高校“核信息处理方法”课程思政教学探究——基于新时期教育强国背景

何庆华，常树全，丰俊东，贺晓涛，凌永生，张建东

（南京航空航天大学 材料科学与技术学院，江苏 南京 211106）

引言

中国特色社会主义进入新时代以来，以习近平同志为核心的党中央把高校思想政治工作摆在了核心位置，并作出一系列重大部署，新时代高校教育要坚持把立德树人作为根本任务，在教学中有机融入教育强国的新要求，把思想政治工作贯穿教育教学的全过程，实现全程育人、全方位育人。

为了充分发挥课堂教学的主渠道作用，努力发掘核科学蕴含的思想政治教育资源，实现思政课程与课程思政的协同育人，这对新时期研究生课程的设计及教师自身的观念提出了新的要求。2020年召开的全国研究生教育会议提出了新时代研究生教育的战略性和紧迫性。习近平总书记从党和国家全局的高度首次对研究生教育做出了重要指示，将造就大批德才兼备的高层次人才作为战略任务提出，将培养创新人才、提高创新能力、服务经济社会发展、治理体系能力现代化提高到战略地位。相应的高级别政策文件的接连出台描绘出研究生教育的强国路线图。

在新时代研究生教育强国路线的推动下，核科学是作为重要基础学科重点发展的方向，同时作为国防七子之一的南京航空航天大学，更应该在研究生教育中开展思想政治教育，而核科学作为国防重点培育方向之一，在相关课程思政中具有更加强烈的需求和培养土壤。本项目拟探索出一种新时代教育强国背景下的核科学课程思政的教学新模式。

一、“核信息处理方法”课程的教学现状

“核信息处理方法”是核科学与技术专业的选修课之一，重点介绍了核信息的特点及测量要求、核信息获取与处理系统构成、核物理常用概率统计知识、抽样与参数估计、脉冲信号处理及传输、脉冲信号处理电子学、核仪器标准、实验数据处理方法等，使学生掌握如何测量核信息、处理脉冲核信号、分析实验数据等技能，具备实验测量及数据分析能力。

“核信息处理方法”课程涵盖的知识点多，涉及领域广，学生要将这些零碎的知识点串联起来有一定的困难，但是这个困难也给教学改革带来了机遇，如果将课程思政结合进来，会将这些知识点通过另外一个维度整合起来。因此本文尝试在新时期教育强国背景下，从以下几个方面探索高校“核信息处理方法”课程思政教学改革的方法：（1）发挥核专业的特色，深化课程改革，发掘核专业课程特色思想政治教育元素，优化教学目标，拓展教学内容的深度和维度，在教学方式、教学内容、教学方案、教学理念上，实施课程思政全方位课程改革。（2）丰富教学方式，注重隐性教育协同育人。注重第二课堂教育，创新教学方式，在提升教学理念的同时，不断创新教学手段的改革，确保教学内容的真实性和思想政治教育的价值性，实现思想政治教育效果的最大化。（3）关注学生信息多元化渠道，实现核专业课程思政的有效融合。理解隐性文化教育在高校思想政治教育工作中的影响机理，研究如何融合有形和无形的思想政治教育。

二、课程思政教学思路

基于以上分析，设计如下课程思政教育内容。

1.在实验数据处理探测器标定部分融入思政元素，通过介绍前沿核物理实验的发展激发学生的家国情怀及勇攀科学高峰的斗志，在讲述大立体角探测谱仪标定方法中引入“量变引起质变”这个思政元素。

2.在实验数据处理探测器标定数据分析部分加入思政元素：（1）解决问题要抓主要矛盾；（2）团队协作精神。

3.在实验数据处理运动学拟合中融入思政元素：（1）“关系”的普遍定律；（2）束缚与自由的辩证关系。

三、课程思政创新教学方法及成效

（一）创新教学方法

1.在引言部分介绍了核物理领域的重大科学发现及相关大科学装置在全球的分布情况，如新元素合成中介绍我国目前的贡献情况，以此激发学生的家国情怀及勇攀科学高峰的斗志。通过教师自身参与的实验，自然地引出在实验数据处理中探测器标定的内容，通过对比手段及相关照片、公式、流程图等载体，解释为什么单一模块的标定方法不适用于大型谱仪，讲解其中蕴含的量变引起质变的哲学原理。

经过课堂教学实践，发现在特别知识点中穿插相关的科学人物故事，更能激发学生的兴趣，如果能更进一步地分析具体科学家在解决具体问题时的思路和其中蕴含的科学道理及哲理，并引导学生互动，则学生不但学习了知识，还传承了科学家的精神。在本次教学探索中，结合教师在科研单位的实际工作经历及采访素材，对中国工程物理研究院众多科技工作者在“两弹一星”实验中的事迹进行讲解，以及重要领导在大科学工程中善于统筹合作、科学管理科研队伍，促进了研究进度。

2.针对大型谱仪能量标定问题，讲解如何通过物理守恒关系循环迭代标定大型多模块探测谱仪，在讲解强本底信号干扰时，自然引入思政元素：在数据分析中如何“抓主要矛盾”是实际解决问题的关键。同时通过讲述亲自参与的核物理实验故事，自然地引入“团队协作精神”这一思政元素。

在具体课堂讲解中，笔者以自己实际参与的国际合作实验BGOegg/FOREST为例，解释开展夸克核物理实验的研究意义，以及开展实验的大致步骤，进一步具体到全立体角电磁量能器的建设必要及优点，让核专业学生逐步了解国际合作实验的开展流程，并对核物理实验有一定的了解，拓展其国际化视野和丰富核物理实验知识。然后提出问题，让学生思考大型谱仪的能量标定与单个探测器标定的区别，引出大型谱仪在线标定的思路，细致引导学生理解循环迭代方法在此情形下的必要性和优点，使其明白引入物理守恒关系在循环迭代方法中的重要性和原理。在此基础上，进一步解释实际实验中本底噪声的不可避免性，并讲解本底信号的干扰原理及实际处理方法，让学生理解处理问题要抓重点，在解决主要矛盾的同时可以接受不可避免的瑕疵。同时，为了让学生体会团队协作精神的重要性，培养其在工作中的合作精神，在讲课中通过图片、视频等素材，讲述笔者在研究生期间开展国际合作实验时与研究生同学、导师及其他实验人员的合作实例，学生通过听这些故事，增加了对核物理实验的兴趣，也了解到在大型国际合作实验中，只有导师、学生和实验人员通力合作，才能圆满地完成工作。

3.通过如何降低误差的问题引导学生思考，进而引出运动学拟合这一数据处理方法，解释各测量变量之间的“关系”是如何被用来优化测量误差的原理，引出“关系”的普遍定律及“束缚与自由的辩证关系”这两个思政元素。

在课堂中，解释物理量之间的守恒关系虽然对物理量增加了束缚，但是对简化数据分析过程带来了另外一种形式的自由。通过简化、分析、提炼等方式，引导学生挖掘束缚与自由的辩证关系，以及关系的普遍定律这两个思政元素。

本课程的主要观点及创新之处为：（1）紧贴新时代研究生教育强国需求，针对核科学与技术专业的特殊性，从哲学理论层面探索课程思政的教学模式，发掘蕴含在专业知识中的思政元素，提炼核专业中的哲学思想。（2）提出在核专业课程中将核专业领域的科学家精神、工程技术攻关事迹、核专业前沿动态融入课程思政，通过人物、事迹、未来发展三者的有机结合，培养学生的大局观和国家战略参与的积极性。（3）瞄准无硝烟的“第二战场”——网络领域，引导学生学会如何解读热点新闻、时政观点等，正确认识热点事件，结合核专业知识体系及社会主义核心价值观，让学生树立正确的人生观和价值观。

图1 研究思路、过程与方法

（二）课程思政成效

1.通过介绍前沿核物理实验及实验方法，引导学生树立正确的家国情怀，围绕教育强国的理念，通过攀登科学高峰为国家强盛、民族复兴贡献自己的力量。

2.掌握核物理实验数据处理的基本原理，并理解其中蕴含的哲学思辨原理，如数据分析中要善于发现物理量之间的关系，通过这些关系优化分析过程，在强的本底存在时可以通过先分析主要贡献，抓住主要矛盾，再通过后续的迭代优化不断逼近真值。

3.通过介绍大型实验装置及实验过程讲解，让学生领会团队协作精神的重要性，强调分享在科学探索中的重要性，引导学生树立正确的人生观和价值观，为后面的职业生涯打好思想政治基础。

结语

核技术是国家重要的战备威慑力量和科技制高点，在新时代研究生教育强国路线的推动下，核科学也是作为重要基础学科的重点发展方向，因此非常有必要在研究生教育中开展思想政治教育，而核科学作为国防重点培育方向之一，在相关课程思政中具有更强烈的需求和培养土壤。本文探索了一种新时代教育强国背景下核科学课程思政的教学新模式，通过介绍前沿核物理实验进展，培养学生勇攀科学高峰的斗志，配合新时期教育强国的国家战略，培养具有爱国主义精神、民族自豪感、勇于担当的精英人才，充分发挥核专业课特色思想政治教育元素，实现立德树人、“三全育人”的新时代研究生教育目标。通过传播核专业相关的科学家精神，以及相关前沿核技术的进展和事迹，实现隐性教育协同育人，实现思想政治教育效果的最大化。