科研項目驅(qū)動下傳感器理論與應(yīng)用教學(xué)中融入課程思政的改革探索

鄭艷芳 田會峰 劉乾 周瑜

摘要：為了切實貫徹“立德樹人”的教學(xué)理念，在傳感器理論與應(yīng)用教學(xué)中，將傳感器領(lǐng)域的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和面臨的“卡脖子”技術(shù)引入教學(xué)環(huán)節(jié)，在專業(yè)課教學(xué)中開展大學(xué)生的人生觀和世界觀教育，培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感和歷史使命感，真正做到“課程思政”與專業(yè)課教學(xué)的有機融合，推動構(gòu)建專業(yè)課程教學(xué)與思政教育深度協(xié)同、合力育人的教育理念。

關(guān)鍵詞：傳感器理論與應(yīng)用;課程思政，“卡脖子”

傳感器理論與應(yīng)用為自動化專業(yè)、電氣工程等專業(yè)的必修專業(yè)課之一，本課程是研究檢測系統(tǒng)中的信息提取、信息轉(zhuǎn)換以及信息處理的理論和技術(shù)，是一門綜合性很強的重要技術(shù)基礎(chǔ)課。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)獲得如下學(xué)習(xí)成果：掌握傳感器基本原理與概念;掌握獨立選擇電工儀表及傳感器的能力;獨立組建一般測試系統(tǒng)的能力;對一般測試系統(tǒng)中的技術(shù)問題具有一定的分析和處理能力。傳統(tǒng)的教學(xué)理念中教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容比較單一，沒有充分融合思想道德教育的價值導(dǎo)向，培養(yǎng)的優(yōu)秀人才中往往出現(xiàn)業(yè)務(wù)能力強，但行為個人化，缺乏社會責(zé)任感和歷史使命感。因此，融合“課程思政”開展傳感器理論與實踐的教學(xué)改革具有非常重要的意義。

1、傳感器的社會地位與教育作用

在互聯(lián)網(wǎng)+、人工智能和大數(shù)據(jù)的當(dāng)今社會，傳感器在我們生活中無處不在，滲透到日常的方方面面。作為物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集的源頭，無論是智能制造、智慧城市、智慧醫(yī)療等，還是智能設(shè)備和大數(shù)據(jù)分析，再龐大的智能系統(tǒng)，都要從傳感器上開始。數(shù)據(jù)預(yù)測，2020年我國傳感器市場規(guī)模將突破1800億元，到2025年物聯(lián)網(wǎng)市場價值將在2.7萬億到6.2萬億美元之間，其中傳感器作為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)最重要的數(shù)據(jù)采集入口，將迎來廣闊的發(fā)展空間。隨著數(shù)字經(jīng)濟的發(fā)展，5G+物聯(lián)網(wǎng)逐漸融入千行百業(yè)，加速了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)數(shù)字化、智能化的創(chuàng)新發(fā)展進程。“傳感器是實現(xiàn)經(jīng)濟社會數(shù)字化的物質(zhì)前提?！眰鞲衅鞯陌l(fā)展能為垂直行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型能帶來“四大”價值。（1）在基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化層面，基于壓力、振動的傳感器可實現(xiàn)建筑物、橋梁、等基礎(chǔ)設(shè)施的監(jiān)測維護;（2）在社會治理數(shù)字化方面，遍布城市的圖像傳感器、環(huán)境監(jiān)測傳感器成為智慧城市的觸手，助力城市的精細(xì)化管理;（3）在生產(chǎn)方式數(shù)字化方面，路測傳感器用于環(huán)境建模，支撐智慧交通，高清圖像傳感器進行材料分類和質(zhì)檢，煙霧檢測傳感器用于危險因素預(yù)警等;（4）在生活方式數(shù)字化方面，智能家居設(shè)備通過高精度、低功耗的各類傳感器實現(xiàn)交互控制，實現(xiàn)便利化智能生活。傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)“三化”特征：智能化、標(biāo)準(zhǔn)化、集成化。

2、在教學(xué)過程中引導(dǎo)學(xué)生了解傳感器研究現(xiàn)狀與我國面臨的“卡脖子”問題

國內(nèi)傳感器產(chǎn)業(yè)面臨的“卡脖子”技術(shù)相當(dāng)繁多，在課程緒論部分，本年度傳感器理論與應(yīng)用教學(xué)以傳感器的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化問題為例展開教學(xué)。在傳感器專業(yè)人士看來這是個早就應(yīng)該解決的問題，然而并非如此，傳感器不是手機，標(biāo)準(zhǔn)化之路依然漫漫。傳感器屬于高精尖的技術(shù)領(lǐng)域，是經(jīng)常被國外公司“卡脖子”的高端制造領(lǐng)域。

第一，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注這個問題的社會輿論和專家預(yù)估，結(jié)合“十四五”期間行業(yè)計劃，了解到我國智能傳感器產(chǎn)業(yè)將在技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)規(guī)模上取得重大突破，設(shè)計與制造技術(shù)創(chuàng)新能力將大幅提升，產(chǎn)業(yè)規(guī)模突破千億元，成為支撐工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和智能制造的新型基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。在學(xué)習(xí)過程中增強學(xué)生對專業(yè)前景的自信心，讓學(xué)生明白固然情景可期，但從現(xiàn)實來看，作為數(shù)字經(jīng)濟最核心技術(shù)之一，傳感器的產(chǎn)業(yè)化仍有障礙需要破除，應(yīng)當(dāng)從戰(zhàn)略方面引起高度重視，以傳感器為抓手攻克“卡脖子”關(guān)鍵技術(shù)也已變得更為緊迫。

第二，理論聯(lián)系實際，讓同學(xué)們梳理正確的價值觀，明白盲目崇洋媚外和固步自封都是不可取的態(tài)度，通過辯論，同學(xué)們明白：實際上，在物聯(lián)網(wǎng)時代，傳感器的標(biāo)準(zhǔn)輸出成為一個緊迫的、國家化的全人類問題。全球傳感器經(jīng)過80多年的發(fā)展，因為傳感器種類繁多，應(yīng)用場景太過廣泛，很難形成一個統(tǒng)一的輸出標(biāo)準(zhǔn)。由于技術(shù)的繁雜性，傳感器的標(biāo)準(zhǔn)輸出將依賴于巨量的應(yīng)用場景及某種傳感器的海量應(yīng)用，只有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用環(huán)境及應(yīng)用場景才可能產(chǎn)生有意義的傳感器標(biāo)準(zhǔn)輸出;最后，如何定義標(biāo)準(zhǔn)輸出方面，作為一個開放性的作業(yè)，讓同學(xué)們自由發(fā)表觀點，展開進一步的討論。隨著物聯(lián)網(wǎng)進一步的拓展行業(yè)應(yīng)用，傳感器的標(biāo)準(zhǔn)化一定會在某些領(lǐng)域內(nèi)得到定義和發(fā)展，但同時碎片化的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用也會越來越多。未來，傳感器的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用和碎片化的應(yīng)用，將相互依存，各自有自己的發(fā)展空間。

3、科研項目驅(qū)動下的具體“卡脖子”相關(guān)技術(shù)課程思政教學(xué)探索

經(jīng)過調(diào)研、辯論和課外作業(yè)，教學(xué)中引入科研項目：“針對平移誤差檢測的的電容式傳感器的改進研究”，該項目主要關(guān)注的是用于大口徑望遠(yuǎn)鏡拼接技術(shù)和光學(xué)精共相技術(shù)的電容式邊緣傳感器，該傳感器在國外文獻中已經(jīng)多次出現(xiàn)，然而對于我們來說還是一個亟待解決的關(guān)鍵技術(shù)，該傳感器以其高精度、高穩(wěn)定度在光學(xué)精共相控制中取得了非常重要的突破性成果。教學(xué)過程中，讓同學(xué)們明白傳感器是底層技術(shù)，也是數(shù)字經(jīng)濟時代下最核心技術(shù)的之一。針對當(dāng)前國際大環(huán)境，提升國內(nèi)電容式傳感器產(chǎn)業(yè)鏈合作水平，整合上下游技術(shù)，主動出擊、找到原材料、制作工藝等短板弱項的“卡脖子”技術(shù)的定點攻關(guān)和突破方向。圍繞應(yīng)用場景進行教學(xué)內(nèi)容拓展，將電容式傳感器的學(xué)習(xí)和研究過程推廣到其他傳感器，引導(dǎo)學(xué)生選擇感興趣的產(chǎn)業(yè)鏈突破方向。圍繞核心優(yōu)勢的領(lǐng)域，依托豐富的應(yīng)用場景，促進傳感器領(lǐng)域的高端發(fā)展，包括半導(dǎo)體、新能源汽車、航空航天設(shè)備、船舶、高檔數(shù)控機床、工業(yè)機器人以及高性能醫(yī)療器械和科學(xué)儀器等領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，關(guān)注社會各界參與到具體應(yīng)用場景的傳感器的開發(fā)，整合國內(nèi)外企業(yè)和人才等力量參與研發(fā)生產(chǎn)過程。進行課程小組自由組合，模擬打造產(chǎn)業(yè)鏈聯(lián)盟，研究如何提升合作質(zhì)量。傳感器產(chǎn)品開發(fā)周期長，每個項目從開始與客戶接觸到最終投產(chǎn)都是以年為單位進行跟蹤。為此，對傳感器的研究必須有耐心，有規(guī)劃培育自己的產(chǎn)業(yè)鏈聯(lián)盟，與產(chǎn)業(yè)鏈聯(lián)盟內(nèi)上下游企業(yè)一起分析技術(shù)可行性和迭代創(chuàng)新，營造相互團隊內(nèi)部和團隊之間的信任的關(guān)系，提升合作質(zhì)量，一步步“接力”，實現(xiàn)以市場為導(dǎo)向，圍繞客戶開發(fā)出高品質(zhì)傳感器產(chǎn)品。

4、小結(jié)

課程思政實質(zhì)上就是隱性的德育課程，利用專業(yè)課程中所蘊含的豐富的德育資源對學(xué)生進行思想道德教育。通過傳感器理論與應(yīng)用的教學(xué)展開課程思政的改革實踐，依據(jù)實際科研項目，展開項目背景、項目研究意義、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、研究方案、可行性性分析、課堂辯論與社會團體模擬等教學(xué)過程，激發(fā)同學(xué)們的愛國情懷，增強社會責(zé)任感和使命感，不僅讓學(xué)生在學(xué)習(xí)情境中學(xué)習(xí)到專業(yè)知識，而且深刻地感悟到做人的道理。在專業(yè)課堂上充分挖掘德育素材，堅持推動高校課程德育與德育課程的深度融合，有效整合高校德育資源，形成高校德育合力，構(gòu)建高校課程思政共同體，將高校立德樹人的理念落到實處。

作者簡介：鄭艷芳，出生：19860518，性別：女，民族：漢族，籍貫：河南周口，學(xué)歷：博士，職稱：副教授，研究方向：多傳感器信息融合。

課題項目：【1】學(xué)校高教課題名稱：新工科建設(shè)背景下多元協(xié)同創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)才培養(yǎng)模式研究與實踐，課題編號：GJKTYB202002;【2】2020年教育部產(chǎn)學(xué)協(xié)同育人第一批項目：校企多元協(xié)同創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革探索與實踐，項目編號：202002053038。