“新工科”背景下大學(xué)物理課程中融入課程思政的實(shí)踐與探索

曹海霞

(蘇州大學(xué)東吳學(xué)院 江蘇 蘇州 215006)

2020年5月28日，為了深入貫徹落實(shí)習(xí)近平總書(shū)記關(guān)于高等教育的重要論述及全國(guó)教育大會(huì)精神[1]，教育部頒發(fā)了《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》.明確指出：“全面推進(jìn)課程思政建設(shè)是落實(shí)立德樹(shù)人根本任務(wù)的戰(zhàn)略舉措；課程思政建設(shè)是全面提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要任務(wù)”.當(dāng)今時(shí)代國(guó)際高科技的競(jìng)爭(zhēng)，關(guān)鍵在于卓越人才的競(jìng)爭(zhēng).而“新工科”正是基于國(guó)家戰(zhàn)略發(fā)展新需求、國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)新形式、立德樹(shù)人新要求而提出的我國(guó)工程教育改革方向.“新工科”人才培養(yǎng)目標(biāo)是指“培養(yǎng)多樣化、創(chuàng)新型卓越工程科技人才”[2].作為綜合院校理工科非物理專(zhuān)業(yè)學(xué)生公共基礎(chǔ)課的大學(xué)物理課程，承載著傳授知識(shí)、培養(yǎng)學(xué)生科研創(chuàng)新能力、提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要使命.在大學(xué)物理課程教學(xué)中思政教育思想的融入與“新工科”理念的實(shí)施是相輔相成的.在傳授物理專(zhuān)業(yè)知識(shí)的過(guò)程中潛移默化地融入思政元素，注重學(xué)生科學(xué)觀和價(jià)值觀的引導(dǎo)，努力培養(yǎng)具有嚴(yán)密邏輯思維能力、科研創(chuàng)新精神、家國(guó)情懷和職業(yè)使命感的未來(lái)卓越工程技術(shù)人員.在教學(xué)過(guò)程中真正實(shí)現(xiàn)全過(guò)程和全方位育人，將立德樹(shù)人落到實(shí)處[3].

筆者多年來(lái)一直承擔(dān)“電氣工程及其自動(dòng)化”等工科專(zhuān)業(yè)大學(xué)物理課程的教學(xué)，在教學(xué)過(guò)程中對(duì)融入思政教育進(jìn)行了一些探索與實(shí)踐.本文首先闡述了大學(xué)物理教學(xué)中融入思政教育的必要性和可行性，然后介紹了大學(xué)物理教學(xué)中融入思政教育的有效途徑，最后對(duì)教學(xué)中如何有效地融入課程思政提出一些思考.

1 大學(xué)物理教學(xué)中融入思政教育的必要性和可行性

首先，大學(xué)物理課程是高等院校非物理專(zhuān)業(yè)理工科的公共基礎(chǔ)課程，授課學(xué)時(shí)長(zhǎng)、受益面廣.大學(xué)物理是現(xiàn)代自然科學(xué)與工程物理科學(xué)的基礎(chǔ)，其課程目的是培養(yǎng)學(xué)生的物理素養(yǎng)、科學(xué)思維方法和科研創(chuàng)新能力，為后續(xù)專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下扎實(shí)的基礎(chǔ).物理學(xué)中的基本概念、物理定理和定律、物理學(xué)家與物理學(xué)史、物理實(shí)驗(yàn)等都是思想政治教育的切入點(diǎn).這些都為大學(xué)物理與思政元素有機(jī)融合教育墊定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)[4～6].其次，“新工科”是新時(shí)期為適應(yīng)新經(jīng)濟(jì)發(fā)展,高等院校所推行的高等工程教育改革建設(shè)的具有新時(shí)代特色的高等教育科類(lèi)，其人才培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)具有數(shù)字化思維、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識(shí)和跨界整合能力的復(fù)合型卓越工程技術(shù)人才.近幾年不同工程學(xué)科間，工程學(xué)科與其他學(xué)科的交叉融合產(chǎn)生了一些新興學(xué)科、新興產(chǎn)業(yè)，如新能源材料與器件、人工智能等.支撐企業(yè)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步的卓越工程師必須具備崇高的心靈和卓越的能力.培養(yǎng)學(xué)生的終身學(xué)習(xí)能力、銳意進(jìn)取的創(chuàng)新精神和強(qiáng)烈的民族使命感，不僅是“新工科”人才培養(yǎng)的必要條件，也是工科大學(xué)物理教學(xué)必需具備的新理念.因此，大學(xué)物理教師要科學(xué)安排教學(xué)內(nèi)容，改革創(chuàng)新教學(xué)模式及多元化的課程考核方式，將思政元素“潤(rùn)物細(xì)無(wú)聲”地融入其中，為培養(yǎng)具有探索精神和創(chuàng)新意識(shí)、具有家國(guó)情懷和社會(huì)責(zé)任感的綜合型創(chuàng)新人才服務(wù).

2 大學(xué)物理教學(xué)中融入思政教育的實(shí)施途徑

(1)首要任務(wù)是激發(fā)工科大學(xué)生的求知欲.通過(guò)介紹我國(guó)科學(xué)家在與物理課程相關(guān)的學(xué)科領(lǐng)域的杰出貢獻(xiàn)，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的科學(xué)態(tài)度、鍥而不舍的創(chuàng)新精神，激發(fā)學(xué)生熱愛(ài)科學(xué)事業(yè)的熱情.例如，在講授光學(xué)時(shí)，筆者給學(xué)生介紹了現(xiàn)任我校著名應(yīng)用光學(xué)專(zhuān)家、工程院院士潘君驊院士潛心治學(xué)、淡泊名利的崇高品德.潘院士將60多年的光陰全部奉獻(xiàn)給了我國(guó)光學(xué)非球面系統(tǒng)的研究工作.為了表彰潘院士在應(yīng)用光學(xué)研究領(lǐng)域做出的杰出貢獻(xiàn)，2019年一顆國(guó)際編號(hào)為216331的小行星，被批準(zhǔn)命名為“潘君驊星”.90歲高齡的潘院士依然堅(jiān)持進(jìn)實(shí)驗(yàn)室工作，幫助、指導(dǎo)年輕研究人員解決技術(shù)問(wèn)題.去年五月份潘院士為我校本科生開(kāi)設(shè)講座，分享了個(gè)人的成長(zhǎng)成才經(jīng)歷.他告誡年輕大學(xué)生：“不要攀比錢(qián)財(cái)享受”“只要是國(guó)家需要的，都要盡責(zé)去做”.光電科學(xué)與工程學(xué)院的學(xué)生聽(tīng)完報(bào)告，表示自己也會(huì)在今后的學(xué)業(yè)道路上奮發(fā)努力，不忘潘院士的教誨，攻堅(jiān)克難，爭(zhēng)取為祖國(guó)的光電領(lǐng)域貢獻(xiàn)一份力量.通過(guò)傾聽(tīng)身邊的科學(xué)家的求學(xué)科研經(jīng)歷，激勵(lì)學(xué)生熱愛(ài)自己所學(xué)專(zhuān)業(yè)、熱愛(ài)就讀的蘇州大學(xué)；培養(yǎng)學(xué)生勇于創(chuàng)新，敢于挑戰(zhàn)，仰望星空，腳踏實(shí)地的科研品質(zhì).

(2)從內(nèi)心深處激發(fā)學(xué)生科技報(bào)國(guó)的家國(guó)情懷和使命擔(dān)當(dāng).以物理知識(shí)在最新科學(xué)技術(shù)中的應(yīng)用實(shí)例對(duì)學(xué)生進(jìn)行科技國(guó)情教育，激發(fā)學(xué)生的愛(ài)國(guó)之心，從而實(shí)現(xiàn)大學(xué)物理課程教學(xué)的育人功能.例如在講授“現(xiàn)代宇宙學(xué)”時(shí)，可結(jié)合我國(guó)在航空航天技術(shù)方面的重大進(jìn)展，帶領(lǐng)學(xué)生開(kāi)啟太空探索之旅.2020年7月23日“天問(wèn)一號(hào)”火星探測(cè)器在海南文昌發(fā)射成功.這是中國(guó)首次執(zhí)行火星探測(cè)任務(wù).再如，在講授“原子核與基本粒子”時(shí)，可介紹2020年7月28日國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆(ITER)計(jì)劃重大工程安裝啟動(dòng)儀式在法國(guó)舉行，本次啟動(dòng)的是國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆托卡馬克裝置安裝工程.該計(jì)劃承載著人類(lèi)和平利用核聚變能的美好愿望，對(duì)于從根本上解決人類(lèi)共同面臨的環(huán)境問(wèn)題、能源問(wèn)題和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展問(wèn)題具有重大意義.我國(guó)自2006年開(kāi)始參與ITER計(jì)劃，ITER組織總干事貝爾納·比戈在啟動(dòng)儀式發(fā)布會(huì)上提到，中國(guó)以快速的工程反應(yīng)和科研進(jìn)步，成為各合作方中兌現(xiàn)國(guó)際承諾的典范.課堂教學(xué)過(guò)程中和學(xué)生分享我國(guó)最新工程科技成果，我國(guó)在國(guó)際科研合作項(xiàng)目中的巨大貢獻(xiàn)，自然會(huì)喚起學(xué)生內(nèi)心強(qiáng)烈的自豪感、職業(yè)責(zé)任感和使命感.我們要讓學(xué)生深刻意識(shí)到：卓越工程師是人類(lèi)進(jìn)步和技術(shù)革新的主力軍，他們的工作影響著中華民族的未來(lái)，甚至影響著世界人民的未來(lái)；只要他們執(zhí)著地追求，鍥而不舍地攀登，著力突破核心關(guān)鍵技術(shù)，打造響亮的民族品牌，我國(guó)必將迎來(lái)科技創(chuàng)新的新時(shí)代.真正達(dá)到傳播知識(shí)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)價(jià)值引領(lǐng)，培養(yǎng)“新工科”學(xué)生工程倫理素養(yǎng)，精益求精的大國(guó)工匠精神.

(3)通過(guò)滲透物理學(xué)家與物理學(xué)史教育，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和創(chuàng)新意識(shí).卓越工程人才只有思想開(kāi)放，善于接受“意料之外的新現(xiàn)象、新信息”，才能有助于創(chuàng)新.教學(xué)中盡量還原物理學(xué)家探索物理原理、物理規(guī)律的過(guò)程，展現(xiàn)物理學(xué)家在研究思考物理問(wèn)題時(shí)的批判性思維和科學(xué)研究素養(yǎng)，從而將科學(xué)探究精神通過(guò)課堂教學(xué)內(nèi)化于學(xué)生內(nèi)心.例如，在講授X射線在晶體上的衍射時(shí)，筆者讓學(xué)生通過(guò)查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料了解1895年德國(guó)實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家倫琴發(fā)現(xiàn)了這種奇特的新射線——X射線[7].他在暗室中采用帶勒納德窗的陰極射線管實(shí)驗(yàn)時(shí)，為了消除外界可見(jiàn)光的干擾因素，他用黑紙將陰極射線管包起來(lái).一個(gè)奇怪的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象引起了他的注意.在一片漆黑的房間里，他偶然發(fā)現(xiàn)有一塊熒光屏發(fā)出熒光.這種熒光在磁場(chǎng)中不偏轉(zhuǎn)，還可使照相底片感光，具有很強(qiáng)的穿透性.X射線的發(fā)現(xiàn)，將人類(lèi)首次帶入了微觀世界.1901年瑞典皇家科學(xué)院將歷史上第一個(gè)諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予了他.事實(shí)上在這之前英國(guó)克魯克斯、美國(guó)古茨彼德等科學(xué)家曾發(fā)現(xiàn)過(guò)與倫琴所見(jiàn)的類(lèi)似的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，但可惜沒(méi)有引起他們的足夠關(guān)注.他們沒(méi)有抓住這些異常現(xiàn)象，追根究底地去研究，而倫琴卻抓住了這一機(jī)遇，機(jī)遇偏愛(ài)有準(zhǔn)備的頭腦.X射線的發(fā)現(xiàn)對(duì)倫琴來(lái)說(shuō)是偶然的，也是必然的，偶然中有其必然性.這正是他長(zhǎng)期堅(jiān)持對(duì)實(shí)驗(yàn)探索工作的專(zhuān)注和執(zhí)著才獲得的必然成果.此外，倫琴淡泊名利的崇高品德值得稱(chēng)頌.他將諾貝爾獎(jiǎng)金捐獻(xiàn)給了維爾茨堡大學(xué)用于資助科學(xué)研究.他將科研成果全部無(wú)私地奉獻(xiàn)給了人類(lèi).當(dāng)今時(shí)代X射線依然在醫(yī)學(xué)診斷和治療、生命科學(xué)、國(guó)防、材料結(jié)構(gòu)探測(cè)等方面有著廣泛的應(yīng)用.通過(guò)一些有趣的物理學(xué)家的故事不斷提高學(xué)生認(rèn)識(shí)問(wèn)題、分析和解決問(wèn)題的綜合能力，幫助學(xué)生樹(shù)立正確的科學(xué)觀.

(4)注重滲透物理學(xué)思想方法的啟發(fā)性，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維方法和社會(huì)主義核心價(jià)值觀.只有發(fā)揮物理知識(shí)的理性思維力量和培養(yǎng)高尚人格的育人功能，學(xué)生才能從知識(shí)學(xué)習(xí)過(guò)程中感悟思想和智慧的啟迪、獲得人格的熏陶.物理學(xué)思想方法是蘊(yùn)含于物理教學(xué)過(guò)程中呈現(xiàn)物理教學(xué)多元價(jià)值的重要教學(xué)內(nèi)容[8].例如在講授“熱力學(xué)第二定律”一章時(shí)，判斷一個(gè)熱力學(xué)過(guò)程是可逆與不可逆過(guò)程，關(guān)鍵看過(guò)程對(duì)環(huán)境的影響在系統(tǒng)返回原態(tài)時(shí)能否全部被消除.熱力學(xué)第二定律揭示了各種運(yùn)動(dòng)形式的能量在宏觀過(guò)程中互相轉(zhuǎn)化時(shí)在方向上受到“單向性”限制的規(guī)律.自然界有不少現(xiàn)象表現(xiàn)出過(guò)去發(fā)生的事情是不可能重現(xiàn)的，正如我國(guó)有句成語(yǔ)“覆水難收”.當(dāng)一個(gè)孤立系統(tǒng)經(jīng)歷了不可逆過(guò)程，系統(tǒng)的熵總是增加的.熵的引入和熵增原理的物理學(xué)思想在物理學(xué)中占有重要地位.熵理論日益廣泛地應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域.熵增帶來(lái)的能源問(wèn)題、環(huán)境污染問(wèn)題都是值得大家關(guān)注的問(wèn)題.通過(guò)闡述物理定律中蘊(yùn)含的物理思想方法提高學(xué)生保護(hù)生態(tài)自然環(huán)境的意識(shí)，倡導(dǎo)尊重自然、愛(ài)護(hù)自然的綠色價(jià)值觀念，有效利用能源減少熵的產(chǎn)生，讓生態(tài)環(huán)保思想成為社會(huì)生活中的主流文化.這樣真正達(dá)到傳授知識(shí)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了能力提升及價(jià)值引領(lǐng)，讓無(wú)形的“課程思政”浸潤(rùn)學(xué)生的心靈.

3 對(duì)大學(xué)物理教學(xué)的啟示

挖掘大學(xué)物理課程中蘊(yùn)含的豐富多彩的思想價(jià)值和精神內(nèi)涵，是開(kāi)展“課程思政”的基礎(chǔ)和前提，而如何利用好這些思政素材，充分發(fā)揮它們的思想政治教育功能，則需要教師在教學(xué)過(guò)程中進(jìn)行不斷實(shí)踐和思考.由于課堂教學(xué)時(shí)間有限，教師應(yīng)發(fā)揮引導(dǎo)作用，采用將專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)與立德樹(shù)人相得益彰的教學(xué)形式和教學(xué)策略，在講授知識(shí)同時(shí)春風(fēng)化雨般地融入思政教育.課程思政不能僅局限于課堂教學(xué)環(huán)節(jié)，更需要延伸到課前和課后，實(shí)現(xiàn)全程育人.可充分利用線上優(yōu)質(zhì)的MOOC教學(xué)資源，采用線上線下、翻轉(zhuǎn)課堂混合式教學(xué)模式進(jìn)行教學(xué)[9].課堂教學(xué)中以學(xué)生為中心，以問(wèn)題為導(dǎo)向，通過(guò)課堂小組討論、辯論等環(huán)節(jié)，將思政教育融入大學(xué)物理教學(xué)，即寓“道”于教，寓“德”于教.集物理基礎(chǔ)知識(shí)、高科技發(fā)展成果、物理學(xué)家與物理學(xué)史、物理學(xué)思想方法于一體的大學(xué)物理課堂，既能激發(fā)學(xué)生的求知欲，又能引導(dǎo)學(xué)生樹(shù)立正確的科學(xué)觀、社會(huì)主義核心價(jià)值觀.

另一方面，“新工科”背景下大學(xué)物理課程的思政教育對(duì)大學(xué)物理教師提出了新的要求.首先，教師不僅要掌握扎實(shí)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，還要不斷提高對(duì)物理學(xué)的人文認(rèn)知，提升自己政治理論修養(yǎng)，立己才能立人.教師自身的德育知識(shí)和德育能力直接影響了課程思政的教學(xué)質(zhì)量和效果.其次，教師要注重物理的專(zhuān)業(yè)應(yīng)用性，強(qiáng)調(diào)物理在科技發(fā)展中的支撐及引領(lǐng)作用.要主動(dòng)地、有意識(shí)地關(guān)注所教專(zhuān)業(yè)的最新技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)，緊跟世界科技發(fā)展的步伐.及時(shí)將我國(guó)的科技研究成果在課堂上呈現(xiàn)，向?qū)W生介紹與課程相關(guān)的工程技術(shù)新成果，培養(yǎng)學(xué)生的工程思維.

綜上所述，將思政元素融入大學(xué)物理教學(xué)，激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)物理、立志樹(shù)德，是每個(gè)物理教育工作者應(yīng)該長(zhǎng)期堅(jiān)持的工作.我們應(yīng)充分發(fā)揮大學(xué)物理課程在實(shí)施課程思政中存在的特色優(yōu)勢(shì)，不斷挖掘積累物理課程中的思政素材，以“潤(rùn)物細(xì)無(wú)聲”的方式融入課程思政元素，優(yōu)化多樣化的教學(xué)模式和考核方式，探索出一條適合“新工科”培養(yǎng)目標(biāo)的課程思政新途徑.真正實(shí)現(xiàn)傳授物理知識(shí)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)能力提升和價(jià)值引領(lǐng)，將立德樹(shù)人落到實(shí)處.