傳感器技術(shù)課程思政模式探究

薛亮 卞正蘭 李高芳 胡安鐸

摘 ?要：通過分析傳感器課程的內(nèi)容特點(diǎn)、設(shè)置年級及實(shí)際應(yīng)用等方面，全面展開對傳感器技術(shù)課程的課程思政改革探討;從愛國教育、工匠精神、智能制造和人才戰(zhàn)略四方面分別闡述課程思政的必要性;著力從教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)形式的改革、教學(xué)手段的改革和創(chuàng)新、加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)的比重這三個(gè)方面具體闡述思政教育的實(shí)施;此外，對于教改實(shí)施的主體——教師群體，倡導(dǎo)師德師風(fēng)等職業(yè)培訓(xùn)和開展“課程思政”示范講堂，幫助提高各高校教師群體的先進(jìn)性和“三全育人”的實(shí)踐性。最后，希望通過課程思政的強(qiáng)化，來助推中國智能傳感器技術(shù)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：課程思政;傳感器技術(shù);教學(xué)改革

中圖分類號：G641 ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2020）18-0164-04

Abstract： Through the analysis of the content characteristics， setting grades and practical applications of the sensor course， the curriculum reform of the sensor technology course is discussed in the paper. It explains the necessity of curriculum ideological and political education from four aspects： patriotic education， artisan spirit， intelligent manufacturing and talent strategy. The paper focuses on the implementation of ideological and political education from the three aspects： reform of teaching content and teaching form， reform and innovation of teaching methods， and strengthening the proportion of practice links. In addition， for the teachers group， the promotion of vocational training such as the teacher's morality and the "ideological and political in professional courses" lecture， is helpful for improving the progressiveness of the college teachers and the practicality of "three full education". Finally， it is mentioned that China's smart sensor technology will be developed rapidly through the strengthening of ideological and political in professional courses.

Keywords： Ideological and Political in Professional Courses; Sensor Technology; teaching reform

在高科技快速發(fā)展的今天，傳感器在我們生活中無處不在，滲透到日常的方方面面，預(yù)計(jì)到了2022年中國傳感器市場規(guī)模將達(dá)到2327億元。簡單講傳感器是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)感知、自動(dòng)檢測和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)，它的出現(xiàn)和不斷更新，讓物體有了觸覺、味覺、嗅覺和視覺等感官，讓物體更形象，讓感知更生動(dòng)[1]。除了知道傳感器的應(yīng)用，作為工科學(xué)生更應(yīng)該知曉傳感器的基本原理及技術(shù)，因此越來越多的學(xué)校開設(shè)傳感器課程，其具有多學(xué)科交叉、覆蓋面廣、應(yīng)用性強(qiáng)等顯著特色，農(nóng)業(yè)、建筑、遙感、自動(dòng)化、光電信息、人工智能等專業(yè)一般都會(huì)開設(shè)傳感器課程作為必修課[2]。

傳感器課程在整個(gè)本科教學(xué)課程體系中具有承上啟下的作用，學(xué)生需要具有高數(shù)、大學(xué)物理、電路、模數(shù)電、信號與系統(tǒng)等相關(guān)學(xué)科知識的積累，然后通過傳感器課程的講授，能了解、熟悉和掌握傳感器的原理、技術(shù)及應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)修養(yǎng)素質(zhì)，所以這門課一般開設(shè)在大三或者大四年級，如此直接影響學(xué)生的考研或者工作就業(yè)方向。

傳感器是一個(gè)發(fā)展相當(dāng)迅速的學(xué)科領(lǐng)域，其理論不斷融入新內(nèi)容，技術(shù)不斷躍上新臺(tái)階，因而如何吃透基本原理、融合各類知識點(diǎn)、交叉對比新舊技術(shù)，同時(shí)做到課堂保持有趣，尋找合適的話題切入點(diǎn)顯得比較重要。如今，課程思政元素的加入使得原本稍顯枯燥的課堂變得生動(dòng)。課程思政的加入并非改變原先的課程設(shè)計(jì)，而是要把價(jià)值引領(lǐng)要素及內(nèi)涵巧妙地融合在原有的課堂教學(xué)中，添加到傳感器的理論教學(xué)與實(shí)際應(yīng)用中，找到和理論最契合的點(diǎn)，深入挖掘思政教育元素，做到“同頻共振”，力求讓學(xué)生在思想和專業(yè)知識上都有所收獲[3]。

本文力求充分挖掘傳感器技術(shù)的思政資源，擬從愛國教育，工匠精神，智能制造等方面著手，旨在教與學(xué)的過程中，升華學(xué)生的思想意識、充實(shí)學(xué)生的知識儲(chǔ)備、提升學(xué)生的能力培養(yǎng)。在課程中融入對學(xué)生價(jià)值引導(dǎo)的內(nèi)容，用通俗易懂的語言，把復(fù)雜傳感器原理講得很清楚，同時(shí)還能升華思想，不出課堂就能感受工匠與先進(jìn)智造等生產(chǎn)大環(huán)境，使得專業(yè)知識和思政教育自然地結(jié)合在了一起。

一、內(nèi)涵背景與時(shí)代解讀

該部分?jǐn)⑹鰫蹏髁x、工匠精神及智能制造等術(shù)語的內(nèi)涵。

（一）愛國主義

愛國不是一句口號，而是一種情懷和擔(dān)當(dāng)，扎根在億萬同胞的血肉里，深藏在中華民族偉大復(fù)興的理想里。無論是教師還是學(xué)生，一定要有濃厚的家國情懷，有強(qiáng)烈的社會(huì)責(zé)任感。無論何時(shí)何地做何事，愛國是立德之源、立功之本，是第一位的。加強(qiáng)大學(xué)生的愛國教育，是必須且刻不容緩的。大學(xué)生們熱愛祖國，努力學(xué)習(xí)、學(xué)成報(bào)效祖國是最經(jīng)典的表達(dá)方式。中華民族是偉大的民族，我們應(yīng)懷有民族自豪感與使命感為祖國更好明天的建設(shè)添磚加瓦[4]。

現(xiàn)行的各版本傳感器教材中但凡舉例典型傳感器，一般都是采用國外知名公司的產(chǎn)品，國內(nèi)的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀經(jīng)常一筆帶過。學(xué)生腦海里對傳感器產(chǎn)業(yè)的印象就是彼時(shí)國內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展雖然迅速，傳感器技術(shù)卻較為落后，尤其體現(xiàn)在高端傳感器的研發(fā)方面，并且日漸復(fù)雜的技術(shù)也讓國產(chǎn)產(chǎn)品落得越來越遠(yuǎn)。

傳感器是工業(yè)系統(tǒng)的“五官”，其重要性不言而喻;作為關(guān)鍵的核心部件，傳感器在整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)中起著舉足輕重的作用。縱然因?yàn)楦鞣N原因，我們的產(chǎn)品沒有站在前沿，但我們應(yīng)該清醒意識到我們在努力、在發(fā)展、在進(jìn)步，我們有民族企業(yè)，我們有無數(shù)的高端科技人才，更重要的是我們有一顆中國心，我們有信心終將在不遠(yuǎn)的一天我們自主研制的傳感器可以廣泛應(yīng)用。我們的學(xué)生在大學(xué)時(shí)代，還是理想塑形階段，知識的灌輸與理念的灌溉對他們樹立正確的世界觀、人生觀、價(jià)值觀很重要。

（二）大國工匠精神

愛國是根基也是奮斗的動(dòng)力。為何奮斗，為三百六十行。

三百六十行，行行出狀元。李克強(qiáng)總理在2016年《政府工作報(bào)告》中首提“工匠精神”;習(xí)近平總書記也曾經(jīng)多次提出“推動(dòng)中國制造向中國創(chuàng)造轉(zhuǎn)變、中國速度向中國質(zhì)量轉(zhuǎn)變、中國產(chǎn)品向中國品牌轉(zhuǎn)變”?？偠灾?，大國工匠的精神傳承，人是第一位。作為電力行業(yè)背景下的工科院校的學(xué)生，應(yīng)該厚植工匠精神。匠人精神的第一要素是樂趣和熱情;第二要素是堅(jiān)持不懈;第三要素是堅(jiān)強(qiáng)和忍耐?！爸卟蝗绾弥?，好之者不如樂之者”“繩鋸木斷，水滴石穿”“咬定青山不放松，立根原在破巖中”等古訓(xùn)名句詮釋的就是工匠精神。千百年來，我們的先人就是這么做的，這才有了偉大的四大發(fā)明及燦爛的華夏文明。作為新時(shí)代的大學(xué)生，需要傳承和發(fā)揚(yáng)工匠精神;應(yīng)聚焦傳感行業(yè)，用專業(yè)的知識和非凡的專注力，加以踏實(shí)打磨的工匠態(tài)度制造傳感器產(chǎn)品。新型傳感器、人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等迅速崛起，為工匠精神插上了創(chuàng)新“翅膀”。面對信息技術(shù)的瞬息萬變和洶涌而來的新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革，工匠精神的亮光又重新點(diǎn)燃。風(fēng)靡世界的蘋果手機(jī)，除去高超的創(chuàng)意與創(chuàng)新，它的成功離不開追求完美的工匠精神[5]。建國70周年，一代代的工匠不斷涌現(xiàn)，變的是時(shí)代的進(jìn)步與科技的發(fā)展，不變的是工匠們踏實(shí)肯干、勤奮鉆研和持之以恒。高水平的傳感器研制，離不開新理念、新姿態(tài)、新一代的能工巧匠。在校大學(xué)生，應(yīng)傳承工匠精神，融合前沿學(xué)科知識，加強(qiáng)研發(fā)設(shè)計(jì)，通過對質(zhì)量、規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)、流程的執(zhí)著追求，從而不斷提升傳感器的品質(zhì)。

（三）智能制造

智能制造，源于人工智能的研究，它是一種人機(jī)一體化智能系統(tǒng)，由人類專家和智能部件共同組成。與傳統(tǒng)制造方式不同的是，智能制造在生產(chǎn)制造全過程中突出了智能化處理，比如分析、思考、推斷、統(tǒng)計(jì)和決策等。通過智能系統(tǒng)和人類的協(xié)同共事，將取代原先人類在生產(chǎn)活動(dòng)中從事的一部分腦力活動(dòng)，并且通過諸如“大數(shù)據(jù)”之類的分析，智能系統(tǒng)在某些問題的分析與處理上將比人類更先進(jìn)與全面。智能制造將傳統(tǒng)的工業(yè)制造引領(lǐng)到一個(gè)高水平、高集成、高度自動(dòng)化的新平臺(tái)，對與傳統(tǒng)工藝既是沖擊，又是一次革新的機(jī)遇[6]。中國各級政府向來都是高度重視制造業(yè)的發(fā)展，《中國制造2025》的出臺(tái)預(yù)示著中國制造將“由大變強(qiáng)”開始轉(zhuǎn)變，其中智能制造扮演著重要角色，和國際上的美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、德國工業(yè)4.0相呼應(yīng)。而在智能制造整體中，傳感器一定是不可或缺的精密部件，傳感器質(zhì)量和精度的高低決定著智能制造的走向與水平，因此以傳感器為代表的感知器件制造將是未來一段時(shí)間內(nèi)重要的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化的關(guān)鍵。已有的《中國制造2025》和《智能傳感器產(chǎn)業(yè)三年行動(dòng)指南（2017-2019）》都對傳感器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提出明確要求，亟需著力研發(fā)擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的高端智能傳感器，助力工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，為實(shí)現(xiàn)智能制造打下夯實(shí)基礎(chǔ)。試想如果沒有傳感器，云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等工程將“巧婦難為無米之炊”智能制造等實(shí)體經(jīng)濟(jì)根本無從談起。智能傳感器作為工業(yè)制造中重要感知器件，它的高水平發(fā)展必將為推動(dòng)中國制造注入強(qiáng)有力的驅(qū)動(dòng)力。

縱觀現(xiàn)有的傳感器研發(fā)與生產(chǎn)單位，相關(guān)企業(yè)及科研院所已近2000家，并以一定速率在增長。這當(dāng)中不乏一定規(guī)模的單位，已經(jīng)具有了較好的產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)。但客觀地講，國內(nèi)傳感器市場雖然競爭激烈，但是生產(chǎn)企業(yè)的發(fā)展仍然無序，沒有一個(gè)領(lǐng)頭羊的企業(yè)，也沒有在國際上叫得響的品牌。剖析原因，之所以缺乏引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展的標(biāo)桿性企業(yè)，關(guān)鍵在于研發(fā)和創(chuàng)新能力較薄弱，核心技術(shù)水平不高，即高端人才的缺失。盡管如此，國內(nèi)傳感器行業(yè)還在努力，整體形勢趨好;大學(xué)里開設(shè)傳感器課程，也是人才培養(yǎng)的關(guān)鍵一步。

作為中國制造轉(zhuǎn)型升級的重要一環(huán)——智能制造，其在大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新一代信息技術(shù)的普及應(yīng)用之下已經(jīng)發(fā)展到一個(gè)新階段，而這一切都離不開智能傳感技術(shù)的應(yīng)用和普及。目前，該領(lǐng)域還面臨諸多困難。由于傳感器技術(shù)復(fù)雜、精度高、穩(wěn)定性要求高，很難實(shí)現(xiàn)規(guī)?；Ｔ谶@個(gè)背景下，國家將著力培育一批傳感器的“專精特”，專心投入傳感器的研制和生產(chǎn)，促進(jìn)智能傳感器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

（四）人才戰(zhàn)略

圖像傳感器市場持續(xù)繁榮，年增長速度達(dá)到了9%，預(yù)計(jì)到2022年市場規(guī)模達(dá)到190億美元。作為傳感器研制的領(lǐng)頭羊之一，索尼公司決定將進(jìn)一步完善圖像傳感器的研發(fā)體制。除了日本本土一直負(fù)責(zé)基礎(chǔ)研究之外，索尼擬將在美歐等地設(shè)立基地;且計(jì)劃在3年內(nèi)投入約6000億日元用于傳感器的設(shè)備投資[7]。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，索尼決定招募更多傳感器研發(fā)工程師，只是日本本土人才缺乏，一名不愿意透露名字的高管表示，日本空缺的職位是求職者數(shù)量的四倍多，索尼只好計(jì)劃未來2、3年內(nèi)在歐洲、美國開設(shè)新研發(fā)中心。此外，索尼還計(jì)劃增加中國技術(shù)支持人員，加深與中國企業(yè)合作關(guān)系。

對比我國的現(xiàn)狀，傳感器行業(yè)發(fā)展起步較晚，相對而言資金、技術(shù)等產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)較為薄弱;更重要的是傳感器的設(shè)計(jì)與制造涉及學(xué)科多，要求知識面廣，新技術(shù)層出不窮，導(dǎo)致高端人才偏少。從培養(yǎng)人才機(jī)制來看，由于書本內(nèi)容遠(yuǎn)跟不上高速發(fā)展的傳感器技術(shù)知識;人才培養(yǎng)的專業(yè)性與實(shí)用性和傳感器現(xiàn)有發(fā)展水平偏離較大;占多數(shù)的傳感器中小企業(yè)找不到理想人才，行業(yè)整體缺乏領(lǐng)軍人才和優(yōu)秀企業(yè)家。而這一現(xiàn)狀，給了我們大學(xué)生一定的機(jī)會(huì)，我們完全有機(jī)會(huì)在行業(yè)技術(shù)研發(fā)、檢測等平臺(tái)上施展才華，獨(dú)立自主培養(yǎng)傳感技術(shù)后備人才。

二、課程思政策略

知曉內(nèi)涵背景和時(shí)代緊迫性之后，我們應(yīng)該重點(diǎn)加強(qiáng)對傳感器課程思政的改革與探索，可以從以下幾方面展開。

（一）教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)形式的改革

對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行進(jìn)一步整合與壓縮，最基礎(chǔ)的理論知識、技術(shù)和方法等課程核心知識點(diǎn)保留，推導(dǎo)內(nèi)容全部刪減，工程問題分析案例進(jìn)一步優(yōu)化，傳感器技術(shù)前沿發(fā)展概況及電力系統(tǒng)應(yīng)用專題內(nèi)容及時(shí)更新。鼓勵(lì)學(xué)生自主查閱文獻(xiàn)并探索研究前沿，嘗試梳理已有傳感器的問題，給出自己的解決方案，增強(qiáng)學(xué)生的責(zé)任心，提高自信心。

課堂教學(xué)有的放矢、重點(diǎn)突出;擴(kuò)理論深度，增技術(shù)廣度，提問題的高度;加大工程問題研究應(yīng)用能力的訓(xùn)練、擴(kuò)充思政案例的教學(xué)內(nèi)容。課程學(xué)習(xí)中強(qiáng)調(diào)學(xué)生課外調(diào)研思政案例的考核要求，適當(dāng)?shù)卦黾诱n程教學(xué)內(nèi)容中自學(xué)部分，將自學(xué)比例定為15%-20%。

此外課堂上，提倡教師將自己的實(shí)際科研工作、海外經(jīng)歷與教學(xué)內(nèi)容相結(jié)合，選取若干個(gè)切入點(diǎn)，開設(shè)思政專題討論研究活動(dòng)。這一環(huán)節(jié)的設(shè)置，既能展示各位專業(yè)教師的科研工作，給學(xué)生接觸專業(yè)前沿知識的機(jī)會(huì);又能體現(xiàn)專業(yè)教師的修養(yǎng)內(nèi)涵，一定程度上會(huì)影響到學(xué)生;同時(shí)在學(xué)生期末考核評分中體現(xiàn)這一部分的考評值。

（二）教學(xué)手段的改進(jìn)和創(chuàng)新

改進(jìn)教學(xué)手段是提高課堂教學(xué)質(zhì)量的一個(gè)有效途徑。課程中復(fù)雜的傳感器原理、結(jié)構(gòu)、制造工藝及應(yīng)用都可以通過視頻、動(dòng)畫得到生動(dòng)、清楚的表現(xiàn)。此外，《大國工匠》等視頻可以很好地詮釋傳感器智造的重要性，突出專業(yè)學(xué)習(xí)的必要，又滌蕩心靈。如今智慧樹、超星、課堂派等軟件的成熟應(yīng)用，教師隨時(shí)可將有展示意義的材料發(fā)送給學(xué)生，實(shí)現(xiàn)全方位浸潤型的課程思政改革。

（三）加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)的比重

這里的實(shí)踐不光局限于實(shí)驗(yàn)室的動(dòng)手實(shí)驗(yàn)或者課程設(shè)計(jì)，更多的是將學(xué)生帶出課堂，前往企業(yè)、展會(huì)去直觀感受傳感器領(lǐng)域的現(xiàn)狀與發(fā)展方向。百聞不如一見，給學(xué)生留下最直觀的印象，再加以引導(dǎo)，才能吸引學(xué)生從“走近”到“走進(jìn)”傳感器的改變。

三、政策建議

以上內(nèi)容是對課程形式本身的思政教育探討;接下來將聚焦改革的實(shí)施者——專業(yè)教師群體，因?yàn)檎n程思政建設(shè)的最終落腳點(diǎn)是教師的教育教學(xué)實(shí)踐。任何形式的教學(xué)教改，主體都是專業(yè)教師去完成。課程思政與一般的教改有區(qū)別，不是專業(yè)知識層面的拓展，而在于理念上的傳遞;需要在知識傳播中強(qiáng)調(diào)價(jià)值引領(lǐng)，輸送正能量。這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，某種程度上需要專業(yè)教師有一定的人文情懷，其對課程思政教學(xué)改革的認(rèn)識、理解、教學(xué)組織的方式方法，都直接影響課程改革的實(shí)施效果。作為高校理工科專業(yè)的教師，要想在專業(yè)課教學(xué)中插入家國情懷、職業(yè)道德、工匠精神等方面的“思政”元素，以強(qiáng)化專業(yè)課的德育功能，除了需要掌握扎實(shí)的專業(yè)知識外，還必須具有開闊的視野，而這種視野的形成很大程度上取決于教師的個(gè)人情懷和人文素養(yǎng)，這是和科學(xué)素養(yǎng)相對的一個(gè)概念。對于傳感器技術(shù)的老師，科學(xué)素養(yǎng)一般不成問題，如何具備人文素養(yǎng)，是需要加強(qiáng)閱讀和學(xué)習(xí)來增加積淀的。

對于工科背景的高校教師來講，適時(shí)的職業(yè)培訓(xùn)是必要的。雖然各個(gè)專業(yè)課程授課方式和授課內(nèi)容均有較大差異，但師德師風(fēng)教育是普適的，一方面有助于專業(yè)教師能夠迅速加入課程思政的工作;另一方面使得專業(yè)教師不斷更新和改進(jìn)對于當(dāng)前大學(xué)生心理動(dòng)向的把握，再結(jié)合專業(yè)知識，講出來的課才能讓大學(xué)生更加容易接受。

此外，院系應(yīng)踴躍開展“課程思政”示范講堂，積極鼓勵(lì)課程思政并進(jìn)行教學(xué)模式改革的引導(dǎo)，重點(diǎn)是“走出去”和“引進(jìn)來”。組織教師前往“三全育人”示范高校進(jìn)行培訓(xùn)與學(xué)習(xí)，交流總結(jié)經(jīng)驗(yàn);適時(shí)邀請清華大學(xué)、中國人民大學(xué)等首批試點(diǎn)高校的“三全育人”相關(guān)教授到高校進(jìn)行“課程思政”的講座和培訓(xùn)，答疑解惑，這樣有助于各高校教師群體的先進(jìn)性和“三全育人”的實(shí)踐性。

四、結(jié)束語

習(xí)近平總書記在全國高校思政工作會(huì)議上的講話要求我們在加強(qiáng)高校課程思政教育工作中，嚴(yán)格把控課程改革的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，充分發(fā)揮專業(yè)課課堂教學(xué)在育人中的作用，努力將思政教育貫穿于基礎(chǔ)教學(xué)中，將教書育人時(shí)刻牢記在心，長期堅(jiān)持常抓不懈，全方位、精心培養(yǎng)好社會(huì)主義建設(shè)有用人才，用“傳感智能制造”向世界詮釋強(qiáng)國夢。

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