医工融合专业传感器课程思政教学研究

刘 剑，苏 昂，朱文兴，高 瑞

(山东大学 控制科学与工程学院，山东 济南 250061)

0 引言

生物医学工程、智能医学工程均是典型的医工融合新兴专业，主要是利用工学的思想、方法和技术解决医学问题[1]。在当前“健康中国”的大背景下，从这些专业毕业的学生具有非常好的发展前景，是时下高中生报考的热门专业。

“生物医学传感器与测量”及“智能医学传感技术”是笔者面向本科生开设的两门重要专业课，“微纳传感器与应用”是面向研究生开设的选修课程。这些传感器课程内容涉及物理、化学、生理、分子生物学、材料、人工智能及电子信息等多个学科和门类的知识[2]，既有像压阻传感、电容传感和压电传感等物理传感技术，还有酶催化传感、免疫传感和基因传感等医学传感技术，传感器制备工艺还讲授微加工和纳米技术，具有知识前沿、科技感强的特点，符合当前人工智能和个性化医疗电子产品的发展潮流，受到学生们的喜爱。学生毕业后不仅可以在保障人民健康的医疗行业就业，而且在国防、航天等重要领域也有良好的就业前景。

在全国高校思想政治工作会议上，习近平总书记强调：高校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[3]。为贯彻习总书记的讲话精神，我们在讲授医工融合专业传感器知识的时候，就如何挖掘其中的思政元素，并融入到专业知识的讲授中，实现专业课程与思政教育协同教学，使之成为高校思想政治教育的重要阵地，进行了一些思考，本文算作抛砖引玉，供交流讨论。

1 思政教育融入传感器教学的必要性

教育部最新发布的《高等学校课程思政建设指导纲要》指出，要发挥好每门课程的育人作用，提高高校人才培养质量，同时落实立德树人根本任务，必须将价值塑造、知识传授和能力培养三者融为一体、不可割裂。

目前大部分高校的思政课程与专业课程是并行开课、独立讲授。由于受专业影响，特别是灌输式教学方式，以及和学生关注的未来就业关联性不大，长期以来思政课在学生心中是被边缘化的，使得多数高校大学生认为思政课的开设多余，对思政课的学习态度普遍消极被动，甚至产生反感厌恶情绪。大学生处于由学校到社会的转折和过渡期，心理发展尚不成熟[4]。当前有不少大学生存在信仰缺失的问题，享乐主义、功利主义抬头，学有所成不思报效国家却追逐国外公司的高薪和舒适条件，造成我国人才严重流失。有些进入国家重要科研院所的高校毕业生因为信仰缺失意志不坚定，容易被国外间谍利用，窃取国家机密。有鉴于此，思政教育方式的创新显得尤为重要。

生物医学传感器是医学检测设备的关键核心部件，是关乎人民群众健康的基础性产品。微纳传感器与传统传感器相比，具有体积小、重量轻、功耗低、高灵敏、易集成等优点，在智能化工业和国防军事领域发挥着无可替代的作用。如今的智能终端、智能汽车、机器人和尖端武器等都对微纳传感器有严重依赖，微纳传感器的发展水平制约和决定着智能化行业的发展，已成为世界各国高新科技研发的重点领域。近年来我国生物医学传感器和微纳传感器行业取得显著成就，但发展状况依然不容乐观，无论从产品竞争力还是所占市场份额都不如欧美等发达国家。从全球市场看，美国、日本、德国占据全球生物医学传感器市场近七成份额，而中国仅占到 10%左右[5]，客观上造成我国医疗器械行业处于中低端水平。我国超过90%的高端传感器从国外进口，国产微纳传感器的可靠性指标一般与国外同类产品存在1～2个数量级的差距[6]。由于欧美等国家在高端传感器行业处于垄断地位，所以敢于对我国华为、中兴等科技公司实施封锁，严重制约我国高新技术的发展。只有突破关键性技术，提升自研能力才能打破国外对高端传感器的垄断。

大学生是国家重点培育的高技术人才，在培养过程中除了专业知识外，还要加强思想政治教育，体现专业知识与立德树人相统一的育人精神，培养合格的社会主义建设者和接班人。医工融合专业传感器课程涵盖知识范围广，与最新科技发展联系紧密，机器人、尖端武器、手机等高科技产品包含大量传感器元件。学生对高科技电子产品关注度高，结合时事热点开展思政教育，学生更易接受。因此，探索将思政教育融入传感器课程，将专业知识与思政元素有机结合，形成协同效应，在传授专业知识的同时增强学生的爱国主义精神和科技报国的责任感、使命感。坚定马克思主义信仰，增强对党的政治认同、思想认同、情感认同。提升思政教育亲和力和针对性，是响应习近平主席高校教育工作重要指示，开创我国教育事业发展新格局的重要实践，是非常必要的。

2 “传感器+思政”协同教学的目标

首先要深刻体会习总书记提出的“使社会主义核心价值观内化为人们的精神追求，外化为人们的自觉行动”的要求。根据生物医学工程专业传感器类课程具有的科技感强、多学科交叉和引领尖端技术发展的特点，要进行“传感器+思政”协同教学，必须结合本专业学生的知识储备、学习能力、专业素质等情况，深入挖掘专业课程中的思政元素，将其与专业知识教学有机融合。这就要求授课教师不仅具有深厚的专业知识储备，还要掌握灵活多变的教学技巧。在教学过程中嵌入的思政元素不能牵强附会，而是自然流出，因地制宜地将立德树人的思政元素融入传感器教学中，在讲授的专业知识中体现社会主义核心价值观和爱国主义精神，提高在校大学生的思想道德素养和科学素养，增强服务国家、服务人民的社会责任感。

3 “传感器+思政”协同教学的建设内容

立足于传感器课程所讲授的知识点，深入挖掘其中的思政德育元素，把“立德树人”作为教育的根本任务，贯穿于教学的全过程。平时要注意搜集整理思政案例，按章节分类，从多角度、全方位建设形式多样的思政资源素材库，将“课程思政”系统化、长期化。在教学过程中，精心设计课堂教学方案，明确教学目标，恰如其分地引入思政教学案例，做到案例鲜活，贴近学生、贴近实际、贴近专业，不生搬硬套，避免形式主义，协同教学建设内容如图1所示。

图1 协同教学建设内容

3.1 挖掘凝炼传感器教学过程中的德育元素

要实现思政与专业课有机融合、协同教学，思政元素的挖掘凝练是基础和根本。因此，需要仔细梳理传感器课程中所蕴含的思想点和精神内涵，并对其进行总结凝练。平时注意收集整理与传感器相关的新闻报道、热点时事，挖掘和剖析其中的与专业知识，讲授相关的思政元素，并做好记录。

例如在讲传感器类课程绪论的时候，授课的一个知识点是生物医学传感器的发展趋势，以血糖检测为例，取样方式从静脉血到指血到体液发展，检测方式从有创到微创到无创发展，无创伤性血糖检测是未来的发展趋势。由于全世界患糖尿病的人数以亿计，血糖检测的市场容量庞大，为赢得先机抢占市场，世界各国科学家都在加紧研究无创伤性血糖检测方法。我国人口基数大，是世界上糖尿病人数最多的国家之一，我们必须研发自己的无创血糖检测技术，防止市场被国外技术垄断，随意提高价格，增加人民群众医疗负担。大学生作为高技术人才，应当承担起相应的责任。此时考虑到近期发生的美国政府对我国高技术企业华为公司实施全面封锁，以及2018年美国以“莫须有”的罪名对中兴通讯进行制裁，最终中兴公司以支付10亿美元罚款达成和解协议。美国之所以敢肆意打压我国企业，就是因为掌握了芯片设计制造的核心技术，处在产业供应链顶端。而我国在高端传感器技术领域话语权小、不具竞争力，也是因为传感器行业高端人才匮乏，缺乏自主知识产权，核心技术受制于人，一旦两国发生贸易摩擦，容易被别人卡脖子，受制于人。通过这些讲解，不但激发学生对生物医学传感器的学习兴趣，而且增加学生的民族使命感和社会责任感。顺势向学生提及十九大报告中“坚定实施科教兴国战略、人才强国战略”，鼓励学生为中华民族伟大复兴奋斗，树立科研报国的人生目标。

3.2 建设思政教育素材资源库

“立德树人”作为教育的根本任务必须贯穿于教育的全过程。多角度、全方位建设形式多样的思政与人文资源素材库是实现“课程思政”系统化、长期化的前提。本文建立的思政教育素材资源库如表1所示，首先在教学过程中，注重搜集整理与课程知识和思政有关的案例，将其按章节知识点分类，以便在教学中灵活选用，案例的形式是多元化的，可以是文字也可以是视频，既有新闻报道，也有中央政策。另外，通过推敲相对应思政主体和思政教学目标，系统化地进行思政与传感器协同教学，确保良好的教学效果。

表1 思政教育素材资源库范例

3.3 丰富符合思政教育和专业课特点的授课形式

由于专业课教学内容多，课堂授课时间紧张，不宜将思政教育在课堂上过多展开，挤占专业知识教学时间。因此，灵活多样的授课形式才能在有限的时间内发挥出更好的效果。另外，思政融入专业课不应该是简单说教，而是开展多样有趣的教学形式。例如，在课上讲授蕴含思政元素的知识点时，只把其中的思政元素点出即可。课后将相关的具体案例发给学生们，引导大家去观看相关视频和新闻报道，并在下一次课的课间与学生们分享交流体会心得，这样的形式既达到了思政教育的目标又拉近了与学生的心理距离，是学生容易接受的形式。再如：充分发挥网络技术在信息交流和共享方面的便捷性，引导学生将课堂上的思政教学案例在课下进一步查阅文献资料和深入思考，鼓励大家写一些随笔和心得表达自己的观点，在班级微信群、QQ 群、雨课堂等平台展开学习讨论，形成课上课下、线上线下、师生互动、生生互动的良好的学习氛围。并把学生新挖掘的思政案例加入到思政教育素材资源库，不断丰富其内容。

4 协同教学效果反馈与评价

为了解医工融合专业“传感器+思政”协同教学效果，及时修正不足之处，通过问卷调查方式随机抽取一个班由学生作出教学评价，问卷中设置了正面评价选项、负面评价选项和留言评价三种类型。统计结果显示有95%的学生对协同教学作出正面评价，在留言栏中，学生纷纷留下评语，如“自从老师引入思政内容后，才发现传感器是一个民族产业，要好好学，与祖国同呼吸，共奋斗！”，“不仅学到专业知识，还上了一堂思政课”等。同时不少学生提出希望教师多介绍一些传感器在国防上的应用。总之，在传感器课程引入思政协同教学后，授课教师感觉课堂氛围更活跃，学生的专注力和积极性较往年有所提高。

5 结语

将传感器课程与思政教育协同教学，实现专业知识获取与价值引领的统一，以“立德树人”为第一原则，凸显生物医学工程专业传感器课程中的思政内涵，引导学生树立正确的人生观、价值观。在课堂教学中，通过启发实现学生的共鸣与思考，注重与学生的生活环境、心理动态、网络影响的联系，顺势学生的思维，使学生产生兴趣和共鸣，是一种教学创新，也是一次有益的探索。根据学生评价和授课效果可知，协同教学增强了学生社会责任感和专业自豪感。授课形式得到学生认可，也证明“传感器+思政”协同教学是一种有效的教学创新。下一步通过继续完善课程建设方法，丰富资料库内容，探索新的教学形式，努力打造学生欢迎的融合思政教育的专业课。