基于OBE理念的大學(xué)物理課程思政元素探索與研究

支鵬偉，胡 軼，方向明，潘 婧，游秀芬，朱建華

(太原學(xué)院 材料與化學(xué)工程系，山西 太原 030032)

1 引言

培養(yǎng)什么人、怎樣培養(yǎng)人、為誰培養(yǎng)人是教育的根本問題，這一根本問題既涉及到教育的成果，也涉及到教育的方法和目標(biāo).教育部《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》中要求把思想政治教育貫穿人才培養(yǎng)體系，全面推進(jìn)高校課程思政建設(shè)，發(fā)揮好每門課程的育人作用，提高高校人才培養(yǎng)質(zhì)量.綱要指出，全面推進(jìn)課程思政建設(shè)是落實立德樹人的戰(zhàn)略舉措，要在培養(yǎng)學(xué)生能力和傳授知識的過程中寓以價值觀的引導(dǎo)，幫助學(xué)生樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀.各類課程要與思政課程同向同行，形成協(xié)同效應(yīng)[1].大學(xué)物理作為理工科專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，同時也是課程思政建設(shè)的一個重要載體.大學(xué)物理課程的教學(xué)不僅可以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、理性思維，同時大學(xué)物理課程的內(nèi)容與教學(xué)過程中蘊(yùn)含著馬克思主義的立場觀點(diǎn)和方法論，蘊(yùn)含著我國優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的精神價值和思想內(nèi)涵，蘊(yùn)含著愛國主義情懷和民族精神[2].

近年來，關(guān)于大學(xué)物理課程思政的研究主要包括思政元素的挖掘，課程思政融入的途徑，課程思政模式的探索，課程思政案例的分析，課程思政教學(xué)設(shè)計與實施，課程思政體系建設(shè)等方面[3].其中，課程思政元素的挖掘與提煉是課程思政體系建設(shè)的基礎(chǔ)，課程思政元素的挖掘具有分散性、多樣性、動態(tài)發(fā)展的特點(diǎn)，不同研究者提煉思政元素的角度和方向往往不同[4].本研究擬將中國優(yōu)秀傳統(tǒng)文化中“尚和合，求大同”的思想融入大學(xué)物理課程思政建設(shè)中，研究“尚和合，求大同”的思想內(nèi)涵在物理知識體系中的表現(xiàn)形式，探究在動態(tài)教學(xué)過程中如何踐行社會主義核心價值觀，在科學(xué)思維訓(xùn)練中培養(yǎng)學(xué)生的辯證唯物主義方法論.同時，現(xiàn)有研究中，將課程思政建設(shè)與OBE教育理念相結(jié)合的研究尚不多見，本研究擬基于OBE教育理念，初步探索課程思政元素挖掘與實現(xiàn)立德樹人培養(yǎng)目標(biāo)的有機(jī)融合.

2 基于OBE理念設(shè)計課程思政目標(biāo)

實現(xiàn)立德樹人的人才培養(yǎng)目標(biāo)，需要通過適當(dāng)有效的教育理念和教育方法.OBE教育理念是一種以成果為導(dǎo)向，以學(xué)生為中心的教育理念.OBE教育理念全稱為Outcomes-based Education，是一種以教學(xué)產(chǎn)出效果為導(dǎo)向的教育教學(xué)理念.OBE教育理念通過逆向思維的方式，以教學(xué)目標(biāo)成果為導(dǎo)向來設(shè)計課程教學(xué)體系和教學(xué)方式，關(guān)注學(xué)生的個體差異化發(fā)展[5].

我們的人才培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展的社會主義建設(shè)者和接班人，基于OBE教育理念，我們可以以人才培養(yǎng)目標(biāo)為導(dǎo)向，逆向設(shè)計人才培養(yǎng)的課程體系和教學(xué)方式，這樣，OBE教育理念就為我們實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)提供了一條比較清晰的方法渠道.所以，人才培養(yǎng)目標(biāo)既是OBE課程體系要達(dá)成的最終目標(biāo)，也是OBE課程體系設(shè)計的出發(fā)點(diǎn).對不同的學(xué)科專業(yè)，在制定人才培養(yǎng)方案，設(shè)計課程體系和目標(biāo)時，既要考慮共性的情感引領(lǐng)和價值塑造，又要結(jié)合本專業(yè)的特點(diǎn)，考慮學(xué)生未來實際工作中與專業(yè)相關(guān)的職業(yè)操守和行業(yè)規(guī)范，形成比較清晰的課程思政目標(biāo)，再結(jié)合課程思政目標(biāo)對課程體系進(jìn)行總體設(shè)計.

3 探索課程思政元素與教學(xué)過程有機(jī)融合

著眼于立德樹人的人才培養(yǎng)目標(biāo)，基于OBE教育理念，大學(xué)物理課程教學(xué)可以從多個方面來深入挖掘課程的思政元素，構(gòu)建課程思政體系，將思政元素有機(jī)地融入到教學(xué)實施的各個環(huán)節(jié)[6].

3.1 在科學(xué)知識體系中體會中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化思想內(nèi)涵，增強(qiáng)學(xué)生人文素養(yǎng)和文化自信

我國優(yōu)秀傳統(tǒng)文化中有“尚和合、求大同”的哲學(xué)思想.科學(xué)本身來源于哲學(xué)，對學(xué)科專業(yè)知識而言，“和合”可以體現(xiàn)在知識多樣性的統(tǒng)一，“大同”可以體現(xiàn)在打破知識的界限.通過比較不同的知識體系與基本概念(見表1)，可以發(fā)現(xiàn)許多知識之間呈現(xiàn)出相似之美[7]，既可以讓學(xué)生體會不同知識的參差多態(tài)、各美其美，又可以讓學(xué)生感悟不同知識之間的美美與共，體系大同.

表1 不同知識點(diǎn)的相似處列表

不同范疇的知識通過比較和統(tǒng)一來促進(jìn)學(xué)生的理解，體現(xiàn)的是一種求大同的思想.

我國古代傳統(tǒng)文化中動中有靜，靜中有動的辯證思想.駐波中的波節(jié)是兩列反向傳播的波相遇時始終保持靜止不動的位置，而波節(jié)形成的原因，正是由于振動在此處疊加產(chǎn)生的效果，所以波節(jié)的產(chǎn)生體現(xiàn)了動與靜的統(tǒng)一.

不論是靜電場還是感生電場，傳導(dǎo)電流產(chǎn)生的磁場還是位移電流產(chǎn)生的磁場，通過電場強(qiáng)度與磁場強(qiáng)度、電位移矢量與磁感應(yīng)強(qiáng)度這幾個對應(yīng)相似的概念，電場與磁場這兩種有區(qū)別的對象在麥克斯韋方程組中得到了高度統(tǒng)一，麥克斯韋方程組很好地體現(xiàn)了我國傳統(tǒng)文化中和合與大同的思想.

光柵衍射圖樣的本質(zhì)是單縫衍射調(diào)制的多光束干涉圖樣，干涉和衍射這兩種現(xiàn)象在光柵衍射中取得了統(tǒng)一，這是和合思想的一種外在客觀表現(xiàn).

3.2 在動態(tài)教學(xué)過程中踐行社會主義核心價值觀，增強(qiáng)學(xué)生的愛國意識和民族自豪感

培育和踐行社會主義核心價值觀是課程思政建設(shè)的重點(diǎn)內(nèi)容之一.在個人層面上，提高學(xué)生的愛國、敬業(yè)、誠信、友善修養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生自覺把小我融入大我的意識.在教學(xué)過程中可以從知識內(nèi)容本身出發(fā)，可以結(jié)合時事政治，也可以通過物理學(xué)史等途徑來踐行社會主義核心價值觀.

(1)從知識內(nèi)容本身出發(fā)，融入社會主義核心價值觀.

以電容器的并聯(lián)與串聯(lián)學(xué)習(xí)為例，當(dāng)把一個電容器單獨(dú)接在電路中的時候，存儲的電量少，有時不能滿足需要.通過多個電容器的并聯(lián)可以增大電容，滿足需要，可以使學(xué)生認(rèn)識到集體力量的強(qiáng)大，有利于實現(xiàn)每一個電容器的價值.同時，當(dāng)把一個電容器單獨(dú)接在電路中的時候，電容器可能承受不了電路兩端的電壓.通過多個電容器的串聯(lián)可以分擔(dān)電壓，避免擊穿.也就是每一個電容器能共同分擔(dān)，有利于保障每一個電容器的安全.通過挖掘知識本身蘊(yùn)含的合作與分擔(dān)精神，培養(yǎng)學(xué)生把小我融入大我的意識，把社會主義核心價值觀融入課堂教學(xué)過程.

(2)結(jié)合時事政治，通過新鮮的實例增強(qiáng)學(xué)生的愛國意識.

東京奧運(yùn)會上，我國運(yùn)動員取得了優(yōu)異的成績，奧運(yùn)會上的諸多項目中都包含著物理知識和規(guī)律.跳水項目中運(yùn)動員抱膝翻騰和入水打開等動作過程，可以近似看作動量矩守恒的過程.冬奧會上，花樣滑冰項目中旋轉(zhuǎn)的加速與減速運(yùn)用的也是動量矩守恒規(guī)律.當(dāng)需要加速旋轉(zhuǎn)時，運(yùn)動員將肢體收攏于身體的轉(zhuǎn)軸附近，以減小轉(zhuǎn)動慣量，增大角速度.當(dāng)需要減速時，再將肢體打開，增大轉(zhuǎn)動慣量，減小角速度.利用物理規(guī)律來分析奧運(yùn)項目中的運(yùn)動技巧，不僅可以調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加深學(xué)生對知識的理解，同時可以有效地提高學(xué)生的愛國意識.

神舟12號返回艙成功著陸，標(biāo)志著我國空間航天技術(shù)又取得了里程碑式的巨大進(jìn)步.返回艙在著陸前的一瞬間，下部冒出火光，這是返回艙在著陸之前啟動了下部的四臺反推火箭，來使返回艙實現(xiàn)軟著陸，減小返回艙落地時受到的沖擊力.這個著陸過程既運(yùn)用到了動量定理的知識，也涉及到了動量守恒定律的知識.根據(jù)動量守恒定律，四臺反推火箭向下噴火，可以減小返回艙向下的著陸速度.根據(jù)動量定理，四臺反推火箭向下噴火，就相當(dāng)于給返回艙下面增加了一個氣墊，對于返回艙的著陸起到一個緩沖作用，增加返回艙著陸時與地面的接觸時間，從而減小在著陸過程中返回艙所受到的平均沖力.在分析這些新鮮生動的實例中，學(xué)生可以體會到祖國的科技進(jìn)步和日益強(qiáng)大，自然地激發(fā)學(xué)生的愛國情懷.

(3)通過物理學(xué)史，增強(qiáng)學(xué)生的民族自豪感.

以康普頓散射規(guī)律的研究為例，我國科學(xué)家吳有訓(xùn)在1926年提出，康普頓散射的強(qiáng)弱與散射物質(zhì)相對原子質(zhì)量的大小有關(guān)[8].在諸多物理概念和公式中，我們看到了很多的外國科學(xué)家，而科學(xué)的發(fā)展依賴于全人類的努力，通過物理學(xué)史中中國科學(xué)家的成績和貢獻(xiàn)，使學(xué)生看到中國科學(xué)家們的努力和智慧，激發(fā)學(xué)生的民族自豪感[9].

3.3 在科學(xué)思維訓(xùn)練中培育學(xué)生的馬克思主義立場觀點(diǎn)和辯證唯物主義方法論

(1)在分析比較中運(yùn)用從量變到質(zhì)變的馬克思主義基本規(guī)律.

(2)運(yùn)用理想模型，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會在解決問題中抓主要矛盾

復(fù)雜問題中包含多種矛盾，在事物發(fā)展中處于支配地位起決定作用的矛盾稱為主要矛盾.在研究具體的物理問題時，我們往往借助于理想模型來分析，借助于理想模型，其實就是為了突出所研究問題的主要矛盾.在研究振動規(guī)律的時候，我們總是以彈簧振子來分析，彈簧振子就是一個理想模型.分析彈簧振子振動規(guī)律的時候，我們一般只考慮振子所受的回復(fù)力，而忽略其所受的摩擦阻力，空氣阻力等次要矛盾.這種分析問題的方法就是抓住了回復(fù)力這個主要矛盾，而忽略了其他的次要矛盾，便于我們更清楚地通過振動產(chǎn)生的原因來分析振動的規(guī)律.在分析問題的時候善于抓住問題中的主要矛盾，一方面有助于問題的解決，另一方面可以培養(yǎng)學(xué)生形成辯證唯物主義的科學(xué)思維方法.

(3)通過總結(jié)規(guī)律運(yùn)用規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生通過現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)本質(zhì)的科學(xué)思維品質(zhì)

規(guī)律是事物之間內(nèi)在的本質(zhì)的聯(lián)系，物理規(guī)律既有知識上的規(guī)律，也有方法上的規(guī)律.知識上的規(guī)律以波的干涉為例，不論是機(jī)械波的干涉，還是電磁波的干涉，本質(zhì)上都是振動在相遇點(diǎn)的疊加，這種疊加的規(guī)律就體現(xiàn)在參與疊加的幾個振動在相遇點(diǎn)的相位比較，相位相同就發(fā)生干涉相長，相位相反就發(fā)生干涉相消.方法上的規(guī)律以微積分思想的運(yùn)用為例，在求解一些復(fù)雜變化的量時，我們往往是先劃分出微元，計算出微元上的量，再進(jìn)行積分[10].這種方法在力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)中均可應(yīng)用.通過對規(guī)律的發(fā)現(xiàn)、總結(jié)和運(yùn)用，不僅有利于學(xué)生建立起知識整體的框架體系，有利于對問題的正確解決，還有利于培養(yǎng)學(xué)生通過現(xiàn)象看本質(zhì)的科學(xué)思維品質(zhì)，形成辯證唯物主義的科學(xué)方法論.

4 結(jié)束語

課程思政建設(shè)關(guān)系到人才培養(yǎng)目標(biāo)的實現(xiàn)，每一門課程都是課程思政建設(shè)的重要載體.大學(xué)物理課程作為理工類的專業(yè)基礎(chǔ)課程，在傳授科學(xué)知識，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維方法，提高學(xué)生分析解決問題能力的同時，可以深入挖掘知識體系中所蘊(yùn)含的課程思政元素，將教學(xué)過程與時事時政緊密結(jié)合，將馬克思主義基本規(guī)律和辯證唯物主義方法與學(xué)生的科學(xué)思維訓(xùn)練有機(jī)相融，達(dá)到潤物無聲的育人效果[11].基于OBE教育理念，我們可以將大學(xué)物理與中國優(yōu)秀傳統(tǒng)文化思想精神相結(jié)合來增強(qiáng)學(xué)生的文化自信，在課堂教學(xué)中結(jié)合時政踐行社會主義核心價值觀，來培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神和愛國意識，培養(yǎng)學(xué)生堅持馬克思主義的立場觀和方法論.通過深入挖掘開發(fā)大學(xué)物理課程思政元素，形成課程思政體系，建立評價方式，促進(jìn)課程思政建設(shè)，使大學(xué)物理課程教學(xué)與思政課程的教學(xué)同向同行，形成協(xié)同效應(yīng)，可以更好地落實立德樹人的人才培養(yǎng)目標(biāo).