大學(xué)物理中的思政課程

張王曦月 周琦 蔣小康

摘要以磁場(chǎng)對(duì)載流導(dǎo)線的作用為例，對(duì)如何在大學(xué)物理中的開展課程思政進(jìn)行案例研究。通過(guò)列舉一些與安培力相關(guān)的生活設(shè)施，把難以理解的物理知識(shí)與日常生活生產(chǎn)緊密相連，使學(xué)生感受到科學(xué)知識(shí)就是第一生產(chǎn)力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和興趣。通過(guò)引入科學(xué)家馬偉明的感人事跡激勵(lì)學(xué)生要認(rèn)真學(xué)習(xí)，將來(lái)為我國(guó)的科技進(jìn)步貢獻(xiàn)自己的力量。

關(guān)鍵詞 大學(xué)物理 安培力 課程思政

中圖分類號(hào)：G424文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.27.053

On Course-based Ideological and Political Education in College Physics

——Taking the force on current-carrying wire in a magnetic field as an example

ZHANG Wangxiyue， ZHOU Qi， JIANG Xiaokang

（College of Physical Science and Technology， Yili Normal University， Yining， Xinjiang 835000）

AbstractThe force on current-carrying wire in a magnetic field is taken as an example to make a case study on the curriculum ideology and politics in college physics in this paper. By listing some living facilities related to ampere force， the incomprehensible physical knowledge is closely connected with daily life and production. The students can feel that scientific knowledge is the first productive force and stimulate their enthusiasm and interest in learning. The touching story of scientist Ma Weiming is further introduced and the students are encouraged to study hard and contribute to the progress of science and technology in China in the future.

Keywordscollege physics； ampere force； the curriculum ideology and politics

0前言

2016年12月，習(xí)近平總書記在全國(guó)高校思想政治工作會(huì)議上指出：“高校思想政治工作關(guān)系高校培養(yǎng)什么樣的人、如何培養(yǎng)人以及為誰(shuí)培養(yǎng)人這個(gè)根本問(wèn)題，要堅(jiān)持把立德樹人作為中心環(huán)節(jié)，把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過(guò)程，實(shí)現(xiàn)全程育人、全方位育人，努力開創(chuàng)我國(guó)高等教育事業(yè)發(fā)展新局面”。一名合格的大學(xué)生，除了具備扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)、高水平的實(shí)踐動(dòng)手能力之外，還必須具備強(qiáng)烈社會(huì)責(zé)任感和求真務(wù)實(shí)的科學(xué)精神。因此，在高校中給學(xué)生樹立正確的世界觀、人生觀和價(jià)值觀，培養(yǎng)積極向上的生活態(tài)度，牢固確立社會(huì)主義國(guó)家的使命感、責(zé)任感十分重要。[1-4]

物理學(xué)是研究物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)、基本運(yùn)動(dòng)形式、相互作用的一門自然科學(xué)。對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和科學(xué)素養(yǎng)，正確認(rèn)識(shí)客觀事物，形成唯物主義世界觀有著十分重要的作用?！按髮W(xué)物理”是理工科高校開設(shè)的一門重要的基礎(chǔ)理論課程，具有受眾面廣、上課人數(shù)眾多等特點(diǎn)，因此開展思想政治教育十分必要。當(dāng)然，“大學(xué)物理”課程中實(shí)施課程思政也具備一定的有利條件?！按髮W(xué)物理”課程內(nèi)容十分豐富，有待挖掘和提煉的思政元素有很多。該課程涉及大量的科學(xué)思想、科學(xué)方法、科學(xué)家精神等，蘊(yùn)含深刻的辯證唯物主義世界觀和人文精神。因此，通過(guò)這些物理規(guī)律、物理知識(shí)背后的人文精神的發(fā)掘，靈活搭建物理知識(shí)點(diǎn)和人文思政元素之間聯(lián)系的橋梁，幫助學(xué)生快速理解較為抽象的物理概念，同時(shí)對(duì)學(xué)生進(jìn)行價(jià)值情感的培養(yǎng)。

目前，在“大學(xué)物理”課程中開展課程思政的相關(guān)理論和實(shí)踐研究正如火如荼。如何將課程中蘊(yùn)含的思政元素提煉出來(lái)，并將其有效融入課堂教學(xué)過(guò)程中，將知識(shí)傳授與價(jià)值引領(lǐng)合二為一，充分發(fā)揮專業(yè)課程的思政育人功能，是當(dāng)前我們?cè)趯?shí)踐教學(xué)過(guò)程中實(shí)施課程思政最關(guān)鍵的一個(gè)難題。[5-9]本文以“大學(xué)物理”課程中“磁場(chǎng)對(duì)載流導(dǎo)線的作用”這一章節(jié)為例，談一談在“大學(xué)物理”教學(xué)過(guò)程中如何實(shí)施課程思政。

1課程講解與課程思政

1.1理論知識(shí)的講解

1.2應(yīng)用與課程思政

以兩根載流直導(dǎo)線為例講解安培定律的應(yīng)用。例題：兩根相距15cm的無(wú)限長(zhǎng)平行直導(dǎo)線，電流方向相反大小均為200A，求第一根導(dǎo)線上1.5m長(zhǎng)的一段導(dǎo)線所經(jīng)受第二根導(dǎo)線的作用力。

導(dǎo)入思政內(nèi)容：例題講解結(jié)束后，為了擴(kuò)充相關(guān)知識(shí)，提高同學(xué)們的學(xué)習(xí)興趣，對(duì)安培的科學(xué)故事進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹。安培是法國(guó)物理學(xué)家，出生于里昂一個(gè)富商家庭。盧梭的教育理念對(duì)安培父親影響很大，從小就注重培養(yǎng)他的獨(dú)立思考和自學(xué)能力，給他許多圖書資料，供他自己學(xué)習(xí)和研究。測(cè)量電流的工具-安培計(jì)就是他設(shè)計(jì)出來(lái)的儀器，后來(lái)經(jīng)過(guò)改進(jìn)也叫作電流計(jì)。雖然安培從事物理相關(guān)研究工作很短暫，但是他以獨(dú)特的、透徹的分析，論述帶電導(dǎo)線的磁效應(yīng)，是電動(dòng)力學(xué)的開創(chuàng)者。安培的個(gè)人成長(zhǎng)經(jīng)歷告訴學(xué)生，獨(dú)立思考和自學(xué)能力對(duì)個(gè)人的發(fā)展十分重要，是形成創(chuàng)新思維的前提。愛因斯坦也曾經(jīng)說(shuō)過(guò)：“發(fā)展獨(dú)立思考和獨(dú)立判斷的一般能力，應(yīng)該放在教育的首位，而不應(yīng)當(dāng)把獲得知識(shí)放在首位?！狈从^如今我們?cè)S多大學(xué)生都缺少這一重要的能力，他們只關(guān)心知識(shí)的獲得，學(xué)習(xí)成績(jī)的優(yōu)劣，對(duì)于獨(dú)立思考和自學(xué)能力的培養(yǎng)往往忽視不見。當(dāng)然這也與很多學(xué)生自上學(xué)以來(lái)接受的應(yīng)試教育模式有關(guān)，從小就沒有養(yǎng)成一個(gè)良好的獨(dú)立思考習(xí)慣。因此，在教育教學(xué)過(guò)程中，要改變傳統(tǒng)教學(xué)“填鴨式”教育方式，要有意識(shí)地去引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考，自主學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

接著提出問(wèn)題：請(qǐng)同學(xué)們列舉，在我們的日常生活、生產(chǎn)中有哪些安培定律應(yīng)用的實(shí)例呢？同學(xué)A回答道：“安培力在我們的生活生產(chǎn)中有著十分廣泛的應(yīng)用，例如電風(fēng)扇，電動(dòng)車還有磁懸浮列車等?！?/p>

繼續(xù)提問(wèn)：大家了解磁懸浮列車嗎？我國(guó)當(dāng)前磁懸浮列車發(fā)展的情況怎么樣了？“磁懸浮”這個(gè)概念最早是俄國(guó)科學(xué)家提出來(lái)的，通過(guò)電磁吸力或電磁斥力將列車懸浮于空中，以此盡可能減小摩擦阻力，提高列車速度。20世紀(jì)末，日本首次制造出用于載客的磁懸浮列車，時(shí)速高達(dá)420km/h，隨后德國(guó)、美國(guó)相繼取得技術(shù)突破，掌握磁懸浮列車相關(guān)核心技術(shù)。2003年1月，我國(guó)第一列磁懸浮列車在上海開通，引進(jìn)的是德國(guó)的技術(shù)方案。2016年5月，我國(guó)首條擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國(guó)產(chǎn)磁懸浮線路在湖南長(zhǎng)沙開通，標(biāo)志著我國(guó)在磁懸浮列車領(lǐng)域首次取得突破性進(jìn)展。2019年5月，時(shí)速高達(dá)600km/h高速磁懸浮列車在青島下線，該項(xiàng)目是由中國(guó)中車集團(tuán)負(fù)責(zé)組織并聯(lián)合國(guó)內(nèi)30多家企業(yè)、高校和科研單位經(jīng)過(guò)三年科研聯(lián)合攻關(guān)，目前樣車已實(shí)現(xiàn)靜態(tài)懸浮，說(shuō)明在高速磁懸浮技術(shù)領(lǐng)域我國(guó)取得了重大突破。盡管磁懸浮相關(guān)研究在我國(guó)起步的比較晚，但是我國(guó)的高速磁懸浮技術(shù)發(fā)展非常迅猛，已經(jīng)逐漸接近世界先進(jìn)水平，這充分體現(xiàn)出我國(guó)社會(huì)制度具有集中力量辦大事的優(yōu)越性，使得我國(guó)在一些重大裝備制造領(lǐng)域取得了重大的突破。

當(dāng)然，除了以上應(yīng)用以外，安培力在軍事上最重要的應(yīng)用就是軌道電磁炮。電磁炮是一種基于電磁發(fā)射技術(shù)發(fā)展而成的先進(jìn)動(dòng)能武器，其工作原理與傳統(tǒng)的火藥武器截然不同，電磁炮的動(dòng)力來(lái)源于電磁系統(tǒng)中電磁場(chǎng)的作用力，可以在極短時(shí)間內(nèi)提高彈丸的速度以獲得足夠大的射程和動(dòng)能，成為目前最具發(fā)展前景和潛力的新概念武器之一。1920年，法國(guó)人維勒魯伯首次開展電磁炮的相關(guān)研究。二戰(zhàn)中，德國(guó)漢斯勒博士對(duì)電磁炮進(jìn)行深入研究，1944年研究出長(zhǎng)2米、口徑20毫米的導(dǎo)軌炮，可將質(zhì)量為10克的圓柱體鋁彈丸加速到1080m/s。自20世紀(jì)80年代以來(lái)，美國(guó)開始對(duì)電磁炮開展相關(guān)研究，2005年啟動(dòng)電磁導(dǎo)軌炮“創(chuàng)新性海軍原型”項(xiàng)目，希望能將電磁炮搬出實(shí)驗(yàn)室，預(yù)期于2025-2030年裝備部隊(duì)。

我國(guó)的電磁炮已經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的調(diào)試與測(cè)驗(yàn)，技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟。我國(guó)電磁炮技術(shù)之所以能夠取得關(guān)鍵性突破，科學(xué)家馬偉明同志居功至偉。馬偉明畢業(yè)于清華大學(xué)，34歲晉升為教授，38歲成為博導(dǎo)，41歲評(píng)為中國(guó)工程院院士，42歲晉升為海軍少將。馬偉明一直致力于艦船電力系統(tǒng)的研究與開發(fā)，在我國(guó)國(guó)防武器裝備的現(xiàn)代化建設(shè)方面做出杰出貢獻(xiàn)。2017年7月28日，習(xí)近平主席簽署通令授予他“八一勛章”。馬偉明院士的研究成果很多，主要有十二項(xiàng)整流發(fā)電機(jī)、交直流雙繞組發(fā)電機(jī)、艦船中壓直流綜合電力系統(tǒng)、電磁彈射、電磁炮等，被譽(yù)為“中國(guó)電磁彈射之父”，他先后承擔(dān)國(guó)家和國(guó)防重大裝備重點(diǎn)項(xiàng)目40項(xiàng)，獲得發(fā)明專利40多項(xiàng)，榮獲國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)1項(xiàng)，軍隊(duì)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)2項(xiàng)、二等獎(jiǎng)4項(xiàng)，出版專著2部，在國(guó)內(nèi)外核心期刊上發(fā)表學(xué)術(shù)論文90多篇。美國(guó)曾經(jīng)多次重金邀請(qǐng)他出國(guó)工作，他都熟視無(wú)睹。他曾經(jīng)說(shuō)過(guò)：“我知道外國(guó)花了很大的價(jià)錢，將中國(guó)人才挖走，但是這是每一個(gè)人的選擇，我無(wú)權(quán)干涉，我就管好自己就行。”他表示，只要他還在中國(guó)科研一線工作，他就付出自己最大的努力，因?yàn)閲?guó)家需要，即使美國(guó)給再多錢也無(wú)所謂。馬偉明同志待人和藹可親，從不追名逐利，生活非常節(jié)儉樸素，但是在科研人才培養(yǎng)方面，他卻一擲千金，毫不吝嗇。2015年，馬偉明同志獲得何梁何利基金“科學(xué)與技術(shù)成就獎(jiǎng)”，該獎(jiǎng)項(xiàng)獎(jiǎng)金高達(dá)百萬(wàn)，一走下領(lǐng)獎(jiǎng)臺(tái)他就毫不猶豫把全部獎(jiǎng)金捐出，成立“蓋凡獎(jiǎng)學(xué)金”，用于優(yōu)秀青年人才的培養(yǎng)。在我們尋常人的眼中，科研人員總是一心一意地專注于自己科學(xué)研究，但自他看來(lái)，憑借自己的努力為祖國(guó)的強(qiáng)大貢獻(xiàn)力量，是最值得驕傲，最有意義的事情。另外，馬偉明非常關(guān)心科研后備力量的培養(yǎng)。除了從事科學(xué)研究以外，他同時(shí)擔(dān)任華中科技大學(xué)的教授，先后培養(yǎng)7名博士后、70余博士以及116名碩士，為我國(guó)國(guó)防科技領(lǐng)域輸送大量的專業(yè)人才。他帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)從最開始的五人研究小組，歷經(jīng)三十載的發(fā)展壯大，現(xiàn)在已成為百余人的研究團(tuán)隊(duì)，被評(píng)為“國(guó)家創(chuàng)新研究先進(jìn)群體”，將我國(guó)的艦船綜合電力技術(shù)提升了好幾個(gè)層次。馬偉明同志用一生為國(guó)鑄劍，報(bào)效國(guó)家。中國(guó)有許許多多像馬偉明這樣無(wú)私奉獻(xiàn)的科學(xué)家，他們都在各自的崗位和研究領(lǐng)域發(fā)光發(fā)熱，為中國(guó)這艘巨輪的遠(yuǎn)航提供源源不斷的動(dòng)力，是每一位中國(guó)人學(xué)習(xí)和效仿的榜樣。這正如習(xí)近平主席所說(shuō)的，當(dāng)代青年都是有責(zé)任、有理想、有擔(dān)當(dāng)?shù)?，正是因?yàn)橛袩o(wú)數(shù)個(gè)像馬偉明一樣的中國(guó)人，我們的祖國(guó)才會(huì)不斷強(qiáng)大，不斷從一個(gè)勝利走向另一個(gè)勝利，從一個(gè)輝煌走向另一個(gè)輝煌。

2結(jié)論

“大學(xué)物理”課程中開展思政教育是實(shí)現(xiàn)立德樹人這個(gè)教育根本任務(wù)的有效途徑。根據(jù)當(dāng)前課程思政教學(xué)要求，“大學(xué)物理”課程的任課教師首先要轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，認(rèn)清自己的教育教學(xué)職責(zé)，不僅要緊跟物理學(xué)研究的前沿動(dòng)態(tài)，還要認(rèn)真研究思政教育方面的知識(shí)，仔細(xì)發(fā)掘課程所蘊(yùn)含的思政元素，并加以提煉，最終能以一種“潤(rùn)物細(xì)無(wú)聲”的方式融入課程教學(xué)的全過(guò)程。本文以磁場(chǎng)對(duì)載流導(dǎo)線的作用為例，對(duì)大學(xué)物理中的課程思政進(jìn)行了案例研究。通過(guò)列舉安培力在日常生活、生產(chǎn)、國(guó)防武器裝備中的應(yīng)用，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)科學(xué)技術(shù)的強(qiáng)大力量，激發(fā)他們對(duì)科學(xué)研究的熱情，培育開拓創(chuàng)新、務(wù)實(shí)求真的科學(xué)家品質(zhì)。同時(shí)，可以引導(dǎo)他們緊跟時(shí)代的科技潮流，將理論與實(shí)踐緊密結(jié)合，增強(qiáng)為我國(guó)科學(xué)技術(shù)發(fā)展進(jìn)步而努力學(xué)習(xí)的決心。通過(guò)介紹我國(guó)科學(xué)家馬偉明經(jīng)過(guò)不斷努力在電磁炮等關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域取得突破成就的故事，鼓勵(lì)同學(xué)們?cè)谧约旱纳詈蛯W(xué)習(xí)中，無(wú)懼艱難險(xiǎn)阻，努力擔(dān)當(dāng)時(shí)代賦予的使命和責(zé)任，為祖國(guó)的繁榮昌盛貢獻(xiàn)自己的一份力量。

*通訊作者：蔣小康

基金項(xiàng)目：新疆維吾爾自治區(qū)高?？蒲杏?jì)劃（XJEDU2017S049）

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