工科前沿课程课程思政案例设计与教学实践

摘  要：将专业课知识与思想政治理论课有机结合，实现课程思政教育是高校专业课教育的新方向和新要求。工科前沿课程是工科学生了解学科前沿动态、打好科研工作基础的重要课程，这类课程与科技前沿和日常生活结合紧密，是课程思政非常理想的载体。该文对微机电系统与纳米技术课程中的蕴含思政元素进行深入挖掘，设计相关的课程思政案例，并在教学形式、教学手段和考核方式上进行创新尝试，取得一定效果。

关键词：课程思政；微机电系统；微纳米技术；案例设计；教学实践

中图分类号：G641      文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2023）01-0178-04

Abstract： The organic combination of professional course knowledge and ideological and political theory course to realize curriculum ideological and political education is the new direction and new requirement of professional course education in colleges and universities. Engineering frontier courses are important courses for engineering students to understand the frontier dynamics of disciplines and lay a good foundation for scientific research. These courses are closely combined with the frontier of science and technology and daily life. It is a very ideal carrier of curriculum thought and politics. This paper deeply excavates the ideological and political elements contained in the course of "MEMS and Nano Technology"， designs relevant ideological and political cases， makes innovative attempts in teaching forms， teaching means and assessment methods， and achieves certain results.

Keywords： curriculum thought and politics; MEMS; Micro nano technology; case design; teaching practice

习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上指出：“要用好课堂教学这个主渠道，思想政治理论课要坚持在改进中加强，提升思想政治教育亲和力和针对性，满足学生成长发展需求和期待，其他各门课都要守好一段渠、种好责任田，使各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应。”课程思政旨在充分挖掘各类课程中的思想政治教育元素，发挥所有教师、课程和教育的育人功能，形成全员、全方位、全过程育人的教学体系[1]。简而言之，就是在大学专业课教学中，融入思想观念、政治观点、道德规范等思想政治教育，使所有课程都发挥思想政治教育作用[2]。

科学技术的飞速发展对相关专业人才提出了很高的要求，除精通专业知识外，还必须有过硬的政治思想、良好的职业素养、强烈的社会责任感等，因此，加强工科专业学生的思政教育具有非常重要的现实意义。以专业技能知识为载体加强大学生思想政治教育，具有强大的说服力和感染力，有助于将课堂主渠道功能发挥最大化，扭转专业课程教学重智轻德现象，具有其他教育方式不可替代的优势[3]。工科前沿课程是工科专业学生在专业课程的基础上，了解学科前沿、进一步拓展科学视野的一类非常重要的课程，该类课程由于新科技、新知识较多，学生兴趣比较强烈，并且课程知识在生活中有较多的实际应用，是进行课程思政的一个非常好的载体。因此，工科前沿课程任课教师在教学过程中除传授知识和技能外，还要结合育人目标，有效地融入思政元素，加强对学生的思政教育，实现价值引领的作用。

一、微机电系统与纳米技术课程概况

微机电系统与纳米技术是国防科技大学机械工程专业、测控技术与仪器专业本科生的一门专业课程，该课程旨在帮助学生初步建立起微纳米技术相关的知识体系，了解微纳机电系统的相关前沿知识，为今后从事相关工作打下基础。

本课程的主要内容包括：微机电系统制造技术，纳米制造技术，微纳米测量技术，微传感器与微执行器，微纳器件测试评估与应用。

对于机械工程专业的学生，微纳米尺度的制造是机械制造领域的前沿热点问题，本课程将系统讲述微纳米尺度制造的基础知识，对于传统制造课程是一个重要的补充。对于测控技术与仪器专业的学生，采用微机电系统设计的传感器已成为传感器的主流发展方向，并得到大规模应用，比如汽车安全气囊用的微加速度计，手机中的微麦克风、微陀螺仪等。

因此，对于机械工程、测控技术与仪器专业的学生而言，本课程具有前沿性、交叉性、实践性的特点，对于开阔学生视野、培养创新精神和动手能力具有重要的意义。

二、微机电系统与纳米技术课程思政元素

（一）课程知识体系梳理

微机电系统与纳米技术主要包括四个知识模块：一是微制造技术，这是该课程的基础和重点部分，主要讲解微制造技术的材料、工艺环境、主要工艺流程等知识；二是微传感器与微执行器，这是微制造技术的具体应用，包含了很多典型的器件设计案例；三是纳米制造和测量技术，这部分的特点是知识点比较前沿，且学科交叉的内容比较多，可以扩展学生视野；四是微纳系统的创新应用，这部分是课程的创新实践环节，培养学生的学以致用的能力。

本课程的知识体系见表1。

（二）课程思政元素挖掘

挖掘课程内容中的思政元素是实施课程思政的重要基础性工作。微纳米技术在多年来的发展历程中，形成了丰富的思政素材，对于课程思政的实施具有非常好的支撑作用。

首先将课程进行提炼，排除概念性和辅助性内容，找准工科前沿类课程中的前沿技术和核心技术两类技术问题；然后围绕前沿技术广泛调研其发现、进步等具有重大影响的历史性实际以及当下的社会关注热点，围绕核心技术调研其突破性的历史事件以及与之相关的国家博弈、社会动态等时政与社会问题；最终得到大量的思政素材，并进行严格的求证。

素材分类归纳与案例库建设。由于在有限的课程知识教学时间内很难将所有思政素材全部呈现出来，因此需要尽可能做到素材精炼、分配合理。为实现该目的，需要对素材进行分类归纳和总结，可以分为科学技术影响人类进步的重大事件、科学发现的故事与科学家的奋斗历程、国家发展和国家博弈等政治事件和社会普遍关注的热点问题等四类问题，分别面向学生的科学价值观培养、科学精神启迪、爱国主义价值观引导与人生价值观塑造四个主要的思政主题。通过总结归纳形成思政案例库，并定期更新完善。

本课程的思政元素汇总见表2。

（三）课程思政案例设计

微机电系统与纳米技术课程体系中可挖掘的思政元素非常丰富，对于激发学生的学习兴趣非常有用，但是，如果只是将这些思政元素泛泛而谈，不进行深度思考，则很难实现课程思政与教学效果提升的双赢效果。为了提升教学质量，对于典型的思政元素，还需要进行更深度的挖掘，形成完整的思政案例，结合案例进行知识的讲授。

下面以压阻式微加速度计为例进行课程思政的案例设计。压阻式微加速度计是一种典型的压阻微传感器，微加速度计的尺寸较小，由于尺度效应，可以承受非常高的冲击，因此可以设计为高g微加速度计，这种加速度计在军事上有重要用途。

首先，以1999年美国轰炸我国驻南斯拉夫大使馆事件作为课程内容的引入，该事件中美军的导弹穿透了我大使馆多层墙壁，钻入地下层引爆，造成了我国3名记者牺牲。该导弹的关键技术就是采用压阻式高g加速度计作为计层引信。

引入压阻式加速度计这一课程内容之后，接下来开始讲解相关的知识点，包括：基本原理与结构、设计方法与制造工艺、测试结果，以及典型应用。

另外，作为引入案例的呼应，在课程最后，介绍我军在相关核心器件取得突破后武器装备的快速发展。正是因为有了这些技术和装备作为支撑，我们的外交才越来越自信。2021年3月，中美阿拉斯加会谈，我国代表坚定不移捍卫国家主权和尊严，怒斥美国“你们没有资格在中国面前说，你们从实力的地位出发同中国谈话”。这一事例是本思政案例的进一步升华。

案例设计的整体思路如图1所示。

三、微机电系统与纳米技术课程思政教学实践

课程思政建设的关键在教师。教师是教书育人实施的主体，也是课堂教学的第一责任人[4]。当代大学生是互联网的原住民，他们习惯于在互联网上获取丰富的信息，对于感兴趣的知识可以很容易地得到深入的了解，因此他们具有更加开阔的视野和更加活跃的思维。这对高校教师的教学能力提出了有力的挑战。作为高校教师，在进行课程思政教学时，除了前文所述的要挖掘丰富的思政元素、建设思政案例之外，在教学形式和教学手段上也要敢于创新。

第一，大学生的价值观教育不是大张旗鼓的道德宣教和思想灌输，而应该是联系教学内容的正面引导和价值渗透[5]，从而实现大学生能动的认知、认同和内化，因此，教师应结合社会时事、学生身边事等，丰富课程内容，吸引学生兴趣。例如，新冠肺炎疫情是社会的热点问题，可以结合课程知识在疫情防控当中的应用进行讲解，并引导学生创新思考课程知识还能在疫情防控当中发挥什么样的作用。

第二，在教学形式上，要不拘于常规、不落入俗套，积极探索新型教学模式。例如，采用研讨式教学，围绕某一重要问题，引导学生进行深入讨论，从正反两方面分析问题，甚至采用辩论赛的形式使得问题得到更充分的讨论，培养学生的辩证思维能力。对于偏应用的知识点，可以采用翻转课堂的形式，发挥学生的主动学习能力。

第三，要善于使用基于移动互联网络的先进教学手段，发挥线上教学的优势，进行线上线下混合教学。利用“雨课堂”进行课程数据分析，找到学生的“兴趣点”，从而对课程内容进行针对性的优化。在课件中加入丰富的图片、视频等元素，提高课件的观赏性。

第四，在考核方式上，通过考核，可以对课程思政的教学效果进行评价。课程思政虽然更为注重潜移默化，注重学生精神层面的熏陶和行为习惯等方面的养成，但并不意味着不需要对课程思政进行评价，评价的目的在于发现课程思政的实施效果及其对学生的影响，以改进课程思政的设计和实施等[6]。在课程笔试考核中，设计了与思政内容相关的题目，并在题干中引入了相关的思政元素，考核结果表明，与思政元素相关的考点，学生的得分率显著高于一般考点。这说明，课程思政对于提高学生的学习效果有较为明显的作用。

四、结束语

通过微机电系统与纳米技术课程的课程思政教学改革，充分挖掘课程中蕴含的思政元素，并与课程知识点、社会时事热点有机结合，设计丰富的课程思政案例，充分激发学生的学习主动性，不断巩固学习成效，提高本门课的教学质量和学习效率，为进一步学习微纳米技术系列课程以及从事相关科学研究打下坚实基础。课程思政是一项系统工程，需要不断探索新的教学方法和手段，以培养更多微纳米技术领域专门人才。

参考文献：

[1] 刘鹤，石瑛，金祥雷．课程思政建设的理性内涵与实施路径[J].中国大学教学，2019（3）：59-62．

[2] 邱伟光．课程思政的价值意蕴与生成路径[J].思想理论教育，2017（7）：10-14.

[3] 高德毅，宗爱东.从思政课程到课程思政：从战略高度构建高校思想政治教育课程体系[J].中国高等教育，2017（1）：43-46.

[4] 李国娟.课程思政建设必须牢牢把握五个关键环节[J].中国高等教育，2017（Z3）：30-31.

[5] 于桂花.课程思政教学实践路径探析[J].教育理论与实践，2020（40）：27-29.

[6] 陆道坤.课程思政推行中若干核心问题及解决思路——基于专业课程思政的探讨[J].思想理论教育，2018（3）：64-69.

基金项目：湖南省教育科学“十三五”规划课题“工科专业前沿课程思政教学的实效性研究”（XJK20BGD045）

第一作者简介：张勇猛（1988-），男，汉族，河南周口人，博士，讲师。研究方向为微机电系统、微惯性器件领域的教学和科研。