專業(yè)認(rèn)證引領(lǐng)下“傳感器與檢測(cè)技術(shù)”課程思政教學(xué)研究

摘要：目前筆者所在學(xué)校機(jī)械電子工程專業(yè)面臨著專業(yè)認(rèn)證和教育教學(xué)評(píng)估的雙重任務(wù)，課程思政建設(shè)也是重中之重。教研組充分利用課程知識(shí)點(diǎn)多、涉及學(xué)科廣的優(yōu)點(diǎn)，挖掘各章節(jié)知識(shí)點(diǎn)后典型的工程案例。通過(guò)傳感器知識(shí)點(diǎn)與典型案例的融合，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等方面設(shè)計(jì)課程思政，提升學(xué)生對(duì)愛(ài)國(guó)精神、母校情懷、大國(guó)工匠精神等在專業(yè)領(lǐng)域的認(rèn)識(shí)，實(shí)現(xiàn)知識(shí)傳授、能力培養(yǎng)、價(jià)值引領(lǐng)的有機(jī)統(tǒng)一。

關(guān)鍵詞：教學(xué)改革，課程思政，傳感器與檢測(cè)技術(shù)

一、引言

2016年起，將思想政治工作貫穿教育教學(xué)過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)三全育人，為我國(guó)高等教育發(fā)展指出了新的研究方向[1-2]。2020年教育部印發(fā)《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》，全面推進(jìn)課程高校課程思政建設(shè)[3-4]，將思政元素融入專業(yè)知識(shí)中，將立德樹(shù)人貫穿到課程教學(xué)過(guò)程中，培養(yǎng)有理想、有道德、有擔(dān)當(dāng)?shù)目蒲腥藛T和專業(yè)技術(shù)人才，與工程教育專業(yè)認(rèn) 證要求培養(yǎng)良好人文素養(yǎng)和工程素質(zhì)的人才目標(biāo)相一致。因此有必要將思政元素融入教學(xué)目標(biāo)、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容等方面，培養(yǎng)具有中國(guó)特色社會(huì)主義核心價(jià)值觀的應(yīng)用型人才。

筆者所在學(xué)校機(jī)械電子工程專業(yè)為北京市一流本科專業(yè)，面臨工程教育專業(yè)認(rèn)證和教育教學(xué)審核評(píng)估雙重任務(wù)，以學(xué)校人才培養(yǎng)定位“著力培養(yǎng)興工報(bào)國(guó)、腳踏實(shí)地，敢于創(chuàng)新創(chuàng)造、精于實(shí)踐實(shí)干的卓越工程師等高素質(zhì)應(yīng)用型人才”為出發(fā)點(diǎn)，從課程內(nèi)容中挖掘思政元素，建立“傳感器與檢測(cè)技術(shù)”課程教學(xué)新體系以滿足工程教育專業(yè)認(rèn)證和教育教學(xué)審核評(píng)估對(duì)工程類專業(yè)人才的培養(yǎng)勢(shì)在必行。

“傳感器與檢測(cè)技術(shù)”內(nèi)容包括測(cè)試系統(tǒng)特性、各類傳感器工作原理、測(cè)量電路、調(diào)理電路、信號(hào)處理等知識(shí)點(diǎn)，屬于知識(shí)點(diǎn)多、應(yīng)用面廣的課程。因此授課內(nèi)容可與多學(xué)科領(lǐng)域的典型案例結(jié)合，挖掘案例背后科研人的工作精神，將其融入課程教學(xué)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)知識(shí)傳授、能力培養(yǎng)、價(jià)值塑造三位一體的教學(xué)目標(biāo)。

二、課程思政教學(xué)目標(biāo)

以教學(xué)內(nèi)容為載體，以“立德樹(shù)人”為根本，培養(yǎng)學(xué)生的理想信念、價(jià)值取向、社會(huì)責(zé)任的題材為內(nèi)容，進(jìn)一步融合社會(huì)主義核心價(jià)值觀，提高大學(xué)生緣事析理、明辨是非的能力，讓學(xué)生成為德才兼?zhèn)洹⑷姘l(fā)展的人才。本課程的課程思政目標(biāo)是通過(guò)有意識(shí)地主動(dòng)挖掘蘊(yùn)含在專業(yè)知識(shí)中的德育元素，將德育滲透、貫穿教育和教學(xué)的全過(guò)程，助力學(xué)生的德智體美勞全面發(fā)展，培養(yǎng)敢于創(chuàng)新創(chuàng)造、精于實(shí)踐實(shí)干的卓越工程師等高素質(zhì)應(yīng)用型人才。

學(xué)生通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，能夠掌握傳感器以及測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用技術(shù)，運(yùn)用相關(guān)知識(shí)解決實(shí)際工程問(wèn)題，從技術(shù)方案的選擇到實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)具備全面的、辯證看問(wèn)題的能力，綜合考慮測(cè)試原理、應(yīng)用環(huán)境、性能與成本等多方面因素；用科學(xué)的思維方法分析問(wèn)題，深入理解基于系統(tǒng)論的分析方法，始終從系統(tǒng)的角度理解傳感器和測(cè)試系統(tǒng)，也可以利用系統(tǒng)論的思想指導(dǎo)自身不斷反饋、校正、提升，促進(jìn)自己不斷進(jìn)步。結(jié)合本課程的實(shí)踐環(huán)節(jié)，促進(jìn)學(xué)生用工匠精神對(duì)待科學(xué)技術(shù)問(wèn)題，注重實(shí)事求是、團(tuán)隊(duì)協(xié)作。同時(shí)，教師在教學(xué)過(guò)程中通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀介紹，使學(xué)生能夠看到中國(guó)在相關(guān)領(lǐng)域的快速進(jìn)步，提升學(xué)生對(duì)國(guó)家和民族的自豪感，同時(shí)也能夠清醒地認(rèn)識(shí)差距，結(jié)合當(dāng)前國(guó)際環(huán)境，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到作為當(dāng)今時(shí)代的科學(xué)技術(shù)人才，應(yīng)富有創(chuàng)新精神，敢為天下先，敢于承擔(dān)國(guó)家發(fā)展進(jìn)步的重任，時(shí)刻牢記科學(xué)家是有國(guó)界的，要將實(shí)現(xiàn)自我價(jià)值與貢獻(xiàn)國(guó)家與社會(huì)緊密結(jié)合，為中華民族偉大復(fù)興而團(tuán)結(jié)奮斗。

三、思政元素挖掘與改革思路

傳感器技術(shù)作為信息技術(shù)的三大支柱之一，與現(xiàn)在科技發(fā)展前沿、熱點(diǎn)關(guān)聯(lián)度高。以課程內(nèi)容為主線，將知識(shí)點(diǎn)與思政點(diǎn)聯(lián)系、歸納，挖掘思政元素，選取典型思政案例，培養(yǎng)具有愛(ài)國(guó)精神、愛(ài)校精神、敬業(yè)精神、創(chuàng)新意識(shí)的高水平應(yīng)用型人才。表1列出了課程部分章節(jié)知識(shí)點(diǎn)與課程思政融入點(diǎn)。

四、思政教學(xué)實(shí)施

以學(xué)校辦學(xué)定位為出發(fā)點(diǎn)，結(jié)合課程內(nèi)容、經(jīng)典案例與當(dāng)前科技熱點(diǎn)，設(shè)計(jì)表1中知識(shí)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的課程思政內(nèi)容。

（一）先進(jìn)傳感技術(shù)與愛(ài)國(guó)精神

課程緒論內(nèi)容包括：傳感器的概念、測(cè)試系統(tǒng)組成、應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展趨勢(shì)。傳感器技術(shù)作為信息技術(shù)的三大支柱之一，是獲取信息的重要手段。在傳感器應(yīng)用領(lǐng)域中以移動(dòng)電話的發(fā)展歷程為例，介紹了傳感器技術(shù)的進(jìn)步對(duì)智能手機(jī)領(lǐng)域技術(shù)進(jìn)步的重要影響。

觸屏技術(shù)、攝影技術(shù)、語(yǔ)音助手、人臉識(shí)別等技術(shù)在手機(jī)上的應(yīng)用，推動(dòng)了手機(jī)不斷改革和進(jìn)步，使手機(jī)更加便攜、智能和個(gè)性化。通過(guò)該案例的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠切身體會(huì)傳感器與檢測(cè)技術(shù)進(jìn)步對(duì)日常生活帶來(lái)科技的革新，理解課程在現(xiàn)代科技中的重要地位，結(jié)合思政教育的目標(biāo)，本案例在講解過(guò)程中以下面的方面引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考：國(guó)產(chǎn)手機(jī)的新技術(shù)，如屏下指紋識(shí)別、屏下攝像頭、北斗導(dǎo)航、快速充電技術(shù)，尤其是北斗系統(tǒng)已與美國(guó)GPS、俄羅斯GLONASS、歐盟GALILEO等成為聯(lián)合國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航委員會(huì)認(rèn)定的供應(yīng)商。通過(guò)學(xué)習(xí)使學(xué)生國(guó)家充滿自信，對(duì)中國(guó)未來(lái)的發(fā)展和崛起充滿自信，提升他門的愛(ài)國(guó)精神。讓學(xué)生意識(shí)到作為未來(lái)的高級(jí)科技人才，要樹(shù)立遠(yuǎn)大的理想，在學(xué)習(xí)和以后的工作中要注重創(chuàng)新，勇于創(chuàng)新，敢為天下先，勇于肩負(fù)中國(guó)制造發(fā)展進(jìn)步的重任，為制造領(lǐng)域能夠快速追趕、反超發(fā)達(dá)國(guó)家，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平貢獻(xiàn)自己的力量。

（二）科研成果與愛(ài)校情懷

機(jī)械工程中電阻式傳感器廣泛應(yīng)用于測(cè)量應(yīng)力、應(yīng)變相關(guān)量，如力、壓力、彎矩、扭矩等。在典型應(yīng)用中學(xué)習(xí)沈久珩教授研制的“附著式軋機(jī)測(cè)力傳感器”可用于大力測(cè)量，見(jiàn)圖1[5]。大力測(cè)量極其復(fù)雜工況對(duì)于承載傳感裝置、工藝技術(shù)等均提出了更嚴(yán)苛的要求，沈久珩教授參考大電流測(cè)量模式，將重型大力傳感器進(jìn)行等效容量壓縮，利用并聯(lián)分流方式設(shè)計(jì)大力傳感器，將其安裝在機(jī)架立柱，利用傳感器的機(jī)械放大作用，放大立柱上的微弱應(yīng)變信號(hào)。該技術(shù)突破國(guó)外技術(shù)，具有廣泛的工程應(yīng)用前景，不僅為我國(guó)大力檢測(cè)系統(tǒng)的現(xiàn)代化提供了理論依據(jù)，而且為軋制力的檢測(cè)提供了技術(shù)支撐。

通過(guò)案例學(xué)習(xí)，挖掘?qū)W校先進(jìn)科研工作者的積極探索、不斷創(chuàng)新、孜孜不倦的科研精神，強(qiáng)調(diào)學(xué)?！皣?yán)肅、嚴(yán)格、嚴(yán)謹(jǐn)”的校風(fēng)，提高學(xué)生的自豪感，增強(qiáng)學(xué)校的愛(ài)校情懷，提升學(xué)生對(duì)專業(yè)和課程知識(shí)的興趣。

（三）科學(xué)研究與抗疫精神

2020春節(jié)新冠疫情的突然來(lái)臨，給學(xué)生的學(xué)習(xí)和日常生活帶來(lái)了很多改變。如使用接觸式水銀溫度計(jì)測(cè)量溫度已不能滿足疫情防控的要求，因此各種非接觸式測(cè)溫槍、測(cè)溫儀等迅速出現(xiàn)并用到各種公共場(chǎng)合。

通過(guò)本章知識(shí)學(xué)習(xí)各種溫度傳感器如熱電偶、熱電阻、輻射測(cè)溫、紅外測(cè)溫等原理知識(shí)，讓學(xué)生了解專業(yè)知識(shí)在日常生活中的應(yīng)用。以專業(yè)知識(shí)為切入點(diǎn)，引入新冠疫情期間，非接觸式紅外測(cè)溫傳感器生產(chǎn)廠家和技術(shù)人員克服交通、生產(chǎn)資料缺少等種種困難，為大家舍小家，以單位為家加班加點(diǎn)完成紅外測(cè)溫設(shè)備等疫情必需品的供貨要求，滿足了各種公共場(chǎng)所測(cè)溫裝置的需求，為更多人的健康保駕護(hù)航。讓學(xué)生看到抗疫過(guò)程中科研人員和技術(shù)工人在平凡工作崗位上默默無(wú)聲地付出和無(wú)私奉獻(xiàn)的精神，號(hào)召學(xué)生在今后的學(xué)習(xí)工作中學(xué)習(xí)抗疫精神。在新冠疫情期間的學(xué)習(xí)生活中，一定要配合學(xué)校做好各項(xiàng)防疫和學(xué)習(xí)工作，遵守學(xué)校的各項(xiàng)規(guī)章制度，更好地完成課程學(xué)習(xí)任務(wù)，為今后的工作做好知識(shí)儲(chǔ)備。

五、傳感器技術(shù)與大國(guó)工匠

在課程中，學(xué)習(xí)光電效應(yīng)的種類和對(duì)應(yīng)元器件，如表2。在光生伏特效應(yīng)環(huán)節(jié)，學(xué)習(xí)光生伏特效應(yīng)原理、太陽(yáng)能電池工作原理及其應(yīng)用。在典型應(yīng)用案例中，介紹清潔能源，以太陽(yáng)能路燈、太陽(yáng)能熱水器等生活中常用案例說(shuō)明清潔能源給生活帶來(lái)的改變和節(jié)能效果。

在典型案例中增加中國(guó)空間站能源供應(yīng)系統(tǒng)太陽(yáng)能電池：柔性砷化鎵太陽(yáng)能電池。其中夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙的柔性太陽(yáng)翼厚度僅有0.7毫米，但是整個(gè)太陽(yáng)翼長(zhǎng)度達(dá)55米，總面積超過(guò)276平方米，電池轉(zhuǎn)化率達(dá)到30%以上[6]。

在案例學(xué)習(xí)過(guò)程中，有意識(shí)地讓學(xué)生了解我國(guó)近年來(lái)在基礎(chǔ)科研領(lǐng)域取得一些關(guān)鍵核心技術(shù)的突破，提升學(xué)生的自豪感和愛(ài)國(guó)精神。同時(shí)介紹航天系統(tǒng)科研人員任勞任怨、默默無(wú)聞地為中國(guó)航天事業(yè)奉獻(xiàn)精神和“大國(guó)工匠”精益求精的工作精神，培養(yǎng)學(xué)生腳踏實(shí)地的工匠精神、家國(guó)意識(shí)和大愛(ài)格局，提升學(xué)生為實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興而繼續(xù)奮斗的使命感和責(zé)任感。

六、結(jié)束語(yǔ)

課程思政是新時(shí)代學(xué)生思想教育的重中之重，與專業(yè)認(rèn)證中以學(xué)生為中心理念契合。本文通過(guò)分析課程內(nèi)容，充分利用本課程知識(shí)點(diǎn)多面廣的優(yōu)點(diǎn)，挖掘各個(gè)知識(shí)點(diǎn)背后的經(jīng)典案例，將專業(yè)課程內(nèi)容（如先進(jìn)傳感技術(shù)、電阻式傳感器、非接觸測(cè)溫系統(tǒng)、光電傳感器等）與思政教育內(nèi)容（愛(ài)國(guó)精神、愛(ài)校情懷、抗疫精神、大國(guó)工匠精神等）有機(jī)結(jié)合在一起，充分利用線上線下的各種教學(xué)資源，以學(xué)校的人才培養(yǎng)定位為出發(fā)點(diǎn)，設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，在教學(xué)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了知識(shí)傳授、能力培養(yǎng)和價(jià)值塑造的有機(jī)融合，培養(yǎng)興工報(bào)國(guó)、腳踏實(shí)地，敢于創(chuàng)新創(chuàng)造、精于實(shí)踐實(shí)干的卓越工程師等高素質(zhì)應(yīng)用型人才。

參考文獻(xiàn)

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