高校理工科课程融入思政元素的设计与实践探讨——以“真空工程技术基础”课程为例

王泽松，田灿鑫，邹长伟

（岭南师范学院物理科学与技术学院，广东 湛江 524048）

“课程思政”最早是2014年上海市在一些高校实行教育改革过程中提出的概念，2016年12月习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上肯定和强调了思想政治教育在教学中的重要作用[1]。之后，从全国教育大会到高校思想政治座谈会，习近平总书记提出“三全育人”“五育并举”等战略举措，进一步凸显专业课程实现思政教育的必要性，从实现中华民族伟大复兴的层面上指出高等教育的根本任务-立德树人，在根本上解决了如何培养人、培养什么样的人和为谁培养人的关键问题[2]。

不同于人文社科类课程思政教育元素占比高的特点，理工科课程理论内容略显枯燥，且具有数学逻辑思维严密，大多数内容来自西方高等教育体系等特点，融入思政元素的切入点相对狭窄一些。有学者[3]分析，中国高校理工科学生的课程设置是在本科一、二年级完成“思想道德基础”“马克思哲学原理”“形势与政策”等思政类通识课的学习，到三、四年级就集中于专业课的理论学习。久而久之，由于课堂教学内容缺少思政元素，学生开始沉浸于公式的推导、原理结构的理解和记忆，而其中绝大多数内容来自西方高等教育体系，师生或多或少地受到西方文化中个人英雄主义、利己主义等有悖于中国传统道德价值观文化的影响，变得自私或成精致利己主义者。习近平总书记提出的“专业课程教学与思政政治理论学习同向而行，形成协同效应”像一剂良药修复以往高校课程设置的旧疾，将立德树人的教育宗旨贯穿整个教学过程符合中国特色社会主义现代化教育的内涵式发展。中国高校80%以上的教师是专业教师，80%的课程是专业课，专业教师对学生授课的影响是深远的，他们的行为举止往往能影响一个学生的发展及未来[4-5]。因此，专业授课老师进行课程思政，将思政元素与专业内容有机融合，能真正起到“润物细无声”的教学效果。

高校理工类专业课程门类繁多，融入思政元素的形式主要有以下几种：（1）将“为人民服务”的宗旨贯穿于课程教学中，尤其是像医学、农学、建筑学等学科的专业课程；（2）培养以职业道德、职业责任和职业价值观为主的社会责任感，与人文社科专业的区别不大，但更加侧重于解决现实技术问题的专业课程；（3）运用马克思唯物主义辩证法的基本观点去分析事物间的普遍联系，以及正确评价新事物的思想和方法，不同于批判文学，主要涉及发明创造、技术创新的专业课程；（4）以代表人物的传记、故事和专业经历为主的职业精神、理想信念挖掘来激发学生兴趣，增强专业认同感和归属感的理工类课程；（5）倡导团队协助精神，培养以人为本，以团队合作为基础解决实际问题的实践实验类课程。诚然，一门理工类课程的专业内容多，课堂教学学时数也必然多，只用一种思政元素融入教学的方式显然支撑不了“全员、全过程、全方位”育人的理念，而做到多种方式并举，多种形式交叉进行才是将思政元素贯穿于整个教学过程的关键。因此，授课老师在进行课程设计的时候，坚持思政元素与课程内容的有机衔接和多元并举融入是非常重要的，不仅可以调节课堂氛围，增强专业课堂文化建设的内涵，形成一套以授课老师为核心具有鲜明特色的课堂教学模式，而且能激发学生的学习热情，培养以学生为本的浓厚的科学人文素养。

“真空工程技术基础”课程是我校应用物理学专业开设的一门以真空技术应用方向为主的专业基础课程，授课对象是本科三年级学生。课程内容主要包括绪论、真空获得设备、真空测量和真空检漏四个部分[6]。绪论介绍了真空的基础知识、真空技术发展和应用领域，相比于其他章节，这里融入思政元素的切入点颇多。真空获得设备主要涉及各种真空泵的工作原理及结构、运行和维护等细节，思政元素的融入点取决于授课老师的备课程度和知识广度，而真空测量和检漏技术部分的思政元素融入点较少，需要在了解前沿科学技术的基础上深入挖掘。阐述思政元素融入高校理工科课堂教学的设计及探讨将在以下内容展开。

1 课程思政的教学设计路线

“真空工程技术基础”课程思政的教学设计是结合专业知识内容，融合德智体美劳的“五育”主题包括家国情怀、品德修养、知识见识、奋斗精神、理想信念、团队合作来开展的。作为一门偏应用型工科入门课程，尽管真空技术的应用领域从日常真空包装到全超导磁约束可控核聚变装置，如同真空测量范围横跨19个数量级（105～10-14Pa）那么宽，但其主要知识内容更偏向于对基础知识的理解和记忆。图1是本课程的课程思政教学设计路线图，将主要专业知识内容包括绪论、真空获得设备、真空测量和真空检漏四个部分的基础知识传授给学生的同时，注重学生综合素养的提升，两者之间通过思政元素的纽带来实现价值引领。从设计路线图来看，在牢记教育根本任务的基础上，融入思政元素的核心不是“课程+思政”两张皮，也不能施行思政教育“喧宾夺主”的课程思政化，在专业知识内容中深入挖掘思政元素，并反哺到专业知识教学中，起到潜移默化、润物无声的效果。

图1 “真空工程技术基础”课程思政设计路线图

2 课程思政元素融入教学的实施路径

2.1 思政元素与专业教学内容有机衔接

上面提到，偏应用的理工科课程的绪论部分是容易融入思政元素的。作为一门真空技术基础课程，它的发展历程和应用领域离不开人类利用自然、改造自然的生产活动。

在讲述不同真空范围内真空技术的应用原理时，利用真空与大气两侧的压力差来实现低真空应用的例子不胜枚举。例如，春秋战国时期出现的风箱就类似于现代的活塞式真空泵，通过负压吸气、增压排气向炉膛中泵入大量空气，从而使燃烧更充分，炉温提高更快，达到冶炼高熔点金属的目的。东晋时期出现的用牛角筒拔火罐，一直到现在都是祛湿活络的中医治疗手段。这些低真空的应用技术侧面反映了我国古代劳动人民运用真空技术进行生产的智慧，增加了课题教学的趣味性，能激发学生的学习兴趣。

在讲述超高/极高真空技术的应用原理时，很容易植入我国最近几年进行的太空探索活动的元素。太空本就是一个极高真空环境，对处在如此环境中的人类及航天器的要求非常苛刻，而航天航空事业发展如此迅速的原因正是由于我国综合国力的显著提高，凝集了新老两代航天人的集体智慧，同学们应该努力学好专业知识，志存高远，将来为我国的太空探索事业贡献力量。另外一个高真空技术应用的典型案例是世界上第4台，位于中国广东东莞的散裂中子源科学装置。此装置落户广东，不仅为广东学子提供了一个了解中国科学院大科学装置的好平台，增加了见识，也为真空方向的毕业生提供了一个高层次就业面，能激励他们当下学好专业知识，将来有机会为中国的高能物理基础研究做出贡献。通过以上的案例教学法，将专业知识中的重点内容与家国情怀、知识见识、理想信念、团队合作等思政元素有机融合在一起，将显性知识与隐性知识相统一，比起单纯地讲授技术应用原理要生动有趣得多，有利于专业课堂文化的建设。

在讲授各种类型的真空获得设备时，可根据产品的经济属性来了解其市场占有率。通过真空泵产品的进出口报告等网络资源、企业调研、用户产品调查等形式获取各种类型真空泵的市场占有份额，不要一味停留在掌握设备的基本结构及原理等概念内容上，增加专业知识的深度和广度也是如今高校课堂教学的一个大趋势。在讲授干式真空泵内容时，授课老师不仅仅要将主流泵型的结构、原理描述清楚，还要结合国内外干泵应用现状来展开。我国半导体行业发展迅猛，可配套的设备及技术并不尽如人意，国产干泵的市场占有率不足1%，国内半导体行业用的干泵几乎全部依赖于进口，其价格十分昂贵。所以，我国应大力研究开发干泵，使干泵成为我国真空工业新的经济增长点。同样，干式泵是高新技术行业的必要设备，国家要发展芯片行业，从战略上要加大基础研究的投入，增强企业、高校等研发结构的有效合作，将技术产出孵化成实际产品或实现某种社会功能及服务，而不是一味讲究“短、平、快”的项目产出，急功近利是不会取得实质性进展的。真空泵作为一种真空技术产品，教学不能仅仅停留在知识属性这一层面，还应依据其社会和经济属性来拓展，让学生知晓国产泵与进口泵之间的差距，激发学生的社会责任感，鼓励他们努力学好当下的专业知识，为以后制造和研发国产高品质真空泵产品打下良好的基础。

在讲授金属油扩散泵时，表征该类泵的一个重要性能参数是“何氏系数”，这是一个由我国早期的高真空技术专家何增禄先生提出的表征扩散泵抽速系数的物理量，从20世纪30年代一直沿用至今。在长达60年的科研教育工作中，何先生品德高尚，克己奉公，在战争时期关护进步青年学生，先后在浙江大学和清华大学任教，在设备极其简陋的条件下仍然产出大量的理论和实验成果，为培养我国的高真空技术人才做出了巨大贡献。因为理工科专业课程内容鲜有以中国人命名的概念和公式，何先生无论在学术造诣，还是品德修养上都值得广大学子铭记和缅怀。通过对专业术语名词的溯源，可以让学生们了解创造这些专业名词背后的大师和学者所处的时代背景以及对专业领域的贡献，见贤思齐，增强专业认同感和归属感。

2.2 思政元素多元并举融入课堂教学内容

马克思的辩证唯物主义观点阐明了事物之间相互联系的普遍性原理，理工类学科专业内容覆盖面较广，涉及丰富的学科交叉知识内容，将思政元素融入专业知识内容的形式应该根据这一特点全面化、多元化地开展。授课老师在设计教案的时候，就应该将章节重要的知识面拆分到知识点，用思政元素这根红线将这些点串起来，以点带面，有利于学生形成整体有效地理解及记忆效果，潜移默化地将一些育德育人的正能量贯穿到教学实践。

例如讲授涡轮分子泵工作原理及结构时，抽气理论的计算比较复杂。授课老师可以结合课程特点减少计算过程的推导，但具体的工作原理可以通过短视频来播放，播放的软件主要是德国莱宝真空或美国安捷伦真空公司制作的产品专业视频，配合专业文字说明，能够生动逼真地将涡轮分子泵的工作原理展示给用户，中国生产涡轮分子泵的厂家在硬件方面并不比发达国家差，但是相应的产品配套软件却跟不上，这样产品的服务和宣传效果就难以适应网络信息时代的要求，21世纪产品的市场竞争就体现在为用户服务的细节上。我国的制造业发展迅猛，但工业软件却并不出众，需要在这方面有兴趣、有天赋的学生增强专业使命感，紧跟国家发展人工智能、先进制造业的步伐学好专业基础知识。涡轮分子泵的定子和转子以特殊角度组合在一起，涉及高等数学和工程学知识，授课老师适当讲一讲提出分子泵抽气理论的美国麻省理工学院shapiro教授和他的学生们的故事来活跃课堂气氛；飞速旋转的转子叶片将动量传递给被抽气体分子，涉及刚体转动力学、分子运动学知识，这方面很容易联想到飞机的涡轮发动机，可以讲一讲我国航空发动机的发展历程和最新进展；涡轮分子泵的空气轴承钢或磁悬浮轴承钢的选择，分子泵油采用饱和蒸气压低的有机物等，涉及高等材料学和化学知识，而这些都是处于产品产业链上的上游原材料，跟基础科学研究的发展密不可分。我国材料学的基础研究在学术层面进步很大，但在工程应用层面却比不上发达国家，有些重要设备必需的基础原材料依赖于进口。因此，仅仅从分子泵这一种应用到各种科技领域的关键真空获得设备来看，涉及的材料基础科学、高等数学和工程力学、计算机软件等专业知识面就能侧面反映国与国之间科技生产力的博弈。我国要实施科技强国战略，把握这些知识产权创新的竞争态势，必然离不开专业人才的努力成果。学生在现阶段就应该把握这方面的知识和见识，树立为实现中华民族伟大复兴而努力奋斗的理想信念，打好基础，迎难而上，提高个人综合素养以适应未来社会经济的发展需要。

3 课程思政元素融入教学环节的关键

3.1 教师角度：设计思考、把握全局、价值引领

实施课程思政的关键之一是教师角色。在中国教育“传道、授业、解惑”的思想体系下，要求教师的授课实践需从最低要求逐步上升为高度要求。最低要求是教师上一节课，可以是语言风格的幽默诙谐，可以是教学态度的和蔼可亲，可以是治学风格的严谨朴实，可以是理想信念的高瞻远瞩，把握其一便可以“授生以渔”。基本要求是对大纲解析的准确性、内容设计的精良性、整体布局的重点性、问题表达的直观性、语言表述的流畅性、语句编排的精彩性、时间长短的把握性、理论实践的统一性等方面进行全方位的设计和布局。高度要求是政治立场笃信坚定，理论观点简明正确，道理分析深刻透彻，案例表述精辟有力。从最低要求到高度要求，教师要将个人教学的方法、技巧等实践技能以及教学态度、风格等个人魅力同个人精神信仰联系起来，弘扬社会主旋律，宣传社会正能量，这样才能真正达到育人的目的，这也是符合习近平总书记在新时代对教师提出的“有道德情操，有扎实学识，有理想信念，有仁爱之心”的殷切要求。

在本课程中，授课老师应该把握真空获得设备、真空测量和真空检漏这三条主线，严格梳理各条主线中的核心知识内容，结合地区经济发展需要把真空行业应用最广泛的设备和技术手段优选出来精讲细讲，再从社会责任、行业使命、团队合作、伦理是非等思想政治层面着力教育和培养学生，牢牢把握教书育人理念，在教学中充分体系思政含量，做到“有理有例、有棱有角、有情有义、有滋有味、有己有人”。另外，按照教学进度合理安排思政元素融入课堂教学的师生互动环节，让学生在课下充分利用互联网资源挖掘与教学内容相关的思政元素，鼓励学生上讲台分享，授课老师根据分享的内容给予成绩，可纳入平时成绩的过程性评价中。

3.2 学生角度：学习主体、全程参与、内化吸收

学生是学习的主体，是实施课程思政教学的对象，也是教学评价中不可或缺的一项因素。无论授课老师做的课件有多么丰富多彩，课程思政融入教学环节做得多么润物无声，理论和实践结合做得多么深入浅出，学生不参与课堂教学，老师只能是唱“独角戏”。

授课老师在知识的广度和深度上下的功夫是毕竟有限的，学生在参与教学环节，融入以老师、课堂、学生为一体的课程文化建设的过程中，须主动从课下的知识资源中挖掘思政元素，以翻转课堂、对分课堂、有效课堂等教学手段补充到专业知识内容中。这样的好处是，课堂教学的时间管理得到了有效分配，学生发挥主观能动性寻找的思政资源更符合学生群体的口味，在渲染课堂教学氛围，激发共情力方面有着重要的作用。学生在讲台上分享这些资源后，老师和其他学生听众都可以发表自己的看法，积极讨论，集思广益，把某方面的专业知识深度推向更广更好的发展轨道。另外，通过学生自己的努力获取的知识，会更加容易内化吸收，这也符合“费曼学习法”自主学习的精髓。

4 结束语

本课程思政元素融入课堂教学的实践，授课老师进行教学设计时要牢牢把握思政元素与课程重要知识内容的有机衔接，并采用多元并举的融入方式循序渐进地开展。需在师生共同参与教学环节的基础上，将思政元素这条红线贯穿于教学的全过程，教师主导，学生补充，及时分享并讨论，增强专业课堂的文化建设，为高校理工科课程的思政化教学提供具有参考价值的典型案例。