《傳感器技術》課程思政教學改革研究

李紅蓮，祝 彥，方立德

(河北大學 質量技術監(jiān)督學院，河北 保定 071002)

2016年12月，習近平總書記在全國高校思想政治工作會議上指出,“高校思想政治工作關系高校培養(yǎng)什么樣的人、如何培養(yǎng)人以及為誰培養(yǎng)人這個根本問題。要堅持把立德樹人作為中心環(huán)節(jié)，把思想政治工作貫穿教育教學全過程，實現全程育人、全方位育人，努力開創(chuàng)我國高等教育事業(yè)發(fā)展新局面”。[1]2018年9月，習近平在全國教育大會上強調,“堅持中國特色社會主義教育發(fā)展道路 培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展的社會主義建設者和接班人”。[2]2020年5月，教育部印發(fā)了《高等學校課程思政建設指導綱要》(以下簡稱《綱要》)，明確提出了“把思想政治教育貫穿人才培養(yǎng)體系，全面推進高校課程思政建設，發(fā)揮好每門課程的育人作用，提高高校人才培養(yǎng)質量”。[3]落實立德樹人根本任務，必須將價值塑造、知識傳授和能力培養(yǎng)三者融為一體、不可割裂?！毒V要》指出，把思想政治教育貫穿人才培養(yǎng)體系，全面推進高校課程思政建設，發(fā)揮好每門課程的育人作用，提高高校人才培養(yǎng)質量?！毒V要》還指出，要結合專業(yè)特點分類推進課程思政建設，理學、工學類專業(yè)課程，要在課程教學中把馬克思主義立場觀點方法的教育與科學精神的培養(yǎng)結合起來，提高學生正確認識問題、分析問題和解決問題的能力。工學類專業(yè)課程要注重強化學生工程倫理教育，培養(yǎng)學生精益求精的大國工匠精神，激發(fā)學生科技報國的家國情懷和使命擔當。

《傳感器技術》課程作為工學類專業(yè)課程，是河北大學測控技術與儀器專業(yè)的一門專業(yè)發(fā)展課程。本專業(yè)2013年入選教育部第三批卓越工程師培養(yǎng)計劃，2019年通過工程教育專業(yè)認證，2019年獲批國家級“一流本科專業(yè)”建設點。為了全面貫徹習近平總書記的講話精神，執(zhí)行教育部《高等學校課程思政建設指導綱要》，針對專業(yè)人才培養(yǎng)目標，開展《傳感器技術》課程思政教學改革的研究與實踐。通過發(fā)揮《傳感器技術》這門專業(yè)發(fā)展課程對學生培養(yǎng)的優(yōu)勢，立足學院“依托行業(yè)、突出計量特色、強化工程實踐”的指導精神，積極發(fā)掘《傳感器技術》課程中的思政元素，培養(yǎng)學生養(yǎng)成工程意識、工程能力、工程素質和工匠精神，培養(yǎng)學生的人文精神、家國情懷和使命擔當。

一、 《傳感器技術》課程思政建設的意義

曾周末認為，工程技術領域最重要的工作就是制造各種機器系統(tǒng)來實現人類無法完成的復雜任務，如同人必須依靠五官才能生存，機器系統(tǒng)也必須擁有完備的感知能力才能獨立運行，儀器就是現代機器系統(tǒng)的“五官”。[4]簡單來說，儀器類專業(yè)就是研究儀器、做儀器、用儀器。針對現代社會生活中越來越依賴于多樣化數據信息的需求，儀器類專業(yè)培養(yǎng)能夠在相關領域從事高質量信息獲取方法與技術研究，先進測量儀器系統(tǒng)設計開發(fā)、工程應用與技術管理的高素質、創(chuàng)新型人才。測控技術與儀器專業(yè)涉及多學科知識，呈現多學科交叉和技術集成特點。[5]傳感器技術早已服務于人們生活衣食住行的各個角落，而且在電子信息、航空航天、國防軍工、醫(yī)療保健和能源環(huán)境等領域廣泛應用。因此，《傳感器技術》課程與生產生活、航空航天、國防軍工等領域中的實例有比較多的融合之處，蘊含大量家國情懷、工匠精神、創(chuàng)新精神等思政元素，為課程思政的開展提供了豐富的基礎條件。

二、 《傳感器技術》課程思政教學改革實踐

(一)課程思政建設模式

根據《傳感器技術》課程內容，在教學過程充分體現“以學生為中心、立德樹人為導向、持續(xù)改進的基調”，形成了理論與實踐相結合、線上與線下相結合、課內與課外相結合多層次、螺旋式上升課程思政建設模式，如圖1所示。圍繞立德樹人這一根本任務，通過課程思政教學改革，將思政元素融入到線上線下混合式理論教學、創(chuàng)新實驗教學以及指導學生參加相關的創(chuàng)新社會實踐等各教學環(huán)節(jié)。在教學地點上不局限在課內、校內，拓展至課外、校外，以期達到知識傳授、能力培養(yǎng)和價值塑造的目標。

圖1 《傳感器技術》課程思政建設模式

多年來，根據《傳感器技術》課程教學效果反饋，課程團隊對教學方法、教學內容、評價方式等進一步完善，2017年建立《傳感器技術》課程試卷庫，實行教考分離。2018年基于該課程實驗開展了河北大學精品實驗項目，在2019年依托該課程，獲河北大學教學成果三等獎。充分利用互聯網資源優(yōu)勢，補充線下教學的不足，與該課程一脈相承的《現代傳感與檢測技術課程案例庫建設》獲批河北省專業(yè)學位教學案例庫立項建設項目。2020年，開始線上線下混合式教學，把工程教育思想全面融進課程體系，該課程獲評河北大學“課程思政”示范課程。

(二)課程思政元素的設計

根據《傳感器技術》課程內容以及課程思政建設模式，在教學過程中，注重強化學生工程倫理教育，培養(yǎng)學生精益求精的大國工匠精神，激發(fā)學生科技報國的家國情懷和使命擔當，使教書和育人實現統(tǒng)一。

1.培養(yǎng)學生的人文精神、家國情懷和使命擔當；培育學生求真務實、實踐創(chuàng)新、精益求精的工匠精神；培養(yǎng)學生的團隊協作精神。以立德樹人為主線，“中國抗疫”為背景，在開課前設置三問，即在新冠肺炎疫情形勢下，一問自己能做什么、二問自己已經做了什么、三問自己還要做什么。引發(fā)青年學生的深刻思考、充分討論，培養(yǎng)學生的社會責任和擔當意識；在課程教學過程中打造“討論性課堂、研討性課堂”，比如，課后以小組為單位進行歸納總結。將責任擔當、個人發(fā)展規(guī)劃和課程教學的思想教育融合在課前、課中、課后三個時間節(jié)點中，培育學生的人文精神和家國情懷。

以“傳感器在新冠肺炎疫情中的應用”為主題，讓學生開展前期調研，并設置學術研討會，會上將各自所想、所感與同學們分享，注重知識的現實綜合應用，培育學生精益求精的工匠精神。

在《傳感器技術實驗》課程中，設計具有挑戰(zhàn)性、需要團隊配合的項目，如應變式測力傳感器設計、電容式位移傳感器設計等傳感器技術的綜合性、設計性實驗，并結合工程設計問題、開放式工程設計項目和設計練習培養(yǎng)學生的工程實踐能力，學生在這個過程中，既可以把課程所學知識融會貫通，也訓練了其團隊合作與實踐創(chuàng)新精神。

2.培養(yǎng)學生踏實嚴謹、實事求是、追求卓越等優(yōu)秀品質，培養(yǎng)學生環(huán)保理念和可持續(xù)發(fā)展理念。作為高校教師，需要始終堅持學術研究無禁區(qū)、課堂講授有紀律、言論行為有底線，避免在課堂上傳遞負能量，做到立德樹人。除此之外，教師對待教學、課程、課堂的態(tài)度，既是潛移默化的課程思政，更是最直接的課程思政。比如，教師會提前到教室進行課前準備、充分備課、不拖堂、不隨意調課、維護課堂和考勤紀律等，教師對待課程的態(tài)度將影響學生對待課程的態(tài)度，教師主動開展教學研究將激勵學生主動深入學習，培養(yǎng)學生踏實嚴謹、耐心專注、追求卓越等優(yōu)秀品質。

在講解課程第五章“壓電式傳感器——壓電材料的居里溫度”時，采用“資料收集+案例分享”的方式，使用生活中電飯煲利用居里點的例子，充分認識材料的性能并對其進行應用，于危機中育新機、變局中開新局。在講解壓電式傳感器當前的發(fā)展方向時，采用案例分享的方式，講解哈爾濱工業(yè)大學研究團隊“環(huán)保壓電材料研究進展” 、結合“世界地球日”等特殊紀念日融入可持續(xù)發(fā)展理念(圖2)。

圖2 “世界地球日”培養(yǎng)學生環(huán)保理念和可持續(xù)發(fā)展理念

3.結合專業(yè)特色，激勵學生提高專業(yè)素養(yǎng)，培養(yǎng)心系社會并有時代擔當的應用型和復合型高素質人才。努力將個人或團隊的科研成果在教學內容中酌情體現。將河北省自然科學基金項目研究成果與光電效應等基本教學內容結合融入光電式傳感器和光纖式傳感器的教學中。做到既需要掌握教學技能、熟悉教學手段，還要對教育教學有自身的理解和感悟。但是，要想成為一名卓越教師，關鍵是要長期開展高水平科研并主動將研究成果轉化為教學內容。學生在課堂聽到教師講授自己是如何利用基本概念和分析方法來解決科研項目中的學術問題并實現科研突破時，他們均會表現出相當高的關注度。這其實同時是在感悟和學習如何做科研，這是最好的課程思政素材。在授課過程中，針對當今社會普遍關注的問題，如環(huán)境問題、低碳生產、節(jié)能減排，面向智能制造，設置“基于激光技術的氣體傳感器設計”“車載智能傳感器——雨量傳感器”“土壤、污泥中重金屬元素傳感器設計”“MEMS光纖壓力傳感器設計”等案例，并結合工程設計問題培養(yǎng)學生的工程實踐能力，培養(yǎng)有時代擔當的應用型和復合型的高素質人才。

(三)課程思政教學方式

1.教學模式改革。本課程形成了理論與實踐相結合、線上與線下相結合的教學模式，極大激發(fā)了學生的求真探索精神。

對于很多重點和難點教學內容，采用線上線下混合式教學模式，將平鋪直敘的教學方法轉換為歷史場景再現的啟發(fā)式教學法。比如，課程第四章電感式傳感器中，在變壓器的變比和匝數的關系等問題上，利用學習通、雨課堂等智慧教學工具，在大容量班級實現學生的強交互，把學生帶到特定的歷史場景下，組織他們結合此前所學自己提出概念，總結出相應的規(guī)律。這種同時進行能力培養(yǎng)和知識傳授的教學方法會極大地激發(fā)學生的求真探索精神，在授課過程和課件中更多采用問號和省略號，而不是句號和感嘆號。

利用翻轉課堂、學生參賽作品入課堂、線上線下答疑等方式，學生由被動學習變?yōu)橹鲃訉W習。將課堂教學和實踐教學相結合，極大激發(fā)了學生的參與熱情。學生對課程教學模式高度認可，對教學效果的主觀評價云圖如圖3所示。

圖3 教學效果主觀評價云圖

2.實踐環(huán)節(jié)拓展。《傳感器技術》課程實踐性及應用性強，該課程采用課內課外相結合，從而實現實踐教學環(huán)節(jié)的拓展。在課堂教學之外，將學生帶出課堂，通過參與大學生創(chuàng)新項目、“互聯網+”電子設計大賽等競賽以及參加社會實踐和志愿者活動等直觀感受傳感器在電子信息、航空航天、醫(yī)療保健和能源環(huán)境等領域廣泛應用與發(fā)展的方向，在應用知識的同時激發(fā)學生科技報國的家國情懷和使命擔當。

3.全程貫穿教學載體的設置。從育人實際出發(fā)，在教學環(huán)節(jié)中，設置了教學載體貫穿全程的大作業(yè)模式，即“選擇你所處的生活或學習環(huán)境中還沒有應用且有必要應用傳感器的場合，設計測量系統(tǒng)”。讓學生直觀感受傳感器在現代生活中不可替代的作用，培養(yǎng)學生成長為心系社會并有時代擔當的應用型和復合型高素質人才。

(四)課程思政教學實踐

在課堂教學活動中，依據課程內容恰當地融入思政元素。在課前思考、課前導入、課中實踐、期末考核、課外延伸等環(huán)節(jié)采用多種授課形式和教學方法，潤物無聲地達到思政育人教學效果。具體案例如表1所示。

從以上思政融入點可以看出，課程思政融合在課前、課中、期末考核以及課外的社會實踐指導過程中，積極踐行了“全程育人模式”。

(五)課程思政融入考核評價

《傳感器技術》課程理論部分考核采用期末考核與過程性考核兩種方式進行。過程性考核包含平時作業(yè)，測驗(進門測、小測、期中測)，網絡教學平臺任務點(預習、視頻學習、PPT學習等)的完成情況。其中，平時作業(yè)采用學生自評、小組互評和教師團隊評價相結合的方式進行，強化學生的誠信意識和團隊協作精神。

在期末考試環(huán)節(jié)，采用試卷庫，實行教考分離，促使學生樹立端正的學習態(tài)度，完成課程學習結束后的考試檢驗，從而形成重教重學的良好氛圍，使教學工作規(guī)范有序地進行?？荚嚟h(huán)節(jié)抄寫誠信承諾書，要求學生銘記“實事求是”的校訓，強化學生誠信意識、責任意識和自律意識。

(六)課程思政融入專業(yè)特色

河北大學測控技術與儀器專業(yè)人才培養(yǎng)方案指出，本專業(yè)以計量技術為特色，因此在《傳感器技術》課程思政實踐中，結合專業(yè)特色，形成了具有計量特色的思政元素。

課程教學中注重引入優(yōu)秀的計量文化，通過闡述中國古代先進的計量思維，使學生理解計量技術在中華文明傳承中的重要作用，增強學生的文化自信，引導學生調研我國儀器領域所面臨的嚴峻挑戰(zhàn)以及獨立自主研發(fā)高端儀器的迫切需求，激發(fā)學生的愛國熱情與學習動力。

三、結語

在《傳感器技術》課程中開展課程思政教學改革，發(fā)掘和利用該課程教學中蘊含的思政元素，在教學過程充分體現“以學生為中心、立德樹人為導向、持續(xù)改進的基調”，形成了理論與實踐相結合、線上與線下相結合、課內與課外相結合多層次課程思政建設模式。將課程思政融入課堂教學、實驗教學、考核評價、貫穿全程的大作業(yè)等環(huán)節(jié)，并結合培養(yǎng)方案，形成了具有計量特色的思政元素。改革后的課程將責任擔當、個人發(fā)展規(guī)劃和課程教學的思想教育融合在課前、課中、課后三個時間節(jié)點中，使整個教學過程充滿了人文氛圍，讓學生在學習過程中逐步樹立起科技報國的家國情懷和使命擔當。