生物醫(yī)學(xué)光學(xué)課程思政融入式理論教學(xué)探索

黃璐 周建華

摘? 要：生物醫(yī)學(xué)光學(xué)是生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的重要課程，是研究光與生物組織的相互作用原理及原理衍生出的方法、技術(shù)、儀器和應(yīng)用的一門科學(xué)，具有光學(xué)、生命科學(xué)、工程學(xué)和醫(yī)學(xué)等多門理工學(xué)科交叉的特點(diǎn)。傳統(tǒng)生物醫(yī)學(xué)光學(xué)理論教學(xué)注重概念分析與公式講解，缺乏思政元素與專業(yè)知識的交叉滲透及有機(jī)融合，難以實(shí)現(xiàn)全員全程全方位育人的課程思政改革目標(biāo)。針對該課程，以《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》為指導(dǎo)，結(jié)合光子傳輸?shù)拿商乜_模擬、光學(xué)基礎(chǔ)理論、激光原理等具體課堂案例，從科學(xué)思維方法的訓(xùn)練、探索未知與追求真理的責(zé)任感和使命感的培養(yǎng)、家國情懷和使命擔(dān)當(dāng)?shù)呐嘤矫娣治霾⑻接懫淙谌胧秸n程思政教學(xué)方式，以深化課程思政改革，提升課程育人質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)；生物醫(yī)學(xué)光學(xué)；課程思政；融入式課程；理論教學(xué)

中圖分類號：G641? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2023）30-0115-04

Abstract： Biomedical Optics is an important course for the major of biomedical engineering. It involves the principle of light-tissue interaction and the derived methods， techniques， instruments and applications， which is characterized by multidisciplinary intersection of optics， life science， engineering and medicine. The conventional in-class teaching of Biomedical Optics focuses on concept analysis and formula explanation， and lacks the integration of curriculum ideological and political education and professional knowledge， which is difficult to achieve the curriculum ideological and political education goal of full-scale， whole-process and all-around education. In this work， with combination of the "Guidelines for the Construction of Ideological and Political Education in Colleges and Universities" and several examples such as Monte Carlo simulations of photon transport， basic theory of Optics， and the laser principles， we analyze and discuss the integration of biomedical optics and the curriculum ideological and political education in three aspects： training of the scientific thinking ability， establishment of a sense of responsibility to explore the unknown and pursue truth， and cultivation of patriotism， in order to promote the reform in curriculum ideological and political education and improve the quality of education.

Keywords： biomedical engineering; Biomedical Optics; curriculum ideological and political education; integrative course; theore ticd teaching

2019年，習(xí)近平總書記提出了“要堅持顯性教育和隱性教育相統(tǒng)一，挖掘其他課程和教學(xué)方式中蘊(yùn)含的思想政治教育資源，實(shí)現(xiàn)全員全程全方位育人”的深刻觀點(diǎn)[1]。2020年，教育部印發(fā)的《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》（以下簡稱《綱要》）明確指出，要把思想政治教育貫穿人才培養(yǎng)體系，全面推進(jìn)高校課程思政建設(shè)，發(fā)揮好每門課程的育人作用，提高高校人才培養(yǎng)質(zhì)量[2]。

為響應(yīng)課程思政改革號召，越來越多的課程進(jìn)行了思政融入式教學(xué)方式探索，以提升課程育人質(zhì)量[3-5]。然而，隨著科學(xué)技術(shù)與高科技產(chǎn)業(yè)的加速變革，新的學(xué)科交叉點(diǎn)不斷涌現(xiàn)，多學(xué)科交叉的理工科專業(yè)課程加速布局，而針對該類課程的思政融入式理論教學(xué)仍有待進(jìn)一步探索。

一? 將思想政治教育融入生物醫(yī)學(xué)光學(xué)課程的意義

生物醫(yī)學(xué)光學(xué)是生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的特色課程，是研究光與生物組織的相互作用原理及原理衍生出的方法、技術(shù)、儀器和應(yīng)用的一門科學(xué)，是光學(xué)、生命科學(xué)、工程學(xué)和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域相互交叉、相互滲透的新興研究領(lǐng)域。生物醫(yī)學(xué)光學(xué)的發(fā)展為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)及生命科學(xué)提供了諸多更加精確、無損的生物醫(yī)學(xué)檢測及成像技術(shù)，不僅促進(jìn)了生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)等基礎(chǔ)科學(xué)的發(fā)展，也促進(jìn)了現(xiàn)代醫(yī)療技術(shù)的進(jìn)步。鑒于學(xué)科發(fā)展和行業(yè)需求，近年來，生物醫(yī)學(xué)光學(xué)已成為生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)學(xué)生必修的一門重要課程。

作為一門新興交叉型理工科課程，生物醫(yī)學(xué)光學(xué)的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)較少，大多仍遵照傳統(tǒng)理工科重“智育”、輕“德育”的教學(xué)方式，即注重概念分析與公式講解，而缺乏思政元素與專業(yè)知識的交叉滲透及有機(jī)融合[6-7]，故而難以實(shí)現(xiàn)全員全程全方位育人的課程思政改革目標(biāo)。

為落實(shí)立德樹人根本任務(wù)，本文以《綱要》中提出的對于理學(xué)、工學(xué)類專業(yè)課程“要在課程教學(xué)中把馬克思主義立場觀點(diǎn)方法的教育與科學(xué)精神的培養(yǎng)結(jié)合起來，提高學(xué)生正確認(rèn)識、分析和解決問題的能力。理學(xué)類專業(yè)課程要注重科學(xué)思維方法的訓(xùn)練和科學(xué)倫理的教育，培養(yǎng)學(xué)生探索未知、追求真理、勇攀科學(xué)高峰的責(zé)任感和使命感。工學(xué)類專業(yè)課程，要注重強(qiáng)化學(xué)生工程倫理教育，培養(yǎng)學(xué)生精益求精的大國工匠精神，激發(fā)學(xué)生科技報國的家國情懷和使命擔(dān)當(dāng)”，以及對于專業(yè)教育課程“要根據(jù)不同學(xué)科專業(yè)的特色和優(yōu)勢，深入研究不同專業(yè)的育人目標(biāo)，深度挖掘提煉專業(yè)知識體系中所蘊(yùn)含的思想價值和精神內(nèi)涵，科學(xué)合理拓展專業(yè)課程的廣度、深度和溫度，從課程所涉專業(yè)、行業(yè)、國家、國際、文化和歷史等角度，增加課程的知識性、人文性，提升引領(lǐng)性、時代性和開放性”等重要觀點(diǎn)為指導(dǎo)。從科學(xué)思維方法的訓(xùn)練、探索未知與追求真理的責(zé)任感和使命感的培養(yǎng)、家國情懷和使命擔(dān)當(dāng)?shù)呐嘤矫娣治錾镝t(yī)學(xué)光學(xué)的融入式課程思政教學(xué)方式（圖1），初步探討針對交叉型理工科課程的思政融合式教學(xué)方式。

二? 生物醫(yī)學(xué)光學(xué)課程思政融入式理論教學(xué)探索

（一）? 科學(xué)思維方法的訓(xùn)練

《綱要》中提出，對于理學(xué)、工學(xué)類專業(yè)課程“要注重科學(xué)思維方法的訓(xùn)練”?？茖W(xué)思維是一種建立在事實(shí)和邏輯基礎(chǔ)上， 運(yùn)用比較、分析、歸納和演繹等方法探求事物本質(zhì)和規(guī)律的理性思考活動[8]?？茖W(xué)思維的訓(xùn)練不僅能有效提高學(xué)生學(xué)習(xí)效果，對引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的思維方法、理解事物發(fā)展規(guī)律及掌握辯證唯物主義和歷史唯物主義原理也具有重要意義。

課堂授課是課堂教學(xué)建設(shè)的重要環(huán)節(jié)，是影響學(xué)生思想和行為的最直接方式。在生物醫(yī)學(xué)光學(xué)課堂授課環(huán)節(jié)中，可通過引導(dǎo)學(xué)生在課堂中應(yīng)用比較、分析、歸納和演繹等方法，加強(qiáng)其科學(xué)思維方法的訓(xùn)練。例如，在“蒙特卡羅模擬光子傳輸”一章中，需要學(xué)生掌握如何應(yīng)用蒙特卡羅模擬求解光在組織體中的分布以及探測器接收光的時域信息。傳統(tǒng)課堂教學(xué)通常直接講授蒙特卡羅模擬的計算及推導(dǎo)過程。該方法雖能達(dá)到傳授學(xué)生理論知識的基本課程目標(biāo)，但難以訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)思維能力，實(shí)現(xiàn)育人和育才相統(tǒng)一。而采用思政融入式教學(xué)方式，則能顯著激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并實(shí)現(xiàn)對學(xué)生科學(xué)思維能力的訓(xùn)練。具體地，可先通過提出問題“如何求解不規(guī)則圖形面積？”激發(fā)學(xué)生思考；其次，通過比較隨機(jī)投點(diǎn)求解不規(guī)則圖形面積的簡單案例使學(xué)生理解利用數(shù)學(xué)建模將問題轉(zhuǎn)化為概率模型的思想；在此基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生思考如何類比和歸納不規(guī)則圖形面積問題，求解光子在組織體中的傳播行為。通過訓(xùn)練其比較、分析、歸納和演繹思維，使學(xué)生更深刻地理解蒙特卡羅模擬光子傳輸?shù)牡讓舆壿嫞瑥亩玫貙⒃摲椒☉?yīng)用于其他場景。再例如，在介紹“激光”時，需要學(xué)生掌握激光產(chǎn)生的原理。傳統(tǒng)課堂教學(xué)通常直接講授粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布、泵浦及增益等激光原理相關(guān)的概念，無法有效訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)思維能力。為解決該問題，可采用課程思政融入式教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生通過比較、分析、歸納和演繹等方法探求激光產(chǎn)生的本質(zhì)，從而培養(yǎng)學(xué)生具備正確的科學(xué)思維方法，以更好理解事物發(fā)展規(guī)律和原理。

《綱要》指出，高校課程思政應(yīng)融入課堂教學(xué)建設(shè)全過程，包括課堂授課、研討、作業(yè)論文等多個環(huán)節(jié)[2]。因此除課堂授課外，還應(yīng)通過研討、作業(yè)、課程論文等環(huán)節(jié)進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用比較、分析、歸納和演繹等方法，落實(shí)將課程思政融入課堂教學(xué)建設(shè)全過程。比如以課程作業(yè)方式引導(dǎo)學(xué)生利用比較和演繹等方法將蒙特卡羅模擬用于其他介質(zhì)中的粒子輸運(yùn)問題研究等，以深入加強(qiáng)學(xué)生科學(xué)思維能力的訓(xùn)練。

（二）? 探索未知與追求真理的責(zé)任感和使命感的培養(yǎng)

《綱要》提出，對于理學(xué)、工學(xué)類專業(yè)課程還應(yīng)當(dāng)“培養(yǎng)學(xué)生探索未知、追求真理、勇攀科學(xué)高峰的責(zé)任感和使命感”。因而，在訓(xùn)練學(xué)生的比較、分析、歸納和演繹的科學(xué)思維能力的基礎(chǔ)上，還應(yīng)進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生探索未知與追求真理的責(zé)任感和使命感，以實(shí)現(xiàn)思政元素與專業(yè)知識的進(jìn)一步交叉滲透。

在課堂授課環(huán)節(jié)，可通過介紹生物醫(yī)學(xué)光學(xué)領(lǐng)域科學(xué)家們的奮斗故事和科研歷程，培養(yǎng)學(xué)生探索未知、追求真理、勇攀科學(xué)高峰的責(zé)任感和使命感[9]。此外，可采用利用問題引導(dǎo)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的教學(xué)方式提高學(xué)生正確認(rèn)識問題、分析問題和解決問題的能力，即以問題引導(dǎo)為核心，首先設(shè)計問題場景引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)和提出問題，再通過尋求和探索問題解決途徑以激發(fā)學(xué)生的主體意識和求知精神，最終實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、探尋未知與尋求真理的理想信念的目的[10]。例如，在生物醫(yī)學(xué)光學(xué)課程中需要為學(xué)生講授重要的光學(xué)基礎(chǔ)理論。傳統(tǒng)教學(xué)通常直接羅列及陳述理論，難以激發(fā)學(xué)生的求知欲與探索精神。而通過介紹光學(xué)發(fā)展過程中科學(xué)家們的奮斗故事和科研歷程，并采用問題引導(dǎo)式教學(xué)，能顯著激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并實(shí)現(xiàn)對學(xué)生探索未知與追求真理的責(zé)任感和使命感的培養(yǎng)。具體地，教師首先創(chuàng)設(shè)問題情境，引出核心問題“光的本質(zhì)是什么？”；接著，以該問題為主線引導(dǎo)學(xué)生探究不同光學(xué)理論的本質(zhì)和聯(lián)系；此外，穿插講述科學(xué)先驅(qū)們在探求光本質(zhì)過程中遇到的困難、做出的思考和解決問題的過程，使學(xué)生深入理解光的本質(zhì)及掌握不同光學(xué)理論間的內(nèi)在聯(lián)系，并激發(fā)學(xué)生的求知欲與科學(xué)探索精神。

為落實(shí)將課程思政融入課堂教學(xué)建設(shè)全過程，還可通過小組討論或課程作業(yè)等其他方式進(jìn)一步培育學(xué)生探尋未知及真理的使命感和責(zé)任感。例如，針對生物醫(yī)學(xué)光學(xué)課程，以小組討論或課程作業(yè)方式調(diào)研討論科學(xué)家們探索不同尺度下光與生物組織體的散射效應(yīng)的科學(xué)發(fā)現(xiàn)過程，以提高學(xué)生正確認(rèn)識問題、分析問題和解決問題的能力，并使其深刻理解和體會科學(xué)先輩探尋未知、探索前沿及真理的精神。

（三）? 家國情懷和使命擔(dān)當(dāng)?shù)呐嘤?/p>

《綱要》還指出，理工科類課程可通過“激發(fā)學(xué)生科技報國的家國情懷和使命擔(dān)當(dāng)”實(shí)現(xiàn)思政元素的有機(jī)融入。因此，在訓(xùn)練學(xué)生科學(xué)思維方法和培養(yǎng)其探索未知與追求真理的責(zé)任感基礎(chǔ)上，還需深化學(xué)生的家國情懷，激發(fā)其科技報國的使命和擔(dān)當(dāng)，以實(shí)現(xiàn)思政元素與專業(yè)知識的深入交叉滲透。

家國情懷是個人對國家和民族的高度認(rèn)同和熱愛， 是個人對國家發(fā)展和民族命運(yùn)的深切關(guān)注和責(zé)任擔(dān)當(dāng)，是凝聚國家和團(tuán)結(jié)人民的重要力量[11]。新時代青年人的使命擔(dān)當(dāng)指要承擔(dān)中華民族偉大復(fù)興的歷史使命， 以及為社會謀發(fā)展、為人民謀幸福的時代責(zé)任[12]。在生物醫(yī)學(xué)光學(xué)課堂授課中，可通過挖掘和講解我國在生物醫(yī)學(xué)光學(xué)領(lǐng)域取得的重要成就和面臨的困境，以及我國科學(xué)家在生物醫(yī)學(xué)光學(xué)領(lǐng)域的重要事跡，從而培養(yǎng)學(xué)生的家國情懷，并引導(dǎo)學(xué)生思考個人成長與國家發(fā)展之間的關(guān)系，進(jìn)而激發(fā)其為祖國繁榮發(fā)展和人類命運(yùn)共同體構(gòu)建貢獻(xiàn)力量的使命擔(dān)當(dāng)（圖2）。例如，在講授“激光”章節(jié)時，可為學(xué)生講述王之江等科學(xué)家如何克服困難最終制造出中國第一臺紅寶石激光器，介紹我國第一臺獨(dú)立制造的激光器的重大歷史意義及我國激光領(lǐng)域的人才現(xiàn)狀和發(fā)展困境，引導(dǎo)學(xué)生思考個人成長與國家發(fā)展之間的關(guān)系，使學(xué)生深入體會個人命運(yùn)與國家命運(yùn)休戚相關(guān)，以此激發(fā)學(xué)生科技報國的家國情懷和使命擔(dān)當(dāng)。還例如，在介紹“光學(xué)基礎(chǔ)理論”章節(jié)時，可為學(xué)生介紹光學(xué)發(fā)展史上我國古代科學(xué)家的突出貢獻(xiàn)。光學(xué)發(fā)展史上最早且有據(jù)可查的是我國春秋戰(zhàn)國時期的墨子及其弟子的工作。墨子在《墨經(jīng)·經(jīng)下》 中記載了世界上最早對于光的直線傳播的科學(xué)描述，也提出了對小孔成像最早的闡釋，還包含了“光的反射”等大量光學(xué)現(xiàn)象的精彩論述。此外，我國宋代科學(xué)家沈括撰寫了著名的《夢溪筆談》，其中匯集了眾多關(guān)于幾何光學(xué)的深刻見解。以及我國元代的自然科學(xué)家趙友欽著有《革象新書》，其中描述了大量光學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及其蘊(yùn)含的科學(xué)理論。通過深入介紹我國科學(xué)家在光學(xué)領(lǐng)域的探索及重要貢獻(xiàn)，激發(fā)學(xué)生的民族自豪感，激勵和引導(dǎo)學(xué)生向我國科研工作者們學(xué)習(xí)，增強(qiáng)其科技報國的使命擔(dān)當(dāng)及家國情懷。

除課堂授課外，同樣可通過研討、作業(yè)、論文等其他環(huán)節(jié)進(jìn)一步培育學(xué)生的家國情懷和使命擔(dān)當(dāng)。比如在生物醫(yī)學(xué)光學(xué)中，以課程作業(yè)或小組討論方式引導(dǎo)學(xué)生調(diào)研討論我國生物醫(yī)學(xué)光學(xué)產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢，并引導(dǎo)學(xué)生思考如何將個人成長與國家發(fā)展緊密結(jié)合，讓學(xué)生理解個人前途和國家發(fā)展是相輔相成、有機(jī)統(tǒng)一的，以此激發(fā)學(xué)生投身祖國科研事業(yè)發(fā)展的信念和擔(dān)當(dāng)。

三? 結(jié)束語

本文以《綱要》為指導(dǎo)，緊抓“要在課程教學(xué)中把馬克思主義立場觀點(diǎn)方法的教育與科學(xué)精神的培養(yǎng)結(jié)合起來，提高學(xué)生正確認(rèn)識問題、分析問題和解決問題的能力。理學(xué)類專業(yè)課程，要注重科學(xué)思維方法的訓(xùn)練和科學(xué)倫理的教育，培養(yǎng)學(xué)生探索未知、追求真理、勇攀科學(xué)高峰的責(zé)任感和使命感。工學(xué)類專業(yè)課程，要注重強(qiáng)化學(xué)生工程倫理教育，培養(yǎng)學(xué)生精益求精的大國工匠精神，激發(fā)學(xué)生科技報國的家國情懷和使命擔(dān)當(dāng)”等關(guān)鍵要素，結(jié)合光子傳輸?shù)拿商乜_模擬、光學(xué)基礎(chǔ)理論、激光原理等具體課堂案例，從科學(xué)思維方法的訓(xùn)練、探索未知與追求真理的責(zé)任感的培養(yǎng)，以及家國情懷和使命擔(dān)當(dāng)?shù)呐嘤矫娣治霾⑻接懮镝t(yī)學(xué)光學(xué)的融入式課程思政教學(xué)方式，為其他交叉型理工科課程的思政融合式教學(xué)方式提供參考。在生物醫(yī)學(xué)光學(xué)課程教學(xué)過程中融入課程思政不僅能實(shí)現(xiàn)傳授學(xué)生理論知識的基本課程目標(biāo)，還能極大調(diào)動學(xué)生的積極性，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和科學(xué)思維能力，提高其探尋未知與尋求真理的使命感及責(zé)任感，并激發(fā)其投身祖國科研事業(yè)發(fā)展的責(zé)任意識與家國情懷，實(shí)現(xiàn)“智育”與“德育”和諧統(tǒng)一、相互促進(jìn)。

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基金項目：國家級新工科研究與實(shí)踐項目“多學(xué)科背景下的生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)‘醫(yī)工融合’人才培養(yǎng)模式探索與實(shí)踐”（教高廳函【2018】17號）

第一作者簡介：黃璐（1992-），女，漢族，福建莆田人，博士，助理教授，講師，碩士研究生導(dǎo)師。研究方向?yàn)樯镝t(yī)學(xué)檢測及微流控技術(shù)。