“傳感器原理”課程思政教學探索

鄧亞琦 李穩(wěn)國 李加升

摘要：圍繞立德樹人基本目標，結合“傳感器原理”的課程特點，挖掘課程內容中的思政元素。在理論教學中，通過闡述傳感器技術發(fā)展現狀和技術瓶頸、講述科學家的探索歷程、結合專業(yè)知識和時事熱點，提高學生的愛國熱情、科學思維和民族自豪感;在實踐教學中，通過聯系實際和自主設計實驗，提升學生的思辨能力和創(chuàng)新思維;最后探索思政教學效果評價方法;為“傳感器原理”課程思政提供新思路和新路徑。

關鍵詞：課程思政;傳感器;時事熱點;創(chuàng)新思維

中圖分類號：G642? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2022）18-0126-02

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1 引言

習近平總書記在全國高校思想政治工作會議上明確指出：“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[1-2]。” 為了滿足思政背景下的課程建設要求，筆者積極探索，在 “傳感器原理”的課程內容和教學方式中融入思政元素，旨在教授學生專業(yè)知識的同時培養(yǎng)學生理性思維、探索意識、思辨能力和創(chuàng)新意識，達到思政育人貫穿教學建設全過程的目的。

2 “傳感器原理”課程思政建設的意義

“傳感器原理”是電子信息工程、物聯網工程、光電信息工程等專業(yè)的一門核心課程，也是一門全面、系統(tǒng)培養(yǎng)學生綜合素質的課程。在課程設置中起到了承上啟下的作用，前序課程以模擬電子技術、數字電子技術、電路分析為基礎，為后續(xù)的學科競賽和實習畢設做準備。從宏觀上的茫茫宇宙、微觀上的粒子世界到自動化生產中每個環(huán)節(jié)都需要借助各種傳感器來感知和獲取外界信息，因此傳感器技術在基礎學科研究、現代工業(yè)生產、信息智能系統(tǒng)中占有舉足輕重的地位。

為貫徹黨的教育方針，對專業(yè)課程進行思政建設，將家國情懷、理想信念、科學思維、文化自信、創(chuàng)新意識等融入教學過程，最終實現全程育人、全方位育人[3-6]?；诹⒌聵淙说慕逃砟?，課程思政是落實人才培養(yǎng)的基本要求;是高校培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的重要途徑;是實現科技興國的必要條件;是國家教育和社會發(fā)展的現實需要;對于幫助學生健康成長成才、樹立正確三觀、提高科學文化素養(yǎng)等具有重要意義[7-9]。

工科專業(yè)課程通常側重于理論知識和專業(yè)技能的傳授，往往對學生思想政治教育的重視程度不高。此外，不同于中國近代史綱要、馬克思主義基本原理概論等思政課程，專業(yè)課程的思政教育不是生硬地在課程講授中預留出思政教學模塊，而是在課程內容中挖掘出思政元素，在專業(yè)知識顯性教學中涵蓋思政教育的隱性教學，實現專業(yè)知識和思政元素的融合統(tǒng)一和相互促進。針對上述問題，筆者有設計、有計劃地將“傳感器原理”的課程內容與價值引導相結合，避免專業(yè)知識和思政教育割裂，潛移默化地培養(yǎng)學生科學思維、創(chuàng)新意識和工匠精神，達到專業(yè)課程思政育人的目的。

3 “傳感器原理”課程教學思政的探索

“傳感器原理”的知識目標是讓學生掌握基本的傳感器工作原理，了解敏感元件的工作特性，掌握常見物理量的測量方法，培養(yǎng)學生根據實際需要測量和控制物理參數的能力?！皞鞲衅髟怼钡恼n程內容包括霍爾式傳感器、電容式傳感器、熱敏元件、氣敏元件、壓電式傳感器等各類傳感器的工作原理和應用，而課程思政主要考慮如何有設計、有層次地將上述專業(yè)知識和思政元素進行有機融合，使學生在掌握原理知識和技術的基礎上，培養(yǎng)家國情懷、科學思維和文化素養(yǎng)。因此，根據“傳感器原理”的課程特點，擬在教學過程中結合時事熱點、產業(yè)形式、發(fā)展歷程等現實因素，從理論教學和實踐教學兩方面提煉、融合思政元素，探索教學效果評價方法來持續(xù)改進思政教育，達到全程育人、立德樹人的目的?！皞鞲衅髟怼闭n程思政的總體設計如圖1所示。

3.1 理論教學融入思政元素

首先，在理論教學過程挖掘家國情懷、理想信念、文化自信、科學精神等思政元素。結合專業(yè)知識點，表1給出了本文對于“傳感器原理”理論教學的思政元素設計思路。

具體來說，“傳感器原理”理論教學的思政探索包括以下三個方面：

1）堅持科技強國，激發(fā)愛國熱情。在理論教學中常常涉及各類傳感器的應用及發(fā)展前景，通過闡述當前傳感器發(fā)展面臨的技術瓶頸和各項挑戰(zhàn)，強調科技興國戰(zhàn)略，激發(fā)學生科技強國的使命感和責任感。傳感器在現代電子科技中舉足輕重，是現代信息技術三大支柱之一，是我國自動化技術發(fā)展的核心技術。“中國制造2025”“十三五國家科技創(chuàng)新規(guī)劃”等一系列國家政策都展現了我國發(fā)展傳感器技術的決心。隨著工業(yè)現代化的高速增長，經過多年發(fā)展和積累，我國傳感器技術有了一定進步;但我國傳感器技術仍面臨基礎技術水平和自主創(chuàng)新能力薄弱的問題，傳感器技術的科研化和產業(yè)化水平與科技發(fā)達國家還存在一定差距。在教學過程中，結合當前發(fā)展現狀和科技前沿，培養(yǎng)學生學術意識和產業(yè)化意識。同時，強調關鍵核心科技須掌握在自己手中，激發(fā)科技興國的愛國熱情。

2）結合時事熱點，提高學習興趣。首先結合航空航天、“中國天眼”等時事熱點引出相關傳感器的工作原理，然后利用理論工具擴展現實應用，不僅增強了學生的民族自豪感又激發(fā)了學生的學習興趣。比如，在這次新冠肺炎疫情防控阻擊戰(zhàn)中，黨和國家表現出科學合理的防控引導，中華人民表現出團結英勇的戰(zhàn)斗品質，以此激發(fā)學生強烈的民族認同感和自豪感。在此基礎上，說明體溫檢測是阻斷疫情擴散的關鍵，而基于非接觸測量、高精度和高穩(wěn)定性等特點，紅外測溫儀在這次疫情管控下起到了至關重要的作用。進而，引導學生對紅外溫度傳感器工作原理的理解，擴展其在疫情防控中的應用場景，比如結合紅外測溫原理、人臉識別、人工智能技術的紅外熱成像測溫系統(tǒng)，在疫情防控中可有效提高測溫效率，以此進一步激發(fā)學生的學習興趣。

3）樹立科學偶像，培養(yǎng)探索精神。通過介紹傳感器工作原理中科學家的探索歷程及所做貢獻，激發(fā)學生科學思維，樹立科學偶像。比如，在霍爾式傳感器的工作原理中，通過講述從金屬中發(fā)現霍爾效應，到半導體的整數量子霍爾效應，再到后續(xù)的量子反?；魻栃@一發(fā)展過程中科學家們不斷求索的事跡，展現科學家不斷突破和追求真理的精神;在壓電元件的工作原理中，通過講述壓電現象、壓電效應、晶體結構與壓電性關系的發(fā)展歷程，展現科學研究的持續(xù)性，培養(yǎng)學生刻苦鉆研、探索科學的精神。同時，引導學生思考基礎理論的發(fā)展對傳感器技術的影響，闡述原始創(chuàng)新的重要性。

3.2 實踐教學融入思政元素

其次，在實踐教學過程挖掘思辨能力、創(chuàng)新精神等思政元素，表2給出了本文對于“傳感器原理”實踐教學的思政元素設計思路。

具體來說，“傳感器原理”實踐教學的思政探索包括以下兩個方面。

1）理論與應用結合，提升思辨能力。理論聯系實際是我黨三大優(yōu)良作風之一，為我們認識、分析和處理問題提供了根本遵循和思想基礎。在實踐教學中，以小組為單位完成傳感器實驗，深入探究專業(yè)知識并與應用有機結合，在提高學生實踐能力的同時提升分析能力和協作意識。此外，在實踐環(huán)節(jié)強化傳感器實用性知識的傳授，比如電阻屏和電容屏的區(qū)別和原理、熱敏元件的適用范圍等。在此基礎上，對傳感器實驗做引申，將傳感器基礎測量與生活實際相結合，挖掘傳感器技術發(fā)展與日常生活、產業(yè)發(fā)展的關系。傳感器未來發(fā)展趨勢傾向于微型化、智能化、集成化，結合發(fā)展趨勢引導學生從多角度分析與解決復雜問題，提升學生思辨能力。

2）提高實踐能力，啟發(fā)創(chuàng)新思維?；趯W科競賽內容與教師科研項目，融入電子信息行業(yè)的新技術，設計出理論與實踐相結合的綜合性實驗。比如，由傳感器采集的溫度、距離、濕度、光照強度等多種類型的數據信息傳遞給后面的檢測控制系統(tǒng)，集成多種技術實現報警、調節(jié)、信息傳送等一系列功能，以此提高學生分析、解決復雜工程問題的能力。從微項目中分解出可讓學生自主設計實驗的問題或任務，將發(fā)現問題、解決問題作為教學核心，注重自主創(chuàng)新和動手實踐能力的培養(yǎng)。其中，學生根據選題查閱搜集相關文獻和前沿技術，以提高系統(tǒng)精度和性能為目標，設計實驗方案并撰寫報告，以此啟發(fā)學生的創(chuàng)新思維。

3.3 思政教學效果評價

為進行思政教學效果評價，在考核知識的同時，將科學思?維方法、復雜問題分析能力等素質目標融入平時成績和卷面成績。具體來說，平時成績占總成績的40%，其中平時成績中的隨堂練習、課堂表現、小組談論中增加育人核心要素的考核。卷面成績占總成績的60%，主要考核知識能力和素質水平，其中思維方法和分析能力等相關試題占卷面成績的10%。

在此基礎上，從評價結果中分析理論教學和實踐教學過程中思政教育存在的不足，并以問題為導向持續(xù)改進和完善教學內容和教學方法，提高課程思政成效，促進全方位育人目標的達成。

4 結語

基于立德樹人的育人要求，從理論教學、實踐教學、教學效果評價三方面對傳感器課程的思政建設進行思考和探索。在理論教學過程中，通過講述傳感器技術瓶頸激發(fā)科技興國的熱情;結合時事熱點增強民族自豪感;介紹科學家探索歷程培養(yǎng)科學思維。在實踐教學過程中，通過聯系實際和自主設計實驗提高思辨能力和創(chuàng)新思維。最后探索了思政教學效果評價方法。本文可為推進專業(yè)課程思政教育的發(fā)展提供新思路。

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【通聯編輯：梁書】