【课程思政建设经验谈】《几何量测量》：精密测量助力科技强国，课程思政激励学生精进

一、课程简介

《几何量测量》是电信学院测控技术与仪器专业的一门特色专业课程，几何量测量是工业中为保证加工精度与质量的最基本、最主要的任务之一。通过本课程学习，让学生掌握长度、角度、锥度几何尺寸、形位公差、表面粗糙度等关键几何量的测量概念，掌握坐标测量、光学测量、零件综合测量等典型测量方法。课程综合了数学、物理、光学、机械、电子、计算机、传感器、控制理论等理论基础和专业基础课程，重点突出激光精密测量新技术在几何量测量中的测量原理和应用。

课程是在 “中国制造2025”建设制造强国战略机遇下，突破国外“卡脖子”关键技术背景下，以学校学分制改革和工程认证工作为契机，新增的面向电信学院学生开设的专业选修课，以天津市一流专业建设和课程思政建设为动力，通过改革授课内容、授课方法和考核方式，提高测控技术与仪器专业教育水平、全面提高测控专业学生在测量仪器专业的能力，培养未来能适应国家科技需求、解决复杂工程问题、突破中国制造关键技术瓶颈的关键技术人才。

本课程主讲教师为杨国威，任课老师为青年博士，在研国家级和省部级多项科研项目，授课老师通过将科研前沿技术引入到本科课堂中进行介绍，通过介绍精密测量技术在国家重大行业中的应用案例开展课程思政教育，激励学生在精密测量中努力学习技术知识本领，精进自己，努力为国家的科技进步做贡献。

二、课程思政教学特色教学方法

课程创新教学方法和考核方式，将思政教育融入测控专业教学中。

通过案例教学和翻转课堂的教学方法，让学生理解几何量测量在国家现代制造技术和装备中的应用，掌握相关测量方法与技术。案例教学能够将所学的基础课程和专业基础课程和几何量测量有机结合起来，用案例引出理论，用理论指导测量案例分析。翻转课堂通过让学生自主查阅文献资料，上台讲解几何量测量案例，了解测量仪器系统的技术背景和应用价值，自主结合所学基础理论和专业知识分析测量原理和特点。通过积极调动学生的自主能动性，课堂内把自己当做课堂主角，课堂外把自己当做推动国家科技进步的创新人，精益求精，把知识和技术谱写在以后的工作中。

课堂学生讲解几何量测量案例及学生提问问答

课程评价方式，不是通过考试或由老师一人评分，而是由学生打分。在翻转课堂引导学生对案例讲解学生进行案例提问，提问人提问问题的水平和讲解学生的讲解答疑水平都作为考评的标准，最后打分由学生老师综合评分得到。打分结果通过微信平台统计，提高学生打分兴趣和严肃性，保证激励效果。

几何量测量学术报告评分微信截图

三、课程思政典型教学案例

案例一、光刻机中多自由度激光干涉仪

随着中美贸易战的爆发，美国对华为公司芯片禁令，一种中国在半导体设备制造上最大的短板，称为现代光学工业之花的高端装备——光刻机，成为了在中国人民中广为人知的仪器设备，也成为国家目前迫切需要突破的关键技术。而光刻机制造商中，以荷兰（ASML）技术最为先进，目前ASML光刻机中包含双硅片台和单掩摸台工件3个工作台的18个自由度，测量轴数达到25轴。为实现10nm特征线宽的加工需求，这种多自由度的测量精度要求达到亚纳米甚至皮米级别精度的测量。这就需要研究高精度的激光干涉仪来实现微小位移的精密测量。

通过该案例激励学生掌握激光精密测量技术，实事求是，精益求精，才能提高自身的专业技术知识和本领，为国家的科技和经济命脉不受制于人而努力。

光刻机中的干涉测量光路

案例二、激光干涉引力波天文台

获得2017年度诺贝尔物理学奖的团队贡献为利用光干涉引力波天文台（LIGO）探测器实现引力波观测，验证了爱因斯坦广义相对论所预言的一种以光速传播的时空波动——引力波。而实现引力波探测的“激光干涉引力波天文台”（LIGO）就是一种精密的激光干涉仪。LIGO的主要部分是两个互相垂直的干涉臂，臂长均为4000米。在两臂交会处，从激光光源发出的光束被一分为二，分别进入互相垂直并保持超真空状态的两空心圆柱体内，然后被终端的镜面反射回原出发点，并在那里发生干涉。若有引力波通过，便会引起时空变形，一臂的长度会略为变长而另一臂的长度则略为缩短，这样就会造成光程差发生变化，因此激光干涉条纹就会发生相应的变化。LIGO相对测量精度达到为10^-21，为了保证精确性，还需要很强的隔振等抗干扰设施。

因此通过此案例分析，让学生了解到科学的桂冠——诺贝尔奖离我们并不遥远，前提是我们要脚踏实地，精益求精，把每一件事情做到极致，就可以摘取该方向的桂冠。

激光干涉引力波天文台和测量原理

编辑：王静

审校：李瑞宁