課程思政理念下應(yīng)用光學(xué)課程建設(shè)的探索與實(shí)踐

張玲玲 丁冬艷 鄭武 朱榮剛

[摘 要]新時(shí)代課程思政的推進(jìn)是將價(jià)值引領(lǐng)、知識(shí)傳授和能力培養(yǎng)相結(jié)合，以幫助學(xué)生塑造正確的世界觀、人生觀和價(jià)值觀。文章簡(jiǎn)要陳述課程思政建設(shè)的背景和目標(biāo)，結(jié)合應(yīng)用光學(xué)這門(mén)專業(yè)基礎(chǔ)課程的內(nèi)容和特點(diǎn)，從教師思政素質(zhì)、課堂教學(xué)中的思政元素、實(shí)踐環(huán)節(jié)的思政元素、課堂的教學(xué)方式等方面探索專業(yè)知識(shí)與育人元素融合的實(shí)踐途徑。

[關(guān)鍵詞]課程思政;應(yīng)用光學(xué);學(xué)生中心

[基金項(xiàng)目]2020年金陵科技學(xué)院校級(jí)“科教融合”項(xiàng)目“基于PT對(duì)稱超表面透鏡的成像研究”（2020KJRH32）

[作者簡(jiǎn)介]張玲玲（1982—），女，江蘇連云港人，博士，金陵科技學(xué)院講師，主要從事光電信息研究。

[中圖分類號(hào)] G641[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A[文章編號(hào)] 1674-9324（2020）47-0-03[收稿日期] 2020-08-11

一、引言

當(dāng)今世界正經(jīng)歷百年未有之大變局，新時(shí)代的中國(guó)不僅是經(jīng)濟(jì)和社會(huì)向高質(zhì)量發(fā)展的過(guò)渡時(shí)期，而且是各種矛盾、問(wèn)題、思想更加紛繁復(fù)雜的歷史時(shí)期。對(duì)于生活在這個(gè)時(shí)代背景下的年輕大學(xué)生來(lái)說(shuō)，他們面臨著各種價(jià)值觀與社會(huì)思想之間的碰撞、摩擦、溝通和融合。體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）論語(yǔ)中記錄“君子喻于義”，表明君子重視道義;“小人喻于利”，表明小人重視利益。這類古訓(xùn)已經(jīng)不能束縛現(xiàn)今的大學(xué)生，同時(shí)，他們又不希望被物質(zhì)利益所征服，希望擁有精神上的充實(shí)。因此當(dāng)物質(zhì)層面和精神生活層面難以兼顧的時(shí)候，大學(xué)生的價(jià)值追求常常受到困擾;（2）當(dāng)個(gè)體的利益與集體的利益不一致時(shí)，哪種利益需要優(yōu)先考慮，青年學(xué)子的態(tài)度不夠確定。這使得當(dāng)代青年學(xué)子在理論上注重集體，落實(shí)到具體事情時(shí)，又趨向個(gè)人的利益。因此在集體的利益與個(gè)體的利益哪個(gè)放在首位這個(gè)問(wèn)題上存在困惑;（3）受金錢(qián)崇拜和實(shí)用主義的影響，當(dāng)代大學(xué)生缺乏對(duì)崇高價(jià)值信念目標(biāo)的追求，使他們?cè)诶硐牒同F(xiàn)實(shí)之間徘徊不定，存在價(jià)值目標(biāo)定位的困惑;（4）當(dāng)代大學(xué)生在求職時(shí)，價(jià)值觀已經(jīng)表現(xiàn)出理性和務(wù)實(shí)。在選擇工作時(shí)，他們除了考慮工資待遇、工作環(huán)境等基本因素外，還對(duì)職業(yè)發(fā)展做出規(guī)劃。但是，如果實(shí)際情況與自己的預(yù)期不一致時(shí)，就會(huì)表現(xiàn)得失落，看問(wèn)題的角度變得悲觀。他們常常容易盲目地追隨潮流，無(wú)法加強(qiáng)自己的看法，也無(wú)法隨意改變自己的計(jì)劃。所以他們一方面表現(xiàn)出很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)進(jìn)取意識(shí)，另一方面又對(duì)職業(yè)發(fā)展中遇到的困難準(zhǔn)備不足，這種由反差造成的困惑時(shí)有發(fā)生。面對(duì)這類價(jià)值觀困惑問(wèn)題，對(duì)于很多大學(xué)生而言正確解決并不容易，因?yàn)樗麄冋幱诔砷L(zhǎng)的重要階段。他們的價(jià)值觀、生活觀和世界觀還沒(méi)有穩(wěn)定地形成，他們的經(jīng)驗(yàn)淺薄，文化積累不足，辨別能力和認(rèn)知能力較弱，因此當(dāng)他們面對(duì)各種價(jià)值沖突和對(duì)抗時(shí)，很難在短時(shí)間清楚地區(qū)分，并做出正確的權(quán)衡和選擇。因此，在當(dāng)前各種思潮、各種文化交流和沖突更加頻繁的時(shí)代，如何讓主流意識(shí)形態(tài)發(fā)揮出正能量，增強(qiáng)主流意識(shí)形態(tài)對(duì)重要問(wèn)題的闡釋力，促進(jìn)學(xué)生獲得正確的價(jià)值觀和政治認(rèn)同，也是思想政治教育的新課題。

思想政治教育在培養(yǎng)大學(xué)生的世界觀，生活觀和價(jià)值觀方面發(fā)揮著重要作用。高校作為思想教育的前沿，應(yīng)適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，創(chuàng)新教學(xué)方法，堅(jiān)持以立德樹(shù)人為中心，在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中堅(jiān)持思政工作。

完整的高等教育應(yīng)包括思想政治教育和專業(yè)知識(shí)教育。為了確保高校這兩種教育內(nèi)容的協(xié)同作用，政府提出了在課程中開(kāi)展思想政治教育的教學(xué)理念。希望通過(guò)課堂教學(xué)來(lái)增強(qiáng)思想政治教育的親和力和針對(duì)性，從而滿足學(xué)生成長(zhǎng)和發(fā)展中的需求和期望。因此，要求教師在教學(xué)過(guò)程中將價(jià)值的引領(lǐng)、知識(shí)的傳授、能力的培養(yǎng)結(jié)合起來(lái)。通過(guò)充分挖掘每門(mén)課程的思想政治元素，可以將思想指導(dǎo)和價(jià)值觀的培養(yǎng)融入每門(mén)課程的教學(xué)中。本文以應(yīng)用光學(xué)課程為例，從教師思政素質(zhì)、課堂教學(xué)中思政元素、實(shí)踐環(huán)節(jié)思政元素、課堂的教學(xué)方式等方面探討專業(yè)課程中思想政治教育的方法。

二、應(yīng)用光學(xué)課程簡(jiǎn)介[1]

應(yīng)用光學(xué)的內(nèi)容主要包括三個(gè)方面內(nèi)容：幾何光學(xué)原理，典型的光學(xué)系統(tǒng)以及成像質(zhì)量評(píng)價(jià)分析理論。幾何光學(xué)基本原理部分包括光線、折射、反射等的基本概念，理想成像理論和計(jì)算方法，共軸球面系統(tǒng)和平面棱鏡系統(tǒng)的理論和應(yīng)用;典型的光學(xué)成像系統(tǒng)部分包括眼睛、顯微鏡系統(tǒng)、望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)和照相機(jī)系統(tǒng)，并了解一些特殊的光學(xué)系統(tǒng)知識(shí);成像質(zhì)量評(píng)價(jià)分析理論將光學(xué)系統(tǒng)的相差分為軸上像點(diǎn)的像差和軸外像點(diǎn)的像差，探討成因、現(xiàn)象、影響以及像差校正的基本方法。

應(yīng)用光學(xué)是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，既包含基礎(chǔ)理論知識(shí)，又包含光路調(diào)整設(shè)計(jì)、分析、搭建等實(shí)操內(nèi)容。任課教師應(yīng)根據(jù)應(yīng)用光學(xué)的課程特點(diǎn)挖掘蘊(yùn)含在這門(mén)課中的思政元素，通過(guò)介紹光學(xué)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要作用、光學(xué)領(lǐng)域的分支、進(jìn)展和應(yīng)用融入應(yīng)用光學(xué)的課程思政教學(xué)元素，探索價(jià)值與知識(shí)、能力相結(jié)合的有效途徑，使課程既有知識(shí)的傳授、能力的培養(yǎng)，又有價(jià)值的塑造。

三、應(yīng)用光學(xué)課程思政方案的探索與實(shí)踐

（一）提升教師思政素質(zhì)

課程中的思想政治教育不是針對(duì)特定的課程或課程群，而是指大學(xué)課程具有傳授知識(shí)和提供思想政治教育的雙重功能，從而使學(xué)生可以培養(yǎng)為既具有專業(yè)技術(shù)能力，又對(duì)世界，人生和價(jià)值有正確認(rèn)識(shí)。課程中的思想政治教育也意味著思維方式。要求教師在專業(yè)教學(xué)過(guò)程中對(duì)學(xué)生進(jìn)行思想政治教育，把它作為主要目標(biāo)。然而，課程中的思想政治教育并不意味著改變專業(yè)課程的原始屬性，也不意味著將其全部轉(zhuǎn)化為思想政治課程或?qū)⑵湟暈樗枷胝握n程，而是在充分發(fā)揮課程的立德功能，完善專業(yè)思想的基礎(chǔ)上進(jìn)行。利用思政元素，將價(jià)值的塑造包含在專業(yè)知識(shí)中。將理想和信念的精神指導(dǎo)整合到知識(shí)學(xué)習(xí)中，課程將轉(zhuǎn)變?yōu)樗枷胝谓逃挠行Ы虒W(xué)載體。

課程思政治教育建設(shè)是一個(gè)涉及多個(gè)方面的復(fù)雜項(xiàng)目。由于每個(gè)學(xué)科和專業(yè)都有自己的知識(shí)體系和獨(dú)特特征，因此需要對(duì)如何在課程中進(jìn)行思想政治教育進(jìn)行專門(mén)研究。結(jié)論是應(yīng)根據(jù)專業(yè)課程的特點(diǎn)制定教學(xué)計(jì)劃，將思想政治因素納入教學(xué)目標(biāo)，內(nèi)容和方法。教師必須對(duì)課程中的思想政治教育有更深入的了解。在課程中實(shí)施思想教育，是要把科學(xué)的思維方法，行為的基本原則和為國(guó)家服務(wù)的責(zé)任心納入各種課程的教學(xué)中。在設(shè)定教學(xué)目標(biāo)的同時(shí)，要充分挖掘具有專業(yè)課程特色的思政元素，擴(kuò)展教學(xué)內(nèi)容，指導(dǎo)學(xué)生樹(shù)立適當(dāng)?shù)氖澜缬^，人生觀和價(jià)值觀。

（二）應(yīng)用光學(xué)課堂教學(xué)思政元素的融入[2]

1.從光學(xué)的發(fā)展過(guò)程看，對(duì)事物的本質(zhì)認(rèn)識(shí)是永無(wú)止境的。課程緒論部分介紹應(yīng)用光學(xué)在整個(gè)光學(xué)體系中所處的位置，在這部分可插入關(guān)于光學(xué)發(fā)展歷程的簡(jiǎn)要介紹。光學(xué)是一個(gè)歷久常新的學(xué)科，研究?jī)?nèi)容非常廣泛，涉及光的產(chǎn)生、光的傳播規(guī)律、光學(xué)成像、光與物質(zhì)之間的相互作用以及光的本質(zhì)問(wèn)題等。光，通常指的是可見(jiàn)光，波長(zhǎng)大約在380—780納米范圍，能夠引起人的視覺(jué)反應(yīng)，屬于電磁波的一個(gè)波段。所以與其他形式的電磁波（例如X射線，微波和無(wú)線電波）遵循相同的電磁方程。大多數(shù)光學(xué)現(xiàn)象可以用光的經(jīng)典電磁理論來(lái)解釋。電磁輻射以兩個(gè)相互耦合的矢量波（電場(chǎng)波和磁場(chǎng)波）的形式傳播。這種光的模型稱為電磁光學(xué)。但是在實(shí)踐中對(duì)光進(jìn)行完整的電磁描述時(shí)，通常處理上比較復(fù)雜，計(jì)算量大。因而如果不涉及發(fā)射、吸收等光與物質(zhì)相互作用的微觀過(guò)程，許多光學(xué)現(xiàn)象可將光用單個(gè)標(biāo)量波函數(shù)來(lái)簡(jiǎn)化，用以研究光的波動(dòng)性（干涉、衍射、偏正等）。這種處理光的近似方法稱為波動(dòng)光學(xué)。當(dāng)光的波長(zhǎng)可視為極短，也就是光波長(zhǎng)遠(yuǎn)小于周?chē)矬w時(shí)，其波的性質(zhì)難以辨認(rèn)，光的行為可以理解成是沿著光線束傳播的，遵循直線轉(zhuǎn)播、反射、折射等定律。這便是幾何光學(xué)。從數(shù)學(xué)角度看，當(dāng)波長(zhǎng)無(wú)限小時(shí)，從波動(dòng)光學(xué)的方程可推導(dǎo)出幾何光學(xué)的理論。因此，電磁光學(xué)包含波動(dòng)光學(xué)，而波動(dòng)光學(xué)又包含幾何光學(xué)。盡管電磁光學(xué)提供了經(jīng)典光學(xué)范圍內(nèi)對(duì)光的最完整處理，但某些光學(xué)現(xiàn)象在分子尺度或原子尺度上研究，本質(zhì)上具有量子力學(xué)特征，因此無(wú)法經(jīng)典地給出解釋。這類光學(xué)的內(nèi)容，稱為量子光學(xué)。從歷史上看，光學(xué)理論大致按以下順序發(fā)展：幾何光學(xué)→波動(dòng)光學(xué)→電磁光學(xué)→量子光學(xué)。這些模型被相繼開(kāi)發(fā)，變得越來(lái)越復(fù)雜和精密，為日益精細(xì)和精確的光學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果提供解釋。

從以上介紹的光學(xué)發(fā)展進(jìn)程可以看出，人們的認(rèn)知過(guò)程受到客觀事物發(fā)展和本質(zhì)表現(xiàn)程度的限制，并受科學(xué)技術(shù)條件的制約，因此探索是無(wú)止境的。正如毛澤東在《實(shí)踐論》中指出：“實(shí)踐，認(rèn)識(shí)，再實(shí)踐，再認(rèn)識(shí)，這種形式，循環(huán)往復(fù)以至無(wú)窮……”這是人類認(rèn)識(shí)發(fā)展的總規(guī)律。盡管人們?cè)诶斫夤獾谋举|(zhì)上已經(jīng)取得了巨大的成就，但是仍然需要深化，光學(xué)仍在發(fā)展。

2.光的直線傳播定律與中國(guó)古代光學(xué)發(fā)展。在講解光的直線傳播定律時(shí)，可穿插中國(guó)古代在光學(xué)領(lǐng)域的成就，例如，中國(guó)春秋時(shí)期的學(xué)者墨子同學(xué)生一起做小孔成像實(shí)驗(yàn)?！赌?jīng)》中記載：“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。在遠(yuǎn)近有端與于光故景障內(nèi)也?！币馑际钦f(shuō)，光線照在人身上，就像從針孔中射出的箭矢一樣。人體的下部成像在屏幕的高處，而人體的上部成像在屏幕的下方。原因是來(lái)自頭部的光線被上部遮擋，因此圖像位于底部。腳部發(fā)出的光線被下部遮擋，因此圖像位于上部。由于光路中有個(gè)針孔，所以屏幕上的圖像很明亮?！赌?jīng)》中的這段文字不僅對(duì)小孔成像現(xiàn)象進(jìn)行了生動(dòng)地描述，而且指出了光的直線傳播性質(zhì)。古希臘數(shù)學(xué)家歐幾里得在他的著作《光學(xué)》中也記載了類似的現(xiàn)象，但比《墨經(jīng)》的記錄要晚一百多年。所以《墨經(jīng)》被認(rèn)為是世界上最早的光學(xué)知識(shí)著作。這一案例可增強(qiáng)同學(xué)們的自豪感和自信心，激發(fā)他們發(fā)奮圖強(qiáng)，努力使自己成為國(guó)家的有用人才。

3.全反射理論與“光纖之父”高錕。光的全反射是“幾何光學(xué)”的重要的知識(shí)點(diǎn)之一，也是光纖通信的理論基礎(chǔ)。在課堂中講到全反射這部分內(nèi)容時(shí)，可穿插介紹光纖通信的基本原理以及對(duì)此有開(kāi)創(chuàng)貢獻(xiàn)的華裔物理學(xué)家高錕的傳記。

早在20世紀(jì)60年代，高錕就在一篇論文中提出了光纖及其在通信中的應(yīng)用，但起初并未被廣泛接受。然而，他沒(méi)有放棄，繼續(xù)研究并深入改進(jìn)該技術(shù)。1981年，首個(gè)光纖系統(tǒng)成功落地，光纖在通信領(lǐng)域得到日益廣泛的應(yīng)用，高錕因此被稱為“光纖之父”。在這部分內(nèi)容中不僅要介紹高錕的偉大成績(jī)，還要傳播他不畏質(zhì)疑、積極探索的勇氣，鍥而不舍的精神。激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，教育學(xué)生既要放眼未來(lái)，又要腳踏實(shí)地。

4.望遠(yuǎn)鏡與“中國(guó)天眼”FAST。在“望遠(yuǎn)鏡工作原理”的理論教學(xué)過(guò)程中，可介紹中國(guó)自主研發(fā)的被稱為“中國(guó)天眼”的FAST。FAST于2016年9月首次亮相，2020年1月11日，成功通過(guò)了國(guó)家驗(yàn)收并開(kāi)始正式運(yùn)營(yíng)。FAST是世界上最大的單孔徑射電望遠(yuǎn)鏡，主表面直徑為500米，最大有效孔徑為300米。接收器艙由六根電纜驅(qū)動(dòng)，六根電纜通過(guò)六個(gè)塔與機(jī)械驅(qū)動(dòng)器相連。指向和跟蹤可以通過(guò)重塑主表面形狀并在彎曲的光圈平面上操縱聚焦艙來(lái)實(shí)現(xiàn)。這種概念可以訪問(wèn)更大的天空區(qū)域（偏角-14°至+66°），在區(qū)分射頻干擾方面提供了前所未有的測(cè)量速度和效率。在測(cè)試和早期科學(xué)運(yùn)行期間，F(xiàn)AST已開(kāi)始進(jìn)行天文發(fā)現(xiàn)，尤其是各種脈沖星，包括毫秒脈沖星、雙星等?，F(xiàn)今多個(gè)國(guó)家的頂尖科研團(tuán)隊(duì)正在開(kāi)展FAST有關(guān)的天文學(xué)研究。我們不知道它還將發(fā)現(xiàn)什么，但FAST可能深刻地提升我們對(duì)宇宙的認(rèn)識(shí)。這一案例體現(xiàn)了中國(guó)在基礎(chǔ)科研領(lǐng)域的突破，大國(guó)需要重器。進(jìn)而激勵(lì)學(xué)生好好學(xué)習(xí)，奮勇當(dāng)先，為科技強(qiáng)國(guó)貢獻(xiàn)力量。

（三）實(shí)踐環(huán)節(jié)融入思政理念

應(yīng)用光學(xué)是一門(mén)工程類課程，既有基礎(chǔ)理論，又與實(shí)踐密切相關(guān)。本課程的實(shí)踐環(huán)節(jié)包含三個(gè)實(shí)驗(yàn)：“光學(xué)系統(tǒng)基點(diǎn)測(cè)量實(shí)驗(yàn)”“平行光管使用及透鏡焦距測(cè)量實(shí)驗(yàn)”以及“顯微鏡搭建和參數(shù)測(cè)量實(shí)驗(yàn)”。這幾個(gè)實(shí)驗(yàn)有下述一些特點(diǎn)：①實(shí)驗(yàn)和理論密切結(jié)合。如果不掌握基本理論，則很難在實(shí)驗(yàn)中做好，甚至有些實(shí)驗(yàn)無(wú)法進(jìn)行。只有在理論知識(shí)的指導(dǎo)下進(jìn)行光學(xué)實(shí)驗(yàn)，才能更好地理解和深化理論知識(shí)，同時(shí)提高實(shí)驗(yàn)興趣。②儀器的調(diào)節(jié)要求很高。與其他實(shí)驗(yàn)相比，這是光學(xué)實(shí)驗(yàn)的最大特點(diǎn)。光學(xué)實(shí)驗(yàn)中使用的儀器通常更為復(fù)雜。在許多情況下，實(shí)驗(yàn)的成功與否不取決于學(xué)生的整體實(shí)驗(yàn)思維，而是取決于一些容易被忽視的小細(xì)節(jié)。通過(guò)在實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中融入學(xué)思合一、知行統(tǒng)一、嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)作風(fēng)、理論聯(lián)系實(shí)際的工程觀點(diǎn)等思政元素，可以規(guī)范學(xué)生的實(shí)驗(yàn)行為，幫助學(xué)生獲得更理想的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐水平。

（四）適當(dāng)調(diào)整傳統(tǒng)課堂的教學(xué)方式

過(guò)去一個(gè)人的全部知識(shí)中有80%左右是在學(xué)校學(xué)習(xí)階段獲得的，其余約占20%的知識(shí)是在工作階段學(xué)習(xí)的;現(xiàn)在則完全相反，在學(xué)校學(xué)習(xí)的知識(shí)約占20%，而在畢業(yè)后通過(guò)不斷學(xué)習(xí)和實(shí)踐獲得的知識(shí)約占80%。所以四年的有限時(shí)間所學(xué)的知識(shí)不足以支撐學(xué)生未來(lái)一生的發(fā)展。求知欲、綜合素質(zhì)的養(yǎng)成對(duì)學(xué)生最為關(guān)鍵。

在應(yīng)用光學(xué)教學(xué)中，我們采用線上線下混合式的教學(xué)方式，線上教學(xué)通過(guò)推送一些閱讀資料，比如一些光學(xué)前沿的探究、科學(xué)家的人物傳記、學(xué)者對(duì)一些光學(xué)領(lǐng)域問(wèn)題的見(jiàn)解，等等，既豐富學(xué)生們的視野，又能在無(wú)形中激發(fā)他們對(duì)科學(xué)研究的興趣，還能在同學(xué)們的心目中樹(shù)立榜樣的力量。在線下傳統(tǒng)課堂教學(xué)中，增加更多的指導(dǎo)，提問(wèn)和討論教學(xué)方法。線上線下混合式的教學(xué)方式擺脫原來(lái)以教師為主的灌輸?shù)慕逃?，達(dá)到以學(xué)生為主體的學(xué)習(xí)初衷[3]，可激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)、探索性學(xué)習(xí)的能力。

四、總結(jié)

新時(shí)期各種思潮、各種文化交流與沖突愈加頻繁，高校專業(yè)課任課教師不僅應(yīng)該向?qū)W生講授專業(yè)知識(shí)與技能，還肩負(fù)著幫助學(xué)生樹(shù)立正確的價(jià)值觀和政治認(rèn)同的責(zé)任。因此，高校教師必須努力探索課程思政的建設(shè)方法，踐行將專業(yè)知識(shí)與立德樹(shù)人元素相融合。

參考文獻(xiàn)

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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