“物理光学”课程思政教学研究与实践探索

［摘 要］ 将思政教育元素融入专业课程中，实现协同育人，着重培养大学生的理想信念、价值取向、社会责任感，提升文化自信与民族自豪感，使学生成为德才兼备、全面发展的人才。“物理光学”作为光电类专业学生的专业基础课，在课程体系中起着承上启下的作用。依据课程特点，结合“天问一号”深空探测器工程实例，开展“物理光学”课程思政教学研究与实践探索工作。将课程思政元素融入课程知识点，配合工程实例设计教学案例并开展实践教学。实践教学结果表明，“物理光学”课程将专业理论教学与课程思政有效结合，充分发挥了其专业基础作用及德育作用，进一步通过“物理光学”课程实现了育人育才的教学目的。

［关键词］ 物理光学；思想政治教育；实践；教学

［基金项目］ 2021年度教育部产学合作协同育人项目“产学合作育人模式下的电子工艺实践课程教学改革”（220903806051637）；2023年度无锡学院教改研究课题“协同育人机制下光电特色思政课程教学改革研究”（XYJG2023050）

［作者简介］ 朱 硕（1986—），女，吉林长春人，工学博士，无锡学院电子信息工程学院副教授，硕士生导师（通信作者），主要从事电子信息类研究；王 伟（1984—），男，江苏泰州人，工学博士，无锡学院电子信息工程学院副教授，硕士生导师，主要从事协同育人机制研究；武 丽（1983—），女，江苏东台人，工学硕士，无锡学院电子信息工程学院副教授，硕士生导师，主要从事电子信息类教育改革研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2024）42-0123-05 ［收稿日期］ 2023-05-22

党的二十大报告指出，教育是国之大计、党之大计［1］。在高校育人过程中，不仅要通过教育提高学生的科学知识水平，也要注重培养学生的思想道德素养。在新的教育发展形势要求下，坚持把立德树人作为根本任务，使学生树立正确的世界观、人生观和价值观，将思想政治教育贯穿教育教学全过程，培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人［2-3］。因此，高校在专业课程教学过程中，需要充分挖掘各类与课程相关的思想政治元素，在为国家培养专业人才的同时，发挥好课程育人作用，全面提高人才培养质量。

“物理光学”课程作为光电类专业学生的一门专业基础课程，主要内容包括光的本质、光的传播规律、光与物质相互作用的规律等，在课程体系中起到承上启下的作用。本课程可为学生后续学习专业课程打下基础，是培养具备分析、解决实际问题能力的光电信息技术类专业人才的重要课程［4-5］。“物理光学”课程涉及的学科领域较多，与当代科技结合紧密，蕴含着丰富的思政教育元素，通过不断挖掘及研究，正确、恰当地运用思政元素，可以充分发挥本门课程的思想政治教育功能，培养学生树立正确的世界观、人生观和价值观，进一步使学生具备实事求是、勇于探索、顽强拼搏等精神。

“天问一号”是执行我国首次火星探测任务的探测器，研制过程中离不开“物理光学”课程中涉及的基础知识，如光的干涉、光的衍射、光谱定标等［6-7］。“天问一号”探测器工程实例适合用于开展“物理光学”课程中专业知识相关的思政内容的研究与设计［8］。

根据“物理光学”课程特点，针对不同的知识点内容，结合“天问一号”深空探测器工程案例，分析、探索其中包含的思政元素，将思政元素运用到“物理光学”实际课程教学工作中。在授课过程中，注重专业理论知识与思政元素的有机结合，使学生在课程学习过程中，掌握专业领域中涉及的基础知识的同时，通过教学案例中的课程思政内容，提升学生的文化自信、民族自豪感，培养学生的爱国主义情怀以及锲而不舍、科学求实、团结协作和无私奉献的精神。

一、课程思政元素挖掘与教学设计

（一）思政元素的挖掘

1.传统文化思政元素。“天问一号”项目名称源于屈原长诗《天问》，寓意探求科学真理征途漫漫，追求科技创新永无止境［9］。《天问》长诗中对天地离分、阴阳变化、日月星辰等自然现象、神话传说以及历史故事等提出一系列追问，表达了古人对于宇宙、真理、神话的探索精神。两千年前，古人对未知的宇宙发出追问，两千年后，火星探测器取名天问，表达了中华民族对真理追求的坚韧与执着，体现了中华民族文化理想的传承以及对自然和宇宙空间探索的文化传承。将此传统文化内容作为思政元素融入“物理光学”课程中，有助于提升学生的文化自信，增强民族自信感［10］。

2.航天精神思政元素。中华民族对自然和宇宙空间探索的文化传承深入“血脉”，“天问一号”探测器成功发射，标志着我国航天事业的又一次突破。从天宫、北斗、嫦娥到天和、天问，中国航天不断创造新的历史，经过艰苦奋斗，我国航天事业从无到有、从弱到强，成功地走出了一条披荆斩棘、自强不息的道路，积淀了深厚博大的航天文化，铸就了中国航天精神。在“物理光学”课程中，通过引入“天问一号”火星探测器教学案例，可以使学生直观了解物理光学知识内容在科技领域中的应用，学生在学习相关知识、了解我国先进科学技术手段、感受我国日益强大的同时，更要深刻体会、学习航天精神。航天精神引领着全体航天人砥砺奋进，一往无前；航天人无私奉献的精神，铺就了中国航天路，助推着中国航天梦。中国航天人攻坚克难、努力奋斗，实现了为国家争光的奋斗目标。通过将航天精神作为思政元素融入课程学习，可以培养学生的爱国主义情怀、为国争光的信念；培养学生奋力拼搏、敢于超越的进取意识；在学习与科研过程中勤于探索、勇于创新，具有科研精神；培养学生科学求实、严肃认真的工作作风，在遇到难题时能够迎难而上，积极解决问题。同时，还可以培养学生团结协作的大局观念，以及无私奉献的崇高品质。

（二）课程思政教学设计

1.主要教学思路。依照本专业人才培养目标以及毕业要求，在明确“物理光学”课程目标的基础上，为充分发挥课程的专业教育以及德育作用，对课程的教学过程及内容进行思考与研究，具体实施思路如图1所示。首先，梳理“物理光学”课程中的知识点；其次，挖掘传统文化思政元素、航天精神思政元素，组织知识点与思政元素的关系，使思政元素与课程知识点相契合，起到育人育才作用；最后，深入了解“天问一号”探测器中涉及的物理光学理论、知识及相关技术，并对其进行分析与总结，将实际工程应用与相关课程知识点及思政内容有机结合起来，从而完成教学方案与教学案例设计。

在教学过程中，以线下课堂教学为主，线上为学生扩展课程学习资料，根据课程内容设置投票、互动答题、布置并批改作业等。在讲授知识点时，配合与知识点相关的“天问一号”中涉及的具体应用，使学生更深入地理解知识点内容，更为直观地认知，不局限于书本内容。在学生了解该知识点发挥的作用后，有助于学生进一步掌握该知识点内容。在实验或实际工作中，能够更加灵活地运用该知识点。在教学案例讲解过程中，通过发起投票或主题讨论的方式，引导学生与教师交流、探讨，调动学生参与课堂的积极性，激发学生学习本门课程的兴趣。将“天问一号”项目名称寓意、航天精神等思政内容不着痕迹地讲授给学生，既让学生掌握了课程内容，又培养了学生的爱国主义情怀、民族自信感。同时，培养学生在科研与实践中理解问题、分析问题以及解决问题的能力。将迎难而上、坚忍不拔的精神潜移默化地融入思政教学过程，起到润物无声的效果，达成思政教学目标。

为进一步优化教学案例设计，提升思政教学效果，对思政教学成效进行考查与分析。一方面，在期末考试中增加课程思政题目，分数占总分数的10%～15%。题目结合国内外当前形势、技术发展等考查学生对“物理光学”课程思政内容的理解及学习效果，从学生答题结果中，分析课程思政所取得的成效。另一方面，针对思政教学课程目标在调查问卷中设置问题，从问卷结果中进一步了解学生的理解与掌握情况，在今后的教学过程中把握重点，优化教学方法，完善教学案例，提升教学质量。

2.思政教学案例设计。根据课程思政教学思路，结合“物理光学”课程特点，围绕课程主要知识点内容，力求提高思政元素与教学内容的契合度，将思政元素与专业知识点内容进行有机结合，开展实践教学方案与案例的设计。主要思政教学案例如下：（1）课程绪论思政教学案例。在“物理光学”课程的绪论部分，重点介绍物理光学的发展历程、物理光学在不同技术领域中的应用。其中，物理光学与天文、航空航天领域技术的发展密切相关，例如，空间遥感相机、“墨子号”卫星、500 m口径球面射电望远镜等研制，尤其是我国成功发射的“天问一号”火星探测器，是我国深空探测的重要一步，具有重要意义。通过课程案例激发学生学习专业知识的热情，引导学生树立正确的人生观、价值观，提升学生的文化自信，增强学生民族自信感。（2）光在电介质面上的反射和折射思政教学案例。在本节中，主要通过光在电介质分界面上的连续条件，表示出反射波、折射波与入射波的振幅和相位关系的菲涅耳公式。菲涅尔公式是帮助分析光在遇到介质后传播特性的重要分析公式，在对知识点内容及公式推导进行讲解过程中，引入“天问一号”巡视器中的火星车表层探测雷达实例，帮助学生进一步理解菲涅耳公式的使用。通过引入“天问一号”工程实例，增加课程趣味性，活跃课堂气氛，帮助学生理解知识点内容，培养学生的爱国主义情怀，培养学生努力拼搏、锲而不舍、勇于创新的航天精神。（3）光学成像系统的衍射和分辨本领思政教学案例。在几何光学中，一个物点经理想光学系统后成一个理想像点，但实际光学系统由于受成像光束宽度的限制，衍射效应不能忽略，所以实际光学系统对物点成像结果为一个衍射像斑。光学系统能够分辨两个很靠近的点物或物体的能力即为光学系统的成像分辨率，任何一个成像光学系统的分辨率都是有限的。火星环绕器中的高分辨率相机在距离火星表面约330～350 km高度拍摄的全色图像，分辨率约0.7 m，实例内容与本节知识点密切相关。通过本案例，使学生学习中国航天人自力更生、艰苦奋斗、无私奉献以及勇于攀登的航天精神。新时代大学生要从航天精神中汲取力量，负重前行，成就梦想。通过本教学案例增强学生的专业素养、政治素养；培养学生实事求是、严谨的工作作风；进一步使学生做到理论联系实际，学以致用；在面对困难时，学生应具备知难而进、敢于超越的进取意识，以及不计个人得失、无私奉献的品质。

通过以上“物理光学”思政教学内容，在教学过程中，根据实际教学内容的特点，将思政教学内容与知识点有机结合，既在课程讲授中活跃课堂氛围，增加师生之间互动，对学生思想方面加以引导，培养学生正确的世界观、人生观和价值观，提升学生对“物理光学”课程内容的学习兴趣，促进学生更好地掌握课程内容，提升教学效果。

二、课程思政教学实践效果分析

依照人才培养方案及课程教学大纲对2019级光电信息科学与工程专业的学生开展了“物理光学”课程的思政教学工作。为分析思政教学效果，教学团队对近两年的课程成绩进行了分析，图2给出了近两年学生的期末考试成绩情况。在题型及分值分布基本一致的情况下，2019级学生在课堂中开展思政教学，相较于2018级学生，期末考试成绩的平均分有明显提高，平均分达到78.9分。图2（a）所示为2018级学生的成绩分布情况，其中成绩优秀占比3%，良好占比25%，中等占比32%，及格占比36%，不及格占比4%；图2（b）所示为2019级学生的成绩分布情况，其中成绩优秀占比10%，良好占比39%，中等占比22%，及格占比26%，不及格占比3%；在两年考核难度相似的情况下，说明通过课程思政教学取得了较好的效果，帮助学生更好地掌握了理论课内容，提升了“物理光学”课程的教学效果。

在思政题目得分方面，近两年期末试卷中思政题目占总分的10%。从答题结果来看，2018级学生在上课过程中没有加入思政教学内容，对于思政题目的理解不够准确，回答内容的描述不够完整，对问题的体会不够深刻，思政题目总分10分，平均得分5.2分；2019级学生，在课堂上加入思政教学内容，经过课程思政培养，在思政题目回答过程中，学生对于问题的认识更为深刻，回答内容更为完整、生动，平均得分6.8分。从分数结果来看，思政教学起到了思想政治教育的作用，使学生树立了正确的民族观、历史观、文化观，培养了学生务实、拼搏、勇于创新以及无私奉献等优秀品质。

为了进一步分析课程思政教学效果，对2019级的学生做了问卷调查，其中针对课程思政教学目标设置两个问题，了解学生对课程内容及思政内容的掌握情况。表1给出了2019级学生关于“物理光学”课程问卷调查中问题1的调查结果。表1中的结果数据，反映出对于课程知识内容及思政内容，大部分学生能够很好地掌握，与期末试卷成绩分布趋于一致。