黃璐 周建華

摘? 要：生物醫(yī)學光學是生物醫(yī)學工程專業(yè)的重要課程，是研究光與生物組織的相互作用原理及原理衍生出的方法、技術、儀器和應用的一門科學，具有光學、生命科學、工程學和醫(yī)學等多門理工學科交叉的特點。傳統(tǒng)生物醫(yī)學光學理論教學注重概念分析與公式講解，缺乏思政元素與專業(yè)知識的交叉滲透及有機融合，難以實現(xiàn)全員全程全方位育人的課程思政改革目標。針對該課程，以《高等學校課程思政建設指導綱要》為指導，結合光子傳輸?shù)拿商乜_模擬、光學基礎理論、激光原理等具體課堂案例，從科學思維方法的訓練、探索未知與追求真理的責任感和使命感的培養(yǎng)、家國情懷和使命擔當?shù)呐嘤矫娣治霾⑻接懫淙谌胧秸n程思政教學方式，以深化課程思政改革，提升課程育人質量。

關鍵詞：生物醫(yī)學工程專業(yè)；生物醫(yī)學光學；課程思政；融入式課程；理論教學

中圖分類號：G641? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2023）30-0115-04

Abstract： Biomedical Optics is an important course for the major of biomedical engineering. It involves the principle of light-tissue interaction and the derived methods， techniques， instruments and applications， which is characterized by multidisciplinary intersection of optics， life science， engineering and medicine. The conventional in-class teaching of Biomedical Optics focuses on concept analysis and formula explanation， and lacks the integration of curriculum ideological and political education and professional knowledge， which is difficult to achieve the curriculum ideological and political education goal of full-scale， whole-process and all-around education. In this work， with combination of the "Guidelines for the Construction of Ideological and Political Education in Colleges and Universities" and several examples such as Monte Carlo simulations of photon transport， basic theory of Optics， and the laser principles， we analyze and discuss the integration of biomedical optics and the curriculum ideological and political education in three aspects： training of the scientific thinking ability， establishment of a sense of responsibility to explore the unknown and pursue truth， and cultivation of patriotism， in order to promote the reform in curriculum ideological and political education and improve the quality of education.

Keywords： biomedical engineering; Biomedical Optics; curriculum ideological and political education; integrative course; theore ticd teaching

2019年，習近平總書記提出了“要堅持顯性教育和隱性教育相統(tǒng)一，挖掘其他課程和教學方式中蘊含的思想政治教育資源，實現(xiàn)全員全程全方位育人”的深刻觀點[1]。2020年，教育部印發(fā)的《高等學校課程思政建設指導綱要》（以下簡稱《綱要》）明確指出，要把思想政治教育貫穿人才培養(yǎng)體系，全面推進高校課程思政建設，發(fā)揮好每門課程的育人作用，提高高校人才培養(yǎng)質量[2]。

為響應課程思政改革號召，越來越多的課程進行了思政融入式教學方式探索，以提升課程育人質量[3-5]。然而，隨著科學技術與高科技產(chǎn)業(yè)的加速變革，新的學科交叉點不斷涌現(xiàn)，多學科交叉的理工科專業(yè)課程加速布局，而針對該類課程的思政融入式理論教學仍有待進一步探索。

一? 將思想政治教育融入生物醫(yī)學光學課程的意義

生物醫(yī)學光學是生物醫(yī)學工程專業(yè)的特色課程，是研究光與生物組織的相互作用原理及原理衍生出的方法、技術、儀器和應用的一門科學，是光學、生命科學、工程學和醫(yī)學等領域相互交叉、相互滲透的新興研究領域。生物醫(yī)學光學的發(fā)展為現(xiàn)代醫(yī)學及生命科學提供了諸多更加精確、無損的生物醫(yī)學檢測及成像技術，不僅促進了生命科學、醫(yī)學等基礎科學的發(fā)展，也促進了現(xiàn)代醫(yī)療技術的進步。鑒于學科發(fā)展和行業(yè)需求，近年來，生物醫(yī)學光學已成為生物醫(yī)學工程專業(yè)學生必修的一門重要課程。

作為一門新興交叉型理工科課程，生物醫(yī)學光學的教學實踐經(jīng)驗較少，大多仍遵照傳統(tǒng)理工科重“智育”、輕“德育”的教學方式，即注重概念分析與公式講解，而缺乏思政元素與專業(yè)知識的交叉滲透及有機融合[6-7]，故而難以實現(xiàn)全員全程全方位育人的課程思政改革目標。

為落實立德樹人根本任務，本文以《綱要》中提出的對于理學、工學類專業(yè)課程“要在課程教學中把馬克思主義立場觀點方法的教育與科學精神的培養(yǎng)結合起來，提高學生正確認識、分析和解決問題的能力。理學類專業(yè)課程要注重科學思維方法的訓練和科學倫理的教育，培養(yǎng)學生探索未知、追求真理、勇攀科學高峰的責任感和使命感。工學類專業(yè)課程，要注重強化學生工程倫理教育，培養(yǎng)學生精益求精的大國工匠精神，激發(fā)學生科技報國的家國情懷和使命擔當”，以及對于專業(yè)教育課程“要根據(jù)不同學科專業(yè)的特色和優(yōu)勢，深入研究不同專業(yè)的育人目標，深度挖掘提煉專業(yè)知識體系中所蘊含的思想價值和精神內涵，科學合理拓展專業(yè)課程的廣度、深度和溫度，從課程所涉專業(yè)、行業(yè)、國家、國際、文化和歷史等角度，增加課程的知識性、人文性，提升引領性、時代性和開放性”等重要觀點為指導。從科學思維方法的訓練、探索未知與追求真理的責任感和使命感的培養(yǎng)、家國情懷和使命擔當?shù)呐嘤矫娣治錾镝t(yī)學光學的融入式課程思政教學方式（圖1），初步探討針對交叉型理工科課程的思政融合式教學方式。

二? 生物醫(yī)學光學課程思政融入式理論教學探索

（一）? 科學思維方法的訓練

《綱要》中提出，對于理學、工學類專業(yè)課程“要注重科學思維方法的訓練”。科學思維是一種建立在事實和邏輯基礎上， 運用比較、分析、歸納和演繹等方法探求事物本質和規(guī)律的理性思考活動[8]?？茖W思維的訓練不僅能有效提高學生學習效果，對引導學生樹立正確的思維方法、理解事物發(fā)展規(guī)律及掌握辯證唯物主義和歷史唯物主義原理也具有重要意義。

課堂授課是課堂教學建設的重要環(huán)節(jié)，是影響學生思想和行為的最直接方式。在生物醫(yī)學光學課堂授課環(huán)節(jié)中，可通過引導學生在課堂中應用比較、分析、歸納和演繹等方法，加強其科學思維方法的訓練。例如，在“蒙特卡羅模擬光子傳輸”一章中，需要學生掌握如何應用蒙特卡羅模擬求解光在組織體中的分布以及探測器接收光的時域信息。傳統(tǒng)課堂教學通常直接講授蒙特卡羅模擬的計算及推導過程。該方法雖能達到傳授學生理論知識的基本課程目標，但難以訓練學生的科學思維能力，實現(xiàn)育人和育才相統(tǒng)一。而采用思政融入式教學方式，則能顯著激發(fā)學生的學習興趣，并實現(xiàn)對學生科學思維能力的訓練。具體地，可先通過提出問題“如何求解不規(guī)則圖形面積？”激發(fā)學生思考；其次，通過比較隨機投點求解不規(guī)則圖形面積的簡單案例使學生理解利用數(shù)學建模將問題轉化為概率模型的思想；在此基礎上，引導學生思考如何類比和歸納不規(guī)則圖形面積問題，求解光子在組織體中的傳播行為。通過訓練其比較、分析、歸納和演繹思維，使學生更深刻地理解蒙特卡羅模擬光子傳輸?shù)牡讓舆壿?，從而更好地將該方法應用于其他場景。再例如，在介紹“激光”時，需要學生掌握激光產(chǎn)生的原理。傳統(tǒng)課堂教學通常直接講授粒子數(shù)反轉分布、泵浦及增益等激光原理相關的概念，無法有效訓練學生的科學思維能力。為解決該問題，可采用課程思政融入式教學，引導學生通過比較、分析、歸納和演繹等方法探求激光產(chǎn)生的本質，從而培養(yǎng)學生具備正確的科學思維方法，以更好理解事物發(fā)展規(guī)律和原理。

《綱要》指出，高校課程思政應融入課堂教學建設全過程，包括課堂授課、研討、作業(yè)論文等多個環(huán)節(jié)[2]。因此除課堂授課外，還應通過研討、作業(yè)、課程論文等環(huán)節(jié)進一步引導學生應用比較、分析、歸納和演繹等方法，落實將課程思政融入課堂教學建設全過程。比如以課程作業(yè)方式引導學生利用比較和演繹等方法將蒙特卡羅模擬用于其他介質中的粒子輸運問題研究等，以深入加強學生科學思維能力的訓練。

（二）? 探索未知與追求真理的責任感和使命感的培養(yǎng)

《綱要》提出，對于理學、工學類專業(yè)課程還應當“培養(yǎng)學生探索未知、追求真理、勇攀科學高峰的責任感和使命感”。因而，在訓練學生的比較、分析、歸納和演繹的科學思維能力的基礎上，還應進一步培養(yǎng)學生探索未知與追求真理的責任感和使命感，以實現(xiàn)思政元素與專業(yè)知識的進一步交叉滲透。

在課堂授課環(huán)節(jié)，可通過介紹生物醫(yī)學光學領域科學家們的奮斗故事和科研歷程，培養(yǎng)學生探索未知、追求真理、勇攀科學高峰的責任感和使命感[9]。此外，可采用利用問題引導學生主動學習的教學方式提高學生正確認識問題、分析問題和解決問題的能力，即以問題引導為核心，首先設計問題場景引導學生發(fā)現(xiàn)和提出問題，再通過尋求和探索問題解決途徑以激發(fā)學生的主體意識和求知精神，最終實現(xiàn)培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力、探尋未知與尋求真理的理想信念的目的[10]。例如，在生物醫(yī)學光學課程中需要為學生講授重要的光學基礎理論。傳統(tǒng)教學通常直接羅列及陳述理論，難以激發(fā)學生的求知欲與探索精神。而通過介紹光學發(fā)展過程中科學家們的奮斗故事和科研歷程，并采用問題引導式教學，能顯著激發(fā)學生的學習興趣，并實現(xiàn)對學生探索未知與追求真理的責任感和使命感的培養(yǎng)。具體地，教師首先創(chuàng)設問題情境，引出核心問題“光的本質是什么？”；接著，以該問題為主線引導學生探究不同光學理論的本質和聯(lián)系；此外，穿插講述科學先驅們在探求光本質過程中遇到的困難、做出的思考和解決問題的過程，使學生深入理解光的本質及掌握不同光學理論間的內在聯(lián)系，并激發(fā)學生的求知欲與科學探索精神。

為落實將課程思政融入課堂教學建設全過程，還可通過小組討論或課程作業(yè)等其他方式進一步培育學生探尋未知及真理的使命感和責任感。例如，針對生物醫(yī)學光學課程，以小組討論或課程作業(yè)方式調研討論科學家們探索不同尺度下光與生物組織體的散射效應的科學發(fā)現(xiàn)過程，以提高學生正確認識問題、分析問題和解決問題的能力，并使其深刻理解和體會科學先輩探尋未知、探索前沿及真理的精神。

（三）? 家國情懷和使命擔當?shù)呐嘤?/p>

《綱要》還指出，理工科類課程可通過“激發(fā)學生科技報國的家國情懷和使命擔當”實現(xiàn)思政元素的有機融入。因此，在訓練學生科學思維方法和培養(yǎng)其探索未知與追求真理的責任感基礎上，還需深化學生的家國情懷，激發(fā)其科技報國的使命和擔當，以實現(xiàn)思政元素與專業(yè)知識的深入交叉滲透。

家國情懷是個人對國家和民族的高度認同和熱愛， 是個人對國家發(fā)展和民族命運的深切關注和責任擔當，是凝聚國家和團結人民的重要力量[11]。新時代青年人的使命擔當指要承擔中華民族偉大復興的歷史使命， 以及為社會謀發(fā)展、為人民謀幸福的時代責任[12]。在生物醫(yī)學光學課堂授課中，可通過挖掘和講解我國在生物醫(yī)學光學領域取得的重要成就和面臨的困境，以及我國科學家在生物醫(yī)學光學領域的重要事跡，從而培養(yǎng)學生的家國情懷，并引導學生思考個人成長與國家發(fā)展之間的關系，進而激發(fā)其為祖國繁榮發(fā)展和人類命運共同體構建貢獻力量的使命擔當（圖2）。例如，在講授“激光”章節(jié)時，可為學生講述王之江等科學家如何克服困難最終制造出中國第一臺紅寶石激光器，介紹我國第一臺獨立制造的激光器的重大歷史意義及我國激光領域的人才現(xiàn)狀和發(fā)展困境，引導學生思考個人成長與國家發(fā)展之間的關系，使學生深入體會個人命運與國家命運休戚相關，以此激發(fā)學生科技報國的家國情懷和使命擔當。還例如，在介紹“光學基礎理論”章節(jié)時，可為學生介紹光學發(fā)展史上我國古代科學家的突出貢獻。光學發(fā)展史上最早且有據(jù)可查的是我國春秋戰(zhàn)國時期的墨子及其弟子的工作。墨子在《墨經(jīng)·經(jīng)下》 中記載了世界上最早對于光的直線傳播的科學描述，也提出了對小孔成像最早的闡釋，還包含了“光的反射”等大量光學現(xiàn)象的精彩論述。此外，我國宋代科學家沈括撰寫了著名的《夢溪筆談》，其中匯集了眾多關于幾何光學的深刻見解。以及我國元代的自然科學家趙友欽著有《革象新書》，其中描述了大量光學實驗現(xiàn)象及其蘊含的科學理論。通過深入介紹我國科學家在光學領域的探索及重要貢獻，激發(fā)學生的民族自豪感，激勵和引導學生向我國科研工作者們學習，增強其科技報國的使命擔當及家國情懷。

除課堂授課外，同樣可通過研討、作業(yè)、論文等其他環(huán)節(jié)進一步培育學生的家國情懷和使命擔當。比如在生物醫(yī)學光學中，以課程作業(yè)或小組討論方式引導學生調研討論我國生物醫(yī)學光學產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢，并引導學生思考如何將個人成長與國家發(fā)展緊密結合，讓學生理解個人前途和國家發(fā)展是相輔相成、有機統(tǒng)一的，以此激發(fā)學生投身祖國科研事業(yè)發(fā)展的信念和擔當。

三? 結束語

本文以《綱要》為指導，緊抓“要在課程教學中把馬克思主義立場觀點方法的教育與科學精神的培養(yǎng)結合起來，提高學生正確認識問題、分析問題和解決問題的能力。理學類專業(yè)課程，要注重科學思維方法的訓練和科學倫理的教育，培養(yǎng)學生探索未知、追求真理、勇攀科學高峰的責任感和使命感。工學類專業(yè)課程，要注重強化學生工程倫理教育，培養(yǎng)學生精益求精的大國工匠精神，激發(fā)學生科技報國的家國情懷和使命擔當”等關鍵要素，結合光子傳輸?shù)拿商乜_模擬、光學基礎理論、激光原理等具體課堂案例，從科學思維方法的訓練、探索未知與追求真理的責任感的培養(yǎng)，以及家國情懷和使命擔當?shù)呐嘤矫娣治霾⑻接懮镝t(yī)學光學的融入式課程思政教學方式，為其他交叉型理工科課程的思政融合式教學方式提供參考。在生物醫(yī)學光學課程教學過程中融入課程思政不僅能實現(xiàn)傳授學生理論知識的基本課程目標，還能極大調動學生的積極性，培養(yǎng)學生的學習興趣和科學思維能力，提高其探尋未知與尋求真理的使命感及責任感，并激發(fā)其投身祖國科研事業(yè)發(fā)展的責任意識與家國情懷，實現(xiàn)“智育”與“德育”和諧統(tǒng)一、相互促進。

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基金項目：國家級新工科研究與實踐項目“多學科背景下的生物醫(yī)學工程專業(yè)‘醫(yī)工融合’人才培養(yǎng)模式探索與實踐”（教高廳函【2018】17號）

第一作者簡介：黃璐（1992-），女，漢族，福建莆田人，博士，助理教授，講師，碩士研究生導師。研究方向為生物醫(yī)學檢測及微流控技術。