我校於2月1日發起「把牢政治方向,加強課程思政」倡議,進一步落實學校「每門課程講德育,每位教師講育人」的總體規劃目標,鼓勵廣大教師在尊重課程內容的科學性、邏輯性、完整性的基礎上,深入挖掘本次疫情阻擊中湧現出的先進事跡、先進典型等育人元素並有機融入各門課程。此前已推送了化學學院、材料科學與工程學院、紫金礦業學院、外國語學院、石油化工學院、土木工程學院的30個課程思政典型案例,本期將繼續推送物理與信息工程學院的10個課程思政典型案例,以期給其他課程進行課程思政建設更多啟迪。
物理與信息工程學院
課程思政教學案例
為貫徹落實習總書記關於新型冠狀病毒感染肺炎疫情防控工作重要講話精神,根據學校教務處提出的「延期開學不停學、教學質量有保障」總體要求,物信學院第一時間組織成立保障本科教學工作組,各部門、系、專業、中心通力協作,共克時艱,全力以赴做好教學服務保障,確保疫情防控期間本科教學工作順利開展,堅決打贏疫情防控阻擊戰。
在一個月線上教學裡,物信學院廣大教師積極將專業教育與思政教育有機結合,認真思考在線課程授課計劃、教學大綱、教學設計環節,根據不同專業的特點,運用特定的教學設計將思政教育融入專業及實踐課程中,撰寫出符合專業建設和就業前景的思政教學設計表。雖然是網絡雲端授課,但是隔空不隔育人,仍堅決落實「每門課程講德育,每位教師講育人」的課程思政目標,堅持「潤物無聲伴有聲」,深入挖掘課程中的思想政治教育元素,將培育和踐行社會主義核心價值觀、職業道德、行為操守、工匠精神等隱性內容與專業課程顯性內容相結合,做到教書與育人相統一,幫助學生堅定正確的理想信念、價值理念和道德觀念,形成高尚的科學文化素養和樂觀向上的生活態度。
案例31:黃衍堂教授
《信息檢測技術與光電綜合設計》
黃衍堂教授將抗擊疫情教學實踐與應用相結合,依託2019年物信學院思政類金課建設「在立德樹人背景下《信息檢測技術與光電綜合設計》」結合當前2019-nCoV新冠疫情,在學院教學副院長夏巖教授的指導下,對《信息檢測技術與光電綜合設計》課程進行教學內容改革。
在前沿知識介紹時,黃衍堂教授指出:掌握信息檢測技術與光電綜合設計這門課程所講的知識,可以為當前新型冠狀病毒的檢測與防疫做出貢獻。在國家和人民為難之際,黃老師鼓勵同學們要學以致用,要主動擔當,秉著對科學真理的追求和為人民服使命感,不斷努力學習,既要提高自己的學術水平,也要提升為國為民謀福利的情懷。
圖1:融入自身的最新科研成果案例:
遠程熱成像人體體溫檢測報警裝置
在課程講授過程中,黃衍堂教授帶領學生積極與企業合作,疫情期間通過申請,從2020年1月28日開始與學院教學實踐基地福建美營自動化科技有限公司進行校企合作,成立了項目小組。項目負責人為黃衍堂教授,組員包括:陳衝教授、許燦華博士、閆諶慧博士、項小平工程師以及SRTP小組成員龔敏、鄭日華、馬士傑三位同學。通過連續技術攻關,開發出了三種類型的紅外熱成像體溫篩查儀,可分別應用於車站、超市入口及公交車上車門場景的人體非接觸測溫。目前該設備應用於永輝超市、高新開發區管委會等單位。黃衍堂教授承諾,在學校開學上課時將贈送學校五套體溫篩查儀。
通過《信息檢測技術與光電綜合設計》課程的講授,結合線上線下的配合,將課上的理論知識,應用於線下的具體研發中,既加強了學生對學科和專業學習的興趣,也增強了學生的社會使命感,切實感到學有所用。促進他們今後更加努力學習,服務社會。
圖2:紅外熱成像測溫技術
應用於發熱人體篩查應用
案例32:楊尊先教授
《固體物理A》
楊尊先老師主講的《固體物理A》作為光電信息科學與工程專業理論性很強的基礎專業課程,結合新型冠狀肺炎抗疫教育,傳播正能量、注入學習新動力。開學前,積極響應「停課不停學、學習不延期」號召,楊尊先老師第一時間測試各種播放平臺和播放軟體、修正教學授課計劃、制定在線教學管理規範。最終通過騰訊課堂和QQ群相結合方式進行授課、答疑、作業提交和批改、課後及時跟蹤等多種教學模式。
針對理論性強專業基礎性課程,學生多因數學推導複雜和理論抽象而心生畏懼。針對這種情況,楊尊先老師利用課後時間,結合當前新型冠狀病毒防治過程中應用實踐,及時與學生交流有關《固體物理》課程與實際應用關係,讓學生充分認識到《固體物理》作為新材料和新器件生長點的真正含義和魅力,讓學生能夠端正學習態度,加強學習固體物理等基礎課程動力,為將來走上工作崗位靈活應用固體物理等基礎課程所學知識打下堅實基礎。
圖3:QQ群指導交流截圖
同時,基於新冠病毒肺炎疫情,楊尊先老師藉助戰鬥在一線醫護工作者、院士專家如鍾南山院士、李蘭娟院士等抗疫過程體現出來獻身精神,教導學生們從我做起、從小事做起、從今天做起,努力做好自己本職工作,盡職盡責,學習好包括固體物理在內的專業文化知識,將來有能力為祖國社會主義建設貢獻一份自己應有力量。這些英雄榜樣事例極大地激發了學生們學習固體物理等基礎課程的積極性。
案例33:陳俊副教授
《創新創業公益課》
「溪雲初起日沉閣,山雨欲來風滿樓。」一場疫情,牽動著每個人的心,面對當前疫情防控的嚴峻形勢,陳俊老師積極響應 「停課不停學」的工作部署,在全國高校不能正常開學的情況下,通過網絡直播的形式,給全國各地的學生進行優質的創新創業教育課程資源分享,讓「大眾創業,萬眾創新」進到千家萬戶,在抗擊疫情最嚴峻的時刻,他積極行動起來,製作創新創業相關課程,截止到目前為止完成線上公益課程直播16次,累計觀看直播的全國老師和學生達到30萬人次,用實際行動為抗擊疫情貢獻他的一份的力量。
圖4:公益課程部分截圖
在課程中,陳俊老師積極引導觀看直播的師生進行思考,在給全國師生介紹當今社會已實施的商業模式時,結合各地的疫情後的復產復工政策,積極展開線上直播線下微信社群討論模式。既加強了全國師生對各類商業模式的理解,也為疫情後各產業復產復工獻計獻策,將所學的知識應用到實踐中,進一步堅定了大家戰勝疫情的信念。
圖5:課程內容截圖
圖6:直播觀看人數截圖(單次)
圖7:微信群討論截圖
圖8:學生提交方案截圖
案例34:廖一鵬老師
《PIC單片機原理與應用》
物信學院電子信息工程系廖一鵬老師通過QQ直播進行《PIC單片機原理與應用》授課。廖老師在專業課程內容的教學中,結合當下疫情防治,尋找恰當的切入點,積極開展課程思政案例教學。
圖9:授課內容截圖和直播畫面
1.在前言「單片機的應用和發展」的知識介紹時,廖老師引導學生將這部分知識與當前新型冠狀病毒檢測和防疫的儀器設備相聯繫,講解了紅外線額溫儀的結構原理及功能,以及單片機在紅外線額溫儀中發揮的作用,加深了學生對單片機在電子產品中應用的了解,加強了學生學好專業技能的使命感。
圖10:講解紅外線額溫儀的結構原理及功能
2.針對第四章「外部接口功能及應用」內容知識應用性強的特點,廖老師及時將所在科研團隊中高躍明研究員研製的用於新冠病毒檢測的「基於手機的免疫層析試劑盒檢測裝置」作為教學實例與學生進行分享。該裝置由基於單片機控制的光學暗盒和手機APP構成,操作簡便,只需將試劑盒插入具有特定波長的光學暗盒,手機拍照後由APP智能分析試劑圖像,獲得待測樣本的定量濃度值,為後續診斷、隔離和治療提供數據支持。廖老師對「光學暗盒」的單片機應用開發部分進行分析講解,並對其中某些知識點的應用進行在線討論。既讓學生對單片機開發有個直觀了解,又啟發學生從課堂知識出發,融合多學科知識來解決新型冠狀病毒防疫檢測中的實際問題,提高學生解決綜合性工程問題的能力和信心。
圖11:將高躍明研究員研製的用於新冠病毒檢測
的「基於手機的免疫層析試劑盒檢測裝置」
作為教學實例
討論案例:
(1)PIC18單片機控制波長發射器產生一定時間的特定波長,使試劑盒產生化學反應,單片機外接4MHz晶振,採用HS的振蕩器方式,通過TMER1產生320ms的定時時間,1:8預分頻,此時TMER1的控制寄存器T1CON和計數初值TMR1H: TMR1L應設置為多少?
(2)光學暗盒通過藍牙通信與手機APP進行信息交互,單片機通過USART接口外接藍牙通信模塊,與採用並行接口比較,採用USART接口有何優勢?USART與IIC串行總線有何異同點?
為攜帶方便,光學暗盒採用可充電鋰電池供電,帶有低電量充電提醒功能,結合本章所學知識,請為光學暗盒設計合理的低電量檢測及報警方案。
圖12:師生互動答疑截圖和照片
案例35:大學物理實驗課程組
《大學物理實驗A(上)》
《大學物理實驗A(上)》是面向全校3800多名理工科大一學生開設的公共基礎課。為貫徹落實習總書記關於新型冠狀病毒感染肺炎疫情防控工作重要講話精神以及福州大學教務處、物信學院教學辦相關工作部署,嚴密防控新型冠狀病毒感染肺炎疫情傳播,切實保障廣大師生的健康安全,本著「停課不停學、學習不延期」原則,大學物理實驗課程組以原有的教材為基礎,整理出一份比較詳細的大學物理實驗緒論課的課件、教學視頻,讓學生能夠配合我們提供的電子教材,理解不確定度、有效數字的概念及相關的評估計算問題,掌握圖示法、圖解法、逐差法和最小二乘法等常見的數據處理方法。課程組利用福州大學優慕課在線教學平臺,在線解答學生的各類學習問題,受到了學生們的好評。
圖13:同學們在《大學物理實驗A》
課程-優慕課平臺提問(課程組老師在線答疑)
考慮到返校之前除了緒論課內容,各實驗項目都只能預習,無法進行實際操作,不利於學生對本課程的學習,而返校後學時極其有限。而虛擬仿真實驗可以不受實驗場地等外界條件的限制,同學們可以通過網絡不受時空限制地利用仿真實驗平臺進行實驗學習。雖然我們也知道虛擬仿真實驗無法完全替代線下實驗,但這是在新型冠狀肺炎病毒疫情期間,我們能夠為同學們找到的最佳學習方式。
通過多方努力,課程組爭取到疫情期間在安徽省科大奧銳科技有限公司的在線虛擬仿真平臺開展實驗教學的機會,並精心挑選了六個適合本科低年級學生進行網上仿真實驗的項目。課程組全體教師對各個仿真實驗項目進行試做,分析各個實驗項目的實驗原理、實驗操作、實驗數據測量的合理性,並對各個實驗項目的內容做了補充及優化。在實驗課之前,我們會要求學生以實事求是,科學嚴謹的態度學習並完成每個實驗。在實驗課結束時,我們會提醒學生注意防護。目前選課學生已經順利完成「拉伸法測金屬絲的楊氏模量」和「偏振光的觀察與研究」兩個仿真實驗項目,雖然有時候同學們的電腦環境及網絡穩定性等問題會影響仿真實驗的進行,有些同學會失去耐心,課程組的老師們都能給予這些同學及時和耐心的幫助。對於實在無條件進行遠程仿真實驗的同學,我們建群將大家組織在了一起,並提供了返校後的實驗補做方案,確保每一位同學都能順利完成實驗課程的學習。在這個特殊的時期我們堅信,只要師生齊心努力,沒有解決不了的問題,沒有戰勝不了的困難!
圖14:通過QQ群組織學生在新型冠狀肺炎病毒
疫情期間開展虛擬仿真實驗
圖15:《大學物理實驗A》課程選課同學
在科大奧銳在線虛擬仿真平臺做仿真實驗
圖16:課程組老師們在QQ群裡進行
仿真實驗網上教學、答疑工作
圖17:學生對仿真實驗教學情況的反饋
案例36:楊小玲副教授
《模擬電路》
楊小玲老師綜合《模擬電路》課程特點和課程思政的內涵,尋找課程內容與思政內涵的融入點,利用學校課程中心平臺及QQ直播,採用合理的教學設計,培養學生掌握專業知識及創新能力的同時,適時培養學生的家國情懷,引導學生形成正確的人生觀、價值觀和方法論。
1.在第一章介紹半導體器件時,拓展介紹其國內外發展情況及趨勢,讓學生領悟在當今競爭激烈的電子產業鏈裡必需有自主的核心技術企業,才不會被「卡脖子」,培養學生的家國情懷,激發學生為國家興起而努力讀書的意志,樹立自主創新的強烈信念。
2.在第二章介紹三極體的電流放大原理時,三極體放大電路中,外部電壓提供合適的靜態工作點(外因),使其工作在放大狀態,但製造三極體時,內部三個區的材料及結構必需滿足相應的條件(內因),在外加電壓的作用下,IEn才能通過注入、擴散、收集而轉化為Ic,實現電流放大作用。外因是事物發展的條件,內因才是事物發展變化的根本,外因通過內因起作用。青年成才的關鍵在於自身能力,具備一定能力的人,才能把握到來的機遇。引導青年學生在成才的過程中,平時要努力勤奮,不斷積累,提升自我,提高自身綜合素質,才能抓住機會,走向成才。
案例37:張紅副教授
《信號與系統B》
開學前一周,張紅老師對不同教學平臺、直播平臺進行測試,並綜合考慮各平臺的可操作性及學生的熟悉程度,最後選擇採用QQ群「分享屏幕」加語音的形式進行《信號與系統B》課程的在線授課,通過建立該課程的教學輔導QQ群,以發布本課程的相關信息、布置作業、線上答疑與討論、上傳學習資料等,同時在愛課程平臺建立SPOC課程,實現學生的作業提交及課程測試。
在授課過程中,結合本課程的專業知識,尋找切入點,適時引入「課程思政」內容,案例如下:
(1)介紹系統的激勵與響應時,引入新型冠狀病毒作用於人體的案例。有病症的病人,就好比一個具有起始狀態的系統;就醫時,各種醫療救治就相當於給病人施加的激勵;期望的輸出響應是戰勝病毒、人體恢復健康。因此,正確的醫療方法的確定與實施尤其重要,從中引導學生樹立有責任、求真務實的正確的科研態度。
圖18:相關課程內容截圖
(2)介紹系統分析法時,將系統的時域分析法和變換域分析法作對比,學習從不同角度、轉換領域,對同一事物進行認識,找出其中的聯繫與區別,從而發現規律,以便更好的拓展與應用。在實際生活中,也要學會多方面看待問題,如果遇到困難與瓶頸,學會轉換思路,可能問題就會迎刃而解。
(3)介紹傅立葉變換時,引入數學家傅立葉和數學家狄裡克雷為案例。從傅立葉潛心研究提出三角級數,到狄裡克雷完善三角級數的收斂問題。引導學生樹立不怕困難、刻苦鑽研的科學精神和精益求精的工匠精神。
案例38:許秀英老師
《數字電路A》
許秀英老師主講的《數字電路A》課程是信息工程類專業一門非常重要的專業基礎課。許秀英老師在開課前進行了多手準備,積極投入全國高等學校教學研究中心舉辦的「關於開展愛課程(中國大學MOOC)教學平臺系列在線培訓」的學習。最終選定了「中國大學MOOC」(又稱愛課程)的國防科技大學的《數字電子技術基礎》MOOC課程為我校的異步SPOC。同時利用釘釘軟體進行在線直播,結合QQ發布具體學習公告和答疑,並利用QQ作業功能收作業並批改。
許秀英目前已嘗試使用如下教學方法:(1)講授法和自主學習法相結合。針對難重點由許秀英老師主講,較簡單輕鬆知識點,由同學在SPOC上看視頻做練習自學。(2)課堂練習法。在釘釘直播課堂中,利用慕課堂小程序給學生布置練習當場完成,既驗證同學們對知識掌握的情況,又解決了同學長時間聽課注意力的問題。(3)討論法。利用SPOC自帶討論區功能,在每章學習中,發布關於難重點的討論題,通過討論學生就能更深入地掌握這些知識點。(4)課後練習作業。每堂課後另外再布置作業,以加深同學們對知識點的理解。作業做完後,下次課堂中就進行講評,講評完請同學自己批改訂正後上傳QQ作業,再進行批改。能比傳統的交作業方式更快地知道學生知識掌握的情況。(5)思維導圖法。在每章單元結束時,請同學畫本章的思維導圖,並上傳SPOC 作業進行互評。(6)單元測試。利用SPOC的單元測試功能,既可以讓同學驗證自己知識掌握的情況,同時也為教師了解同學們的學習情況提供了可用的數據。
結合當前全球防疫新形勢,許秀英老師在開學的第一課中以感恩為主題,鼓勵同學們要珍惜目前的學習機會。在介紹晶片的發展史中,許秀英老師結合中國科技公司不斷遭受西方壓制等事件,勉勵同學們從《數字電路》這門專業基礎課開始,學好專業本領,今後為祖國科技發展而添磚加瓦。
圖19:學生畫的《邏輯代數基礎》的思維導圖
圖20:學生課堂筆記
案例39:陳紓老師
《手機遊戲設計》
數媒系陳紓老師開設的專業選修課《手機遊戲設計》中,結合當前新冠肺炎疫情蔓延趨勢等公眾關心的問題。設定以「全面防控」為主題的策略遊戲作為課程設計實例,並在遊戲數值設計環節教學中,參考SIR傳播模型,設計了控制策略與感染情況關聯的遊戲邏輯及相關數值作為示例。在專業教學中融入公眾關心的問題並通過數值模擬直觀印證現階段國家防控策略的合理性及必要性以及國家在此次抗疫過程中所付出的犧牲,從而激發同學們遵行防疫策略的社會責任感、榮譽感、以及發揮所長宣傳國策引導公眾意識的專業認同感。
圖21:以「全面防控」為主題的
策略遊戲課程設計實例
案例40:鍾志榮副教授
《光學前沿專題》
物理系鍾志榮老師主講的《光學前沿專題》 課程是一門專業選修課,是一門聚焦光學發展前沿的課程。學生通過本課程的學習,了解光和物質相互作用過程中出現的一系列新現象,掌握探索光和物質相互用的本質和規律,並能用這些理論與方法來解決實際問題。通過對本課程的學習,使學生樹立科學的唯物主義的世界觀、方法論和認識論,具備獨立分析和處理相關問題的能力,較強的自學和吸收新知識的能力。
鍾志榮老師在《光學前沿專題》課程線上教學中結合課程內容,尋找恰當的切入點,開展「課程思政」教育,引導、幫助大學生樹立正確的世界觀、人生觀、價值觀,培養熱愛社會主義祖國情懷。
(1)在教學目的中,關於學習的目的是什麼這個問題。結合當前的疫情,開展愛國、愛黨教育。疫情暴發以來,在黨中央統一領導、統一指揮下,從中央到地方、從黨員幹部到普通群眾,各地各部門協調聯動、共克疫情,中國制度優勢不斷凸顯。在這場戰役中,湧現出許許多多可歌可泣的英雄人物,留下了許許多多感人的事跡。作為大學生,我們現在能做什麼?我們現在能做的是聽黨的號召,呆在家裡,好好學習。而我們努力學習的目的是什麼?是為了更好的為人民服務。鼓勵同學們要以鍾南山院士為榜樣,學好本領,將來更好的為黨、為國家、為人民做貢獻。
(2)講到光學發展史的時候,通過大量的實例增強學生的名族自豪感和自信心。比如,講到光的本質是電磁波,電磁波同時又是整個現代通信的基礎。這就可以引出光纖之父「高錕」,望遠鏡與中國"天眼"和南仁東,量子衛星的"墨子號"等都是我國科學傑作。上個世紀80年代,我國在非線性光學晶體材料方面走過了一條自主創新的道路,做出了舉世公認的巨大貢獻,發現和研製出一批極為寶貴的和具有特殊功能的新型非線性光學晶體材料,如BBO、LBO等晶體。這些晶體已形成規模化生產,產品暢銷世界上許多國家和地區,在國際上產生了巨大和深遠的影響,極大地提高了中國科技在世界高科技領域中的地位。而中國「天眼」更是舉世矚目的一個大工程。該工程首席科學家、總工程師南仁東先生將社會主義核心價值觀對個人的要求「愛國、敬業、誠信、友善」詮釋得淋漓盡致。我國的當代科學家潘建偉教授及其團隊用「墨子號」命名該量子衛星,是對中國傳統文化的敬意與自信,培養中華文化自信的典型課程思政素材。
結語:思政教育融入教學環節,為以前單調的專業課程帶來了活力,使一成不變的專業知識技能傳授有了更加生動形象的現實體現,讓學生能夠直觀的體會專業學習帶來的成果。物信學院將繼續堅持思政教育進課堂活動,讓學生在專業知識學習和思政教育中培養人格魅力,幫助青年學子形成良好的世界觀、人生觀和價值觀。多樣的教學形式將思政教育落實到實處,通過網絡課堂強化立德樹人的根本任務,為學生今後的發展凝魂聚氣、固本強基。學院在總結前期課程思政建設已有經驗和成果的基礎上,將繼續拓展課程思政建設的深度和廣度,充分發揮課堂育人的主渠道作用,將學科資源、科學氛圍轉化為育人資源,實現「價值引領、知識拓展、思維訓練、能力建構」四位一體的有機統一。