江 潔，劉惠蘭，蘇麗娟，屈玉福，李 健

（北京航空航天大學(xué) 儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院，北京 100191）

引言

高等教育的根本與核心是教書育人。但是長期以來，在專業(yè)類課堂上，大多數(shù)教師沒有認識到思想政治教育的重要性和必要性，普遍存在專業(yè)課和思政教育關(guān)系不大的錯誤觀念，從而偏重于專業(yè)知識傳授而忽略了課堂中的思想政治教育。2016年12月，習(xí)近平總書記在全國高校思想政治工作會議上的講話指明了思想政治工作的方向。專業(yè)課程思政建設(shè)是實現(xiàn)立德樹人根本任務(wù)的重要組成部分，是我國高等學(xué)校思想政治教育的重要組成部分，也是每一位高等教育工作者面臨的挑戰(zhàn)。

工程光學(xué)是研究光學(xué)及其在工程技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用的一門科學(xué)，是儀器和光電類專業(yè)的專業(yè)必修課程。近年來，在教學(xué)實踐中，我們緊緊圍繞國家和社會發(fā)展需求及立德樹人根本任務(wù)，緊扣人才培養(yǎng)中心工作，努力探索將思想政治教育元素引入“工程光學(xué)”課堂教學(xué)的方法和路徑，并貫穿于課堂教學(xué)全過程。根據(jù)課程內(nèi)容特點，發(fā)掘其中所蘊含的思想政治教育元素和所承載的思想政治教育功能，提升學(xué)生分析問題、解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生獨立思考、敢于質(zhì)疑、不畏困難的科研精神，陶冶學(xué)生的情操，進而幫助學(xué)生樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀。

一、課程思政教學(xué)內(nèi)容

光學(xué)作為一門自然科學(xué)，其發(fā)展歷史源遠流長，其中蘊含著非常多的思政元素。要開展好課程思政工作就需要充分發(fā)掘這些思政元素，并將其很好地融入課程教學(xué)?！肮こ坦鈱W(xué)”課程思政元素與教育目標(biāo)如表1所示。

表1 “工程光學(xué)”課程思政元素與教育目標(biāo)

（一）辯證唯物主義認識論

人的認識不是直線，而是近似于螺旋式的曲線。人類對光學(xué)的認識及光學(xué)學(xué)科的發(fā)展也是如此。人們在持續(xù)300多年的關(guān)于光本性的爭論中，對光學(xué)的認識不斷加深，這是一個辯證唯物的認識過程，是對光的本性突破片面局限，不斷探求事實真相的過程。在光的本性問題研究中，比較有代表性的兩類學(xué)說是微粒學(xué)說和波動學(xué)說。微粒學(xué)說代表性人物是笛卡爾、牛頓。牛頓根據(jù)光的直線傳播性質(zhì)，提出了光是微粒流的理論?；莞故枪獾奈⒘Ｕf的反對者，他創(chuàng)立了光的波動說。但是當(dāng)時波動理論在光的直進和偏振方面遇到困難。17—18世紀(jì)微粒學(xué)說占統(tǒng)治地位，波動學(xué)說沒有發(fā)展。19世紀(jì)托馬斯·楊的楊氏干涉實驗為波動光學(xué)的復(fù)興做出了開創(chuàng)性的貢獻，為光的波動理論找到了一個強有力的證據(jù)。麥克斯韋總結(jié)了光的一些電磁現(xiàn)象，指出光是一種電磁波。20世紀(jì)初經(jīng)典電磁理論為基礎(chǔ)的波動光學(xué)已經(jīng)發(fā)展得相當(dāng)完善了，但是當(dāng)科學(xué)實驗深入到微光領(lǐng)域時，在一些新的光學(xué)實驗事實面前，光的電磁波理論遇到了巨大的困難。愛因斯坦于1905年為解決光電效應(yīng)問題，提出了光子模型，總結(jié)了光的本性，認為光是具有波粒二象性的。結(jié)合對于光的本性問題的認知過程可以看出，事物發(fā)展遵循辯證唯物法的基本規(guī)律，其發(fā)展的總趨勢和基本方向是前進的、上升的，而發(fā)展的具體途徑和道路則是螺旋式或波浪起伏的，發(fā)展是前進性和曲折性的對立統(tǒng)一。

（二）科學(xué)精神

在科學(xué)研究中，大膽質(zhì)疑、小心求證的精神是科學(xué)發(fā)展的推動力。如果沒有質(zhì)疑和求證精神，科學(xué)就會停滯不前，不可能取得進步。這里說的質(zhì)疑，是建立在科學(xué)基礎(chǔ)之上的合理質(zhì)疑，而非毫無科學(xué)依據(jù)地懷疑一切。在提出質(zhì)疑之后，我們應(yīng)當(dāng)通過科學(xué)的研究方法合理求證。光的衍射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)就是在對日常生活中光學(xué)現(xiàn)象的質(zhì)疑和求證中獲得的。1651年一個冬天的下午，意大利博洛尼亞大學(xué)的教授格里馬爾迪突然注意到一束陽光透過百葉窗投射到墻上，光斑中有一條暗影，這是為什么呢？帶著這個問題格里馬爾迪設(shè)計了一個實驗來驗證這個現(xiàn)象，最終得到的結(jié)論是光也會像水波一樣繞過障礙物傳播，這就是光的衍射現(xiàn)象。這一發(fā)現(xiàn)推動了光的波動學(xué)說的發(fā)展。沒有這些科學(xué)家質(zhì)疑、求證和堅持真理的精神，不會有光學(xué)理論的發(fā)展與完善。通過這些經(jīng)典故事，鼓勵學(xué)生對生活中遇到的光學(xué)現(xiàn)象多思考，敢于質(zhì)疑，勇于探索，培養(yǎng)學(xué)生嚴謹求實的作風(fēng)。

（三）探索創(chuàng)新

在課程中增加光學(xué)前沿介紹，例如2014年使三位科學(xué)家獲得諾貝爾化學(xué)獎的超分辨顯微成像技術(shù)；2017年獲得諾貝爾物理學(xué)獎成果基于邁克爾遜干涉儀和F-P干涉儀的LIGO引力波測量技術(shù)；2018年拍攝黑洞圖像的甚長基線干涉測量技術(shù)。通過分析100多年來的諾貝爾物理學(xué)獎我們發(fā)現(xiàn)，與光學(xué)直接或間接相關(guān)的獲獎成果有40多項，這些獲獎的光學(xué)研究工作對于物理學(xué)的發(fā)展起到了非常重要的作用。1901年第一屆諾貝爾物理學(xué)獎就頒發(fā)給了發(fā)現(xiàn)X射線的倫琴。另外無論是相對論還是量子力學(xué)的建立，也都與光學(xué)的發(fā)展密切相關(guān)，科學(xué)技術(shù)還在不斷地向前推進，每個領(lǐng)域都有很多未解之謎，尤其是光學(xué)。雖然光學(xué)很古老，但在21世紀(jì)獲得了飛速的發(fā)展。通過這些事例激勵學(xué)生學(xué)習(xí)光學(xué)的興趣，鼓勵學(xué)生要有好奇心和求知欲，勇于探索未知。

（四）民族自信

在“工程光學(xué)”課程緒論中我們知道，最早的光學(xué)儀器應(yīng)該是中國人使用的銅鏡，而且中國古代對光學(xué)的貢獻也是很大的。有文獻記載，中國最早的光學(xué)可追溯到春秋戰(zhàn)國的《墨經(jīng)》?！赌?jīng)》記載了關(guān)于幾何光學(xué)的八條內(nèi)容，敘述光的直線傳播和針孔成像，比歐幾里得的光學(xué)早了幾十年的時間。這是非常值得我們中國人驕傲的，這就是民族自信和文化自信的來源。另外，在近代光學(xué)界也有很多中國人做出了很了不起的貢獻，如被稱作“光纖之父”的高錕，因在“有關(guān)光在纖維中的傳輸以用于光學(xué)通信方面”做出了突破性的成就獲得2009年諾貝爾物理學(xué)獎。他的貢獻使得通信速度得到了極大的提升。希望通過這樣的事例來激發(fā)學(xué)生的民族自信和文化自信。

（五）家國情懷

科學(xué)是沒有國界的，但是科學(xué)家是有祖國的。家國情懷是每個科學(xué)家都應(yīng)當(dāng)具備的使命和擔(dān)當(dāng)。中華人民共和國成立初期，百廢待興，被譽為“中國光學(xué)之父”的光學(xué)領(lǐng)域泰斗級人物王大珩等一大批科學(xué)家放棄國外優(yōu)厚的待遇，毅然回國，開拓和推動中國光學(xué)的研究，體現(xiàn)出了濃郁的家國情懷。這是中華傳統(tǒng)文化的精髓，也是賦予專業(yè)課程思政的精神主線。

（六）理想信念

理想和信念是相輔相成的統(tǒng)一體，理想是人們追求的目標(biāo)，信念是朝向目標(biāo)前進的意志和定力。堅定的理想信念是一個成功的科學(xué)家或管理者應(yīng)當(dāng)具備的基本素質(zhì)，也是課程期望能夠在每個學(xué)生身上打下烙印的著力點。在講到《望遠鏡》這一章節(jié)時，除了給學(xué)生介紹國內(nèi)最大的光學(xué)望遠鏡——大天區(qū)面積多目標(biāo)光纖光譜天文望遠鏡（Lamost），還重點介紹了南仁東歷經(jīng)艱險奮戰(zhàn)22年完成了世界上最大的單口徑射電望遠鏡，被稱為“中國天眼”的500米口徑球面射電望遠鏡的指導(dǎo)建設(shè)。這一事例告訴學(xué)生，只有堅定理想信念才可能在漫長的研制工作中戰(zhàn)勝一切艱難，實現(xiàn)最終的目標(biāo)。

（七）愛國奉獻

培養(yǎng)熱愛祖國、為國奉獻、積極進取的高端人才是教學(xué)的重中之重。在課程中引入愛國奉獻相關(guān)的思政元素，有助于激發(fā)學(xué)生的愛國熱情和進取精神。在《工程光學(xué)干涉》章節(jié)的講授過程中，我們引入了中國激光陀螺奠基人——國防科技大學(xué)高伯龍院士的事跡作為思政元素。高伯龍院士帶領(lǐng)團隊歷經(jīng)40多年探索攻關(guān)，研制出了我國自己的激光陀螺。他極深厚的理論功底，以及堅持、堅守、迎難而上的創(chuàng)新精神成就了中國的激光陀螺。通過這些事例，引導(dǎo)學(xué)生把實現(xiàn)個人價值與國家的前途命運聯(lián)系起來，急國家和人民之所急，在今后的學(xué)習(xí)和工作中，迎難而上，為祖國的發(fā)展做出自己的貢獻。

二、課程思政教學(xué)方法

對課程思政建設(shè)來說，發(fā)掘思政元素僅僅是準(zhǔn)備工作，更重要的是在教學(xué)過程中將其傳遞給學(xué)生。為了更好地將思政元素與專業(yè)知識相結(jié)合，教師需要在提高自身思想政治教學(xué)水平的基礎(chǔ)上，進一步優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，創(chuàng)新教學(xué)方法，改革教學(xué)模式。

（一）提高教師及教學(xué)團隊的思想政治教學(xué)水平

“師者，所以傳道授業(yè)解惑也?！币蔀楹细竦摹笆跇I(yè)者”，教師首先需要提高自身的思想政治水平，俗話說“給別人一杯水，首先自己要有一桶水”。教師要全面系統(tǒng)地學(xué)習(xí)馬克思主義基本理論，以及習(xí)近平總書記關(guān)于教育的重要論述，不斷提高自身的思想認識和政治高度。同時也要不斷提高教學(xué)能力和水平，講好專業(yè)課，成為合格的“授業(yè)者”。另外，教師還要做到“知行合一”，用自己的實際行動影響學(xué)生。準(zhǔn)備好每一份教案、上好每一堂課、認真批改每一份作業(yè)、耐心對待每一個學(xué)生，用嚴謹?shù)慕田L(fēng)和強烈的責(zé)任心感染學(xué)生，言傳身教。

課程的思想政治教學(xué)任務(wù)需要集思廣益，充分發(fā)揮團隊的智慧。首先，加強與思想政治理論課教師的交流合作，識別和把握課程中的思政元素；其次，發(fā)揮同一教學(xué)團隊每位教師的主觀能動性，通過集體討論備課，從相同的課程內(nèi)容中發(fā)掘不同的思政元素；最后，加強同一專業(yè)不同教學(xué)團隊之間的相互配合，通過專題研討，團隊之間相互啟發(fā)借鑒，形成合力，實現(xiàn)思政元素的系統(tǒng)性發(fā)掘。

（二）重新梳理教學(xué)內(nèi)容，完善教學(xué)手段

“工程光學(xué)”課程尤其是物理光學(xué)部分公式和概念繁多、內(nèi)容分散，而且最主要的問題是這一部分與普通物理光學(xué)部分內(nèi)容重復(fù)較多。教學(xué)過程中若嚴格按照教學(xué)計劃安排教學(xué)內(nèi)容，不經(jīng)過精心設(shè)計，很容易出現(xiàn)“照本宣科”的現(xiàn)象，課堂枯燥，教學(xué)效果差。我們通過發(fā)掘“工程光學(xué)”課程內(nèi)容中所蘊含的思政元素和所承載的思想政治教育功能，并將其合理融入課堂教學(xué)各個環(huán)節(jié)，優(yōu)化課程設(shè)置，完善教學(xué)設(shè)計。例如以波動光學(xué)如何在工程中應(yīng)用為目標(biāo)，重新調(diào)整課程體系與教學(xué)內(nèi)容。在強化光學(xué)基本理論知識的基礎(chǔ)上，著重強調(diào)光學(xué)理論在工程上的應(yīng)用，如干涉的精密測量、光譜分析及衍射成像等，另外在課程開始前增加《緒論》課。通過這些教學(xué)設(shè)計實現(xiàn)思想政治教育和知識體系教育的有機統(tǒng)一，可以豐富教學(xué)內(nèi)容，增加課堂的趣味性。要明確思想政治教育的目標(biāo)，并由此出發(fā)，結(jié)合課程內(nèi)容選擇合適的切入點和切入方式，避免生搬硬套、牽強附會地植入思政元素，使思政元素與課程內(nèi)容有機交融，達到“潤物無聲”的效果。

（三）科教融合

結(jié)合教師的科學(xué)研究，用“工程光學(xué)”課程中的知識去解決科研中的問題，體現(xiàn)光學(xué)的工程應(yīng)用，同時將科研中的研究成果作為案例進行案例式教學(xué)。例如薩格奈克效應(yīng)是光學(xué)中的一種干涉效應(yīng)，1913年由法國物理學(xué)家薩格奈克發(fā)現(xiàn)，被廣泛應(yīng)用于光學(xué)陀螺的研制。我院光電工程專業(yè)在中國光纖陀螺之父——張維敘教授帶領(lǐng)下于1981年率先在國內(nèi)開展光纖陀螺研制，并研制出型號產(chǎn)品，應(yīng)用于多個導(dǎo)彈、衛(wèi)星型號，并獲國家發(fā)明獎。我們以光纖陀螺為案例開展《光學(xué)干涉》這一章的教學(xué)，既突出了工程光學(xué)工程應(yīng)用的特點，又提高了學(xué)生對課程的興趣、對專業(yè)的熱愛。同時在授課過程中通過老一輩科學(xué)家的事跡，自然而然、水到渠成地將理想信念、政治認同、家國情懷融入課程建設(shè)之中。

結(jié)語

“工程光學(xué)”是儀器和光電類專業(yè)的核心專業(yè)課程，本文充分挖掘“工程光學(xué)”課程中的思政元素，通過這些思政元素可以培養(yǎng)學(xué)生的民族自信、文化自信，鼓勵學(xué)生勇于探索創(chuàng)新，激發(fā)學(xué)生的愛國熱情和進取精神。為了更好地將思政元素與專業(yè)知識相結(jié)合，并將其傳遞給學(xué)生，本文提出要提高教師及教學(xué)團隊的思想政治教學(xué)水平、重新梳理教學(xué)內(nèi)容、完善教學(xué)手段及科教融合的教學(xué)方法，通過這些措施潤物無聲地將思政元素融入課程教學(xué)。