“新工科”背景下大學(xué)物理實驗教學(xué)中課程思政的探索與實踐

王 倩，張建祥，高國棉，辛督強，羅積軍

(西京學(xué)院 理學(xué)院，陜西 西安 710123)

隨著“新工科”提出和現(xiàn)代工程教育實踐的深入，大學(xué)物理實驗課程思政如何適應(yīng)現(xiàn)代“新工科”教育[1]也成為十分重要的課題。大學(xué)物理實驗是所有工科專業(yè)必修基礎(chǔ)課程，它的基礎(chǔ)性不僅體現(xiàn)在實驗思想、實驗方法、實驗技能上，還體現(xiàn)在能夠引導(dǎo)學(xué)生掌握物理理論學(xué)習(xí)和實驗科學(xué)結(jié)合的意識方法，更重要的是體現(xiàn)在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力和嚴謹?shù)目茖W(xué)研究素養(yǎng)方面，這一點也符合了適應(yīng)新工科創(chuàng)新能力及科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)為導(dǎo)向的教育理念。為了響應(yīng)黨和國家號召，同時在“新工科”的背景下，支撐《中國制造2025》國家新戰(zhàn)略，結(jié)合應(yīng)用技術(shù)型本科人才培養(yǎng)特點以及民辦高校學(xué)生的基本學(xué)情，構(gòu)建大學(xué)物理實驗課程思政新體系，培養(yǎng)有特色社會主義核心價值觀的社會主義接班人，從而保證“新工科”背景下人才培養(yǎng)的質(zhì)量。

因此，以新工科人才培養(yǎng)理念為引領(lǐng)，以工科專業(yè)畢業(yè)要求為導(dǎo)向，探索大學(xué)物理實驗課程思政[2]與專業(yè)結(jié)合的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、考核模式勢在必行。

1 新工科下融入課程思政的教學(xué)實踐

1.1 優(yōu)化教學(xué)大綱和提升教案水平

教學(xué)大綱作為教師教育教學(xué)的方向性文件，必須將課程思政元素與知識、技能、過程與方法、情感與價值觀做到有機融合。通過研究“新工科”背景下應(yīng)用型高校大學(xué)物理實驗課程教學(xué)基本要求，結(jié)合我?，F(xiàn)有的實驗儀器項目、學(xué)生知識基礎(chǔ)及各專業(yè)相關(guān)等情況歸納大學(xué)物理實驗(A1+A2)所涉及的知識點、實驗儀器、實驗方法、實驗技能等優(yōu)化實驗項目。另外，實驗教師們共同探討授課時每一部分所能挖掘的思政元素，將思政元素整理成冊，且按不同專業(yè)進行分類，構(gòu)建所有不同專業(yè)下學(xué)生授課的課程思政元素庫，打破了各專業(yè)學(xué)生都是相同的課程思政教學(xué)模式。

1.2 新工科下結(jié)合專業(yè)將課程思政融入教學(xué)的教學(xué)方式

根據(jù)不同專業(yè)，選擇不同的物理學(xué)史內(nèi)容引入到教學(xué)內(nèi)容中，開展特色實驗教學(xué)，改革教學(xué)方式，做到知識傳授的顯性教育和思政教育的隱性教育[3,4]相統(tǒng)一。具體融入方式有以下幾點：

第一個融入點：每個物理實驗內(nèi)容基本都對應(yīng)有相關(guān)知識獲得的物理學(xué)史故事，這些故事具有深刻的人文思想，能夠體現(xiàn)出典型的認知規(guī)律。講解物理學(xué)史和人文事跡，不僅能提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，還能夠讓學(xué)生在增長知識的同時以此為鑒，從中領(lǐng)悟解決物理問題的方法以及正確的科學(xué)價值觀[5,6]，做到知識傳授的顯性教育和立德樹人的隱性教育相統(tǒng)一。在實驗教學(xué)過程中，講解物理知識的同時，注重原理、定律、定理建立及形成過程的講解，讓學(xué)生知道在物理學(xué)建立的過程中，有很多科學(xué)家用畢生的時間投身科研、追求真理的過程，從而引發(fā)學(xué)生共鳴和思考，引導(dǎo)學(xué)生向科學(xué)家們學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生正確的價值觀、人生觀等“思政教育元素”。這樣不僅調(diào)動了學(xué)生積極參與到實驗、學(xué)習(xí)實驗的濃厚興趣中，而且更好的提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，達到大學(xué)物理實驗課程育人的目的。例如，《電磁感應(yīng)法測磁場》實驗中，引入我國最早發(fā)明了測場測量儀器司南以及北宋時期沈括發(fā)現(xiàn)磁偏角記錄早于西歐四百年等，引導(dǎo)學(xué)生要有民族自豪感和文化自信。物理學(xué)史的典型案例很多，每個典例中都蘊含著這樣或者那樣的人生哲理，如果能夠精心雕琢，善于利用，便可潛移默化地向?qū)W生傳遞正確的人生觀和價值觀，從而實現(xiàn)對學(xué)生樹立正確的社會主義核心價值觀[7]的有效引領(lǐng)。

第二個融入點：大學(xué)物理實驗不僅可以訓(xùn)練提升學(xué)生的動手能力、觀察現(xiàn)象能力，分析問題能力，還可以培養(yǎng)學(xué)生團隊合作精神、組織協(xié)調(diào)能力、反思和評價能力等，它在培養(yǎng)學(xué)生嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和嚴謹?shù)目茖W(xué)精神等方面具有其他課程不可替代的作用。

第三個融入點：現(xiàn)代科技迅速發(fā)展[8,9]，新技術(shù)和新成果很多都是與物理相關(guān)的。針對不同專業(yè)學(xué)生及時引入與專業(yè)相關(guān)的科技前沿發(fā)展，讓學(xué)生樹立正確科學(xué)觀及民族自豪感和自信心，加深學(xué)生將個人的成才夢有機融入實現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的中國夢的思想認識。例如，量子反常霍爾效應(yīng)[10,11]、無線充電、芯片制造等前沿科技對通信、電子信息類等專業(yè)學(xué)生可以起到很好的課程育人作用。另外，信息時代網(wǎng)絡(luò)發(fā)達尤其是各種自媒體的發(fā)展，對于一些學(xué)生關(guān)注的熱點話題[10]，老師應(yīng)給予及時地正面引導(dǎo)，傳遞正能量，提升學(xué)生明辨是非的能力，幫助學(xué)生樹立正確的社會主義核心價值觀，弘揚民族精神和社會主義核心價值觀。

1.3 從教學(xué)管理層面引入課程思政

從教學(xué)管理層面探究課程思政融入實驗過程，實現(xiàn)過程育人，從而提高學(xué)生科學(xué)實驗素養(yǎng)的方法。

學(xué)生進入實驗室后，課前要遵守實驗室的規(guī)章制度，注意安全。課中首先在使用實驗儀器完成實驗時要愛護儀器，不能違規(guī)操作等，提高學(xué)生的責任感。其次，要求學(xué)生測量實驗數(shù)據(jù)時要實事求是，不能捏造、篡改、抄襲數(shù)據(jù)等，提高學(xué)生的動手能力、分析問題和解決問題的能力。最后，要求學(xué)生團結(jié)協(xié)作，遵守紀律等，培養(yǎng)了學(xué)生團隊合作和組織協(xié)調(diào)能力。課后，要求學(xué)生按時、按要求完成實驗報告等，培養(yǎng)了學(xué)生反思和評價能力。這些都是思政元素，目的在于培養(yǎng)學(xué)生嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、科學(xué)精神、良好的行為習(xí)慣和科學(xué)素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生在以后的工作崗位中成為一個高素養(yǎng)的人，這在“新工科”背景下，培養(yǎng)應(yīng)用型技術(shù)人才尤為重要。

因此，學(xué)生在自主完成實驗過程中，會展現(xiàn)出比理論課程更為豐富的人格特點和行為特征，這給課程思政教育提供了廣闊的舞臺和機會，在大學(xué)物理實驗授課過程中密切關(guān)注學(xué)生實驗情況，及時找準契機對學(xué)生進行科學(xué)的、嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度的培養(yǎng)，會起到事半功倍的效果。

1.4 以新工科專業(yè)素質(zhì)教育為驅(qū)動融入課程思政的考核評價方式

課程考核作為教學(xué)過程中的一個重要環(huán)節(jié)，既能反映學(xué)生學(xué)習(xí)情況，又對學(xué)生學(xué)習(xí)有重要的導(dǎo)向作用。目前考核內(nèi)容沒有課程思政的考核，因此，為了能將課程思政教育的結(jié)果體現(xiàn)在最終測評當中，利用雨課堂、學(xué)堂云等平臺，將考核轉(zhuǎn)變?yōu)檫^程性考核、多元化考核等方式，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高學(xué)生的能力和素質(zhì)，實現(xiàn)課程思政與專業(yè)的融合。最后，在大學(xué)物理實驗考核環(huán)節(jié)增加綜合設(shè)計實驗或開放性實驗，打破以往的驗證性實驗考核束縛，提高思政融入效果，同時激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，提高學(xué)生動手能力，給學(xué)生培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力足夠的空間。

1.5 以賽促教，以賽育人，將課程思政融入到競賽的教學(xué)方法

全國大學(xué)生物理實驗競賽及創(chuàng)新賽以列入國家重點賽事中，通過競賽鼓勵學(xué)生積極探索，積極研究，既鍛煉了學(xué)生的科研能力，又培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力和科學(xué)素養(yǎng)。例如聲速測量實驗想到超聲懸浮，電磁感應(yīng)法測磁場想到無線充電、亥姆霍線圈的改進等以及大學(xué)物理實驗講課比賽，這些都能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，提高科學(xué)素養(yǎng)。

2 提升教師隊伍的思政意識和能力

教師們在認識到教育的歷史使命和時代意義之后，潛心教書育人，在保證教學(xué)內(nèi)容科學(xué)性、先進性、應(yīng)用性的基礎(chǔ)上，深入挖掘“中國智慧”“中國制造”“工匠精神”等思政教育元素，以榜樣示范法、案例穿插式講授法對學(xué)生“知識、能力和素質(zhì)”三方面的協(xié)同發(fā)展、對學(xué)生的價值培育和塑造起到非常重要的作用。從而提升大學(xué)物理實驗課程任課教師隊伍的物理實驗教學(xué)水平和思想政治素質(zhì)。

3 結(jié) 語

大學(xué)物理實驗課程的科學(xué)性非常強。它的知識內(nèi)容具有很強的邏輯性、思想性和方法性，蘊含著樸素但深刻的辯證唯物主義思想[12]，物理實驗過程很多是人類對物理知識獲得及濃縮再現(xiàn)，能夠引導(dǎo)學(xué)生掌握理論學(xué)習(xí)和實驗科學(xué)有機結(jié)合的思想，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)、創(chuàng)新能力等方面具有明顯優(yōu)勢。另外，大學(xué)物理實驗課程覆蓋的學(xué)生面特別廣[13]，涉及理工、醫(yī)學(xué)等專業(yè)，且授課學(xué)生數(shù)量龐大，面對的學(xué)生都是大學(xué)一年級和二年級本科生，這個年級正是人生觀、世界觀、價值觀和科學(xué)素養(yǎng)培育的最佳時期。

因此，在“新工科”背景下，面向未來新技術(shù)和新產(chǎn)業(yè)發(fā)展，根據(jù)應(yīng)用技術(shù)型本科工科[14,15]專業(yè)的培養(yǎng)目標結(jié)合本校特點，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，改革教學(xué)方法和手段，使學(xué)生學(xué)習(xí)物理實驗知識的同時，明確所學(xué)知識與自己相關(guān)專業(yè)的聯(lián)系，針對聯(lián)系點，明確我國在該知識領(lǐng)域內(nèi)的強項與弱項，增強學(xué)生愛國主義觀念，目標培養(yǎng)出思想、心里、和作風過硬，德、智、體、美、勞、專的綜合素質(zhì)全面的大學(xué)生[16-17]。探索多元化考核模式，從而調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，實現(xiàn)學(xué)生在“知識、能力和素質(zhì)”三方面協(xié)同發(fā)展，實現(xiàn)對學(xué)生的價值塑造，讓學(xué)生在“專業(yè)成才”的同時能夠“精神成人”