光電技術(shù)課程思政教學(xué)研究*

陸益敏 王海

安徽工程大學(xué)機械工程學(xué)院 安徽蕪湖 241000

0 引言

光電效應(yīng)是貫穿于光電技術(shù)課程的主線和基本理論依據(jù)，其中涉及光波粒二象性、光子假說、熱輻射理論及半導(dǎo)體物理等知識點[1]。這些理論從最初建立到中期完善，基本在20 世紀(jì)的歐洲完成，艾爾伯特·愛因斯坦、馬克斯·普朗克、瑪麗亞·居里、馬克斯·玻恩、尼爾斯·波爾等相關(guān)理論提出者或?qū)嶒烌炞C者都是歐洲的科學(xué)家。學(xué)生時常會提出這樣的疑問：“中國在光電領(lǐng)域有哪些科學(xué)家”“中國在光電領(lǐng)域有哪些成就”。這些看似學(xué)生的好奇行為，實際上是一種對中國科技向高水平發(fā)展的向往，學(xué)生內(nèi)心充滿對肯定回答的渴望，是發(fā)自內(nèi)心的、最樸實的民族自尊心的體現(xiàn)[2-3]。

為滿足學(xué)生的期待、激發(fā)學(xué)生的愛國情懷與擔(dān)當(dāng)意識，更為貫徹習(xí)近平總書記關(guān)于“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(xué)全過程，實現(xiàn)全過程育人、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”[4-5]的重要指示，光電技術(shù)課程梳理新中國建立以來光電領(lǐng)域的科技、設(shè)備、應(yīng)用發(fā)展?fàn)顩r及具有國際先進(jìn)性和國內(nèi)領(lǐng)先性的案例，整理出在光電領(lǐng)域中發(fā)揮重大作用的學(xué)術(shù)大家、優(yōu)秀機構(gòu)/團隊及默默貢獻(xiàn)的平凡個人，緊密圍繞“光電”這個主題，并在光電技術(shù)課程相關(guān)章節(jié)講授中自然切入，杜絕為思政而思政的“兩張皮”[6-7]。

1 光電技術(shù)課程概況

光電技術(shù)課程共32 學(xué)時，為滿足教學(xué)大綱要求，從多年的教學(xué)經(jīng)驗考慮，學(xué)院近年來采用由天津大學(xué)王慶有教授主編、電子工業(yè)出版社出版的《光電技術(shù)》（第4 版）。該教材主要側(cè)重于半導(dǎo)體光電效應(yīng)基礎(chǔ)知識、光電轉(zhuǎn)換基本電路及光電技術(shù)應(yīng)用[8]，能夠很好地適應(yīng)教師的備課和講授；同時，經(jīng)過多位授課教師和專業(yè)負(fù)責(zé)人的共同研討，弱化其中部分章節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)。該教材深入淺出，能被大多學(xué)生接受。

2 光電技術(shù)課程思政教學(xué)方案

課程思政教學(xué)改革的目的在于向?qū)W生傳遞知識、講授技能的同時，將塑造和引領(lǐng)學(xué)生的價值觀與知識傳授有機結(jié)合，關(guān)注“學(xué)生怎么樣了”“學(xué)生有什么收獲”[7,9]。

2.1 認(rèn)清教育形勢，調(diào)整育人策略

光電技術(shù)課程思政教學(xué)目標(biāo)為：1）培養(yǎng)愛國主義，教育學(xué)生熱愛和擁護(hù)中國共產(chǎn)黨，不忘初心、牢記使命，立志扎根人民、奉獻(xiàn)國家，將專業(yè)所學(xué)實踐于國家建設(shè)中；2）樹立堅定理想，引導(dǎo)學(xué)生樹立遠(yuǎn)大理想和中國特色社會主義共同理想，增強中國特色社會主義道路自信、理論自信、制度自信、文化自信，立志肩負(fù)起民族復(fù)興的時代重任；3）錘煉品德修為，突出誠信引導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生道德素養(yǎng)，讓學(xué)生明白誠信是大學(xué)生基本學(xué)術(shù)誠信的最根本要求；4）激發(fā)奮斗精神，激勵學(xué)生樹立高遠(yuǎn)志向，敢于擔(dān)當(dāng)，具有勇于奮斗的精神狀態(tài)、樂觀向上的人生態(tài)度，做到剛健有為、自強不息。

2.2 貫徹“四有”原則

“四有”原則是指光電技術(shù)課程思政力求有高度、有深度、有廣度、有熱度[10]。有高度，即立足于國家建設(shè)、社會需求和學(xué)校定位的角度看課程教學(xué)，高屋建瓴地理解專業(yè)人才培養(yǎng)的重要意義，拓展課程教學(xué)的時空和學(xué)生學(xué)習(xí)的高度；有深度，即把握專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)對課程教學(xué)的要求，結(jié)合專業(yè)要求，遵循課程的知識體系，將思政元素融入課程中；有廣度，既培養(yǎng)求真務(wù)實、實踐創(chuàng)新、精益求精的工匠精神，又培養(yǎng)踏實嚴(yán)謹(jǐn)、耐心專注、吃苦耐勞、追求卓越、誠信為本的優(yōu)良品質(zhì)；有熱度，貼近時代、貼近實踐、貼近學(xué)生，結(jié)合熱點話題、熱門事件，引導(dǎo)學(xué)生用自己的理解看世界，體會國家的發(fā)展，從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，增強“四個自信”“四個認(rèn)同”。

2.3 研究并實踐光電技術(shù)課程思政教學(xué)

深入開發(fā)光電技術(shù)課程的教學(xué)資源，更有效地將專業(yè)課程與思政教育有機融合，結(jié)合教師自身經(jīng)歷和教學(xué)經(jīng)驗，密切聯(lián)系學(xué)生的專業(yè)、發(fā)展及后期可能的工作領(lǐng)域，緊跟時事，讓思政與時代熱點相扣、與學(xué)生未來工作崗位相連、與學(xué)生的人生成長相關(guān)[11]。光電技術(shù)課程資源深入開發(fā)著力于兩個方面：一是講解知識點時，將相關(guān)的社會主義核心價值觀、工匠精神、團隊精神、擔(dān)當(dāng)意識等方面的思政元素自然滲透于教學(xué)過程，培養(yǎng)學(xué)生精益求精的大國工匠精神；二是結(jié)合每章學(xué)習(xí)內(nèi)容，向?qū)W生介紹光學(xué)、光電子領(lǐng)域的人和事，講述名人大家“飲水思源”、為國奮斗的故事，融入當(dāng)代平凡崗位鑄就不平凡事業(yè)的時代楷模和平凡人物，讓學(xué)生切切實實地感受與專業(yè)知識點有關(guān)聯(lián)的思政元素，并在潛移默化中欣然接受。光電技術(shù)課程思政教學(xué)方案如表1 所示。

表1 光電技術(shù)課程思政教學(xué)方案

每章知識點及思政要素如下。

第1 章 光電技術(shù)基礎(chǔ)

知識點：掌握光輻射的度量、光譜輻射分布與量子流速率、物體熱輻射以及輻射度參數(shù)與光度參數(shù)的關(guān)系，了解半導(dǎo)體對光的吸收和光電效應(yīng)。

思政要素：飲水思源。王大珩，男，1915 年2月出生，原籍江蘇吳縣（今蘇州市），中國兩院院士，中國近代光學(xué)工程的重要學(xué)術(shù)奠基人、開拓者和組織領(lǐng)導(dǎo)者，“兩彈一星功勛獎?wù)隆鲍@得者，杰出的戰(zhàn)略科學(xué)家、教育家。雖然出生于日本東京，但從不忘記自己是中國人，克服重重困難學(xué)成歸國，為中國光學(xué)事業(yè)的起步、發(fā)展奠定極其重要的基礎(chǔ)，被稱為中國“光學(xué)之父”。部分教學(xué)課件如圖1所示。

圖1 光電人物：“光學(xué)之父”王大珩

第2 章 光電導(dǎo)器件

知識點：了解光敏電阻的原理與結(jié)構(gòu)，掌握光敏電阻的基本特征、光敏電阻的變換電路及光敏電阻的應(yīng)用實例。

思政要素：志存千里、高瞻遠(yuǎn)矚?！安灰僦v科學(xué)儀器重要不重要的問題了，國家要富強，必須發(fā)展國產(chǎn)科學(xué)儀器?！边@是中國工程院院士金國藩的呼吁。從對光電器件、儀器的選擇需要有高瞻遠(yuǎn)矚的意識和志存高遠(yuǎn)的胸懷，才能夠得到令人信服的科學(xué)結(jié)論。引導(dǎo)學(xué)生在解決問題、分析問題時，善于思考、勤于思考。

第3 章 光生伏特器件

知識點：掌握光電二極管、其他光生伏特器件及伏特器件的偏置電路，了解體光電器件的特性參數(shù)與選擇。

思政要素：不忘初心，牢記使命。介紹中國信息光電子事業(yè)主要開拓者、光電子學(xué)家、中國科學(xué)院院士王啟明。瞄準(zhǔn)中國光電領(lǐng)域與國外差距，立志發(fā)展中國的信息光電子事業(yè)，在20 世紀(jì)70 年代的特殊時期臨危受命，主持研制我國第一臺室溫連續(xù)波運作10 萬小時的半導(dǎo)體GaAs 激光器，在多個光電子理論與技術(shù)方面實現(xiàn)零的突破。啟發(fā)學(xué)生做人做事首先要以大局為重，站在人民事業(yè)的肩膀上，無往而不勝。

第4 章 光電發(fā)射器件

知識點：了解電發(fā)射陰極，掌握光電管與光電倍增管的工作原理、倍增管的基本特性和倍增管的供電電路，了解倍增管的典型應(yīng)用。

思政要素：平凡崗位造就不平凡事業(yè)。引入國防科技大學(xué)年輕的副教授侯靜，她雖然是一名普通的軍校教員，但她勇于擔(dān)當(dāng)、堅持不懈和不斷創(chuàng)新，攻克了高能激光武器中的一個個難題，成為中國人心中的“激光女神”。

第5 章 發(fā)光器件與光電耦合器件

知識點：掌握二極管的基本工作原理與特性，了解二極管的應(yīng)用與半導(dǎo)體激光器；掌握耦合器件及其應(yīng)用。

思政元素：創(chuàng)新精神和工匠精神。特立獨行的陸軍工程大學(xué)程勇教授，瞄準(zhǔn)戰(zhàn)場惡劣環(huán)境對激光器的苛刻要求，打破思維定式，用亙古不變的創(chuàng)新精神和堅持不懈的工匠精神，發(fā)明了免調(diào)試固體激光器，創(chuàng)造出經(jīng)得起戰(zhàn)場環(huán)境考驗的克敵利器。

第6 章 幾何方法的光電信息變換

知識點：掌握變換電路的分類，了解基于幾何光學(xué)方法的光電信息變換及其電路。

思政要素：團隊精神。每年各省市都舉行光電技術(shù)方面的技能大賽，促進(jìn)光電事業(yè)的發(fā)展和創(chuàng)新，需要通力合作的團隊精神；全國大學(xué)生光電設(shè)計大賽順利舉辦十屆，旨在提高團隊成員緊密合作、精誠團結(jié)，發(fā)揮光電技術(shù)及其應(yīng)用的精髓。

第7 章 物理方法的光電信息變換

知識點：掌握相干光（激光）的干涉與衍射原理，了解基于物理光學(xué)方法的光電信息變換及其電路。

思政要素：傳承精神與擔(dān)當(dāng)意識。中國科學(xué)院長光所、安光所、上光所、西光所的建立和發(fā)展體現(xiàn)出中國光電科學(xué)技術(shù)的傳承，是一部中國發(fā)展史的縮影；同時，需要更多的年輕人投身光電科技的發(fā)展，勇于擔(dān)當(dāng)、敢于創(chuàng)新才能有更加輝煌的成就。

第8 章 圖像信息的光電變換

知識點：了解傳感器簡介、成像原理與電視制式，掌握耦合器件和CMOS 圖像傳感器；了解熱成像和圖像的增強與變像。

思政要素：民族自豪感、自信心。展示中國的光電成就：1）領(lǐng)先國際的氟代硼鈹酸鉀（KBBF）晶體，唯一能實際輸出深紫外激光的非線性光學(xué)晶體，2009 年開始禁止對外出口，可見其戰(zhàn)略價值，部分教學(xué)課件如圖2 所示；2）軍事光電技術(shù)新寵新型低層防空武器——“低空衛(wèi)士”和“沉默獵手”，對低小慢目標(biāo)實施無附帶損傷的打擊，建立區(qū)域防空安全。展現(xiàn)中國光電事業(yè)發(fā)展成績，激發(fā)學(xué)生樹立民族自信心和自豪感。

圖2 光電成就：“卡美國脖子”的KBBF 晶體

3 相關(guān)配套措施

光電技術(shù)課程思政不是簡單地植入概念，而是要將思政元素融入課程中，讓學(xué)生受到感染，激發(fā)學(xué)生的愛國主義情懷，培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)態(tài)度、工匠精神，幫助學(xué)生樹立正確的人生觀、價值觀和世界觀，需要建設(shè)光電技術(shù)思政教學(xué)案例庫、建立育人效果考核評價機制和強化課程全面育人理解等。相關(guān)配套措施體現(xiàn)在四個方面：1）根據(jù)光電技術(shù)知識體系的主要內(nèi)容分割知識點，組織教師編寫思想政治教育案例，結(jié)合網(wǎng)上案例庫，根據(jù)實際授課的效果及最新的發(fā)展趨勢不斷調(diào)整；2）建立課程思政評價和反饋機制，建立光電技術(shù)課程育人功能的評價體系和反饋渠道，力求客觀、全面；3）定期組織教學(xué)團隊成員討論課堂教學(xué)和課后作業(yè)效果，要求專業(yè)及同行對課程思政育人效果的評價，通過問卷、訪談、座談等形式了解學(xué)生的學(xué)習(xí)效果；4）根據(jù)評價結(jié)果分析不足，不斷改進(jìn)并完善課程思政體系，實現(xiàn)課程育人、反饋、改進(jìn)的良好循環(huán)，進(jìn)一步提升課程思政的育人功能。

4 結(jié)束語

課程思政不是將思政元素強行插入課程教學(xué)、相互割裂，而是聯(lián)系課程過程中的知識點有機融入相關(guān)具有正能量的人、事、物，引導(dǎo)學(xué)生增強愛國情操、民族情懷和團隊情感，不斷地激勵他們的創(chuàng)新精神和擔(dān)當(dāng)意識。光電技術(shù)課程通過融入中國光電領(lǐng)域的研究大家和平凡人物，引導(dǎo)學(xué)生積極進(jìn)取的學(xué)習(xí)和工作熱情；通過講述中國光電領(lǐng)域的研究機構(gòu)發(fā)展和成就，激勵學(xué)生的民族自信心、自尊心和自豪感；宣傳歷屆大學(xué)生光電競賽，鼓勵學(xué)生參加相關(guān)賽事，用實際行動來增強學(xué)生對團隊精神的理解、感悟和實踐。近一年，兩個專業(yè)的光電技術(shù)課程教學(xué)顯示，該課程思政取得了良好的效果。