光纖傳感技術課程思政探索與實踐

初鳳紅 胡安鐸 卞正蘭

（上海電力大學 上海 200090）

1 課程思政建設的重要性

2020年6月，教育部頒發的《高等學校課程思政建設指導綱要》（以下簡稱《綱要》）指出：要切實把教育教學作為最基礎最根本的工作，深入挖掘各類課程和教學方式中蘊含的思想政治教育資源，讓學生通過學習，掌握事物發展規律，通曉天下道理，豐富學識，增長見識，塑造品格，努力成為德智體美勞全面發展的社會主義建設者和接班人。所以在高校開展專業課課程思政建設對培養合格的社會主義接班人具有舉足輕重的作用。

作者從事光纖傳感技術這門專業課教學多年，在教學的過程中一直探索如何把專業知識講好、講透徹的同時培養學生的愛國主義精神、責任心與使命感以及創新精神。本文從四個方面探索了課程思政在光纖傳感技術這門課程的具體實施。

2 光纖傳感技術課程思政建設探索與實踐

光纖傳感器是20世紀70年代中期發展起來的。光纖傳感器發展到現在，可以測量位移、速度、加速度、壓力、物質濃度等各種物理量和化學量等。并且已經在工程實際中得到了廣泛應用。通過學習光纖傳感技術這門課程，希望學生了解光纖傳感技術的原理和特點，掌握常用光纖傳感器的性能，了解基于光學特性參數的各種光纖傳感器的工作原理及光纖傳感技術在各個領域的應用，為今后從事相關工作打下基礎。光纖傳感是目前信息獲取的重要手段，光電信息工程專業的學生對光纖傳感技術有一定的了解是必要的，可以擴大學生專業知識面。

光纖傳感技術課程思政可以從以下幾個方面著手：

2.1 關心時代發展，提高教師的思政育人能力

在專業課課程思政的實施過程中，教師需要通過深度挖掘，在已有思政元素的基礎上實現進一步拓展和開發。通過具體實例的講解，向學生傳輸愛國、敬業等社會主義核心價值觀。光纖傳感技術教材和課程內容應體現時代性，在知識傳授中注重主流價值觀引領。在具體的教學過程中，主動挖掘體現光纖傳感技術自身特色的、具有說服力、感染力的思政元素和案例。比如光纖傳感技術的發展簡史中，1966年，華裔科學家“光纖之父”高錕發表了題為《光頻率介質纖維表面波導》的論文，提出光纖傳輸的理論。2009年，高錕由于在“有關光在纖維中的傳輸用于光學通信方面”取得的突破性成就獲得諾貝爾物理學獎。通過講述這段歷史，學生意識到華裔科學家在光纖通信和傳感領域對全世界作出了極大的貢獻，激發了學生的民族自豪感和愛國主義情懷。

在教學過程中，要將顯性教育與隱性教育融會貫通，可以潛移默化地樹立學生的社會主義核心價值觀。將熱點問題引入專業教學中，激發學生關注社會、崇尚科學、熱愛科學、熱愛所學專業的意識，并肩負起推動科學進步的神圣使命和社會責任。只有不斷提升教學技能，用心、用力、用情投入到教學實踐活動，才能持續提升自己專業的教學技能和教學水平。

在講授課程時，要做到與黨和國家大政方針政策、經濟社會發展形勢、國內國外局勢緊密聯系在一起，把課程的專業知識放在中華民族偉大復興的戰略全局、世界百年未有之大變局、經濟社會發展大局的框架下講深講透。

教師在平時教學的同時，要加強自身的政治素養。可以通過每天學習“學習強國”上先關欄目及時了解國內外的動態。并結合教學內容向學生灌輸艱苦奮斗、迎難而上的精神。比如“學習強國”2020年7月31日報道了一篇題為“習近平出席建成暨開通式并宣布北斗三號全球衛星導航系統正式開通”的報道，文中講到：26年來，參與北斗系統研制建設的全體人員迎難而上、敢打勝仗、接續奮斗，發揚“兩彈一星”精神，培育了新時代北斗精神。為推動我國經濟社會發展、推動構建人類命運共同體作出新的更大貢獻。北斗三號全球衛星導航系統的建成開通，對進一步增強民族自信心具有十分重要的意義。通過向學生講述北斗研制的過程，可以使學生體會到科技興國的重要性。另外光纖傳感技術中的 Sagnac效應可以制成光纖角速度傳感器，結合光纖加速度傳感器即可進行慣性導航，應用到衛星導航和日常的車載導航等領域，這也激發了學生學好這門課的興趣。

另外教師在上好課的同時，也要積極開展科學研究。時刻關注光纖傳感領域的動態，并且積極參與國際和國內的學術會議和教學會議。這樣可以更好的將光纖傳感技術的前言、具體應用傳授給學生，擴大學生的視野，激發學生的學習興趣。在講述光纖傳感技術在電力系統的應用這部分內容時，筆者將參與的“基于DFB激光器的變壓器振動檢測”這一課題向學生進行詳細介紹，就課題的具體研究思路和方法，包括課題前期的文獻調研、方案的確定、課題的具體實施以及課題研究中遇到問題如何解決等向學生進行了詳細的闡述。學生了解到了科研課題的研究過程，包括文獻查閱的方法、文章綜述和論文的撰寫。培養了學生的系統思維能力，使學生意思到只有掌握堅實的基礎知識、具有吃苦耐勞的精神才能更好的完成科研工作。

2.2 提升學生的科學素養，培養學生分析問題和解決問題的能力

科學素養又稱為科學素質，通常包含科學情感、科學態度、科學方法及科學思維等。光纖傳感技術這門課程教學以講授為主，強調基本概念的理解和科學素養的提升以及分析問題、解決問題能力的培養。

根據課程授課對象的知識基礎，結合光纖傳感技術的性質，設計如下課程總綱：闡述光纖傳感技術的基本概念，詳解光纖傳感技術的基本原理，分析光纖傳感技術的多樣應用。課程內容由三大部分組成：科學基礎、研究方法、科學實踐。課程主要講述了光纖的基礎知識、光纖傳感系統的組成、光纖傳感技術中涉及的原理及效應、光纖傳感調制技術、分布式光纖傳感技術、光纖光柵傳感技術等內容。課程內容從光纖傳感技術的發展簡史出發，重點光纖傳感技術的基本原理和涉及的基本光學效應，最終落實的光纖傳感技術在各個領域的應用，期望能幫助同學建立正確、系統的科學思考和科學研究體系。

光纖傳感技術是一門具有多學科交叉性質的專業課。從光纖的基本概念到光源、探測器的原理、光纖傳感系統的設計和應用，都囊括在課程的主要知識點中。為避免知識碎片化，我們在課程教學過程中先介紹光纖傳感基礎概念，后講述光纖傳感器的設計方法；先開展科學認知，后強調科學實踐。最終達成學生能掌握光纖傳感技術的基本原理及應用的教學目標。

在講述強度調制光纖傳感技術的過程中，作者讓學生分組調研光纖折射率測量方案，并制作PPT對方案進行講解。學生在這一作業的完成過程中，自愿分組進行文獻調研，不但閱讀了知網等中文期刊網刊登的中文文獻，也查閱了大量英文文獻。在最終的PPT講解過程中，作者發現學生可以通過分工協作、討論等很好的完成任務，而且有的小組通過文獻調研提出的解決方案非常具有創新性。通過這種形式的教學，可以提高學生的學習積極性、團隊協作精神、閱讀英文文獻的能力、分析問題和解決問題的能力以及創新精神。

2.3 培養學生的責任心、使命感和堅韌的品格

天下興亡，匹夫有責。大學生是國家的未來，民族之希望，應當積極引導大學生樹立責任心和使命感。光纖傳感技術在國內目前已經蓬勃發展，但是光纖傳感技術中涉及的激光器、光電探測器等核心元器件我們國家的技術水平和西方發達國家還有一定差距。在講授知識的過程中，要讓學生意識到，這些技術的突破需要他們將來的艱苦卓絕的努力，進而提高大學生的責任心和使命感。

大學生是青年中有較多機會接受現代科學技術教育的一部分人，是“科教興國”戰略的受益者。也是“科教興國”的實踐者和完成者，應當義不容辭的挑起振興中國科技事業、迎接新技術革命調制的重擔，從而成為祖國振興的中堅力量。培養大學生的責任心和使命感，以及遇到問題不輕言放棄的精神對科技興國至關重要。在課程講授的過程中，多舉一些相關實例，比如在講述光纖研制的過程中，有一篇題為：The breakthrough birth of low loss optics fibers中有這樣一句話“when the furnace was running in Zimar’s lab during summer 1969,Kech recalls ”it was hotter than Hades.”Yet the team kept working,measuringandlearning”的文章使學生深受感動。學生深刻的意識到，任何科技上的突破都離不開堅韌的奮斗精神。

在講述光纖傳感新技術時，向學生講述了作者在訪學過程中基于腔衰蕩方法進行氣溶膠檢測遇到的問題。由于對腔衰蕩系統了解不夠深入，在將自由空間的光耦合到衰蕩腔的過程中，作者始終無法看到基膜光輸出。即使上百次的擦洗高反射鏡片還是無濟于事，通過向實驗室的老師和學生請教、查閱文獻學習系統涉及的光學基礎知識，以及從光源開始到隔離器、調制器、反光鏡等逐個查找原因，經過數十天的不懈努力終于解決了問題。通過這個實例的講解學生了解到任何事情都不是一帆風順的，即使別人做同樣的實驗非常順利，也不代表自己做的時候會不出任何問題，只有對基礎知識有扎實的理解，加上百折不撓的精神才能夠克服一個個科研難題，不斷提升自己的能力，當祖國需要我們的時候才能貢獻自己的微薄力量。

2.4 關注學科前沿發展，激發學生創新精神

在《光纖傳感技術》課程的講授過程中，需要根據學生反饋和教師自身體驗，及時調整授課內容和授課方式方法。目前，《光纖傳感技術》課程中已經包含了光纖傳感技術研究最基礎、最綜合、最前沿的研究結果。我們在講授光纖傳感技術基礎知識的同時，糅合了教師自身的研究課題成果，從實際應用出發，以加強學生對光纖傳感技術的認識，實現基礎知識和學科前沿的有機結合。

在講授課程的過程中，要向學生灌輸科技是第一生產力的理念，培養學生的創新精神。激發學生對新知識、新技術的渴求。在經濟全球化時代，一個國家具有較強的科技創新能力，就能在世界產業分工鏈條中處于高端位置，就能創造激活國家經濟的新產業，就能擁有重要的自主知識產權而引領社會的發展。光纖傳感技術中涉及許多光學軟件，比如光學系統設計軟件R-soft、時域有限差分FDTD軟件以及光纖光柵設計軟件Optigrating等，學生在會使用這些軟件的同時，也要掌握這些軟件的設計原理，掌握最根本的光學知識。爭取創新性的開發各種光學軟件。

另外作者在講授課程的過程中，也積極鼓勵學生參與科研項目，進入科研實驗室進行科研實驗。作者會經常指導大學生科學創新項目，使學生在課堂上學到的東西得到真正的應用。有時課本上的知識是枯燥無味的，但是如果學生參與了教師的科研項目或者自己確定課題，在課題的研究過程中，會將學習的知識整合起來應用到實際問題的解決中。通過這樣的培養模式，一方面學生意識到理論知識的重要性，會在課堂中更加認真努力的學習；另外一方面學生也會對知識有更加透徹的理解，在此基礎上會有更多創新性的想法形成。

3 結語

在光纖傳感課程中積極實施課程思政教育，可以向學生灌輸社會主義核心價值觀。使學生意識到只有掌握扎實的基本功，加上艱苦奮斗的精神，始終保持對新知識的渴求，時刻注重個人創新能力的提高，才能為建設中國特色的社會主義添磚加瓦，成為對社會有貢獻的人。課程思政建設使得教書育人、科學研究、社會服務相得益彰。