《传感器技术》课程思政教学改革研究

李红莲，祝 彦，方立德

(河北大学 质量技术监督学院，河北 保定 071002)

2016年12月，习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上指出,“高校思想政治工作关系高校培养什么样的人、如何培养人以及为谁培养人这个根本问题。要坚持把立德树人作为中心环节，把思想政治工作贯穿教育教学全过程，实现全程育人、全方位育人，努力开创我国高等教育事业发展新局面”。[1]2018年9月，习近平在全国教育大会上强调,“坚持中国特色社会主义教育发展道路 培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人”。[2]2020年5月，教育部印发了《高等学校课程思政建设指导纲要》(以下简称《纲要》)，明确提出了“把思想政治教育贯穿人才培养体系，全面推进高校课程思政建设，发挥好每门课程的育人作用，提高高校人才培养质量”。[3]落实立德树人根本任务，必须将价值塑造、知识传授和能力培养三者融为一体、不可割裂。《纲要》指出，把思想政治教育贯穿人才培养体系，全面推进高校课程思政建设，发挥好每门课程的育人作用，提高高校人才培养质量。《纲要》还指出，要结合专业特点分类推进课程思政建设，理学、工学类专业课程，要在课程教学中把马克思主义立场观点方法的教育与科学精神的培养结合起来，提高学生正确认识问题、分析问题和解决问题的能力。工学类专业课程要注重强化学生工程伦理教育，培养学生精益求精的大国工匠精神，激发学生科技报国的家国情怀和使命担当。

《传感器技术》课程作为工学类专业课程，是河北大学测控技术与仪器专业的一门专业发展课程。本专业2013年入选教育部第三批卓越工程师培养计划，2019年通过工程教育专业认证，2019年获批国家级“一流本科专业”建设点。为了全面贯彻习近平总书记的讲话精神，执行教育部《高等学校课程思政建设指导纲要》，针对专业人才培养目标，开展《传感器技术》课程思政教学改革的研究与实践。通过发挥《传感器技术》这门专业发展课程对学生培养的优势，立足学院“依托行业、突出计量特色、强化工程实践”的指导精神，积极发掘《传感器技术》课程中的思政元素，培养学生养成工程意识、工程能力、工程素质和工匠精神，培养学生的人文精神、家国情怀和使命担当。

一、 《传感器技术》课程思政建设的意义

曾周末认为，工程技术领域最重要的工作就是制造各种机器系统来实现人类无法完成的复杂任务，如同人必须依靠五官才能生存，机器系统也必须拥有完备的感知能力才能独立运行，仪器就是现代机器系统的“五官”。[4]简单来说，仪器类专业就是研究仪器、做仪器、用仪器。针对现代社会生活中越来越依赖于多样化数据信息的需求，仪器类专业培养能够在相关领域从事高质量信息获取方法与技术研究，先进测量仪器系统设计开发、工程应用与技术管理的高素质、创新型人才。测控技术与仪器专业涉及多学科知识，呈现多学科交叉和技术集成特点。[5]传感器技术早已服务于人们生活衣食住行的各个角落，而且在电子信息、航空航天、国防军工、医疗保健和能源环境等领域广泛应用。因此，《传感器技术》课程与生产生活、航空航天、国防军工等领域中的实例有比较多的融合之处，蕴含大量家国情怀、工匠精神、创新精神等思政元素，为课程思政的开展提供了丰富的基础条件。

二、 《传感器技术》课程思政教学改革实践

(一)课程思政建设模式

根据《传感器技术》课程内容，在教学过程充分体现“以学生为中心、立德树人为导向、持续改进的基调”，形成了理论与实践相结合、线上与线下相结合、课内与课外相结合多层次、螺旋式上升课程思政建设模式，如图1所示。围绕立德树人这一根本任务，通过课程思政教学改革，将思政元素融入到线上线下混合式理论教学、创新实验教学以及指导学生参加相关的创新社会实践等各教学环节。在教学地点上不局限在课内、校内，拓展至课外、校外，以期达到知识传授、能力培养和价值塑造的目标。

图1 《传感器技术》课程思政建设模式

多年来，根据《传感器技术》课程教学效果反馈，课程团队对教学方法、教学内容、评价方式等进一步完善，2017年建立《传感器技术》课程试卷库，实行教考分离。2018年基于该课程实验开展了河北大学精品实验项目，在2019年依托该课程，获河北大学教学成果三等奖。充分利用互联网资源优势，补充线下教学的不足，与该课程一脉相承的《现代传感与检测技术课程案例库建设》获批河北省专业学位教学案例库立项建设项目。2020年，开始线上线下混合式教学，把工程教育思想全面融进课程体系，该课程获评河北大学“课程思政”示范课程。

(二)课程思政元素的设计

根据《传感器技术》课程内容以及课程思政建设模式，在教学过程中，注重强化学生工程伦理教育，培养学生精益求精的大国工匠精神，激发学生科技报国的家国情怀和使命担当，使教书和育人实现统一。

1.培养学生的人文精神、家国情怀和使命担当；培育学生求真务实、实践创新、精益求精的工匠精神；培养学生的团队协作精神。以立德树人为主线，“中国抗疫”为背景，在开课前设置三问，即在新冠肺炎疫情形势下，一问自己能做什么、二问自己已经做了什么、三问自己还要做什么。引发青年学生的深刻思考、充分讨论，培养学生的社会责任和担当意识；在课程教学过程中打造“讨论性课堂、研讨性课堂”，比如，课后以小组为单位进行归纳总结。将责任担当、个人发展规划和课程教学的思想教育融合在课前、课中、课后三个时间节点中，培育学生的人文精神和家国情怀。

以“传感器在新冠肺炎疫情中的应用”为主题，让学生开展前期调研，并设置学术研讨会，会上将各自所想、所感与同学们分享，注重知识的现实综合应用，培育学生精益求精的工匠精神。

在《传感器技术实验》课程中，设计具有挑战性、需要团队配合的项目，如应变式测力传感器设计、电容式位移传感器设计等传感器技术的综合性、设计性实验，并结合工程设计问题、开放式工程设计项目和设计练习培养学生的工程实践能力，学生在这个过程中，既可以把课程所学知识融会贯通，也训练了其团队合作与实践创新精神。

2.培养学生踏实严谨、实事求是、追求卓越等优秀品质，培养学生环保理念和可持续发展理念。作为高校教师，需要始终坚持学术研究无禁区、课堂讲授有纪律、言论行为有底线，避免在课堂上传递负能量，做到立德树人。除此之外，教师对待教学、课程、课堂的态度，既是潜移默化的课程思政，更是最直接的课程思政。比如，教师会提前到教室进行课前准备、充分备课、不拖堂、不随意调课、维护课堂和考勤纪律等，教师对待课程的态度将影响学生对待课程的态度，教师主动开展教学研究将激励学生主动深入学习，培养学生踏实严谨、耐心专注、追求卓越等优秀品质。

在讲解课程第五章“压电式传感器——压电材料的居里温度”时，采用“资料收集+案例分享”的方式，使用生活中电饭煲利用居里点的例子，充分认识材料的性能并对其进行应用，于危机中育新机、变局中开新局。在讲解压电式传感器当前的发展方向时，采用案例分享的方式，讲解哈尔滨工业大学研究团队“环保压电材料研究进展” 、结合“世界地球日”等特殊纪念日融入可持续发展理念(图2)。

图2 “世界地球日”培养学生环保理念和可持续发展理念

3.结合专业特色，激励学生提高专业素养，培养心系社会并有时代担当的应用型和复合型高素质人才。努力将个人或团队的科研成果在教学内容中酌情体现。将河北省自然科学基金项目研究成果与光电效应等基本教学内容结合融入光电式传感器和光纤式传感器的教学中。做到既需要掌握教学技能、熟悉教学手段，还要对教育教学有自身的理解和感悟。但是，要想成为一名卓越教师，关键是要长期开展高水平科研并主动将研究成果转化为教学内容。学生在课堂听到教师讲授自己是如何利用基本概念和分析方法来解决科研项目中的学术问题并实现科研突破时，他们均会表现出相当高的关注度。这其实同时是在感悟和学习如何做科研，这是最好的课程思政素材。在授课过程中，针对当今社会普遍关注的问题，如环境问题、低碳生产、节能减排，面向智能制造，设置“基于激光技术的气体传感器设计”“车载智能传感器——雨量传感器”“土壤、污泥中重金属元素传感器设计”“MEMS光纤压力传感器设计”等案例，并结合工程设计问题培养学生的工程实践能力，培养有时代担当的应用型和复合型的高素质人才。

(三)课程思政教学方式

1.教学模式改革。本课程形成了理论与实践相结合、线上与线下相结合的教学模式，极大激发了学生的求真探索精神。

对于很多重点和难点教学内容，采用线上线下混合式教学模式，将平铺直叙的教学方法转换为历史场景再现的启发式教学法。比如，课程第四章电感式传感器中，在变压器的变比和匝数的关系等问题上，利用学习通、雨课堂等智慧教学工具，在大容量班级实现学生的强交互，把学生带到特定的历史场景下，组织他们结合此前所学自己提出概念，总结出相应的规律。这种同时进行能力培养和知识传授的教学方法会极大地激发学生的求真探索精神，在授课过程和课件中更多采用问号和省略号，而不是句号和感叹号。

利用翻转课堂、学生参赛作品入课堂、线上线下答疑等方式，学生由被动学习变为主动学习。将课堂教学和实践教学相结合，极大激发了学生的参与热情。学生对课程教学模式高度认可，对教学效果的主观评价云图如图3所示。

图3 教学效果主观评价云图

2.实践环节拓展。《传感器技术》课程实践性及应用性强，该课程采用课内课外相结合，从而实现实践教学环节的拓展。在课堂教学之外，将学生带出课堂，通过参与大学生创新项目、“互联网+”电子设计大赛等竞赛以及参加社会实践和志愿者活动等直观感受传感器在电子信息、航空航天、医疗保健和能源环境等领域广泛应用与发展的方向，在应用知识的同时激发学生科技报国的家国情怀和使命担当。

3.全程贯穿教学载体的设置。从育人实际出发，在教学环节中，设置了教学载体贯穿全程的大作业模式，即“选择你所处的生活或学习环境中还没有应用且有必要应用传感器的场合，设计测量系统”。让学生直观感受传感器在现代生活中不可替代的作用，培养学生成长为心系社会并有时代担当的应用型和复合型高素质人才。

(四)课程思政教学实践

在课堂教学活动中，依据课程内容恰当地融入思政元素。在课前思考、课前导入、课中实践、期末考核、课外延伸等环节采用多种授课形式和教学方法，润物无声地达到思政育人教学效果。具体案例如表1所示。

从以上思政融入点可以看出，课程思政融合在课前、课中、期末考核以及课外的社会实践指导过程中，积极践行了“全程育人模式”。

(五)课程思政融入考核评价

《传感器技术》课程理论部分考核采用期末考核与过程性考核两种方式进行。过程性考核包含平时作业，测验(进门测、小测、期中测)，网络教学平台任务点(预习、视频学习、PPT学习等)的完成情况。其中，平时作业采用学生自评、小组互评和教师团队评价相结合的方式进行，强化学生的诚信意识和团队协作精神。

在期末考试环节，采用试卷库，实行教考分离，促使学生树立端正的学习态度，完成课程学习结束后的考试检验，从而形成重教重学的良好氛围，使教学工作规范有序地进行。考试环节抄写诚信承诺书，要求学生铭记“实事求是”的校训，强化学生诚信意识、责任意识和自律意识。

(六)课程思政融入专业特色

河北大学测控技术与仪器专业人才培养方案指出，本专业以计量技术为特色，因此在《传感器技术》课程思政实践中，结合专业特色，形成了具有计量特色的思政元素。

课程教学中注重引入优秀的计量文化，通过阐述中国古代先进的计量思维，使学生理解计量技术在中华文明传承中的重要作用，增强学生的文化自信，引导学生调研我国仪器领域所面临的严峻挑战以及独立自主研发高端仪器的迫切需求，激发学生的爱国热情与学习动力。

三、结语

在《传感器技术》课程中开展课程思政教学改革，发掘和利用该课程教学中蕴含的思政元素，在教学过程充分体现“以学生为中心、立德树人为导向、持续改进的基调”，形成了理论与实践相结合、线上与线下相结合、课内与课外相结合多层次课程思政建设模式。将课程思政融入课堂教学、实验教学、考核评价、贯穿全程的大作业等环节，并结合培养方案，形成了具有计量特色的思政元素。改革后的课程将责任担当、个人发展规划和课程教学的思想教育融合在课前、课中、课后三个时间节点中，使整个教学过程充满了人文氛围，让学生在学习过程中逐步树立起科技报国的家国情怀和使命担当。