shù)的多樣應(yīng)用。課程內(nèi)容由三大部分組成：科學(xué)基礎(chǔ)、研究方法、科學(xué)實(shí)踐。課程主要講述了光纖的基礎(chǔ)知識(shí)、光纖傳感系統(tǒng)的組成、光纖傳感技術(shù)中涉及的原理及效應(yīng)、光纖傳感調(diào)制技術(shù)、分布式光纖傳感技術(shù)、光纖光柵傳感技術(shù)等內(nèi)容。課程內(nèi)容從光纖傳感技術(shù)的發(fā)展簡(jiǎn)史出發(fā)，重點(diǎn)光纖傳感技術(shù)的基本原理和涉及的基本光學(xué)效應(yīng)，最終落實(shí)的光纖傳感技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用，期望能幫助同學(xué)建立正確、系統(tǒng)的科學(xué)思考和科學(xué)研究體系。

光纖傳感技術(shù)是一門具有多學(xué)科交叉性質(zhì)的專業(yè)課。從光纖的基本概念到光源、探測(cè)器的原理、光纖傳感系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用，都囊括在課程的主要知識(shí)點(diǎn)中。為避免知識(shí)碎片化，我們?cè)谡n程教學(xué)過程中先介紹光纖傳感基礎(chǔ)概念，后講述光纖傳感器的設(shè)計(jì)方法；先開展科學(xué)認(rèn)知，后強(qiáng)調(diào)科學(xué)實(shí)踐。最終達(dá)成學(xué)生能掌握光纖傳感技術(shù)的基本原理及應(yīng)用的教學(xué)目標(biāo)。

在講述強(qiáng)度調(diào)制光纖傳感技術(shù)的過程中，作者讓學(xué)生分組調(diào)研光纖折射率測(cè)量方案，并制作PPT對(duì)方案進(jìn)行講解。學(xué)生在這一作業(yè)的完成過程中，自愿分組進(jìn)行文獻(xiàn)調(diào)研，不但閱讀了知網(wǎng)等中文期刊網(wǎng)刊登的中文文獻(xiàn)，也查閱了大量英文文獻(xiàn)。在最終的PPT講解過程中，作者發(fā)現(xiàn)學(xué)生可以通過分工協(xié)作、討論等很好的完成任務(wù)，而且有的小組通過文獻(xiàn)調(diào)研提出的解決方案非常具有創(chuàng)新性。通過這種形式的教學(xué)，可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神、閱讀英文文獻(xiàn)的能力、分析問題和解決問題的能力以及創(chuàng)新精神。

2.3 培養(yǎng)學(xué)生的責(zé)任心、使命感和堅(jiān)韌的品格

天下興亡，匹夫有責(zé)。大學(xué)生是國家的未來，民族之希望，應(yīng)當(dāng)積極引導(dǎo)大學(xué)生樹立責(zé)任心和使命感。光纖傳感技術(shù)在國內(nèi)目前已經(jīng)蓬勃發(fā)展，但是光纖傳感技術(shù)中涉及的激光器、光電探測(cè)器等核心元器件我們國家的技術(shù)水平和西方發(fā)達(dá)國家還有一定差距。在講授知識(shí)的過程中，要讓學(xué)生意識(shí)到，這些技術(shù)的突破需要他們將來的艱苦卓絕的努力，進(jìn)而提高大學(xué)生的責(zé)任心和使命感。

大學(xué)生是青年中有較多機(jī)會(huì)接受現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)教育的一部分人，是“科教興國”戰(zhàn)略的受益者。也是“科教興國”的實(shí)踐者和完成者，應(yīng)當(dāng)義不容辭的挑起振興中國科技事業(yè)、迎接新技術(shù)革命調(diào)制的重?fù)?dān)，從而成為祖國振興的中堅(jiān)力量。培養(yǎng)大學(xué)生的責(zé)任心和使命感，以及遇到問題不輕言放棄的精神對(duì)科技興國至關(guān)重要。在課程講授的過程中，多舉一些相關(guān)實(shí)例，比如在講述光纖研制的過程中，有一篇題為：The breakthrough birth of low loss optics fibers中有這樣一句話“when the furnace was running in Zimar’s lab during summer 1969,Kech recalls ”it was hotter than Hades.”Yet the team kept working,measuringandlearning”的文章使學(xué)生深受感動(dòng)。學(xué)生深刻的意識(shí)到，任何科技上的突破都離不開堅(jiān)韌的奮斗精神。

在講述光纖傳感新技術(shù)時(shí)，向?qū)W生講述了作者在訪學(xué)過程中基于腔衰蕩方法進(jìn)行氣溶膠檢測(cè)遇到的問題。由于對(duì)腔衰蕩系統(tǒng)了解不夠深入，在將自由空間的光耦合到衰蕩腔的過程中，作者始終無法看到基膜光輸出。即使上百次的擦洗高反射鏡片還是無濟(jì)于事，通過向?qū)嶒?yàn)室的老師和學(xué)生請(qǐng)教、查閱文獻(xiàn)學(xué)習(xí)系統(tǒng)涉及的光學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，以及從光源開始到隔離器、調(diào)制器、反光鏡等逐個(gè)查找原因，經(jīng)過數(shù)十天的不懈努力終于解決了問題。通過這個(gè)實(shí)例的講解學(xué)生了解到任何事情都不是一帆風(fēng)順的，即使別人做同樣的實(shí)驗(yàn)非常順利，也不代表自己做的時(shí)候會(huì)不出任何問題，只有對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)有扎實(shí)的理解，加上百折不撓的精神才能夠克服一個(gè)個(gè)科研難題，不斷提升自己的能力，當(dāng)祖國需要我們的時(shí)候才能貢獻(xiàn)自己的微薄力量。

2.4 關(guān)注學(xué)科前沿發(fā)展，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新精神

在《光纖傳感技術(shù)》課程的講授過程中，需要根據(jù)學(xué)生反饋和教師自身體驗(yàn)，及時(shí)調(diào)整授課內(nèi)容和授課方式方法。目前，《光纖傳感技術(shù)》課程中已經(jīng)包含了光纖傳感技術(shù)研究最基礎(chǔ)、最綜合、最前沿的研究結(jié)果。我們?cè)谥v授光纖傳感技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)，糅合了教師自身的研究課題成果，從實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，以加強(qiáng)學(xué)生對(duì)光纖傳感技術(shù)的認(rèn)識(shí)，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)知識(shí)和學(xué)科前沿的有機(jī)結(jié)合。

在講授課程的過程中，要向?qū)W生灌輸科技是第一生產(chǎn)力的理念，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。激發(fā)學(xué)生對(duì)新知識(shí)、新技術(shù)的渴求。在經(jīng)濟(jì)全球化時(shí)代，一個(gè)國家具有較強(qiáng)的科技創(chuàng)新能力，就能在世界產(chǎn)業(yè)分工鏈條中處于高端位置，就能創(chuàng)造激活國家經(jīng)濟(jì)的新產(chǎn)業(yè)，就能擁有重要的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)而引領(lǐng)社會(huì)的發(fā)展。光纖傳感技術(shù)中涉及許多光學(xué)軟件，比如光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件R-soft、時(shí)域有限差分FDTD軟件以及光纖光柵設(shè)計(jì)軟件Optigrating等，學(xué)生在會(huì)使用這些軟件的同時(shí)，也要掌握這些軟件的設(shè)計(jì)原理，掌握最根本的光學(xué)知識(shí)。爭(zhēng)取創(chuàng)新性的開發(fā)各種光學(xué)軟件。

另外作者在講授課程的過程中，也積極鼓勵(lì)學(xué)生參與科研項(xiàng)目，進(jìn)入科研實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行科研實(shí)驗(yàn)。作者會(huì)經(jīng)常指導(dǎo)大學(xué)生科學(xué)創(chuàng)新項(xiàng)目，使學(xué)生在課堂上學(xué)到的東西得到真正的應(yīng)用。有時(shí)課本上的知識(shí)是枯燥無味的，但是如果學(xué)生參與了教師的科研項(xiàng)目或者自己確定課題，在課題的研究過程中，會(huì)將學(xué)習(xí)的知識(shí)整合起來應(yīng)用到實(shí)際問題的解決中。通過這樣的培養(yǎng)模式，一方面學(xué)生意識(shí)到理論知識(shí)的重要性，會(huì)在課堂中更加認(rèn)真努力的學(xué)習(xí)；另外一方面學(xué)生也會(huì)對(duì)知識(shí)有更加透徹的理解，在此基礎(chǔ)上會(huì)有更多創(chuàng)新性的想法形成。

3 結(jié)語

在光纖傳感課程中積極實(shí)施課程思政教育，可以向?qū)W生灌輸社會(huì)主義核心價(jià)值觀。使學(xué)生意識(shí)到只有掌握扎實(shí)的基本功，加上艱苦奮斗的精神，始終保持對(duì)新知識(shí)的渴求，時(shí)刻注重個(gè)人創(chuàng)新能力的提高，才能為建設(shè)中國特色的社會(huì)主義添磚加瓦，成為對(duì)社會(huì)有貢獻(xiàn)的人。課程思政建設(shè)使得教書育人、科學(xué)研究、社會(huì)服務(wù)相得益彰。