光學(xué)課程思政的探索與實(shí)施

李曉霞，程緒信，劉愉快

（肇慶學(xué)院 電子與電氣工程學(xué)院，廣東 肇慶 526061）

課程思政是通過深入挖掘?qū)I(yè)課和綜合素養(yǎng)課的德育內(nèi)涵和德育因素，促進(jìn)顯性教育和隱性教育相融合，使各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協(xié)同育人效應(yīng)[1].育人是高校教育工作的主要目標(biāo)，課程教學(xué)是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的有效載體，作為高等教育中重要一環(huán)的教師，不僅要傳道授業(yè)解惑，更應(yīng)該成為塑造學(xué)生性格、品行的“大先生”.早起高校傳統(tǒng)的教育理念中，對(duì)學(xué)生進(jìn)行思想教育都依賴于思想政治課程，專業(yè)課程的思政元素沒有被發(fā)掘和應(yīng)用.近年來，國家對(duì)高校思政工作給予了相當(dāng)?shù)闹匾?，?chuàng)新地提出了“課程思政”的教育理念[2]，從此思想政治課教師不再單打獨(dú)斗，綜合素養(yǎng)課、專業(yè)課的教師也加入戰(zhàn)斗隊(duì)伍來共同參與立德樹人的根本任務(wù).

課程思政教學(xué)體系是一個(gè)綜合立體的育人體系，思想政治理論課在其中發(fā)揮引領(lǐng)作用，承擔(dān)對(duì)大學(xué)生進(jìn)行社會(huì)主義核心價(jià)值觀教育的任務(wù)；綜合素養(yǎng)課程起到浸潤作用，承擔(dān)筑牢理想信念的綜合素養(yǎng)養(yǎng)成任務(wù)；自然科學(xué)專業(yè)課程起到拓展作用，注重學(xué)生科學(xué)思維、職業(yè)素養(yǎng)的養(yǎng)成教育；哲學(xué)社會(huì)科學(xué)專業(yè)課程發(fā)揮強(qiáng)化作用，主要針對(duì)學(xué)生進(jìn)行社會(huì)主義意識(shí)形態(tài)方面的教育[3].在這樣一個(gè)綜合育人模式下，光學(xué)課程作為物理學(xué)專業(yè)的核心理論課程也應(yīng)承擔(dān)課程思政的任務(wù)，在教學(xué)中充分挖掘思政成份，打通與思政課間的壁壘，既要把思想政治理論巧妙地運(yùn)用到專業(yè)課教學(xué)中去，不能生拉硬扯，又要從思政理論高度去理解和運(yùn)用專業(yè)課知識(shí)，以達(dá)到兩者的交叉融合，最終轉(zhuǎn)化成學(xué)生道德修養(yǎng)和精神境界的提升，轉(zhuǎn)化成學(xué)科素養(yǎng)和職業(yè)能力的養(yǎng)成.

光學(xué)是物理學(xué)中最古老的一門基礎(chǔ)學(xué)科，人類在認(rèn)識(shí)自然過程中不斷發(fā)現(xiàn)矛盾和解決矛盾，通過科學(xué)實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)實(shí)踐總結(jié)了很多光學(xué)理論.一方面，這些理論對(duì)實(shí)踐起到指導(dǎo)作用，另一方面，實(shí)踐又促進(jìn)了理論的進(jìn)一步發(fā)展，這本身就包含了豐富的哲學(xué)思想和內(nèi)涵，值得我們?nèi)ド钊胩剿?

1 光學(xué)課程中思政元素的提煉

思想政治教育與學(xué)科教育有著一定的聯(lián)系.對(duì)于物理學(xué)專業(yè)來說，很多專業(yè)課程看似與思政教育沒有直接關(guān)聯(lián)，實(shí)際上經(jīng)過教師的深入挖掘，可以讓其育人功能顯現(xiàn)出來，在培養(yǎng)學(xué)生的品行，養(yǎng)成正確的三觀，增強(qiáng)青年的責(zé)任擔(dān)當(dāng)方面，二者擁有共同的作用：一方面，思政教育為學(xué)科教育提供政治導(dǎo)向，豐富了教育內(nèi)容，尤其增強(qiáng)了理論性課程的趣味性；另一方面，學(xué)科教育提升了思政教育層次，通過教師的合理引導(dǎo)，兩者可以互為補(bǔ)充，相得益彰.所以，專業(yè)課程中如何提煉和加工思政元素尤為重要，以下從哲學(xué)思想和社會(huì)主義核心價(jià)值觀兩個(gè)方面分別闡述光學(xué)課程中包含的思政內(nèi)容.

1.1 哲學(xué)思想

光學(xué)課程包含了豐富的哲學(xué)思想，例如矛盾的普遍性思想、否定之否定規(guī)律、辯證唯物主義等，下面結(jié)合光學(xué)課程加以詳細(xì)說明.

1.1.1 矛盾的普遍性

矛盾的普遍性是指矛盾存在于一切事物的發(fā)展過程中，它是客觀存在的，要積極尋找正確的辦法化解矛盾.光學(xué)課程的知識(shí)體系中也存在諸多矛盾，幾何光學(xué)中對(duì)于共軸球面光學(xué)系統(tǒng)，要想理想成像，一般都要求將發(fā)光物體和光線限制在近軸區(qū)域，光線一旦偏離了近軸區(qū)域，就容易出現(xiàn)像差.另外，常用的復(fù)色光源，由于色散的原因容易形成色差，像差和色差都嚴(yán)重地影響了成像的清晰度.從光具組的聚光本領(lǐng)角度考慮，進(jìn)入光學(xué)系統(tǒng)的光束不能太窄，而且為了獲得廣闊的像場，物體也不能限制在近軸范圍內(nèi).也就是說，一方面要求成像清晰，另一方面又要求像場廣闊明亮，這常常不可兼得，也就是存在成像清晰度和系統(tǒng)聚光本領(lǐng)之間的矛盾.考慮光的波動(dòng)性質(zhì)，光束越受到限制衍射現(xiàn)象就越明顯.這意味著，越減小幾何像差，衍射就越顯著；減少衍射效應(yīng)，幾何像差又會(huì)趨于明顯，于是又存在著成像清晰度與細(xì)節(jié)分辨程度的矛盾[4].因此，在實(shí)際的光學(xué)系統(tǒng)中，常常需要平衡以上所述矛盾的雙方，合理設(shè)計(jì)光學(xué)儀器.

1.1.2 否定之否定規(guī)律

否定之否定規(guī)律揭示了事物由肯定到否定，再到否定之否定的發(fā)展過程，它是事物完善自己、發(fā)展自己的一個(gè)有規(guī)律的過程.光學(xué)知識(shí)體系的發(fā)展和完善也遵循這個(gè)規(guī)律.

光學(xué)的發(fā)展實(shí)際上是人類對(duì)光現(xiàn)象、光的本質(zhì)不斷探索和認(rèn)知的過程.中國古代最早對(duì)光的認(rèn)知始于公元前450年至公元前250年，《墨經(jīng)》的《經(jīng)下》篇記載了光的直線傳播和光在鏡布上的反射等現(xiàn)象.西方對(duì)于光的認(rèn)識(shí)可以追溯到古希臘，以亞里士多德和歐幾里得為代表的先賢從自然哲學(xué)角度對(duì)光進(jìn)行了探討和分析.自17世紀(jì)以來，光的研究有了突破性地進(jìn)展，西方科學(xué)家建立了近代幾何光學(xué)，提出了光的反射和折射定律，發(fā)明了望遠(yuǎn)鏡、顯微鏡等光學(xué)儀器.

17世紀(jì)初，意大利人格里馬第觀察到與光的直線傳播這一幾何光學(xué)原理不相符的現(xiàn)象，一根直桿在點(diǎn)光源照射情況下投射的影子比假定直線傳播情況下的寬度更大一些，即產(chǎn)生了光的衍射現(xiàn)象.

斯涅耳在1621年得出折射定律，1637年笛卡爾在《折光學(xué)》中給出折射定律的現(xiàn)代形式，費(fèi)馬（1601-1665）利用極值原理得到光的反射定律和折射定律.1690年荷蘭科學(xué)家惠更斯在《光論》一書中提出惠更斯原理，正式建立光的波動(dòng)學(xué)說，成功解釋了方解石的雙折射現(xiàn)象.但惠更斯沒有提及波長的概念，也沒有指出光的周期性.隨后，英國科學(xué)家牛頓從牛頓環(huán)的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)光具有周期性，在1704年出版的《光學(xué)》著作中指出光是一種微粒.這一時(shí)期出現(xiàn)了基于光的本性之“光的波動(dòng)說”與“光的微粒說”的爭論[4-5].進(jìn)入19世紀(jì)，波動(dòng)光學(xué)開始復(fù)興與發(fā)展，以1801年的托馬斯.楊的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)開始，下表1列出了波動(dòng)光學(xué)時(shí)期光學(xué)理論的發(fā)展成就.

表1 波動(dòng)光學(xué)時(shí)期的代表性成就

光的電磁理論證明了各種自然現(xiàn)象之間存在著相互聯(lián)系這一辯證唯物論的基本原理.19世紀(jì)末到20世紀(jì)初，光的電磁理論在解釋黑體輻射、光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)時(shí)遇到了困難，直到1900年普朗克提出輻射的量子論才解決了這些難題.下表2列出了這一量子光學(xué)時(shí)期的光學(xué)發(fā)展成就.

表2 量子光學(xué)時(shí)期的代表性成就

可以看出，人類對(duì)于光的本性問題的探討也是走過了一條曲折的道路，在經(jīng)歷了肯定、否定、否定之否定后，逐步認(rèn)清光具有波粒二象性這一本質(zhì).

1.1.3 辯證唯物主義

辯證唯物主義認(rèn)為物質(zhì)世界是按照它本身所固有的規(guī)律運(yùn)動(dòng)、變化和發(fā)展的，而對(duì)立統(tǒng)一規(guī)律是其最根本的規(guī)律，是辯證法的實(shí)質(zhì)和核心，它揭示了事物發(fā)展的源泉和動(dòng)力，闡明了事物發(fā)展過程的實(shí)在內(nèi)容.光的本性就體現(xiàn)了辯證唯物主義的思想.

光既有波動(dòng)性又有粒子性.波動(dòng)性是指光是一種電磁波，具有波動(dòng)的一些屬性，例如獨(dú)立性、疊加性，光波能產(chǎn)生干涉、衍射、偏振等現(xiàn)象.光的粒子性是指光的能量除了能以連續(xù)波動(dòng)形式存在還能以離散形式存在，其離散的能量單元稱為光子，它在很多方面具有經(jīng)典粒子的屬性，歷史上一些著名的實(shí)驗(yàn)，如光電效應(yīng)、康普頓散射等實(shí)驗(yàn)揭示了光的粒子性.所以，光的波粒二象性是一個(gè)精確的實(shí)驗(yàn)事實(shí).

為了解釋光的這種兩面性，人們不得不發(fā)展出新的理論——波粒二象性，認(rèn)為光既是波（是某特定波長范圍內(nèi)的電磁波），又是粒子（是某特定能量范圍內(nèi)的光子），即光具有波粒二象性.人們平時(shí)看到的是大量光子的統(tǒng)計(jì)行為，與波動(dòng)光學(xué)所預(yù)言的一致，只有在一些特殊場合，尤其涉及光的發(fā)射和吸收等過程時(shí)，個(gè)別光子的粒子性才會(huì)凸顯出來，只有波粒二象性才能完美解釋光的各種行為.這個(gè)理論提出后，它不僅能解釋光的行為，還是量子力學(xué)建立的基礎(chǔ).其后，德布羅意在光的波粒二象性的啟示下，提出了微觀粒子也具有波粒二象性的假說，并由戴維孫和革末的電子衍射實(shí)驗(yàn)所證實(shí).

辯證唯物主義認(rèn)為，事物是對(duì)立統(tǒng)一的.在經(jīng)典世界里，人們認(rèn)為波動(dòng)性和粒子性是兩種完全不同的物質(zhì)形態(tài)，兩者是矛盾的和對(duì)立的.但在量子世界里，兩者可以和諧共存.由此引發(fā)了經(jīng)典力學(xué)與量子力學(xué)適用范圍的此消彼長，以及兩者轉(zhuǎn)化的界限，都體現(xiàn)了辯證唯物主義[6].

由于現(xiàn)代科技的飛速發(fā)展，2015年瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院科學(xué)家成功拍攝出光同時(shí)表現(xiàn)波粒二象性的照片，也是對(duì)這一辯證唯物主義觀點(diǎn)最好的證明.

1.2 社會(huì)主義核心價(jià)值觀

社會(huì)主義核心價(jià)值觀主要由堅(jiān)持馬克思主義指導(dǎo)思想，堅(jiān)持中國特色社會(huì)主義共同理想，堅(jiān)持以愛國主義為核心的民族精神和以改革創(chuàng)新為核心的時(shí)代精神和堅(jiān)持社會(huì)主義榮辱觀組成.在新時(shí)代下，高等教育也要與時(shí)俱進(jìn)，以社會(huì)主義核心價(jià)值觀為導(dǎo)向的課程思政建設(shè)有利于進(jìn)一步完善課程教學(xué)內(nèi)容，有利于培養(yǎng)青年學(xué)生做到四個(gè)自信、增強(qiáng)四個(gè)意識(shí)，是實(shí)現(xiàn)為黨育人為國育才的重要途徑.

社會(huì)主義核心價(jià)值觀中，愛國、敬業(yè)是對(duì)個(gè)人行為層面的要求，在光學(xué)課程中也能體現(xiàn)這些元素.光學(xué)泰斗王大珩院士，解放初期從英國輾轉(zhuǎn)多地回到祖國，參與創(chuàng)建大連大學(xué)及其應(yīng)用物理系，在物資極其匱乏的情況下，自制教學(xué)儀器給學(xué)生開設(shè)實(shí)驗(yàn)課.王院士在長春光機(jī)所工作期間，克服種種困難研制出了高精光學(xué)儀器即著名的“八大件”，長春光機(jī)所也因此聞名全國科技界.王大珩院士還在國防科研、計(jì)量科學(xué)研究等領(lǐng)域作出了突出的貢獻(xiàn)，為我國的光學(xué)事業(yè)培養(yǎng)了一批又一批的優(yōu)秀人才.此外，“中國天眼”的主要發(fā)起者和奠基人南仁東先生，花費(fèi)22年時(shí)間建成目前世界最大口徑的射電望遠(yuǎn)鏡.該望遠(yuǎn)鏡作為中國自行研發(fā)制造光學(xué)儀器的代表，對(duì)中國在科學(xué)前沿實(shí)現(xiàn)重大原創(chuàng)突破、加快創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展具有重要意義.南先生在建造“中國天眼”的20多年時(shí)間里，向人們生動(dòng)詮釋了胸懷全局、鞠躬盡瘁的科學(xué)精神.還有很多類似王大珩、南仁東的中國科學(xué)家，他們都是踐行社會(huì)主義核心價(jià)值觀的典范，他們的事跡都值得師生在光學(xué)課程中去挖掘、學(xué)習(xí).

2 實(shí)施辦法

2.1結(jié)合專業(yè)實(shí)際選擇有關(guān)物理學(xué)家的傳記、電影、論文等推薦給學(xué)生閱讀或觀看.例如《王大珩傳》、《聚焦星空-潘君驊傳》、電影《蔣筑英》等，也可以選擇性地將涉及中國古代光學(xué)史的論文[7]或西方光學(xué)發(fā)展史的論文[8]推薦給學(xué)生課外研究學(xué)習(xí)，在課后與學(xué)生交流這些書籍、電影或論文的觀后感，引導(dǎo)他們對(duì)科學(xué)精神的理解和認(rèn)同，激發(fā)青年學(xué)生的使命和當(dāng)擔(dān).

2.2根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)，每一章內(nèi)容中選擇性地打造若干知識(shí)點(diǎn)，使其與思政教育內(nèi)容相銜接.這樣一方面在課程講授中活躍了課堂氛圍，增加了師生間的互動(dòng)話題，在理論知識(shí)學(xué)習(xí)的枯燥乏味中增加了人文意味；另一方面，通過對(duì)學(xué)生思想方面的引導(dǎo)，培養(yǎng)他們正確的科學(xué)觀和銳意進(jìn)取的學(xué)習(xí)精神，更好的促進(jìn)學(xué)生對(duì)光學(xué)理論知識(shí)的學(xué)習(xí).最后在整個(gè)課程中形成多個(gè)帶有思政符號(hào)的知識(shí)點(diǎn)，以點(diǎn)帶面，完善整個(gè)光學(xué)思政教育內(nèi)容.

2.3改進(jìn)光學(xué)課程的評(píng)價(jià)考核方式，探索更利于學(xué)生深度參與，能精準(zhǔn)體現(xiàn)課程對(duì)學(xué)生思想建設(shè)有益的考核環(huán)節(jié).以前的課程考核以期末卷面成績?yōu)橹鳎綍r(shí)作業(yè)及課堂出勤率為輔的方式進(jìn)行，該考核方式無法完全達(dá)成思政教育的目標(biāo)，也不利于學(xué)生專業(yè)知識(shí)的延伸與理論應(yīng)用能力的培養(yǎng).目前，在光學(xué)課程教學(xué)改革中，應(yīng)將光學(xué)理論和生活實(shí)際相關(guān)的應(yīng)用型、創(chuàng)新型題目納入平時(shí)作業(yè)中，逐步提高平時(shí)作業(yè)在課程總評(píng)價(jià)中的比例.另外，要及時(shí)開展課程分組教研活動(dòng)，設(shè)置不同的課題，由學(xué)生合作完成課題的教學(xué)設(shè)計(jì)、板書、課堂講解，并由教師參加教研活動(dòng)的評(píng)閱，在評(píng)閱過程中與學(xué)生進(jìn)行互動(dòng)，達(dá)到促進(jìn)學(xué)生深度參與的目的.

2.4借助互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)和課外活動(dòng)開展課程思政教育.在網(wǎng)絡(luò)面方面，互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展使從網(wǎng)上收集整理與光學(xué)課程相關(guān)的思政教育資料較為便捷，通過線上和線下的分享，可以為學(xué)生提供圖片、文字、音頻、微課等形式的光學(xué)思政內(nèi)容，而在課外活動(dòng)方面，通過組織學(xué)生參與天文觀測活動(dòng)，可以將光學(xué)課程中望遠(yuǎn)鏡的放大本領(lǐng)、中國天眼的建造故事等有機(jī)融入，進(jìn)行現(xiàn)場教學(xué)，同時(shí)針對(duì)天文觀測中遇到的問題，可以引導(dǎo)學(xué)生自主思考、解決問題.這樣借助于第二課堂，既能激發(fā)學(xué)生的民族自豪感，培養(yǎng)學(xué)生一絲不茍、嚴(yán)謹(jǐn)求學(xué)的態(tài)度，也在無形中加強(qiáng)了對(duì)學(xué)生的思想政治教育.

3 結(jié)語

在光學(xué)課程中融入思政內(nèi)容，對(duì)青年學(xué)生有效開展思想政治教育，不僅是物理教學(xué)的重要組成部分，也是落實(shí)立德樹人根本任務(wù)的重要途徑.本文探討了光學(xué)課程中蘊(yùn)含的思政元素，結(jié)合課程目前的教學(xué)活動(dòng)提出了可行的實(shí)施辦法，希望能夠?qū)π滦蝿菹碌墓鈱W(xué)課堂教學(xué)提供一些新思路.