光電技術課程思政教學研究*

陸益敏 王海

安徽工程大學機械工程學院 安徽蕪湖 241000

0 引言

光電效應是貫穿于光電技術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·波爾等相關理論提出者或實驗驗證者都是歐洲的科學家。學生時常會提出這樣的疑問：“中國在光電領域有哪些科學家”“中國在光電領域有哪些成就”。這些看似學生的好奇行為，實際上是一種對中國科技向高水平發(fā)展的向往，學生內心充滿對肯定回答的渴望，是發(fā)自內心的、最樸實的民族自尊心的體現(xiàn)[2-3]。

為滿足學生的期待、激發(fā)學生的愛國情懷與擔當意識，更為貫徹習近平總書記關于“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，光電技術課程梳理新中國建立以來光電領域的科技、設備、應用發(fā)展狀況及具有國際先進性和國內領先性的案例，整理出在光電領域中發(fā)揮重大作用的學術大家、優(yōu)秀機構/團隊及默默貢獻的平凡個人，緊密圍繞“光電”這個主題，并在光電技術課程相關章節(jié)講授中自然切入，杜絕為思政而思政的“兩張皮”[6-7]。

1 光電技術課程概況

光電技術課程共32 學時，為滿足教學大綱要求，從多年的教學經(jīng)驗考慮，學院近年來采用由天津大學王慶有教授主編、電子工業(yè)出版社出版的《光電技術》（第4 版）。該教材主要側重于半導體光電效應基礎知識、光電轉換基本電路及光電技術應用[8]，能夠很好地適應教師的備課和講授；同時，經(jīng)過多位授課教師和專業(yè)負責人的共同研討，弱化其中部分章節(jié)，引導學生自學。該教材深入淺出，能被大多學生接受。

2 光電技術課程思政教學方案

課程思政教學改革的目的在于向學生傳遞知識、講授技能的同時，將塑造和引領學生的價值觀與知識傳授有機結合，關注“學生怎么樣了”“學生有什么收獲”[7,9]。

2.1 認清教育形勢，調整育人策略

光電技術課程思政教學目標為：1）培養(yǎng)愛國主義，教育學生熱愛和擁護中國共產黨，不忘初心、牢記使命，立志扎根人民、奉獻國家，將專業(yè)所學實踐于國家建設中；2）樹立堅定理想，引導學生樹立遠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，立志肩負起民族復興的時代重任；3）錘煉品德修為，突出誠信引導，培養(yǎng)學生道德素養(yǎng)，讓學生明白誠信是大學生基本學術誠信的最根本要求；4）激發(fā)奮斗精神，激勵學生樹立高遠志向，敢于擔當，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、社會需求和學校定位的角度看課程教學，高屋建瓴地理解專業(yè)人才培養(yǎng)的重要意義，拓展課程教學的時空和學生學習的高度；有深度，即把握專業(yè)培養(yǎng)目標對課程教學的要求，結合專業(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)求真務實、實踐創(chuàng)新、精益求精的工匠精神，又培養(yǎng)踏實嚴謹、耐心專注、吃苦耐勞、追求卓越、誠信為本的優(yōu)良品質；有熱度，貼近時代、貼近實踐、貼近學生，結合熱點話題、熱門事件，引導學生用自己的理解看世界，體會國家的發(fā)展，從而提高學生學習的積極性，增強“四個自信”“四個認同”。

2.3 研究并實踐光電技術課程思政教學

深入開發(fā)光電技術課程的教學資源，更有效地將專業(yè)課程與思政教育有機融合，結合教師自身經(jīng)歷和教學經(jīng)驗，密切聯(lián)系學生的專業(yè)、發(fā)展及后期可能的工作領域，緊跟時事，讓思政與時代熱點相扣、與學生未來工作崗位相連、與學生的人生成長相關[11]。光電技術課程資源深入開發(fā)著力于兩個方面：一是講解知識點時，將相關的社會主義核心價值觀、工匠精神、團隊精神、擔當意識等方面的思政元素自然滲透于教學過程，培養(yǎng)學生精益求精的大國工匠精神；二是結合每章學習內容，向學生介紹光學、光電子領域的人和事，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，讓學生切切實實地感受與專業(yè)知識點有關聯(lián)的思政元素，并在潛移默化中欣然接受。光電技術課程思政教學方案如表1 所示。

表1 光電技術課程思政教學方案

每章知識點及思政要素如下。

第1 章 光電技術基礎

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)的關系，了解半導體對光的吸收和光電效應。

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，中國近代光學工程的重要學術奠基人、開拓者和組織領導者，“兩彈一星功勛獎章”獲得者，杰出的戰(zhàn)略科學家、教育家。雖然出生于日本東京，但從不忘記自己是中國人，克服重重困難學成歸國，為中國光學事業(yè)的起步、發(fā)展奠定極其重要的基礎，被稱為中國“光學之父”。部分教學課件如圖1所示。

圖1 光電人物：“光學之父”王大珩

第2 章 光電導器件

知識點：了解光敏電阻的原理與結構，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用實例。

思政要素：志存千里、高瞻遠矚。“不要再講科學儀器重要不重要的問題了，國家要富強，必須發(fā)展國產科學儀器。”這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矚的意識和志存高遠的胸懷，才能夠得到令人信服的科學結論。引導學生在解決問題、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、光電子學家、中國科學院院士王啟明。瞄準中國光電領域與國外差距，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 萬小時的半導體GaAs 激光器，在多個光電子理論與技術方面實現(xiàn)零的突破。啟發(fā)學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，但她勇于擔當、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，了解二極管的應用與半導體激光器；掌握耦合器件及其應用。

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程勇教授，瞄準戰(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方面的技能大賽，促進光電事業(yè)的發(fā)展和創(chuàng)新，需要通力合作的團隊精神；全國大學生光電設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，發(fā)揮光電技術及其應用的精髓。

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，了解基于物理光學方法的光電信息變換及其電路。

思政要素：傳承精神與擔當意識。中國科學院長光所、安光所、上光所、西光所的建立和發(fā)展體現(xiàn)出中國光電科學技術的傳承，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，勇于擔當、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晶體，2009 年開始禁止對外出口，可見其戰(zhàn)略價值，部分教學課件如圖2 所示；2）軍事光電技術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 相關配套措施

光電技術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，讓學生受到感染，激發(fā)學生的愛國主義情懷，培養(yǎng)學生良好的科學態(tài)度、工匠精神，幫助學生樹立正確的人生觀、價值觀和世界觀，需要建設光電技術思政教學案例庫、建立育人效果考核評價機制和強化課程全面育人理解等。相關配套措施體現(xiàn)在四個方面：1）根據(jù)光電技術知識體系的主要內容分割知識點，組織教師編寫思想政治教育案例，結合網(wǎng)上案例庫，根據(jù)實際授課的效果及最新的發(fā)展趨勢不斷調整；2）建立課程思政評價和反饋機制，建立光電技術課程育人功能的評價體系和反饋渠道，力求客觀、全面；3）定期組織教學團隊成員討論課堂教學和課后作業(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、座談等形式了解學生的學習效果；4）根據(jù)評價結果分析不足，不斷改進并完善課程思政體系，實現(xiàn)課程育人、反饋、改進的良好循環(huán)，進一步提升課程思政的育人功能。

4 結束語

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