“課程思政”在《大學(xué)物理實驗》創(chuàng)新性教學(xué)過程中的探索

劉艷麗，陳偉麗，劉飛，白鎖

（內(nèi)蒙古科技大學(xué) 理學(xué)院，內(nèi)蒙古 包頭）

2016年至2019年期間，習(xí)近平總書記先后出席全國高校思想政治工作會議、全國教育大會和學(xué)校思想政治理論課教師座談會等，明確指出“立德樹人”是高校之本，多次強調(diào)學(xué)校思想政治工作和思政課的重要性和重大意義，明確了思政課改革創(chuàng)新的重大方向和教師的關(guān)鍵作用，為新時代背景下高校的教育事業(yè)指明了發(fā)展方向。做好學(xué)生的思想政治教育，事關(guān)中華民族偉大復(fù)興事業(yè)和中國特色社會主義現(xiàn)代化強國的建設(shè)，是培養(yǎng)一代接一代的合格的社會主義建設(shè)者和接班人的重大保障。需要思想政治教育不僅在思想政治課程上進行，在所開設(shè)的其他各類課程中同向同行[1]?！陡叩葘W(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》[2]中指出：“立德樹人”根本任務(wù)必須將價值塑造、知識傳授和能力培養(yǎng)三者融合為一體。全面推進課程思政建設(shè)，就是在知識傳授和能力培養(yǎng)的同時，做好價值觀的引導(dǎo)工作，幫助學(xué)生樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀，深知國家、社會和公民三者一體的價值。所有各類課程都要根據(jù)自身的課程性質(zhì)和特點，深挖專業(yè)課程中的思政元素，將其融入課程教學(xué)中，與思政課程形成協(xié)同作用，最終達到潛移默化、潤物細無聲的育人效果?！蓖瑫r指出“公共基礎(chǔ)課要提高大學(xué)生愛國主義情懷、品德修養(yǎng)、科學(xué)精神、增長知識見識和開拓創(chuàng)新精神”等要求。

《大學(xué)物理實驗》課，是學(xué)生進入大學(xué)后的第一門實驗訓(xùn)練課程，在課程中學(xué)生開始接受實驗方法和技能的系統(tǒng)訓(xùn)練，它具有豐富的文化底蘊以及實踐性、探究性、科學(xué)性和創(chuàng)新性[3]。在大學(xué)物理實驗課程中，如何更好地將思政元素與實驗課程緊密地聯(lián)系起來，在專業(yè)知識傳授的同時，體現(xiàn)“德”育，使得課程思政在《大學(xué)物理實驗》課程知識體系中自然的體現(xiàn)，達到潤物無聲之效，是每位大學(xué)物理實驗教師追求的目標(biāo)，是《大學(xué)物理實驗》課程改革的方向。

一 全面提高《大學(xué)物理實驗》教師思政水平

古人用“師者，所以傳道授業(yè)解惑也”和“其身正，不令而行；其身不正，雖令不行?！钡恼Z句去概括教師修煉自身的品德情操的重要性。正如習(xí)近平總書記所言，傳道者自己首先要明道、信道，以成為有大德、大境界和大情懷的人作為教育者的追求，只有這樣，才能給學(xué)生解惑、使學(xué)生樹立正確的人生觀和價值觀。2018年高校師生思想政治狀況調(diào)查顯示，影響大學(xué)生思想的主要是專業(yè)教師[4]。故此，如果要做好課程思政與《大學(xué)物理實驗》的有機融合，首要使教師進行課程思政建設(shè)的意識和能力得到增強。作為一名大學(xué)物理實驗教師，首先要增強政治理論學(xué)習(xí)，積極向思政課程的專職教師學(xué)習(xí)思政教育的經(jīng)驗，積極參加課程思政討論會、現(xiàn)場教學(xué)觀摩和教師教學(xué)培訓(xùn)會，交流經(jīng)驗，增強對課程思政的正確認識和提高課程思政建設(shè)的方法、手段；其次，結(jié)合學(xué)生水平、專業(yè)發(fā)展需要和《大學(xué)物理實驗》的課程特點，基于不同實驗項目的特點，開展教研室內(nèi)的集體討論，集思廣益，有針對性的尋找思政元素的切入點和切入方式，建立特殊案例，提升自身的能力；隨后，要提升自身的道德修養(yǎng)，要具備高尚的道德情操，以德立身、以德立學(xué)、以德施教，由“守時”這樣的小事做起，課上課下表里如一、知行合一，不斷提升自己的科研素養(yǎng)，不盲從，杜絕數(shù)據(jù)造假，以自身的言行正確引導(dǎo)學(xué)生，給學(xué)生心靈埋下真善美的種子，引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的人生觀和價值觀；最后，要有情懷，時刻警醒自己作為高校教師的責(zé)任和義務(wù)，具有傳道授業(yè)的意識，要熱愛自己的工作，熱愛學(xué)生，上好每一堂課。

二 制定融入思政元素的《大學(xué)物理實驗》教學(xué)大綱

將思政元素融入《大學(xué)物理實驗》課程體系的前提是要制定符合學(xué)生未來發(fā)展要求的教學(xué)計劃和教學(xué)大綱。教學(xué)大綱是基礎(chǔ)，是教學(xué)目標(biāo)的依據(jù)，確保教學(xué)的順利進行。在教學(xué)大綱中將對學(xué)生的愛國情懷、科學(xué)素養(yǎng)、大國工匠精神、創(chuàng)新精神和團隊精神等的培養(yǎng)納入教學(xué)大綱的課程教學(xué)目標(biāo)中；構(gòu)建思政元素融入《大學(xué)物理實驗》課程的教學(xué)體系和知識點，深層次的挖掘與實驗項目相關(guān)的物理學(xué)歷史背景、物理思想、實驗設(shè)計理念、實際生活應(yīng)用實例及科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用、科學(xué)家鍥而不舍追求真理的精神，例如在霍爾效應(yīng)實驗教學(xué)中，融入霍爾在學(xué)生時代敢于質(zhì)疑當(dāng)時已經(jīng)成為著名物理學(xué)家的麥克斯韋的言論，挑戰(zhàn)權(quán)威，以及霍爾如何進行實驗設(shè)計和實施的故事[5]，使學(xué)生感受到科學(xué)家善于思考、嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和追求真理的科學(xué)精神，同時介紹霍爾效應(yīng)在磁場測量中的作用、霍爾自我挑戰(zhàn)發(fā)現(xiàn)反?；魻栃?yīng)以及由薛其坤院士領(lǐng)銜的團隊首次在實驗上發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象，使學(xué)生體會到我們國家的科學(xué)技術(shù)的飛躍發(fā)展，增強學(xué)生的愛國精神，從而使得思政元素隱身于知識體系中，使得學(xué)生專業(yè)成才的同時，精神也成人[6]。

三 營造良好的“立德樹人”的氛圍，是課程思政隱性融入《大學(xué)物理實驗》的重要手段，增強學(xué)生的“道路自信”和“文化自信”

《大學(xué)物理實驗》教學(xué)不同于理論教學(xué)，上課地點固定，一般都集中在物理實驗中心，因此，在物理實驗中心，建設(shè)物理文化發(fā)展展示長廊，進行人文環(huán)境氛圍建設(shè)，增強學(xué)生的文化自信。利用大學(xué)物理實驗中心淘汰下來的老舊儀器，進行櫥窗展示和說明，以電流表和電壓表為例，經(jīng)歷了感應(yīng)式電流表-晶體管數(shù)字式電流表-集成數(shù)字式儀表-智能化儀表的發(fā)展歷程，儀表的體積也越來越小，測試精度越來越高，數(shù)據(jù)的讀取也越來越容易，如圖1所示，這樣的展示使學(xué)生體會到祖國的強大和新中國建設(shè)以來科學(xué)技術(shù)的日新月異，以增加學(xué)生的愛國情懷和文化自信，同時使學(xué)生體會到祖國科技的飛速發(fā)展，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；通過物理文化長廊，進行科學(xué)家事跡的介紹，例如錢學(xué)森先生不畏美國的威逼利誘毅然回國投入到“兩彈一星”的研制和試驗中去，體現(xiàn)了：科學(xué)無國界，但科學(xué)家有國籍，報效祖國是每個中華兒女的責(zé)任與義務(wù)[7]；利用實驗室內(nèi)的展板，進行科學(xué)思維方法和科學(xué)發(fā)展規(guī)律的介紹，培養(yǎng)學(xué)生探索未知、追求真理、勇登科學(xué)高峰的責(zé)任感和使命感；利用現(xiàn)代技術(shù)手段，通過物理實驗網(wǎng)站、微信小程序和雨課程等，進行物理學(xué)前沿知識和其他學(xué)科交叉方面的介紹，通過對我國射電望遠鏡的介紹以及涉及的物理原理，通過X射線和電子衍射在現(xiàn)代材料微結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用，增長學(xué)生的知識見識，激發(fā)學(xué)生的探索和創(chuàng)新。

圖1 微安級電流表的演化歷程

四 創(chuàng)新課堂教學(xué)模式，用好線上線下教學(xué)渠道

在《大學(xué)物理實驗》教學(xué)過程分為實驗預(yù)習(xí)、課堂實驗思維和方法的講述、學(xué)生實驗數(shù)據(jù)整理分析的檢查以及拓展知識的教學(xué)。

（一） 現(xiàn)代信息傳播手段引入實驗預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)，豐富預(yù)習(xí)內(nèi)容，拓寬學(xué)生眼界，增強學(xué)生的自主學(xué)習(xí)性

實驗預(yù)習(xí)，目的是讓學(xué)生熟悉實驗所涉及的物理原理和實驗操作步驟，在此階段，挖掘?qū)嶒炛兴奈锢韺W(xué)發(fā)展史、物理實驗設(shè)計思想，例如在光電效應(yīng)實驗項目中，通常教材上只介紹了實驗原理和實驗步驟，只停留在愛因斯坦提出了光量子假說的認識，光電效應(yīng)的由來以及密立根如何設(shè)計實驗以證實愛因斯坦的理論卻鮮少介紹，通過現(xiàn)代的信息傳播手段，通過微視頻、雨課堂和仿真實驗等教育載體將其引入實驗預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)，使學(xué)生體會到密立根是如何發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的(圖2(a)和(b))，密立根后續(xù)的實驗報告(圖2(c))的展示使學(xué)生體會到實事求是、嚴謹認真的治學(xué)態(tài)度，增強學(xué)生探索未知、追求真理、勇攀科學(xué)高峰的責(zé)任感和使命感，培養(yǎng)學(xué)生精益求精的大國工匠精神。不動聲色間將思政元素引入教學(xué)，從而同時實現(xiàn)知識傳授及思政教育的目的。

圖2 密立根設(shè)計的（a）光電實驗裝置；（b）光電實驗示意圖；（c）密立根的實驗報告[8]

（二） 實驗課堂教學(xué)中引入多媒體、情景教學(xué)手段

在實驗課堂教學(xué)的過程中，通過多形式進行教學(xué)?？赏ㄟ^教材、課件、演示等教育載體，采用觀看、體驗、討論等形式在潤物細無聲的將思政元素引入課堂教學(xué)。

以亥姆赫茲線圈磁場分布實驗為例，課堂上采用多媒體教學(xué)、教師演示和學(xué)生操作來完成本次教學(xué)。在多媒體教學(xué)過程中，首先引入物理學(xué)家-亥姆赫茲的故事。亥姆赫茲[9-10]是德國生物學(xué)物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家。在光學(xué)、數(shù)學(xué)、熱力學(xué)、生理學(xué)、電動力學(xué)等領(lǐng)域中均有重大貢獻，他從永動機不可能實現(xiàn)的這一事實出發(fā)，創(chuàng)立了能量守恒定律。從而讓學(xué)生們播下春的希望種子，揮灑夏的汗水培育，收獲秋的累累碩果，安享冬的雪窖冬藏。此外，由于亥姆赫茲利用兩個完全相同的線圈產(chǎn)生了均勻的磁場，解決了地磁場的測量和現(xiàn)代的磁性測量問題等，使學(xué)生體會科學(xué)源于現(xiàn)實，激發(fā)其在學(xué)習(xí)和生活中發(fā)現(xiàn)問題和解決問題，增強創(chuàng)新意識。

以溫度傳感器實驗為例。課堂上采用多媒體教學(xué)、情景教學(xué)、教師演示和學(xué)生操作來完成本次教學(xué)。在情景教學(xué)環(huán)節(jié)以熱力學(xué)第二定律為例，第二定律告訴我們，自然界中自發(fā)過程是具有方向性的。俗話說，人往高處走，水往低處流。這是遵從一定的自然規(guī)律的。所以此時要插入對學(xué)生一些寄語或?qū)嵗齺砑顚W(xué)生，體現(xiàn)苦盡甘來，只有付出才能獲得收獲！

以聲速測定為例。課堂上采用多媒體教學(xué)、學(xué)生討論、教師演示和學(xué)生操作來完成本次教學(xué)。在學(xué)生討論環(huán)節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生就聲音是如何產(chǎn)生、如何傳播、如何聽到、聽到什么聲音進行。引導(dǎo)學(xué)生聽時下的習(xí)總書記的教育理念，成為愛祖國、敢擔(dān)當(dāng)?shù)膭?chuàng)新型人才。

（三） 實驗報告的檢查

大學(xué)物理實驗報告包括原始測量數(shù)據(jù)的記錄、數(shù)據(jù)處理、實驗結(jié)論和學(xué)生實驗思考建議等內(nèi)容。實驗報告的撰寫體現(xiàn)了學(xué)生做事情是否認真、嚴謹和誠信，這些精神的培養(yǎng)是“立德樹人”的根本所在，需要教師嚴格要求和培養(yǎng)的，是思政元素的體現(xiàn)。此外，鼓勵學(xué)生根據(jù)實驗項目學(xué)習(xí)和操作情況，大膽地提出自己的見解，是學(xué)生的創(chuàng)新的源泉。

（四） 拓展知識的教學(xué)

由于在實驗的課堂教學(xué)中，教師不僅要講授實驗項目所涉及的物理知識向?qū)嵺`的轉(zhuǎn)化理念、思路，還要講授實驗操作，留給拓展知識的教學(xué)時間所剩無幾，因此更加需要借助現(xiàn)代信息傳播手段，通過微信小程序，與學(xué)生建立溝通通道，傳授《大學(xué)物理實驗》中的思想在現(xiàn)代生活和交叉學(xué)科中的應(yīng)用，拓寬學(xué)生的知識面，增長知識見識。以單縫衍射實驗為例，在拓展環(huán)節(jié)，向?qū)W生介紹光的衍射在晶體材料結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用、晶體衍射圖譜，介紹中國“天眼”，使學(xué)生體會到我們國家技術(shù)的進步和強大，使科學(xué)精神、創(chuàng)新精神和愛國精神等思政元素與教學(xué)內(nèi)容有機地結(jié)合，潛移默化對學(xué)生產(chǎn)生思想教育[11]。

五 結(jié)語

結(jié)合時下課程思政的教育理念的大背景，同時考慮《大學(xué)物理實驗》課程的特點，通過教師德育提升及《大學(xué)物理實驗》課堂為載體，充分利用現(xiàn)代的信息技術(shù)手段，通過物理知識的定律、定理及人文精神與學(xué)習(xí)生活中的德、育相結(jié)合，育道于教，實現(xiàn)能力培養(yǎng)的同時進行思政教育。