“传感器原理”课程思政教学探索

邓亚琦 李稳国 李加升

摘要：围绕立德树人基本目标，结合“传感器原理”的课程特点，挖掘课程内容中的思政元素。在理论教学中，通过阐述传感器技术发展现状和技术瓶颈、讲述科学家的探索历程、结合专业知识和时事热点，提高学生的爱国热情、科学思维和民族自豪感;在实践教学中，通过联系实际和自主设计实验，提升学生的思辨能力和创新思维;最后探索思政教学效果评价方法;为“传感器原理”课程思政提供新思路和新路径。

关键词：课程思政;传感器;时事热点;创新思维

中图分类号：G642     文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2022）18-0126-02

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

1 引言

习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上明确指出：“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[1-2]。” 为了满足思政背景下的课程建设要求，笔者积极探索，在 “传感器原理”的课程内容和教学方式中融入思政元素，旨在教授学生专业知识的同时培养学生理性思维、探索意识、思辨能力和创新意识，达到思政育人贯穿教学建设全过程的目的。

2 “传感器原理”课程思政建设的意义

“传感器原理”是电子信息工程、物联网工程、光电信息工程等专业的一门核心课程，也是一门全面、系统培养学生综合素质的课程。在课程设置中起到了承上启下的作用，前序课程以模拟电子技术、数字电子技术、电路分析为基础，为后续的学科竞赛和实习毕设做准备。从宏观上的茫茫宇宙、微观上的粒子世界到自动化生产中每个环节都需要借助各种传感器来感知和获取外界信息，因此传感器技术在基础学科研究、现代工业生产、信息智能系统中占有举足轻重的地位。

为贯彻党的教育方针，对专业课程进行思政建设，将家国情怀、理想信念、科学思维、文化自信、创新意识等融入教学过程，最终实现全程育人、全方位育人[3-6]。基于立德树人的教育理念，课程思政是落实人才培养的基本要求;是高校培养创新型人才的重要途径;是实现科技兴国的必要条件;是国家教育和社会发展的现实需要;对于帮助学生健康成长成才、树立正确三观、提高科学文化素养等具有重要意义[7-9]。

工科专业课程通常侧重于理论知识和专业技能的传授，往往对学生思想政治教育的重视程度不高。此外，不同于中国近代史纲要、马克思主义基本原理概论等思政课程，专业课程的思政教育不是生硬地在课程讲授中预留出思政教学模块，而是在课程内容中挖掘出思政元素，在专业知识显性教学中涵盖思政教育的隐性教学，实现专业知识和思政元素的融合统一和相互促进。针对上述问题，笔者有设计、有计划地将“传感器原理”的课程内容与价值引导相结合，避免专业知识和思政教育割裂，潜移默化地培养学生科学思维、创新意识和工匠精神，达到专业课程思政育人的目的。

3 “传感器原理”課程教学思政的探索

“传感器原理”的知识目标是让学生掌握基本的传感器工作原理，了解敏感元件的工作特性，掌握常见物理量的测量方法，培养学生根据实际需要测量和控制物理参数的能力。“传感器原理”的课程内容包括霍尔式传感器、电容式传感器、热敏元件、气敏元件、压电式传感器等各类传感器的工作原理和应用，而课程思政主要考虑如何有设计、有层次地将上述专业知识和思政元素进行有机融合，使学生在掌握原理知识和技术的基础上，培养家国情怀、科学思维和文化素养。因此，根据“传感器原理”的课程特点，拟在教学过程中结合时事热点、产业形式、发展历程等现实因素，从理论教学和实践教学两方面提炼、融合思政元素，探索教学效果评价方法来持续改进思政教育，达到全程育人、立德树人的目的。“传感器原理”课程思政的总体设计如图1所示。

3.1 理论教学融入思政元素

首先，在理论教学过程挖掘家国情怀、理想信念、文化自信、科学精神等思政元素。结合专业知识点，表1给出了本文对于“传感器原理”理论教学的思政元素设计思路。

具体来说，“传感器原理”理论教学的思政探索包括以下三个方面：

1）坚持科技强国，激发爱国热情。在理论教学中常常涉及各类传感器的应用及发展前景，通过阐述当前传感器发展面临的技术瓶颈和各项挑战，强调科技兴国战略，激发学生科技强国的使命感和责任感。传感器在现代电子科技中举足轻重，是现代信息技术三大支柱之一，是我国自动化技术发展的核心技术。“中国制造2025”“十三五国家科技创新规划”等一系列国家政策都展现了我国发展传感器技术的决心。随着工业现代化的高速增长，经过多年发展和积累，我国传感器技术有了一定进步;但我国传感器技术仍面临基础技术水平和自主创新能力薄弱的问题，传感器技术的科研化和产业化水平与科技发达国家还存在一定差距。在教学过程中，结合当前发展现状和科技前沿，培养学生学术意识和产业化意识。同时，强调关键核心科技须掌握在自己手中，激发科技兴国的爱国热情。

2）结合时事热点，提高学习兴趣。首先结合航空航天、“中国天眼”等时事热点引出相关传感器的工作原理，然后利用理论工具扩展现实应用，不仅增强了学生的民族自豪感又激发了学生的学习兴趣。比如，在这次新冠肺炎疫情防控阻击战中，党和国家表现出科学合理的防控引导，中华人民表现出团结英勇的战斗品质，以此激发学生强烈的民族认同感和自豪感。在此基础上，说明体温检测是阻断疫情扩散的关键，而基于非接触测量、高精度和高稳定性等特点，红外测温仪在这次疫情管控下起到了至关重要的作用。进而，引导学生对红外温度传感器工作原理的理解，扩展其在疫情防控中的应用场景，比如结合红外测温原理、人脸识别、人工智能技术的红外热成像测温系统，在疫情防控中可有效提高测温效率，以此进一步激发学生的学习兴趣。

3）树立科学偶像，培养探索精神。通过介绍传感器工作原理中科学家的探索历程及所做贡献，激发学生科学思维，树立科学偶像。比如，在霍尔式传感器的工作原理中，通过讲述从金属中发现霍尔效应，到半导体的整数量子霍尔效应，再到后续的量子反常霍尔效应这一发展过程中科学家们不断求索的事迹，展现科学家不断突破和追求真理的精神;在压电元件的工作原理中，通过讲述压电现象、压电效应、晶体结构与压电性关系的发展历程，展现科学研究的持续性，培养学生刻苦钻研、探索科学的精神。同时，引导学生思考基础理论的发展对传感器技术的影响，阐述原始创新的重要性。

3.2 实践教学融入思政元素

其次，在实践教学过程挖掘思辨能力、创新精神等思政元素，表2给出了本文对于“传感器原理”实践教学的思政元素设计思路。

具体来说，“传感器原理”实践教学的思政探索包括以下两个方面。

1）理论与应用结合，提升思辨能力。理论联系实际是我党三大优良作风之一，为我们认识、分析和处理问题提供了根本遵循和思想基础。在实践教学中，以小組为单位完成传感器实验，深入探究专业知识并与应用有机结合，在提高学生实践能力的同时提升分析能力和协作意识。此外，在实践环节强化传感器实用性知识的传授，比如电阻屏和电容屏的区别和原理、热敏元件的适用范围等。在此基础上，对传感器实验做引申，将传感器基础测量与生活实际相结合，挖掘传感器技术发展与日常生活、产业发展的关系。传感器未来发展趋势倾向于微型化、智能化、集成化，结合发展趋势引导学生从多角度分析与解决复杂问题，提升学生思辨能力。

2）提高实践能力，启发创新思维。基于学科竞赛内容与教师科研项目，融入电子信息行业的新技术，设计出理论与实践相结合的综合性实验。比如，由传感器采集的温度、距离、湿度、光照强度等多种类型的数据信息传递给后面的检测控制系统，集成多种技术实现报警、调节、信息传送等一系列功能，以此提高学生分析、解决复杂工程问题的能力。从微项目中分解出可让学生自主设计实验的问题或任务，将发现问题、解决问题作为教学核心，注重自主创新和动手实践能力的培养。其中，学生根据选题查阅搜集相关文献和前沿技术，以提高系统精度和性能为目标，设计实验方案并撰写报告，以此启发学生的创新思维。

3.3 思政教学效果评价

为进行思政教学效果评价，在考核知识的同时，将科学思 维方法、复杂问题分析能力等素质目标融入平时成绩和卷面成绩。具体来说，平时成绩占总成绩的40%，其中平时成绩中的随堂练习、课堂表现、小组谈论中增加育人核心要素的考核。卷面成绩占总成绩的60%，主要考核知识能力和素质水平，其中思维方法和分析能力等相关试题占卷面成绩的10%。

在此基础上，从评价结果中分析理论教学和实践教学过程中思政教育存在的不足，并以问题为导向持续改进和完善教学内容和教学方法，提高课程思政成效，促进全方位育人目标的达成。

4 结语

基于立德树人的育人要求，从理论教学、实践教学、教学效果评价三方面对传感器课程的思政建设进行思考和探索。在理论教学过程中，通过讲述传感器技术瓶颈激发科技兴国的热情;结合时事热点增强民族自豪感;介绍科学家探索历程培养科学思维。在实践教学过程中，通过联系实际和自主设计实验提高思辨能力和创新思维。最后探索了思政教学效果评价方法。本文可为推进专业课程思政教育的发展提供新思路。

参考文献：

[1] 芮贤义，胡剑凌，俞一彪，等.数字信号处理课程思政设计与实践[J].高教学刊，2021，7（34）：100-103.

[2] 康旺，潘彪，张有光.思政教育融入专业课程的探索与实践——以“存储器”课程为例[J].工业和信息化教育，2021（12）：44-49.

[3] 孙兵，李建楠，李景文，等.“信息论基础”课程教学中的思政元素设计[J].工业和信息化教育，2021（9）：83-86.

[4] 朱伟芳，石霏，俞一彪.“信号与系统”课程思政设计——以“信号的概念与表示”一课为例[J].科教文汇（上旬刊），2021（10）：92-94.

[5] 田丽鸿，包永强，张健.应用型本科电子信息类专业课程思政建设思考与探索[J].黑龙江教育（高教研究与评估），2021（4）：80-82.

[6] 唐艳，柳欣，王铮.电子信息专业开展课程思政建设的路径分析——以模拟电子技术课程为例[J].电脑知识与技术，2021，17（14）：127-129.

[7] 张松华，陆秀令，洪俊.电子信息类专业课程思政的实践[J].轻工科技，2021，37（6）：162-164.

[8] 王党卫.军校专业背景课程群“课程思政”建设与运用路径[J].空军预警学院学报，2021，35（3）：221-224.

[9] 闫长斌，郭院成.推进专业思政与课程思政耦合育人：认识、策略与着力点[J].中国大学教学，2020（10）：35-41.

【通联编辑：梁书】