新工科背景下专业课程思政的教学改革和实践——以“光学测量”课程为例

胡 源，付跃刚，马晨昊，牟 达，刘智颖

（长春理工大学 光电工程学院，吉林 长春 130022）

新工科的内涵是以立德树人为引领，以继承与创新、交叉与融合、协调与共享为主要途径，培养创新型的卓越工程人才。习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上的讲话中强调，要坚持把立德树人作为中心环节，把思想政治工作贯穿教育教学全过程，实现全程育人、全方位育人。因此，当前新工科教育作为我国建设教育强国的必由之路、战略支撑和引领力量，如何立足于高校实际，在新工科建设过程中协同推进课程思政建设，培养新兴工程领域的科技人才，实现“1+1＞2”的效果，是亟待解决的一个重大课题。“光学测量”是光学、光电子、精密机械等多学科融合的技术，广泛应用于工业、农业、军事、医学和空间科学等领域，支撑着现代科技的发展，是一门理论与实践联系非常紧密的课程。基于“光学测量”课程工程性强的特点，探索如何结合专业课程特色开展课程思政教学，对学生解决复杂工程能力的培养、新工科立德树人教育的实现，具有重要的现实意义。

一、工科课程思政建设面临的挑战

“光学测量”是应用光学、物理光学、误差分析等专业基础课的综合应用，在长春理工大学是光电信息科学与工程、测控技术与仪器两个国家一流本科专业的核心必修课，两个专业均通过了工程教育专业认证，在学科及专业人才培养中具有重要作用。在21世纪初，课程开展了全面建设与改革工作。2005年与美国亚利桑那大学的“光学测量”课程进行了融合，使课程内容博采众长，与国际接轨；2014年被评为省级精品课；2019年成为吉林省首批“学科育人示范课程”；2020年被评为省级一流课程；2021年被评为国家级课程思政示范课。

在“光学测量”课程教学改革实践的过程中发现，当前新工科工程性专业课程进行思想政治改革，传统课堂只注重知识传授，忽视了工程和相关的经济环境社会背景之间的关系，以及复杂工程问题解决的培养，难以支撑新工科背景下立德树人教学任务的问题。同时，学生被动地接受“灌输式”课程思政价值观、思想政治内容引入过渡不自然、思想政治达成目标不明确等问题，使得思想政治内容难以真正地做到入心入脑。

针对上述问题，面对高素质复合型新工科人才的培养需求，“光学测量”在优化课程目标顶层设计的基础上，优化思想政治内容供给，提出“思想政治+复杂工程案例+微信公众号”的教学设计形式，引导学生主动分析复杂工程活动所涉及的社会问题，主动思考专业领域上的价值观问题。教学改革聚焦具有专业特色的思想政治教学资源建设、融入思政元素的教学设计、思想政治课程目标评价方法三个方面，最终实现课程目标—教学资源—教学实践—考核评价课程思政的闭环建设。

二、优化顶层课程目标设计，体现立德树人的根本任务

“光学测量”课程面向大三学生。经过前序课程的学习，学生对光学基础知识有了一定的储备，具有一定的自学能力，能够分析常见的光学现象。但是对于“光学测量”技术中的多学科交叉复杂的工程问题缺乏概念。对光学工程师应有的责任感和使命感，以及光学测量技术在国家重大领域的重要作用认识不足。因此，“光学测量”课程结合长春理工大学培养具有创新精神和应用能力的高素质专门人才的办学定位，针对光电信息科学与工程、测控技术与仪器两个国家一流专业建设点，根据人才培养目标，聚焦光电产业和国家重大需求，以及急需找到替代进口光学测量仪器的迫切性，培养社会主义事业的合格建设者和可靠接班人，将课程目标规划为三个层次：一是从基本原理、仪器使用、数据采集到数据处理，循序渐进地培养学生对光学测量基础理论知识的理解和融会贯通；二是力求培养学生的创新能力和思辨能力，实现光学测量领域复杂工程问题的解决；三是素质目标融入思想政治目标，让思政元素通过顶层课程目标融入专业课教学。最终课程目标设计为：（1）知识目标：掌握光学测量的基本原理，能够操作测量仪器正确采集数据，并根据测量方法和设备分析测量精度。（2）能力目标：具备考虑指标要求、经济成本、工程实现等多种因素，对测量方法进行综合分析和比较，从而制定光学测量方案或进行新方法研究的能力。（3）素质目标：树立社会主义核心价值观，具备光学工程师应有的责任感和使命感。

上述课程目标的设定注重结合行业发展，强化使命责任和担当，为“光学测量”课程确立了知识传授、能力培养和价值塑造“三位一体”的育人形式。

三、设计重构思想政治教学内容，体现课程的高阶性

（一）结合光学历史体现科学发展观念，挖掘思政元素的复杂工程问题案例

根据专业特色及“光学测量”课程紧密联系实际和工程的特点，深入挖掘课程中蕴含的思想政治教育价值，提炼教学内容和价值观引领的结合点，梳理思想政治在培养学生知识、能力和素质方面的支撑点，具体体现为：（1）将科技创新融入知识培养。例如：通过结合“光学玻璃主要光学性能测量”与“光学仪器用元件毛坯在进口加征关税仪器仪表及部件清单中排在首位”等思政元素，引导学生学好基础理论，注重原始创新。（2）科学发展观融入解决复杂工程问题的能力培养，例如：通过结合“光学系统像质检测与评价”与“我国高精度空间光学系统的研制历程及像质所达到的水平”等思政元素，让学生思考光学像质检测的发展规律，以及工程案例中像质检测的解决方案，教育学生培养科学世界观，具备社会责任感。（3）以老一辈光学科学家的事迹支撑素质目标的培养，例如：通过介绍“光学传递函数测量”，以及“中国第一台传递函数测量装置是获得‘知识分子的杰出代表’荣誉的蒋筑英研究团队开发的”，培养学生在工程或科学实践中理解并遵守职业道德和规范，将科学态度和献身精神融于一身。

（二）建设线上线下课内外多维度思想政治资源

根据课程思政建设目标，重新梳理“光学测量”课程大纲和教案，将思想政治的融入点整理为图片或小视频，加入教学课件中，丰富教学内容。建立了网络教学环境，将包含思政元素的课程大纲、教案、习题、课件、考试大纲、实验大纲等内容公布在校园网上，供学生随时登录学习。课程还建设了“长春理工光学测量”微信公众号，后改为“长理光学联盟”微信公众号，由“光学测量”课程组教师指导，学生独立运营，从2016年12月成立运行至今，已推送267篇文章。此微信公众号在发布“光学测量”课程课件、大纲等学习资源的同时，还发布光学测量领域的前沿技术动态和技术发展历程，让学生强化专业知识，引导学生形成正确的价值观。

无论是“课上—课后”的全时段资源，还是“板书—PPT—网络—微信”的多维度融合，思政元素和专业课程的深度融合从内容和形式上双管齐下，在知识传播中进行价值引领，在价值传播中丰富知识底蕴。

四、以问题为导向的思想政治融入教学设计，体现课程的创新性

教学实践过程中贯彻以问题为导向的核心理念，提出结合光学测量领域复杂工程实例的开放性思考问题，给学生布置将开放性思考题撰写成“长理光学联盟”的微信公众号推送文章的作业。学生需要在掌握专业知识的基础上，通过线上课程资源和查询文献，考虑社会、经济评估、工程难度等因素之后对复杂工程问题给予解答，并提炼其中的社会和自然意义。该过程采用年轻人容易接受的渠道，以学生为中心，引导其主动学习专业知识，主动思考光学测量技术中的哲学问题。形成的推送文章，能够让学生亲自参与到课程建设中，激发学习热情，丰富课程资源建设，获得成就感；进一步科普专业知识，传播主流价值观，使课程教学以点带面，起到更为广泛的辐射作用。例如：在《光学玻璃折射率测量》的讲授中，以“卡脖子”的仪器“光刻机”为例，讲授折射率测量对光刻机系统整体性能的影响，提出“光刻机制造过程中需要解决哪些光学参数测量”的问题，并在微信公众号推文。学生需要在掌握课本知识的同时，通过文献检索等自主学习完成。在这个过程中，学生将主动思考科技创新的作用，增强危机感和使命感。在《光量角度看待光刻机问题》的推文中，通过“我们将乘着中华民族伟大复兴的梦想奔涌向前”，以及“理工‘追光者’当自强”的话语，反映了学生通过教学行为，对自身责任感和使命感的主动思考与建立。

五、构建多元化考核方式，体现课程的挑战性

“光学测量”课程在成绩评定方式上建立了符合工程教育认证理念的课程评价机制，由原来的单一评价变成直接和间接评价相结合、过程性与终结性评价加权累加、学生自评补充教师评价，覆盖了知识目标、能力目标和素质目标。

直接评价由形成性评价（课堂提问5%+分组讨论5%+课上测试10%+课后作业10%）、总结性评价（期末考试50%）、实验评价（操作正确性8%+团队协作性4%+数据处理正确性8%）三部分组成。间接评价主要基于问卷调查，内容涉及课程目标达成度的学生自评和学生评教等。问卷调查的结果体现了思想政治目标的达成。课程组对每一项评价的分数比例和支撑权重持续改进与优化；每年期末形成课程目标达成情况分析报告，评价结果用于下一年度的教学改革，形成闭环。

课程还在实验班中尝试探索“试卷+思政”的模式，在试卷命题中结合科研项目、中国传统文化及当代热点等。例如在2019年“光学测量”期末考试试卷中，以热点问题“嫦娥四号月球探测器”发射成功为背景，让学生分析搭载的两台“全景相机”的光学参数和测量方法，在融入思政元素激发学生爱国热情的同时，锻炼学生解决工程问题的思维，促进其全面发展。

六、创新特色

1.提出“思想政治+复杂工程案例+微信公众号”的教学设计形式，实现自主性、解决复杂工程问题能力的培养。在教学环节设计上，以结合思政元素的复杂工程问题为导向，体现创新性；课堂讲授要求学生通过文献查阅等自主学习手段形成公众号推文，体现挑战性；引导学生主动分析复杂工程活动所涉及的社会问题，主动思考专业领域的价值观问题，体现高阶性。整个过程鼓励学生自主学习，进一步培养学生解决复杂工程问题的综合能力和高阶思维。

2.结合行业发展，将思想政治融入课程目标、内容、资源、评价等教学全过程，践行以课程思政为特色的价值观。针对工科专业课难以融入思政元素、思想政治内容引入过渡不自然等问题，在明确课程思政目标的基础上，思考课程教学内容中蕴含的思想政治，将思想政治内容和思政元素融入教学的全过程，评价方法覆盖思想政治目标，形成思想政治目标达成的闭环，实现了知识传授、能力培养和价值塑造的紧密融合。

3.构建“一理念三结合”的多元化课程评价机制，实现课程目标知识、能力、素质、思想政治的全方位评价。课程组根据工程教育认证理念，建立了直接与间接相结合、过程性与终结性相结合、个人与教师相结合的多元化课程评价方法。针对传统课程思政达成目标不明确、考核环节不明显等问题，在素质目标中明确了思政目标，评价方法也覆盖了思政目标，最终实现了课程目标知识、能力、素质、思政的全方位评价。“光学测量”在课程素质目标中明确了思想政治目标，评价方法覆盖了思想政治目标，最终实现了课程目标知识、能力、素质、思想政治的全方位评价。

结语

“光学测量”课程在长期的教学改革和实践中，贯彻“以问题为导向，培养学生复杂工程问题解决能力；结合行业发展，形成将课程思政潜移默化地融入教学全过程”的教学理念。在近两学期的学生评价中，对“光学测量”课程思政的教育组织形式非常认可。微信公众号除授课学生外，还有很多师生和社会人士关注，起到了科普专业知识、传播主流价值观的积极作用。

课堂教学是实施素质教育的重要阵地，承载培养人、造就人的重要任务。改变传统的教学模式，在教学中实现价值引领与知识传授相结合，是大学专业课程教学改革和探索的永恒主题。