研究生課程脈沖功率技術及應用的思政建設探索

基金項目：重慶市教委2021年高等教育教學改革研究項目“基于脈沖功率技術及其應用的產學研醫相融合人才培養模式研究”

（213052）；重慶大學2020年研究生教育教學改革研究項目“理工科研究生專業課程中的思政建設研究與探索——以《脈沖功率技術及應用》為例”（cquyjg20322）

第一作者簡介：米彥（1978-），男，漢族，湖南岳陽人，博士，教授，博士研究生導師。研究方向為高電壓與絕緣技術。

DOI：10.19980/j.CN23-1593/G4.2024.22.013

摘 要：《高等學校課程思政建設指導綱要》提出要在全國所有學科專業全面推進課程思政建設，這對原本相對比較薄弱的研究生課程思政建設提出挑戰。為此，基于研究生課程脈沖功率技術及應用的特點，構建融合顯性目標和隱性目標的思政建設整體框架，從家國情懷、創新精神、科研熱情和辯證統一等角度深入挖掘和分析該課程的思政元素，并基于研究生課程教學、理工科課程教學的特點對該課程課堂教學的各環節進行改革與探索，基于三屆研究生教學實踐及教學效果反饋信息分析，對該課程的思政建設取得較好的效果，也為其他理工類研究生課程的思政建設提供參考。

關鍵詞：思政建設；研究生課程；脈沖功率技術及應用；理工科課程；思政元素

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2024）22-0056-04

Abstract： The guiding outline for the ideological and political construction of courses in colleges and universities proposes to comprehensively promote the ideological and political construction of courses in all disciplines and majors across the country， which poses a challenge to the ideological and political construction of graduate courses， which was originally relatively weak. Therefore， based on the characteristics of the graduate course Pulsed Power Technology and Application， this paper constructs an overall framework of ideological and political construction integrating explicit and implicit goals， deeply excavates and analyzes the ideological and political elements of the course from the perspectives of national feelings， innovative spirit， scientific research enthusiasm， dialectical unity， etc.， and reforms and explores all links of classroom teaching of the course based on the characteristics of graduate course teaching and engineering course teaching. Based on the three graduate teaching practice and the feedback information analysis of teaching effect， it has achieved significant results in the ideological and political construction of this course， and also provides a reference for the ideological and political construction of other engineering graduate courses.

Keywords： theideological and political construction; graduate course; Pulsed Power Technology and Application; science and engineering courses; ideological and political elements

研究生教育是高等教育人才培養的最高層次，是我國社會主義現代化建設拔尖創新人才培養的重要渠道[1]。“90后”研究生具有非常鮮明的性格特點，他們思想更為開放，頭腦更為靈活，學習和接受能力更強，但也顯現出讀研動機不端正、學習主動性缺乏、治學態度不嚴謹和科研責任心缺乏等不良傾向[2]。面對“90后”研究生的新特點，必須對研究生培養的各個環節進行改革，而思想政治教育體系的改革則是所有工作和各個環節的核心。

面對研究生培養過程中的新形勢，早在2010年11月，教育部就印發了《教育部關于進一步加強和改進研究生思想政治教育的若干意見》[1]并指出，研究生思想政治教育仍是大學生思想政治教育中相對薄弱的環節，要充分發揮課堂教學在研究生思想政治教育中的主導作用，要積極發掘各類課程尤其是專業課的思想政治教育資源，將思想政治教育融入到研究生課程學習的各個環節。2020年5月，教育部進一步印發了《高等學校課程思政建設指導綱要》[3]并指出，要在全國所有高校、所有學科專業全面推進課程思政建設，促使課程思政的理念形成廣泛共識，這也正式吹響了在包括研究生課程在內的所有課程中推進思政建設的號角。眾多研究者分別從宏觀和微觀角度，對研究生課程思政的課程體系、思政元素、教學方法等多個方面進行了分析與探索[4-7]。

為積極響應全面推進課程思政建設號召，筆者在十多年持續開展研究生專業課程脈沖功率技術及應用教學的基礎上，構建了該課程思政建設的整體框架，深入挖掘和分析了該課程的思政元素，并基于理工科研究生專業課程教學的特點對該課程課堂教學的各環節進行了改革與探索。

一 課程簡介

在電磁學數百年的研究歷史中，作為其重要分支的脈沖功率技術屬于相對新興的前沿學科，其歷史不到百年。脈沖功率技術是在相對較長的時間里把能量儲存起來，然后經過壓縮、轉換，最后快速釋放給負載的高新技術。其實質是將脈沖能量在時間尺度上進行壓縮，以獲得在極短時間內的高峰值功率輸出。20世紀30年代，由于彈道學和爆轟物理學研究的需要，人們采用高壓脈沖放電產生閃光X射線，才真正拉開了脈沖功率技術的研究序幕。二戰后，軍事國防領域的強烈需求使脈沖功率技術的研究得到了快速發展和壯大。近年來，隨著環保、醫療等大量民用領域的廣泛需求，脈沖功率技術迎來了新的發展時期。

自20世紀90年代開始，筆者所在的課題組對脈沖功率技術進行了卓有成效的研究，特別是將脈沖功率技術成功應用于腫瘤治療，引起國內外同行的廣泛關注。基于課題組在脈沖功率技術領域的持續積累，筆者于2012年開始在全校研究生中開設脈沖功率技術及應用課程，并持續至今。本課程屬于電氣工程一級學科下高電壓與絕緣技術二級學科的專業選修課程，將脈沖功率技術基本理論與學科發展前沿緊密結合，主要學習脈沖功率技術的基本原理及應用，內容包括脈沖功率技術概述、能量的儲存、高功率脈沖的產生、開關技術、電介質的脈沖絕緣特性、脈沖功率裝置中常用的測量與診斷技術、幾種典型脈沖功率裝置及其應用、脈沖功率技術的最新發展及其在電力系統、軍事國防和生物醫學等領域的應用等。通過本課程的學習，使研究生掌握高功率脈沖的產生與測量方法，了解脈沖功率技術的主要應用。

二 課程思政建設整體框架

為了將課程思政融入課堂教學建設，具體來說，要將其落實到課程目標設計、教學大綱修訂、教材編審選用和教案課件編寫各方面。與此同時，要創新課堂教學模式，推進現代信息技術在課程思政教學中的應用，激發學生學習興趣，引導學生深入思考。以期將價值塑造、知識傳授和能力培養三者融為一體，將顯性教育和隱性教育相統一，幫助學生塑造正確的世界觀、人生觀、價值觀。基于此，設計出脈沖功率技術及應用思政建設整體框架，如圖1所示。

研究生的智育教育屬于顯性目標，主要包含知識傳授和能力培養兩部分。在本課程中，主要傳授脈沖功率的產生、測量與應用技術等知識。對于能力培養而言，主要包含獲取知識能力、應用知識能力、科學研究能力和組織協調能力。具體而言，通過本課程教學，要培養研究生利用各種途徑快速獲取脈沖功率技術領域專業知識的能力，培養研究生運用計算、仿真工具設計脈沖功率產生與測量電路拓撲結構、參數確定與元器件選購方案，培養研究生課堂分組專題討論的組織協調與分工協作能力。

研究生的德育教育屬于隱性目標，是課程思政的主要內容。與思想政治理論課相比較，理工科專業課程德育建設的隱性特點尤為突出，首先需要根據課程特點與講授內容充分挖掘思政育人元素，并將其納入課程教材講義內容和教學大綱中，利用多媒體信息技術、網絡技術、第二課堂等手段設計合適的教學方法，讓學生在課堂教學過程中自然接受到思政教育的隱性熏陶。需要指出的是，相較于直白、說教式的語言講述方法，若能將思政元素有機融入任課教師率先垂范的教學行為中，則能取得事半功倍的效果。

三 課程思政建設重點內容

在脈沖功率技術及應用課程思政建設中，思政元素的挖掘是基礎與重點，基于研究生教學特點與理工科教學特點設計合適的課程思政教學方法是關鍵。

（一） 思政元素挖掘

脈沖功率技術起源于軍事國防需求[8]，例如彈道學實驗、爆轟物理學實驗、核爆效應模擬等；高速發展于高精尖武器系統的需求，例如粒子束武器、強激光武器、高功率微波武器和電磁軌道炮等。其中，涉及國內外廣為流傳、感人至深的學科發展史，蘊含著“兩彈一星”的愛國奉獻、堅持不懈、淡泊名利等諸多優秀思政元素。可見，脈沖功率技術及應用課程開展思政建設具有先天優勢。在思政元素挖掘過程中，除了分析本課程的上述特點，還要結合課程講義中的具體內容，緊緊圍繞堅定學生理想信念，圍繞政治認同、家國情懷、社會責任、科學精神和人文精神等重點優化課程思政內容供給。

1 熱愛祖國、奉獻社會的家國情懷

在學習我國低阻抗強流相對論電子束加速器“閃光二號”時，可以挖掘以該加速器研制負責人邱愛慈院士為代表的核試驗科技人員義無反顧、扎根荒漠并經長期艱苦奮斗孕育出的“馬蘭精神”——“艱苦奮斗干驚天動地事，無私奉獻做隱姓埋名人”[9]。“兩彈一星功勛獎章”獲得者程開甲院士曾說過：“如果我不回國，可能在學術上會有更大的成就，但絕不會有現在這樣的幸福，因為我現在所做的一切，都和祖國緊緊地聯系在一起。”邱愛慈院士也寄語年輕一代：“把個人理想與祖國利益緊緊聯系起來，把個人志向與民族復興緊緊聯系起來，一定會讓自己的人生充滿激情，充滿幸福，充滿希望！”老一輩科學家從事的研究工作與本課程學習的內容緊密相關，他們寶貴的精神財富不但可以幫助研究生在確立自己人生目標時樹立“熱愛祖國、奉獻社會”的崇高理想，還可以激勵研究生在自己的求學生涯中始終堅定信念。

2 敢為人先、勇于開拓的創新精神

脈沖功率技術在民用領域的廣泛應用也是本課程的重要學習內容。其中，20世紀90年代初，當國際上都在研究采用脈沖電場可逆電穿孔輔助化療治療腫瘤時，孫才新院士從高電壓與絕緣理論出發，在國內外首次提出采用高強度脈沖電場誘導腫瘤細胞不可逆電穿孔的創新思路，在不需要化療藥物的情況下高效殺傷腫瘤細胞，在國際上掀起了脈沖功率技術在生物醫學領域的應用研究高潮。當時，可逆電穿孔療法已經成為行業公認的主流方法，主導該領域研究的也都是生物工程領域或臨床醫學領域的研究者，并且國際上尚沒有中國人涉足該領域的研究。在這種背景下，孫才新院士毅然決然地提出完全不同的創新思路，體現出敢為人先、勇于開拓的魄力和創新精神。這種精神可激勵研究生在自己的博士求學生涯中，在進行充分理論分析的基礎上，要敢于選擇冷門的研究方向、敢于提出異于常規的研究思路、樂于發掘偏離預期的異常研究結果，而這正是重大、高水平研究成果的思想源泉。

3 矢志不渝、探索未知的科研熱情

在脈沖功率技術的發展歷程中，英國原子能武器研究中心的J. C. Martin被稱為“脈沖功率之父”。實際上，J. C. Martin在加入英國原子能武器研究中心時研究重點為傳統的閃光照相技術，但他將Marx發生器與當時已經較為成熟的基于Blumlein傳輸線的納秒脈沖放電技術相結合，誕生了世界上第一臺強流相對論電子束加速器，開創了高功率脈沖技術研究的新紀元。當時，研究原子能武器的主流專業為核物理、理論物理、彈藥工程與爆炸技術等，J. C. Martin憑著對原子能武器研究的滿腔熱情和敏銳嗅覺，將唯獨自己專長的高電壓技術專業中產生高壓脈沖的Marx發生器技術成功引入脈沖功率技術研究，取得了重大突破[10]。這種矢志不渝、探索未知的科研熱情，對于進行交叉學科研究，特別是本、碩，或碩、博跨專業的研究生而言具有重要的引導意義。跨專業或跨學科的研究意味著要進入相對陌生的領域，一般認為風險很大。但只要始終保持探索未知的科研熱情，將自己擅長的研究思路、研究方法敏銳地應用于跨學科或跨專業的研究，往往能另辟蹊徑地解決“卡脖子”的關鍵科學問題，并取得重大突破。

4 辯證統一的世界觀

在脈沖功率技術應用于生物醫學領域的研究中，高場強窄脈沖的納秒脈沖電場可有效誘導腫瘤細胞凋亡，顯示出強勁的臨床應用前景。并且，場強越高、脈寬越窄，其誘導凋亡效應越強烈，殺傷腫瘤細胞的效果越好。為了將其推廣至臨床應用，在研制治療設備時，場強越高、脈寬越窄的發生器輸出脈沖會在電路與周圍空間產生更強的電磁干擾，影響治療設備測控單元或手術室內其他設備的正常工作。可見，場強越高、脈寬越窄的納秒脈沖療效更好，但其電磁兼容性能卻更差，而這正體現了辯證統一的世界觀。在科學研究過程中，在分析問題或討論方案時，既要充分發揮相關方案的積極意義，也要考慮到其可能的消極影響。在前文所述的跨專業或跨學科研究中，風險里蘊藏著機會，也提示需要辯證地看問題。辯證統一的世界觀有利于研究生在科學研究過程中制訂全面、周到的研究方案，培養逆向思維與批判精神。

（二） 突出研究生教學特點

脈沖功率技術及應用屬于高電壓與絕緣技術二級學科的專業選修課程，面向博士、碩士研究生開設。在課程教學的各個環節，都要以培養具有愛國主義精神和社會責任感、良好科研道德、嚴謹求實科學態度、辯證唯物主義世界觀、國際化視野與創新意識的高層次人才為目標。具體來說，在講述科學家故事時，要著力強調科學家的家國情懷、社會責任、嚴謹求實和大膽創新等優秀品質，給研究生樹立開展科學研究的模范榜樣；在課堂分組專題討論時，可以設置相對宏觀開放的主題，以提高研究生提出問題、分析問題、解決問題和總結問題的全鏈條科研能力，以及組內的組織協調與團隊協作能力。

另外，除了用精心備課、用心講課、耐心答疑等授課態度感染、引導學生培養認真盡責的職業道德素養以外，任課教師還可以設計針對研究生教學特點的率先垂范措施推進課程思政建設。課程講義中涉及他人研究成果時，任課教師一定要在PPT底部標注相關參考文獻信息，并采用規范的引用格式，強調要培養尊重他人知識產權的良好科研道德、養成嚴謹規范的科研態度，并要求學生在課后作業和課堂分組討論PPT中進行實踐，這對于很多在本科階段已形成浮躁敷衍態度后初入科研的研究生養成良好的習慣尤為重要。在布置課后作業時，要適當增加習題的開放度，強調答案的非唯一性，鼓勵學生在課本知識的基礎上大膽創新，以培養學生的創新意識；在批改課后作業時，要強調對互相抄襲現象的零容忍態度，培養學生自覺與學術不端現象作斗爭。在設計課程考核方法時，要增加平時成績的比重（不低于60%），通過多次、持續的課后作業、課堂討論等方式進行全過程的考核，而不是結課后一考定成績的方式，強調科學研究重在平時長期持續的付出，這對于幫助研究生克服急功近利、走捷徑的不良心態也很有現實意義。

（三） 突出理工科教學特點

脈沖功率技術及應用屬于典型的理工科課程，在思政建設中要充分認識其與常規思政理論課的顯著區別，并采取合適的教學方法。從表面上看，理工科課程側重教授學生科學理論與工程技術，與思想政治教育相距甚遠。但從實質來看，理工科屬于自然科學的一部分，理工科課程中的科學理論與馬克思主義的諸多立場觀點是一致的，其中蘊含著辯證統一、相對論、發展觀等內容，有利于幫助學生塑造正確的世界觀。理工科課程中很多工程技術的實現與進步，往往伴隨著幾代人、長時間的不懈努力，其中涉及非常多感人至深的科學故事，有利于幫助學生塑造正確的人生觀與價值觀。因此，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結合起來，要注重強化學生工程倫理教育，培養學生精益求精的大國工匠精神，激發學生科技報國的家國情懷和使命擔當。

另外，在課堂教學過程中，要針對理工科特點，合理把握好兩個方面的度。在教學學時分配上，仍然以理工科課程知識傳授和能力培養為主，德育教育為輔；在教學方法上，要將思政元素的融入設計在合適的課程講義位置，并采取合適的、無縫植入的表達方法，而不是過于生硬、直白的方式，以期起到潤物無聲的效果。

四 結束語

課程思政關系到培養什么人、怎樣培養人、為誰培養人的教育根本問題，在所有學科專業開展課程思政建設具有重要意義。基于理工科研究生專業課程教學的特點，構建了脈沖功率技術及應用課程思政建設的整體框架，深入挖掘和分析了該課程的思政元素，對課堂教學的各環節進行了改進，對該課程的教學大綱進行了修訂。自2020年至2022年，通過對三屆、近百名研究生的教學實踐，取得了較好的效果。在任課期間、結課后，通過問卷調查、隨機談話等形式獲取反饋信息，研究生普遍反映，上述課程思政改革對于自己樹立遠大的人生目標、端正科研心態、提高科研效果具有重要的意義。在以后的教學過程中，將繼續認真分析教學督導、同行、學生反饋的信息，對脈沖功率技術及應用課程思政建設的各環節進行進一步改進和優化。

參考文獻：

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