课程思政理念下应用光学课程建设的探索与实践

张玲玲 丁冬艳 郑武 朱荣刚

[摘 要]新时代课程思政的推进是将价值引领、知识传授和能力培养相结合，以帮助学生塑造正确的世界观、人生观和价值观。文章简要陈述课程思政建设的背景和目标，结合应用光学这门专业基础课程的内容和特点，从教师思政素质、课堂教学中的思政元素、实践环节的思政元素、课堂的教学方式等方面探索专业知识与育人元素融合的实践途径。

[关键词]课程思政;应用光学;学生中心

[基金项目]2020年金陵科技学院校级“科教融合”项目“基于PT对称超表面透镜的成像研究”（2020KJRH32）

[作者简介]张玲玲（1982—），女，江苏连云港人，博士，金陵科技学院讲师，主要从事光电信息研究。

[中图分类号] G641[文献标识码] A[文章编号] 1674-9324（2020）47-0-03[收稿日期] 2020-08-11

一、引言

当今世界正经历百年未有之大变局，新时代的中国不仅是经济和社会向高质量发展的过渡时期，而且是各种矛盾、问题、思想更加纷繁复杂的历史时期。对于生活在这个时代背景下的年轻大学生来说，他们面临着各种价值观与社会思想之间的碰撞、摩擦、沟通和融合。体现在以下几个方面：（1）论语中记录“君子喻于义”，表明君子重视道义;“小人喻于利”，表明小人重视利益。这类古训已经不能束缚现今的大学生，同时，他们又不希望被物质利益所征服，希望拥有精神上的充实。因此当物质层面和精神生活层面难以兼顾的时候，大学生的价值追求常常受到困扰;（2）当个体的利益与集体的利益不一致时，哪种利益需要优先考虑，青年学子的态度不够确定。这使得当代青年学子在理论上注重集体，落实到具体事情时，又趋向个人的利益。因此在集体的利益与个体的利益哪个放在首位这个问题上存在困惑;（3）受金钱崇拜和实用主义的影响，当代大学生缺乏对崇高价值信念目标的追求，使他们在理想和现实之间徘徊不定，存在价值目标定位的困惑;（4）当代大学生在求职时，价值观已经表现出理性和务实。在选择工作时，他们除了考虑工资待遇、工作环境等基本因素外，还对职业发展做出规划。但是，如果實际情况与自己的预期不一致时，就会表现得失落，看问题的角度变得悲观。他们常常容易盲目地追随潮流，无法加强自己的看法，也无法随意改变自己的计划。所以他们一方面表现出很强的竞争进取意识，另一方面又对职业发展中遇到的困难准备不足，这种由反差造成的困惑时有发生。面对这类价值观困惑问题，对于很多大学生而言正确解决并不容易，因为他们正处于成长的重要阶段。他们的价值观、生活观和世界观还没有稳定地形成，他们的经验浅薄，文化积累不足，辨别能力和认知能力较弱，因此当他们面对各种价值冲突和对抗时，很难在短时间清楚地区分，并做出正确的权衡和选择。因此，在当前各种思潮、各种文化交流和冲突更加频繁的时代，如何让主流意识形态发挥出正能量，增强主流意识形态对重要问题的阐释力，促进学生获得正确的价值观和政治认同，也是思想政治教育的新课题。

思想政治教育在培养大学生的世界观，生活观和价值观方面发挥着重要作用。高校作为思想教育的前沿，应适应时代的发展，创新教学方法，坚持以立德树人为中心，在整个教学过程中坚持思政工作。

完整的高等教育应包括思想政治教育和专业知识教育。为了确保高校这两种教育内容的协同作用，政府提出了在课程中开展思想政治教育的教学理念。希望通过课堂教学来增强思想政治教育的亲和力和针对性，从而满足学生成长和发展中的需求和期望。因此，要求教师在教学过程中将价值的引领、知识的传授、能力的培养结合起来。通过充分挖掘每门课程的思想政治元素，可以将思想指导和价值观的培养融入每门课程的教学中。本文以应用光学课程为例，从教师思政素质、课堂教学中思政元素、实践环节思政元素、课堂的教学方式等方面探讨专业课程中思想政治教育的方法。

二、应用光学课程简介[1]

应用光学的内容主要包括三个方面内容：几何光学原理，典型的光学系统以及成像质量评价分析理论。几何光学基本原理部分包括光线、折射、反射等的基本概念，理想成像理论和计算方法，共轴球面系统和平面棱镜系统的理论和应用;典型的光学成像系统部分包括眼睛、显微镜系统、望远镜系统和照相机系统，并了解一些特殊的光学系统知识;成像质量评价分析理论将光学系统的相差分为轴上像点的像差和轴外像点的像差，探讨成因、现象、影响以及像差校正的基本方法。

应用光学是一门实践性很强的专业基础课程，既包含基础理论知识，又包含光路调整设计、分析、搭建等实操内容。任课教师应根据应用光学的课程特点挖掘蕴含在这门课中的思政元素，通过介绍光学对国民经济发展的重要作用、光学领域的分支、进展和应用融入应用光学的课程思政教学元素，探索价值与知识、能力相结合的有效途径，使课程既有知识的传授、能力的培养，又有价值的塑造。

三、应用光学课程思政方案的探索与实践

（一）提升教师思政素质

课程中的思想政治教育不是针对特定的课程或课程群，而是指大学课程具有传授知识和提供思想政治教育的双重功能，从而使学生可以培养为既具有专业技术能力，又对世界，人生和价值有正确认识。课程中的思想政治教育也意味着思维方式。要求教师在专业教学过程中对学生进行思想政治教育，把它作为主要目标。然而，课程中的思想政治教育并不意味着改变专业课程的原始属性，也不意味着将其全部转化为思想政治课程或将其视为思想政治课程，而是在充分发挥课程的立德功能，完善专业思想的基础上进行。利用思政元素，将价值的塑造包含在专业知识中。将理想和信念的精神指导整合到知识学习中，课程将转变为思想政治教育的有效教学载体。

课程思政治教育建设是一个涉及多个方面的复杂项目。由于每个学科和专业都有自己的知识体系和独特特征，因此需要对如何在课程中进行思想政治教育进行专门研究。结论是应根据专业课程的特点制定教学计划，将思想政治因素纳入教学目标，内容和方法。教师必须对课程中的思想政治教育有更深入的了解。在课程中实施思想教育，是要把科学的思维方法，行为的基本原则和为国家服务的责任心纳入各种课程的教学中。在设定教学目标的同时，要充分挖掘具有专业课程特色的思政元素，扩展教学内容，指导学生树立适当的世界观，人生观和价值观。

（二）应用光学课堂教学思政元素的融入[2]

1.从光学的发展过程看，对事物的本质认识是永无止境的。课程绪论部分介绍应用光学在整个光学体系中所处的位置，在这部分可插入关于光学发展历程的简要介绍。光学是一个历久常新的学科，研究内容非常广泛，涉及光的产生、光的传播规律、光学成像、光与物质之间的相互作用以及光的本质问题等。光，通常指的是可见光，波长大约在380—780纳米范围，能够引起人的视觉反应，属于电磁波的一个波段。所以与其他形式的电磁波（例如X射线，微波和无线电波）遵循相同的电磁方程。大多数光学现象可以用光的经典电磁理论来解释。电磁辐射以两个相互耦合的矢量波（电场波和磁场波）的形式传播。这种光的模型称为电磁光学。但是在实践中对光进行完整的电磁描述时，通常处理上比较复杂，计算量大。因而如果不涉及发射、吸收等光与物质相互作用的微观过程，许多光学现象可将光用单个标量波函数来简化，用以研究光的波动性（干涉、衍射、偏正等）。这种处理光的近似方法称为波动光学。当光的波长可视为极短，也就是光波长远小于周围物体时，其波的性质难以辨认，光的行为可以理解成是沿着光线束传播的，遵循直线转播、反射、折射等定律。这便是几何光学。从数学角度看，当波长无限小时，从波动光学的方程可推导出几何光学的理论。因此，电磁光学包含波动光学，而波动光学又包含几何光学。尽管电磁光学提供了经典光学范围内对光的最完整处理，但某些光学现象在分子尺度或原子尺度上研究，本质上具有量子力学特征，因此无法经典地给出解释。这类光学的内容，称为量子光学。从历史上看，光学理论大致按以下顺序发展：几何光学→波动光学→电磁光学→量子光学。这些模型被相继开发，变得越来越复杂和精密，为日益精细和精确的光学实验结果提供解释。

从以上介绍的光学发展进程可以看出，人们的认知过程受到客观事物发展和本质表现程度的限制，并受科学技术条件的制约，因此探索是无止境的。正如毛泽东在《实践论》中指出：“实践，认识，再实践，再认识，这种形式，循环往复以至无穷……”這是人类认识发展的总规律。尽管人们在理解光的本质上已经取得了巨大的成就，但是仍然需要深化，光学仍在发展。

2.光的直线传播定律与中国古代光学发展。在讲解光的直线传播定律时，可穿插中国古代在光学领域的成就，例如，中国春秋时期的学者墨子同学生一起做小孔成像实验。《墨经》中记载：“光之人，煦若射。下者之人也高，高者之人也下。足敝下光，故成景于上;首敝上光，故成景于下。在远近有端与于光故景障内也。”意思是说，光线照在人身上，就像从针孔中射出的箭矢一样。人体的下部成像在屏幕的高处，而人体的上部成像在屏幕的下方。原因是来自头部的光线被上部遮挡，因此图像位于底部。脚部发出的光线被下部遮挡，因此图像位于上部。由于光路中有个针孔，所以屏幕上的图像很明亮。《墨经》中的这段文字不仅对小孔成像现象进行了生动地描述，而且指出了光的直线传播性质。古希腊数学家欧几里得在他的著作《光学》中也记载了类似的现象，但比《墨经》的记录要晚一百多年。所以《墨经》被认为是世界上最早的光学知识著作。这一案例可增强同学们的自豪感和自信心，激发他们发奋图强，努力使自己成为国家的有用人才。

3.全反射理论与“光纤之父”高锟。光的全反射是“几何光学”的重要的知识点之一，也是光纤通信的理论基础。在课堂中讲到全反射这部分内容时，可穿插介绍光纤通信的基本原理以及对此有开创贡献的华裔物理学家高锟的传记。

早在20世纪60年代，高锟就在一篇论文中提出了光纤及其在通信中的应用，但起初并未被广泛接受。然而，他没有放弃，继续研究并深入改进该技术。1981年，首个光纤系统成功落地，光纤在通信领域得到日益广泛的应用，高锟因此被称为“光纤之父”。在这部分内容中不仅要介绍高锟的伟大成绩，还要传播他不畏质疑、积极探索的勇气，锲而不舍的精神。激发学生学习热情，教育学生既要放眼未来，又要脚踏实地。

4.望远镜与“中国天眼”FAST。在“望远镜工作原理”的理论教学过程中，可介绍中国自主研发的被称为“中国天眼”的FAST。FAST于2016年9月首次亮相，2020年1月11日，成功通过了国家验收并开始正式运营。FAST是世界上最大的单孔径射电望远镜，主表面直径为500米，最大有效孔径为300米。接收器舱由六根电缆驱动，六根电缆通过六个塔与机械驱动器相连。指向和跟踪可以通过重塑主表面形状并在弯曲的光圈平面上操纵聚焦舱来实现。这种概念可以访问更大的天空区域（偏角-14°至+66°），在区分射频干扰方面提供了前所未有的测量速度和效率。在测试和早期科学运行期间，FAST已开始进行天文发现，尤其是各种脉冲星，包括毫秒脉冲星、双星等。现今多个国家的顶尖科研团队正在开展FAST有关的天文学研究。我们不知道它还将发现什么，但FAST可能深刻地提升我们对宇宙的认识。这一案例体现了中国在基础科研领域的突破，大国需要重器。进而激励学生好好学习，奋勇当先，为科技强国贡献力量。

（三）实践环节融入思政理念

应用光学是一门工程类课程，既有基础理论，又与实践密切相关。本课程的实践环节包含三个实验：“光学系统基点测量实验”“平行光管使用及透镜焦距测量实验”以及“显微镜搭建和参数测量实验”。这几个实验有下述一些特点：①实验和理论密切结合。如果不掌握基本理论，则很难在实验中做好，甚至有些实验无法进行。只有在理论知识的指导下进行光学实验，才能更好地理解和深化理论知识，同时提高实验兴趣。②仪器的调节要求很高。与其他实验相比，这是光学实验的最大特点。光学实验中使用的仪器通常更为复杂。在许多情况下，实验的成功与否不取决于学生的整体实验思维，而是取决于一些容易被忽视的小细节。通过在实验实践教学过程中融入学思合一、知行统一、严肃认真的科学作风、理论联系实际的工程观点等思政元素，可以规范学生的实验行为，帮助学生获得更理想的实验结果，增强学生的实践水平。

（四）適当调整传统课堂的教学方式

过去一个人的全部知识中有80%左右是在学校学习阶段获得的，其余约占20%的知识是在工作阶段学习的;现在则完全相反，在学校学习的知识约占20%，而在毕业后通过不断学习和实践获得的知识约占80%。所以四年的有限时间所学的知识不足以支撑学生未来一生的发展。求知欲、综合素质的养成对学生最为关键。

在应用光学教学中，我们采用线上线下混合式的教学方式，线上教学通过推送一些阅读资料，比如一些光学前沿的探究、科学家的人物传记、学者对一些光学领域问题的见解，等等，既丰富学生们的视野，又能在无形中激发他们对科学研究的兴趣，还能在同学们的心目中树立榜样的力量。在线下传统课堂教学中，增加更多的指导，提问和讨论教学方法。线上线下混合式的教学方式摆脱原来以教师为主的灌输的教育，达到以学生为主体的学习初衷[3]，可激发学生学习热情，培养学生主动学习、探索性学习的能力。

四、总结

新时期各种思潮、各种文化交流与冲突愈加频繁，高校专业课任课教师不仅应该向学生讲授专业知识与技能，还肩负着帮助学生树立正确的价值观和政治认同的责任。因此，高校教师必须努力探索课程思政的建设方法，践行将专业知识与立德树人元素相融合。

参考文献

[1]李林，黄一帆.应用光学[M].北京：北京理工大学出版社， 2017.

[2]邓立儿.“应用光学”课程思政教育的探索与实践[J].教育现代化，2019，10（87）：292-293.

[3]赵炬明，高筱卉.关于实施“以学生为中心”的本科教学改革的思考[J].中国高教研究，2017（8）：36-40.

Abstract： The promotion of "curriculum ideology and politics" in the new era is to combine value guidance， knowledge teaching and ability development， and to help students shape the correct outlook on world， life and values. This article briefly states the background and goals of "curriculum ideology and politics". Combined with the content and characteristics of the professional course of Applied Optics， it explores practical ways to integrate professional knowledge and educating elements from the ideological and political qualities of teachers， the ideological and political elements in classroom teaching， the ideological and political elements in practical links， and the classroom teaching methods.

Key words： "curriculum ideology and politics"; Applied Optics; student centered