楊琦 任向河 李春 祖玉倩

摘? 要：針對目前自然科學(xué)類課程融入思政教學(xué)難度大的現(xiàn)狀，齊魯工業(yè)大學(xué)光電學(xué)院“激光理論”教研組開展思政元素融入專業(yè)課程的實踐探索。教研組根據(jù)課程特點和學(xué)生情況，在激光原理與技術(shù)課的教學(xué)實施過程中充分挖掘課程的思政元素，倡導(dǎo)科學(xué)精神，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情;講好“中國故事”，號召學(xué)生向老一輩科學(xué)家學(xué)習(xí)艱苦創(chuàng)業(yè)精神，培養(yǎng)愛國主義情懷;同時在實驗教學(xué)、實踐環(huán)節(jié)結(jié)合最新科研、技術(shù)進展，有意識地引入思政元素，與理論教學(xué)形成協(xié)同效應(yīng)，達到更好的育人效果。

關(guān)鍵詞：課程思政;自然科學(xué);激光原理與技術(shù);科教融合;思政案例

中圖分類號：G641? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2023）23-0176-05

Abstract： In view of the current situation that it is difficult for natural science courses to integrate ideological and political teaching， the teaching group of Laser Theory in School of Optoelectronics， Qilu University of Technology has carried out practical exploration of integrating ideological and political elements into professional courses. According to the characteristics of the course and the situation of the students， the teaching team fully mined the ideological and political elements of the course in the implementation of Laser Principle and Technology， advocated the scientific spirit， and stimulated the students' enthusiasm for learning. We try to tell the "China story" well， call on students to learn from the older generation of scientists hard work and entrepreneurial spirit and cultivate patriotism. At the same time， combining with the latest scientific research and technological progress in experimental teaching and practice， ideological and political elements are consciously introduced to form a synergistic effect with theoretical teaching， so as to achieve better educational effect.

Keyword： curriculum ideology and politics; natural science; Laser Principles and Technology; science and education integration;? ideological and political case

2016年12月，習(xí)近平總書記在全國高校思想政治工作會議上指出“要用好課堂教學(xué)這個主渠道，思想政治理論課要堅持在改進中加強，提升思想政治教育親和力和針對性，滿足學(xué)生成長發(fā)展需求和期待，其他各門課都要守好一段渠、種好責(zé)任田，使各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協(xié)同效應(yīng)”[1]。2018年，教育部原部長陳寶生指出“要啃下”課程思政等一批硬骨頭，解決思政課和思想政治工作發(fā)展中的難點問題。思政課程，指馬克思主義基本原理概論、毛澤東思想和中國特色社會主義理論體系概論等思想政治理論教育類課程，主要強調(diào)政治屬性，強調(diào)馬克思主義的真理性、科學(xué)性，強調(diào)中國特色社會主義的實踐性、真理性。課程思政，是一種課程觀，是將高校思想政治教育融入所有課程教學(xué)和改革的各環(huán)節(jié)、各方面，圍繞“知識傳授與價值引領(lǐng)相結(jié)合”的課程目標，充分發(fā)揮包含專業(yè)課程在內(nèi)的其他所有課程的育人價值。

最近幾年，國內(nèi)各高校紛紛開展了課程思政的探索，尤其是針對自然學(xué)科，涌現(xiàn)出了許多典型范例[2-4]。與人文學(xué)科相比，自然學(xué)科課程普遍基于自然科學(xué)和公式定理，思政教育存在一定的難度，在課程思政實施過程中往往存在以下問題。①課程思政意識不強。自然學(xué)科長期以來，授課時強調(diào)知識的傳授，思想政治教育與專業(yè)教育教學(xué)沒能真正做到有機結(jié)合，思想政治教育仍然處于“孤島化、空泛化、標簽化”的困境，通過知識傳授實現(xiàn)價值引領(lǐng)的全課程育人理念沒有完全樹立起來，課程思政育人氛圍不濃。②部分教師對思想政治教育理解不透徹，思想政治覺悟未能充分激發(fā)，在深入挖掘?qū)I(yè)課中蘊含的思政元素、系統(tǒng)性設(shè)計課程思政教學(xué)實施方案等方面存在一定的差距。③考試評價體系依然沿用過去的考評方法，專業(yè)課成績只與專業(yè)知識掌握程度相關(guān)。這種考評體系不能反饋思政教育的整體效果，不能體現(xiàn)學(xué)生道德素質(zhì)的發(fā)展情況。如何能克服上述問題，針對不同專業(yè)和課程，還需要進一步探索和嘗試。

激光被譽為20世紀“四大發(fā)明”之一，因其方向性好、單色性好、相干性好和高亮度的特點極大推動了人類社會的進步。尤其是近幾年，激光科學(xué)與技術(shù)水平發(fā)展迅猛，已被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、軍事、醫(yī)療、航天等眾多領(lǐng)域。激光原理與技術(shù)是光電信息科學(xué)與技術(shù)、物理學(xué)、應(yīng)用物理學(xué)等專業(yè)的重要課程，為培養(yǎng)具備激光背景的專業(yè)人才和后續(xù)光電類專業(yè)課程的開展奠定基礎(chǔ)。齊魯工業(yè)大學(xué)光電學(xué)院激光原理與技術(shù)課程是面向光電信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的本科生開設(shè)的專業(yè)核心課，選用周炳坤先生等編寫的《激光原理（第7版）》[5]作為教材，選用藍信鉅先生編寫的《激光技術(shù)（第3版）》[6]和O·Seelto編寫的外文教材Principles of Lasers（fifth edition）[7]作為參考書籍。課程包含理論部分和實驗實踐環(huán)節(jié)。理論課程主要講授激光基本原理、光學(xué)諧振腔、高斯光束特性、光與物質(zhì)共振相互作用、激光振蕩和放大特性以及激光特性的控制等內(nèi)容，實驗課程設(shè)計了四個激光器實驗項目，分別是固體激光器實驗、氣體激光器實驗、半導(dǎo)體激光器實驗和光纖激光器實驗。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握激光器工作和設(shè)計的基本原理，具備激光器相關(guān)產(chǎn)品設(shè)計、開發(fā)及應(yīng)用的能力。

一? 課程思政教學(xué)準備

齊魯工業(yè)大學(xué)高度重視課程思政工作，成立了課程思政研究院，專門負責(zé)指導(dǎo)全校課程思政的實施工作。齊魯工業(yè)大學(xué)課程思政研究院組織了多場線上、線下的課程思政培訓(xùn)和研討會，每年都開展“思政好教案”和“思政好課堂”的評選，還組織開展了課程思政教學(xué)比賽，將好的課程思政教學(xué)案例進行推廣。光電學(xué)院“激光理論”教研組參加了各項課程思政的培訓(xùn)和學(xué)習(xí)，吸取了多門課程的優(yōu)秀案例，同時借鑒國內(nèi)兄弟院校激光原理類課程的課程思政經(jīng)驗[8-9]，針對激光原理與技術(shù)課程制定了課程思政實施方案，撰寫了包含思政元素的教學(xué)大綱，在課程設(shè)計過程中充分挖掘思政元素。講述激光發(fā)明和發(fā)展過程的漫長曲折經(jīng)歷，滲透最新的激光科學(xué)與技術(shù)研究進展，強調(diào)科學(xué)精神;“講好中國故事”，講述我國科學(xué)家在激光領(lǐng)域的創(chuàng)業(yè)故事和突出貢獻，介紹我國在激光領(lǐng)域的重大成果和開拓性進展，弘揚民族自豪感;在實驗教學(xué)中，注重操作能力培養(yǎng)，將本課題組科研成果和本科教學(xué)相結(jié)合，自主開發(fā)課程實驗儀器，踐行科教融合辦學(xué)理念;實踐環(huán)節(jié)，參觀本土激光科技企業(yè)，近距離接觸激光產(chǎn)業(yè)，拓展學(xué)生視野，堅定學(xué)習(xí)方向。

二? 課程思政具體案例

（一）? 激光的發(fā)明歷程

在激光基本原理第一章節(jié)中，介紹激光的發(fā)明和發(fā)展歷史。早在1900年，普朗克提出了能量量子化概念，精確的解釋了黑體輻射規(guī)律，并因此獲得1918年諾貝爾物理學(xué)獎，這是最早的和激光相關(guān)的理論。1905年，愛因斯坦提出光子假說并成功解釋了光電效應(yīng)，并因此獲得了1921年諾貝爾物理學(xué)獎。1913年，玻爾借鑒了普朗克的量子概念提出了全新的原子結(jié)構(gòu)模型，并因此獲得1922年諾貝爾物理學(xué)獎。1917年，愛因斯坦在“論輻射的量子性”一文中提出了受激輻射理論，預(yù)言了受激輻射產(chǎn)生激光，成為激光產(chǎn)生的理論基礎(chǔ)。但是，愛因斯坦提出受激輻射理論之后的三十年，科學(xué)界并沒有發(fā)覺其重要意義，激光的發(fā)明進程也停滯了三十年。直到1947年，Lamb和Reherford在氫原子光譜中發(fā)現(xiàn)了明顯的受激輻射現(xiàn)象，這是受激輻射第一次被實驗驗證，Lamb也因為在氫原子光譜研究方面的成績獲得1955年諾貝爾物理學(xué)獎。之后，Kastler、Townes、Schawlow等科學(xué)家在激光的發(fā)明歷程中也分別做了自己的貢獻。在1960年時，美國工程師T·Maiman在加利福尼亞州馬里布的休斯研究實驗室設(shè)計和建造了一臺小型的激光發(fā)生器，將閃光燈線圈纏繞在指尖大小的紅寶石棒上，產(chǎn)生了第一束激光，從此開啟了激光時代。自此之后，各種激光器應(yīng)運而生，能產(chǎn)生飛秒激光的鈦寶石激光器，面向激光核聚變的大功率釹玻璃激光器，小型化的高功率板條激光器、碟片激光器，還有工業(yè)應(yīng)用非常廣泛的光纖激光器和半導(dǎo)體激光器等。目前，激光器的發(fā)展朝著更快、更強、更小、更多樣化的方向發(fā)展。近些年，激光科學(xué)和激光產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，很多學(xué)者因為在激光科學(xué)領(lǐng)域或者依靠激光技術(shù)的幫助下獲得了諾貝爾獎。最近的一次，在2018年，法國科學(xué)家熱拉爾·穆魯和加拿大科學(xué)家唐娜·斯特里克蘭因為啁啾脈沖放大技術(shù)，美國科學(xué)家阿瑟·阿什金因為光鑷技術(shù)獲得了諾貝爾物理學(xué)獎，由于三位科學(xué)家都是因為在激光科學(xué)領(lǐng)域的成就而獲獎，因此2018年被學(xué)界稱為“激光年”。

在講述激光發(fā)明和發(fā)展歷史的課程教學(xué)中，啟發(fā)學(xué)生明白事物從萌芽到壯大需要經(jīng)歷一個漫長的過程，中間會遇到各種困難和障礙，可能會出現(xiàn)停滯不前的階段，需要經(jīng)歷不懈的努力和奮斗才能獲得成功。對同學(xué)們提出期望，希望其今后在學(xué)習(xí)和工作中踏實肯干、兢兢業(yè)業(yè)、不畏困難，為了實現(xiàn)目標能夠堅持不懈的努力。

（二）? 中國第一臺激光器的研制過程

在介紹中國第一臺激光器研制過程中，以“人物故事”的講授形式，向?qū)W生介紹“中國激光之父”王之江先生的求學(xué)、奮斗和激光器的研制歷程。求學(xué)階段的王之江，還經(jīng)歷了一些曲折，先是考取了無錫江南大學(xué)，發(fā)現(xiàn)自己對化學(xué)興趣不大后，轉(zhuǎn)而去大連大學(xué)應(yīng)用物理系求學(xué)。那一年，他與我國近代光學(xué)工程的重要學(xué)術(shù)奠基人王大珩結(jié)緣，成為王大珩創(chuàng)辦的大連大學(xué)應(yīng)用物理系的第一批學(xué)生。1952年，提前畢業(yè)的王之江隨王大珩來到了長春，參與創(chuàng)辦中科院儀器館（中科院長春光機所前身），在國內(nèi)率先研制出具有代表性的精密儀器和新品種光學(xué)玻璃。1960年，美國科學(xué)家梅曼成功研制了世界上第一臺紅寶石激光器，揭開了激光科學(xué)技術(shù)的序幕，也吸引著中國光學(xué)科研工作者開拓這一富有生命力的科學(xué)領(lǐng)域。王之江等人沒有照搬國外方案，而是根據(jù)我國的實際情況，經(jīng)過一次次理論設(shè)計和推導(dǎo)，提出了球形聚光器的方案，接著又解決了紅寶石的平度和平行度問題。1961年9月的一天深夜，隨著激光器的正常運轉(zhuǎn)，一塊桔紅色的明亮光斑耀入了人們的眼簾，我國激光技術(shù)的第一枝花朵綻放了。其僅比世界第一臺激光器晚了一年，但在許多方面有自身的特色，特別是在激發(fā)方式上，比國外激光器具有更好的激發(fā)效率，這表明我國激光技術(shù)當時已達到世界先進水平。自此，王之江被人們稱為“中國激光之父”。

在課程教學(xué)過程中，突出王之江先生艱苦奮斗的創(chuàng)業(yè)精神及豐碩的研究成果，號召同學(xué)們向王之江等老一輩的激光科學(xué)家學(xué)習(xí)，樹立民族自信心，堅定愛黨愛國的決心，樹立科技報國的志向，在今后的學(xué)習(xí)和工作中，扎實努力，為祖國的科技事業(yè)發(fā)展貢獻自己的力量。

（三）? 介紹我國的激光大科學(xué)裝置

高功率激光大科學(xué)裝置代表著一個國家激光科技綜合實力。在講述激光功率和能量部分時，著重介紹中國有代表性的高功率激光大科學(xué)裝置。首先介紹的大科學(xué)裝置是“神光”科學(xué)裝置?！吧窆狻毖b置是我國自主研制的高性能高功率釹玻璃激光裝置，“神光Ⅱ”裝置由中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所研制，“神光Ⅲ”裝置由位于四川綿陽的中國工程物理研究院研制，主要目標是實現(xiàn)激光受控核聚變“點火”，實現(xiàn)核能的安全、無污染應(yīng)用，解決全球的能源短缺問題。此外，“神光”裝置還為基礎(chǔ)物理研究提供極端的實驗條件，是許多基礎(chǔ)研究的重要平臺。另一重點介紹的是上海超強超短激光“羲和”裝置，全球首臺峰值功率達到10拍瓦的激光科學(xué)大裝置?！棒撕汀币辉~來自中國古典《山海經(jīng)》，是生下十個太陽的母親。如果地球外面有一個非常大的透鏡，可以把照射在地球上的所有太陽光聚焦在一根頭發(fā)絲上，就相當于1拍瓦產(chǎn)生的光強，那么10拍瓦就相當于10個太陽的光強， “羲和”裝置的名字就由此得來。該裝置由中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所和上海科技大學(xué)共同研制，已于2020年通過驗收。該裝置的激光條件吸引了全世界的科學(xué)家，可以為質(zhì)子加速、電子加速、高亮度等離子體高次諧波和阿秒脈沖產(chǎn)生提供實驗條件，有望基于科學(xué)大裝置打造中國特色的創(chuàng)新高地。

在課上介紹我國的激光大科學(xué)裝置，讓學(xué)生了解我國在激光科學(xué)的卓越成就和自主創(chuàng)新能力，增強學(xué)生的民族自豪感和認同感，讓學(xué)生樹立長遠目標，立志投身祖國的激光事業(yè)中，同時向?qū)W生介紹我國從事激光研究的重點單位，讓學(xué)生在深造、擇業(yè)方面有更好的選擇。

（四）? 實驗教學(xué)的創(chuàng)新探索

我們開設(shè)的激光原理與技術(shù)課程實驗部分包含四類典型激光器，固體、氣體、半導(dǎo)體和光纖激光器，涉及激光器類型全面，便于學(xué)生全方位了解各類激光器的工作特點，掌握各類激光器的使用和調(diào)節(jié)方法。在實驗教學(xué)中，推行“小班制”教學(xué)方式，每組實驗由2名同學(xué)操作，既能讓每位同學(xué)能夠增加動手實踐機會，完整地對實驗進行操作，又能讓同學(xué)在實驗過程進行合作，培育團隊協(xié)作精神。實驗課上，增加教師指導(dǎo)學(xué)生的頻次，加強師生交流，重點在于傳授實驗方法和技巧，并且引導(dǎo)學(xué)生將實驗結(jié)果反饋到理論學(xué)習(xí)部分。

此外，教研組根據(jù)近幾年的科研課題，對固體激光教學(xué)實驗儀器進行了產(chǎn)品升級?，F(xiàn)在高校激光教學(xué)普遍使用的固體激光器是采用808 nm半導(dǎo)體激光泵浦Nd：YAG激光器，此類教學(xué)演示激光器的泵浦光、輸出激光都是不可見的，學(xué)生觀察輸出激光必須使用上轉(zhuǎn)換片進行輔助，對于激光在諧振腔內(nèi)的振蕩形成過程更不能進行直接觀察，這些缺陷將直接影響實驗的演示效果。教研組依托近幾年對可見激光的科研工作，提出采用藍光LD泵浦Pr：YLF晶體直接產(chǎn)生可見激光的方案，設(shè)計出了新版的固體激光教學(xué)實驗儀器，該儀器實現(xiàn)了從泵浦源、激光增益介質(zhì)、輸出激光的可視化，對激光原理實驗教學(xué)效果有非常大的提升。我們和大恒光電公司合作已實現(xiàn)了該教學(xué)實驗儀器的產(chǎn)品化，如圖1所示。大恒光電公司已經(jīng)將此產(chǎn)品推向市場，預(yù)期此教學(xué)實驗儀器將有望取代傳統(tǒng)的固體激光教學(xué)實驗儀器。

在激光原理實驗教學(xué)中的探索，尤其是研發(fā)新型固體激光教學(xué)實驗儀器，踐行了本?？平倘诤系霓k學(xué)理念，可以起到更好的實驗教學(xué)效果，更好地鍛煉學(xué)生的動手能力，激發(fā)學(xué)生有興趣了解激光前沿科學(xué)，立志投身激光科研中去。

（五）? 走進本土激光企業(yè)

在完成理論教學(xué)和實驗教學(xué)的基礎(chǔ)上，帶領(lǐng)學(xué)生進入激光企業(yè)和激光展會參觀學(xué)習(xí)也是本課程的重要探索。濟南是我國北方最大的激光產(chǎn)業(yè)基地，坐擁600多家激光企業(yè)，在晶體材料、核心器件和激光成套裝備領(lǐng)域涌現(xiàn)出一批優(yōu)秀企業(yè)，激光設(shè)備出口量近年來一直穩(wěn)居全國第一，已經(jīng)成為中國激光技術(shù)的重要基地。作為身處濟南的高校，利用好資源優(yōu)勢，帶領(lǐng)學(xué)生走進激光企業(yè)，深入了解我國激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展、市場需求、發(fā)展趨勢，與課程內(nèi)容相結(jié)合起到更好的效果。近幾年，我們課程教研組先后組織學(xué)生進入濟南本土激光企業(yè)，如邦德激光、森峰激光、華光激光等，在企業(yè)參觀學(xué)習(xí)過程中，了解激光產(chǎn)品需求和應(yīng)用場景，了解企業(yè)運營方式;參觀產(chǎn)品生產(chǎn)車間，更直接地了解激光裝備的生產(chǎn)流程。此外，還積極組織學(xué)生參加激光產(chǎn)業(yè)的展會和論壇，豐富學(xué)生的課外知識，拓展學(xué)生的視野。圖2為組織學(xué)生參觀森峰激光和參加“世界激光產(chǎn)業(yè)大會”。

產(chǎn)學(xué)研結(jié)合一直是我們追求的教學(xué)目標，拓展學(xué)生的課外實踐渠道，利用好本土產(chǎn)業(yè)資源是踐行課程思政的重要探索。通過豐富的課外實踐形式，可以使學(xué)生加深對課堂理論知識的理解，同時，讓學(xué)生對我國激光產(chǎn)業(yè)加深了解，樹立民族自信心，引導(dǎo)學(xué)生樹立投身激光產(chǎn)業(yè)的決心。

三? 課程思政課堂反饋

為了加強課程思政的融入效果，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，在課程考核中增加了課程思政環(huán)節(jié)，如在期末考試試題中增加中國激光發(fā)明歷史，中國激光事業(yè)重大成就等知識點的考查。通過學(xué)生作答情況反映，絕大部分同學(xué)能掌握此部分知識內(nèi)容，反映出課程思政教學(xué)效果良好。課程結(jié)束后，對近期完成激光原理與技術(shù)課程的兩級學(xué)生進行了課程質(zhì)量調(diào)查問卷，采集樣本數(shù)為112份。調(diào)查結(jié)果顯示，79.5%的同學(xué)贊成在專業(yè)授課中融入思政元素，14.3%的同學(xué)對此表示無所謂，僅有6.2%的同學(xué)不支持在專業(yè)課中融入思政元素;82.1%的同學(xué)認為課程思政對學(xué)生思想覺悟的提升起到非常積極的促進作用，16.1%的同學(xué)認為促進作用良好，僅有1.8%的同學(xué)認為沒什么促進效果;84.8%的同學(xué)對課程思政對專業(yè)知識學(xué)習(xí)有促進作用，12.5%的同學(xué)認為影響不大，僅有2.7%的同學(xué)認為課程思政干擾了專業(yè)知識的學(xué)習(xí);85.7%的同學(xué)認為課程思政增加了專業(yè)認同感，11.6%的同學(xué)認為無所謂，僅有2.7%的同學(xué)認為課程思政對專業(yè)認同起到了相反作用。綜合調(diào)查結(jié)果，課程思政融入到激光原理與技術(shù)課程教學(xué)中不僅提升了學(xué)生思想意識，還促進了專業(yè)學(xué)習(xí)的積極性，為全面落實立德樹人的根本任務(wù)，推進課程教學(xué)改革起到了推動作用。

四? 結(jié)束語

激光原理與技術(shù)課程積極響應(yīng)國家號召，構(gòu)建了課程思政教學(xué)體系，根據(jù)課程內(nèi)容，從理論、實驗、實踐各環(huán)節(jié)全方位融入思政元素，激發(fā)學(xué)生的愛國熱情、科學(xué)精神，增強學(xué)生的民族自豪感、專業(yè)認同感，促進學(xué)生掌握專業(yè)知識、投身祖國激光事業(yè)的干事創(chuàng)業(yè)熱情。本課程踐行課程思政的經(jīng)驗可以推廣到相關(guān)的理工類專業(yè)課程。

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基金項目：齊魯工業(yè)大學(xué)重點教學(xué)改革項目“激光原理與技術(shù)課程有機融入課程思政教育的探索與實踐”（2020zd04）;山東省本科教學(xué)改革研究重點項目“電子信息類專業(yè)課堂教學(xué)生態(tài)環(huán)境研究與優(yōu)化”（Z2022062）

第一作者簡介：楊琦（1986-），男，漢族，山東濟南人，博士，副教授，碩士研究生導(dǎo)師。研究方向為激光技術(shù)。