高校理工科課程融入思政元素的設計與實踐探討
——以“真空工程技術基礎”課程為例

王澤松，田燦鑫，鄒長偉

（嶺南師范學院物理科學與技術學院，廣東 湛江 524048）

“課程思政”最早是2014年上海市在一些高校實行教育改革過程中提出的概念，2016年12月習近平總書記在全國高校思想政治工作會議上肯定和強調了思想政治教育在教學中的重要作用[1]。之后，從全國教育大會到高校思想政治座談會，習近平總書記提出“三全育人”“五育并舉”等戰略舉措，進一步凸顯專業課程實現思政教育的必要性，從實現中華民族偉大復興的層面上指出高等教育的根本任務-立德樹人，在根本上解決了如何培養人、培養什么樣的人和為誰培養人的關鍵問題[2]。

不同于人文社科類課程思政教育元素占比高的特點，理工科課程理論內容略顯枯燥，且具有數學邏輯思維嚴密，大多數內容來自西方高等教育體系等特點，融入思政元素的切入點相對狹窄一些。有學者[3]分析，中國高校理工科學生的課程設置是在本科一、二年級完成“思想道德基礎”“馬克思哲學原理”“形勢與政策”等思政類通識課的學習，到三、四年級就集中于專業課的理論學習。久而久之，由于課堂教學內容缺少思政元素，學生開始沉浸于公式的推導、原理結構的理解和記憶，而其中絕大多數內容來自西方高等教育體系，師生或多或少地受到西方文化中個人英雄主義、利己主義等有悖于中國傳統道德價值觀文化的影響，變得自私或成精致利己主義者。習近平總書記提出的“專業課程教學與思政政治理論學習同向而行，形成協同效應”像一劑良藥修復以往高校課程設置的舊疾，將立德樹人的教育宗旨貫穿整個教學過程符合中國特色社會主義現代化教育的內涵式發展。中國高校80%以上的教師是專業教師，80%的課程是專業課，專業教師對學生授課的影響是深遠的，他們的行為舉止往往能影響一個學生的發展及未來[4-5]。因此，專業授課老師進行課程思政，將思政元素與專業內容有機融合，能真正起到“潤物細無聲”的教學效果。

高校理工類專業課程門類繁多，融入思政元素的形式主要有以下幾種：（1）將“為人民服務”的宗旨貫穿于課程教學中，尤其是像醫學、農學、建筑學等學科的專業課程；（2）培養以職業道德、職業責任和職業價值觀為主的社會責任感，與人文社科專業的區別不大，但更加側重于解決現實技術問題的專業課程；（3）運用馬克思唯物主義辯證法的基本觀點去分析事物間的普遍聯系，以及正確評價新事物的思想和方法，不同于批判文學，主要涉及發明創造、技術創新的專業課程；（4）以代表人物的傳記、故事和專業經歷為主的職業精神、理想信念挖掘來激發學生興趣，增強專業認同感和歸屬感的理工類課程；（5）倡導團隊協助精神，培養以人為本，以團隊合作為基礎解決實際問題的實踐實驗類課程。誠然，一門理工類課程的專業內容多，課堂教學學時數也必然多，只用一種思政元素融入教學的方式顯然支撐不了“全員、全過程、全方位”育人的理念，而做到多種方式并舉，多種形式交叉進行才是將思政元素貫穿于整個教學過程的關鍵。因此，授課老師在進行課程設計的時候，堅持思政元素與課程內容的有機銜接和多元并舉融入是非常重要的，不僅可以調節課堂氛圍，增強專業課堂文化建設的內涵，形成一套以授課老師為核心具有鮮明特色的課堂教學模式，而且能激發學生的學習熱情，培養以學生為本的濃厚的科學人文素養。

“真空工程技術基礎”課程是我校應用物理學專業開設的一門以真空技術應用方向為主的專業基礎課程，授課對象是本科三年級學生。課程內容主要包括緒論、真空獲得設備、真空測量和真空檢漏四個部分[6]。緒論介紹了真空的基礎知識、真空技術發展和應用領域，相比于其他章節，這里融入思政元素的切入點頗多。真空獲得設備主要涉及各種真空泵的工作原理及結構、運行和維護等細節，思政元素的融入點取決于授課老師的備課程度和知識廣度，而真空測量和檢漏技術部分的思政元素融入點較少，需要在了解前沿科學技術的基礎上深入挖掘。闡述思政元素融入高校理工科課堂教學的設計及探討將在以下內容展開。

1 課程思政的教學設計路線

“真空工程技術基礎”課程思政的教學設計是結合專業知識內容，融合德智體美勞的“五育”主題包括家國情懷、品德修養、知識見識、奮斗精神、理想信念、團隊合作來開展的。作為一門偏應用型工科入門課程，盡管真空技術的應用領域從日常真空包裝到全超導磁約束可控核聚變裝置，如同真空測量范圍橫跨19個數量級（105～10-14Pa）那么寬，但其主要知識內容更偏向于對基礎知識的理解和記憶。圖1是本課程的課程思政教學設計路線圖，將主要專業知識內容包括緒論、真空獲得設備、真空測量和真空檢漏四個部分的基礎知識傳授給學生的同時，注重學生綜合素養的提升，兩者之間通過思政元素的紐帶來實現價值引領。從設計路線圖來看，在牢記教育根本任務的基礎上，融入思政元素的核心不是“課程+思政”兩張皮，也不能施行思政教育“喧賓奪主”的課程思政化，在專業知識內容中深入挖掘思政元素，并反哺到專業知識教學中，起到潛移默化、潤物無聲的效果。

圖1 “真空工程技術基礎”課程思政設計路線圖

2 課程思政元素融入教學的實施路徑

2.1 思政元素與專業教學內容有機銜接

上面提到，偏應用的理工科課程的緒論部分是容易融入思政元素的。作為一門真空技術基礎課程，它的發展歷程和應用領域離不開人類利用自然、改造自然的生產活動。

在講述不同真空范圍內真空技術的應用原理時，利用真空與大氣兩側的壓力差來實現低真空應用的例子不勝枚舉。例如，春秋戰國時期出現的風箱就類似于現代的活塞式真空泵，通過負壓吸氣、增壓排氣向爐膛中泵入大量空氣，從而使燃燒更充分，爐溫提高更快，達到冶煉高熔點金屬的目的。東晉時期出現的用牛角筒拔火罐，一直到現在都是祛濕活絡的中醫治療手段。這些低真空的應用技術側面反映了我國古代勞動人民運用真空技術進行生產的智慧，增加了課題教學的趣味性，能激發學生的學習興趣。

在講述超高/極高真空技術的應用原理時，很容易植入我國最近幾年進行的太空探索活動的元素。太空本就是一個極高真空環境，對處在如此環境中的人類及航天器的要求非常苛刻，而航天航空事業發展如此迅速的原因正是由于我國綜合國力的顯著提高，凝集了新老兩代航天人的集體智慧，同學們應該努力學好專業知識，志存高遠，將來為我國的太空探索事業貢獻力量。另外一個高真空技術應用的典型案例是世界上第4臺，位于中國廣東東莞的散裂中子源科學裝置。此裝置落戶廣東，不僅為廣東學子提供了一個了解中國科學院大科學裝置的好平臺，增加了見識，也為真空方向的畢業生提供了一個高層次就業面，能激勵他們當下學好專業知識，將來有機會為中國的高能物理基礎研究做出貢獻。通過以上的案例教學法，將專業知識中的重點內容與家國情懷、知識見識、理想信念、團隊合作等思政元素有機融合在一起，將顯性知識與隱性知識相統一，比起單純地講授技術應用原理要生動有趣得多，有利于專業課堂文化的建設。

在講授各種類型的真空獲得設備時，可根據產品的經濟屬性來了解其市場占有率。通過真空泵產品的進出口報告等網絡資源、企業調研、用戶產品調查等形式獲取各種類型真空泵的市場占有份額，不要一味停留在掌握設備的基本結構及原理等概念內容上，增加專業知識的深度和廣度也是如今高校課堂教學的一個大趨勢。在講授干式真空泵內容時，授課老師不僅僅要將主流泵型的結構、原理描述清楚，還要結合國內外干泵應用現狀來展開。我國半導體行業發展迅猛，可配套的設備及技術并不盡如人意，國產干泵的市場占有率不足1%，國內半導體行業用的干泵幾乎全部依賴于進口，其價格十分昂貴。所以，我國應大力研究開發干泵，使干泵成為我國真空工業新的經濟增長點。同樣，干式泵是高新技術行業的必要設備，國家要發展芯片行業，從戰略上要加大基礎研究的投入，增強企業、高校等研發結構的有效合作，將技術產出孵化成實際產品或實現某種社會功能及服務，而不是一味講究“短、平、快”的項目產出，急功近利是不會取得實質性進展的。真空泵作為一種真空技術產品，教學不能僅僅停留在知識屬性這一層面，還應依據其社會和經濟屬性來拓展，讓學生知曉國產泵與進口泵之間的差距，激發學生的社會責任感，鼓勵他們努力學好當下的專業知識，為以后制造和研發國產高品質真空泵產品打下良好的基礎。

在講授金屬油擴散泵時，表征該類泵的一個重要性能參數是“何氏系數”，這是一個由我國早期的高真空技術專家何增祿先生提出的表征擴散泵抽速系數的物理量，從20世紀30年代一直沿用至今。在長達60年的科研教育工作中，何先生品德高尚，克己奉公，在戰爭時期關護進步青年學生，先后在浙江大學和清華大學任教，在設備極其簡陋的條件下仍然產出大量的理論和實驗成果，為培養我國的高真空技術人才做出了巨大貢獻。因為理工科專業課程內容鮮有以中國人命名的概念和公式，何先生無論在學術造詣，還是品德修養上都值得廣大學子銘記和緬懷。通過對專業術語名詞的溯源，可以讓學生們了解創造這些專業名詞背后的大師和學者所處的時代背景以及對專業領域的貢獻，見賢思齊，增強專業認同感和歸屬感。

2.2 思政元素多元并舉融入課堂教學內容

馬克思的辯證唯物主義觀點闡明了事物之間相互聯系的普遍性原理，理工類學科專業內容覆蓋面較廣，涉及豐富的學科交叉知識內容，將思政元素融入專業知識內容的形式應該根據這一特點全面化、多元化地開展。授課老師在設計教案的時候，就應該將章節重要的知識面拆分到知識點，用思政元素這根紅線將這些點串起來，以點帶面，有利于學生形成整體有效地理解及記憶效果，潛移默化地將一些育德育人的正能量貫穿到教學實踐。

例如講授渦輪分子泵工作原理及結構時，抽氣理論的計算比較復雜。授課老師可以結合課程特點減少計算過程的推導，但具體的工作原理可以通過短視頻來播放，播放的軟件主要是德國萊寶真空或美國安捷倫真空公司制作的產品專業視頻，配合專業文字說明，能夠生動逼真地將渦輪分子泵的工作原理展示給用戶，中國生產渦輪分子泵的廠家在硬件方面并不比發達國家差，但是相應的產品配套軟件卻跟不上，這樣產品的服務和宣傳效果就難以適應網絡信息時代的要求，21世紀產品的市場競爭就體現在為用戶服務的細節上。我國的制造業發展迅猛，但工業軟件卻并不出眾，需要在這方面有興趣、有天賦的學生增強專業使命感，緊跟國家發展人工智能、先進制造業的步伐學好專業基礎知識。渦輪分子泵的定子和轉子以特殊角度組合在一起，涉及高等數學和工程學知識，授課老師適當講一講提出分子泵抽氣理論的美國麻省理工學院shapiro教授和他的學生們的故事來活躍課堂氣氛；飛速旋轉的轉子葉片將動量傳遞給被抽氣體分子，涉及剛體轉動力學、分子運動學知識，這方面很容易聯想到飛機的渦輪發動機，可以講一講我國航空發動機的發展歷程和最新進展；渦輪分子泵的空氣軸承鋼或磁懸浮軸承鋼的選擇，分子泵油采用飽和蒸氣壓低的有機物等，涉及高等材料學和化學知識，而這些都是處于產品產業鏈上的上游原材料，跟基礎科學研究的發展密不可分。我國材料學的基礎研究在學術層面進步很大，但在工程應用層面卻比不上發達國家，有些重要設備必需的基礎原材料依賴于進口。因此，僅僅從分子泵這一種應用到各種科技領域的關鍵真空獲得設備來看，涉及的材料基礎科學、高等數學和工程力學、計算機軟件等專業知識面就能側面反映國與國之間科技生產力的博弈。我國要實施科技強國戰略，把握這些知識產權創新的競爭態勢，必然離不開專業人才的努力成果。學生在現階段就應該把握這方面的知識和見識，樹立為實現中華民族偉大復興而努力奮斗的理想信念，打好基礎，迎難而上，提高個人綜合素養以適應未來社會經濟的發展需要。

3 課程思政元素融入教學環節的關鍵

3.1 教師角度：設計思考、把握全局、價值引領

實施課程思政的關鍵之一是教師角色。在中國教育“傳道、授業、解惑”的思想體系下，要求教師的授課實踐需從最低要求逐步上升為高度要求。最低要求是教師上一節課，可以是語言風格的幽默詼諧，可以是教學態度的和藹可親，可以是治學風格的嚴謹樸實，可以是理想信念的高瞻遠矚，把握其一便可以“授生以漁”。基本要求是對大綱解析的準確性、內容設計的精良性、整體布局的重點性、問題表達的直觀性、語言表述的流暢性、語句編排的精彩性、時間長短的把握性、理論實踐的統一性等方面進行全方位的設計和布局。高度要求是政治立場篤信堅定，理論觀點簡明正確，道理分析深刻透徹，案例表述精辟有力。從最低要求到高度要求，教師要將個人教學的方法、技巧等實踐技能以及教學態度、風格等個人魅力同個人精神信仰聯系起來，弘揚社會主旋律，宣傳社會正能量，這樣才能真正達到育人的目的，這也是符合習近平總書記在新時代對教師提出的“有道德情操，有扎實學識，有理想信念，有仁愛之心”的殷切要求。

在本課程中，授課老師應該把握真空獲得設備、真空測量和真空檢漏這三條主線，嚴格梳理各條主線中的核心知識內容，結合地區經濟發展需要把真空行業應用最廣泛的設備和技術手段優選出來精講細講，再從社會責任、行業使命、團隊合作、倫理是非等思想政治層面著力教育和培養學生，牢牢把握教書育人理念，在教學中充分體系思政含量，做到“有理有例、有棱有角、有情有義、有滋有味、有己有人”。另外，按照教學進度合理安排思政元素融入課堂教學的師生互動環節，讓學生在課下充分利用互聯網資源挖掘與教學內容相關的思政元素，鼓勵學生上講臺分享，授課老師根據分享的內容給予成績，可納入平時成績的過程性評價中。

3.2 學生角度：學習主體、全程參與、內化吸收

學生是學習的主體，是實施課程思政教學的對象，也是教學評價中不可或缺的一項因素。無論授課老師做的課件有多么豐富多彩，課程思政融入教學環節做得多么潤物無聲，理論和實踐結合做得多么深入淺出，學生不參與課堂教學，老師只能是唱“獨角戲”。

授課老師在知識的廣度和深度上下的功夫是畢竟有限的，學生在參與教學環節，融入以老師、課堂、學生為一體的課程文化建設的過程中，須主動從課下的知識資源中挖掘思政元素，以翻轉課堂、對分課堂、有效課堂等教學手段補充到專業知識內容中。這樣的好處是，課堂教學的時間管理得到了有效分配，學生發揮主觀能動性尋找的思政資源更符合學生群體的口味，在渲染課堂教學氛圍，激發共情力方面有著重要的作用。學生在講臺上分享這些資源后，老師和其他學生聽眾都可以發表自己的看法，積極討論，集思廣益，把某方面的專業知識深度推向更廣更好的發展軌道。另外，通過學生自己的努力獲取的知識，會更加容易內化吸收，這也符合“費曼學習法”自主學習的精髓。

4 結束語

本課程思政元素融入課堂教學的實踐，授課老師進行教學設計時要牢牢把握思政元素與課程重要知識內容的有機銜接，并采用多元并舉的融入方式循序漸進地開展。需在師生共同參與教學環節的基礎上，將思政元素這條紅線貫穿于教學的全過程，教師主導，學生補充，及時分享并討論，增強專業課堂的文化建設，為高校理工科課程的思政化教學提供具有參考價值的典型案例。