大學(xué)物理“課程思政”教學(xué)探究
——以角動量守恒為例

王金霞，謝國亞

（重慶移通學(xué)院數(shù)理教學(xué)部，重慶 401520）

0 緒論

早在1986年我國頒布的《義務(wù)教育法》就提出素質(zhì)教育，提高全民素質(zhì)是教育的根本宗旨。要面向全體學(xué)生，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展，要培養(yǎng)“德、智、體、美、勞”全面發(fā)展的人才，而德育首當(dāng)其沖是教育的靈魂，為教育提供方向。中國杰出文學(xué)家、思想家韓愈就說過“師者所以傳道、授業(yè)、解惑也”即老師首先要教會弟子為人之道，道之深遠(yuǎn)。2016年12月，習(xí)近平總書記提出“高校思想政治工作關(guān)系到高校培養(yǎng)什么樣的人以及為誰培養(yǎng)人”的觀點(diǎn)，這使得全國高校教師對自己的工作有了新的認(rèn)識，尤其是思想政治課的老師，全國各個高校開始重新審視思想政治課程，開始重新調(diào)整課堂思路，為培養(yǎng)好社會主義接班人而打造新的內(nèi)容。2018年5月總書記在北京大學(xué)座談會上又提出“加強(qiáng)思想政治工作體系建設(shè)，是形成高水平人才培養(yǎng)體系的重要內(nèi)容”，國勢之強(qiáng)由于人，人才之成出于學(xué)，培養(yǎng)社會主義建設(shè)者和接班人，是我們黨的教育方針，是我國各級各類學(xué)校的共同使命。2020年5月，教育部印發(fā)了《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》，將全國高等學(xué)校思政課程的建設(shè)推向高潮。而大學(xué)物理課程的內(nèi)容與生活聯(lián)系緊密，又是一門必修的公共課程。因此，在大學(xué)物理的課堂中引入思政元素意義深遠(yuǎn)。

在大學(xué)物理中進(jìn)行德育教育，對于大學(xué)物理教師，首先，在備課的環(huán)節(jié)，一方面整理梳理好知識點(diǎn)之后，要去關(guān)注每一個知識點(diǎn)，和生活有哪些聯(lián)系，這就需要教師在日常生活中多觀察、多思考，碰到的每一個現(xiàn)象能不能用物理知識去解釋，例如，小孩玩的蹺蹺板用到哪個物理知識？這個原理和物理實(shí)驗(yàn)中稱質(zhì)量的天平的原理是一樣的，運(yùn)用了等臂杠桿的原理。例如在2022年4月16日神舟十三號飛船在東風(fēng)著陸場成功降落，在降落過程中各個階段，可以分析它的重力的變化，宇航員受力的變化等等，和生活聯(lián)系起來可以很好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生知道物理知識用在哪里，進(jìn)而由例子中的人物形象去感化學(xué)生，激發(fā)學(xué)生的愛國情懷，去給學(xué)生正確的世界觀，人生觀，價(jià)值觀。另一方面，可以追蹤重要物理學(xué)原理提出者的人物事跡，如科學(xué)方法之父、現(xiàn)代科學(xué)之父伽利略[2]，他敢于向傳統(tǒng)的權(quán)威思想挑戰(zhàn)，可提煉出“堅(jiān)持真理”的精神品質(zhì)，從他善于提出全新概念（如慣性、加速度等），創(chuàng)立研究自然科學(xué)新方法，可提煉出“敢于創(chuàng)新、實(shí)事求是”的品格。對于物理的好多結(jié)論，都是偉大的物理學(xué)家通過好多年堅(jiān)持不懈的努力得到的，例如，電磁感應(yīng)定律，是法拉第經(jīng)過十年的努力通過實(shí)驗(yàn)得到的，因此，物理學(xué)家背后的故事也是老師德育的重要渠道，物理學(xué)家他們身上的堅(jiān)韌不拔、不怕吃苦、追求真理、可以犧牲自我的品格值得學(xué)生去學(xué)習(xí)，其次，在課堂上，教師不能滿堂灌而忽略學(xué)生，教師要做好以學(xué)生為主體教師為主導(dǎo)的引領(lǐng)作用，通過一些實(shí)例先要激發(fā)起學(xué)生的興趣，學(xué)生的求知欲，引導(dǎo)學(xué)生自己去探索去學(xué)習(xí)，在教師的引導(dǎo)下讓學(xué)生獲得本節(jié)內(nèi)容的知識，獲得成功的體驗(yàn)[3]。最后，在課后，教師可以給學(xué)生布置一些作業(yè)。讓學(xué)生自己推導(dǎo)所學(xué)的定理的過程，讓學(xué)生更加清楚所學(xué)各個物理量；查閱資料去思考得到定律的過程，各個實(shí)驗(yàn)之間有什么聯(lián)系，所學(xué)內(nèi)容在實(shí)際生活中應(yīng)該如何應(yīng)用，讓學(xué)生知道理論如何聯(lián)系實(shí)際。

下面以剛體定軸轉(zhuǎn)動的角動量守恒為例，探討了本節(jié)內(nèi)容中所包含的思政元素。

1 思政教學(xué)探究——以剛體定軸轉(zhuǎn)動的角動量守恒為例

1.1 課程引入

和學(xué)生一起回看2021年14歲的全紅嬋在東京奧運(yùn)會跳水奪冠的小視頻，并向大家簡要介紹全紅嬋，同時(shí)提問：全紅嬋在跳水過程中為什么會有手臂打開和收回不同的動作？對完成比賽有什么幫助呢？2010年溫哥華冬奧會申雪和趙宏博，以兩次打破世界紀(jì)錄的最佳戰(zhàn)績奪得中國歷史上第一枚花樣滑冰的奧運(yùn)金牌，打破了俄羅斯人46年來連續(xù)12屆冬奧會對該項(xiàng)目的壟斷，花樣滑冰運(yùn)動員申雪和趙宏博比賽過程中雙臂和腿也時(shí)而收攏，時(shí)而展開，這些包含了哪些物理知識呢？

設(shè)計(jì)意圖：由對全紅嬋的簡單介紹希望同學(xué)們向她學(xué)習(xí)，唯有拼搏才能改變現(xiàn)狀，在大好年華唯有發(fā)奮圖強(qiáng)才能實(shí)現(xiàn)人生理想，讓學(xué)生樹立正確的人生觀和價(jià)值觀，由后面提出的問題，激發(fā)學(xué)生的求知欲，主動思考，讓他們在這節(jié)課中來尋求答案。

1.2 課程講解

定軸轉(zhuǎn)動的剛體所受的合外力矩的沖量矩等于在這段時(shí)間內(nèi)對該軸的角動量的增量。

也就是說，若外力對某軸的力矩之和為零，則該物體對同一軸的角動量守恒，這就是角動量守恒定律。

對軸的角動量守恒定律在生活、生產(chǎn)和科技活動中應(yīng)用非常廣泛，下面對兩個方面的原理做一說明：

（1）對定軸轉(zhuǎn)動的剛體。在轉(zhuǎn)動過程中，如果轉(zhuǎn)動慣量始終保持不變，則角速度也就不變，即原來靜止保持靜止，原來勻速轉(zhuǎn)動仍然勻速轉(zhuǎn)動。比如，輪船、飛機(jī)、火箭上用作定向裝置的回轉(zhuǎn)儀，它是繞幾何對稱軸調(diào)整旋轉(zhuǎn)的邊緣厚重的轉(zhuǎn)子，當(dāng)轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)的時(shí)候，摩擦力矩可以忽略不計(jì)，因此在很長一段時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)子繞對稱軸旋轉(zhuǎn)的角動量守恒，而在轉(zhuǎn)動過程中剛體的轉(zhuǎn)動慣量不變，由角動量守恒定律可知，角速度的大小方向也不會變化，因此回旋儀的方向也保持不變，也就是說無論底座如何移動，回旋儀的自轉(zhuǎn)方向不改變，從而能夠起到定向的作用。

（2）對定軸轉(zhuǎn)動的非剛性物體。物體的轉(zhuǎn)動慣量是可以改變的，轉(zhuǎn)動過程中當(dāng)滿足合外力矩為零時(shí)，即常矢量時(shí)，可以由轉(zhuǎn)動慣量的改變而變化自身的旋轉(zhuǎn)角速度，例如芭蕾舞演員在表演過程中，通過不斷的調(diào)整身體的姿態(tài)進(jìn)而改變轉(zhuǎn)動慣量，由角動量守恒可以改變在運(yùn)動過程中的旋轉(zhuǎn)角速度，從而做出一些優(yōu)美的舞姿。

1.3 課程思政

通過對本節(jié)剛體定軸轉(zhuǎn)動角動量守恒的知識的講解，在過程中可以引入以下的思政元素：

（1）這里剛體是個理想模型，認(rèn)為在運(yùn)動過程中物體的形狀和大小都保持不變。如質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動學(xué)中質(zhì)點(diǎn)的概念，也是一個理想模型，在研究的問題中忽略了物體的大小形狀將它看成是一個點(diǎn)來處理問題，都是抓住了矛盾的主要方面，忽略矛盾的次要方面的思想，這時(shí)候告訴大家我們在生活中或其他一些學(xué)科研究中碰到一些復(fù)雜問題的時(shí)候需要把握好矛盾的主要方面，先解決主要矛盾。在這里只研究定軸轉(zhuǎn)動，也是先從特殊性出發(fā)來探討它的規(guī)律，是后面理論力學(xué)學(xué)習(xí)剛體轉(zhuǎn)動滾動的基礎(chǔ)，特殊性包含在普遍性之中。

（2）理論聯(lián)系實(shí)際。由課堂中講的動量守恒定律去解釋奧運(yùn)冠軍全紅嬋跳水時(shí)不同的動作，這屬于定軸轉(zhuǎn)動的非剛性物體，她手臂收回，轉(zhuǎn)動慣量減小，角速度增大，這樣可以保證在空中完成一些翻轉(zhuǎn)動作，手臂打開，轉(zhuǎn)動慣量大，減小角速度從而可以平穩(wěn)入水?；踊\(yùn)動員申雪和趙宏博雙臂和腿時(shí)而收攏，時(shí)而展開也是通過自己的形態(tài)改變轉(zhuǎn)動慣量，進(jìn)而改變旋轉(zhuǎn)角速度。提醒大家，理論就是從實(shí)踐中來的，因此我們學(xué)的任何理論知識都可以去解釋實(shí)際生活中相對應(yīng)的問題。

（3）吃別人吃不了的苦，才能取得令人驚嘆的成績。水花精靈全紅嬋也是來自一個貧困家庭的農(nóng)村孩子，為了能在比賽中拿出好成績，她不怕困難不怕吃苦，每天刻苦訓(xùn)練，最終在京東奧運(yùn)會上呈現(xiàn)出中國健兒更加鮮明的時(shí)代特點(diǎn)，希望大家向她頑強(qiáng)拼搏的品格學(xué)習(xí)，將來能為我們社會主義現(xiàn)代化建設(shè)貢獻(xiàn)力量。

2 結(jié)語

對于大學(xué)物理“課程思政”，本文在備課環(huán)節(jié)、課堂、課后三個階段簡要分析了如何引入立德樹人的育人目標(biāo)。然后以大學(xué)物理課程中剛體定軸轉(zhuǎn)動的角動量守恒為例探討了幾點(diǎn)思政課程育人目標(biāo)，提煉出愛國情懷、社會責(zé)任、人生理想、文化自信等要素。在大學(xué)物理這門課程中融入課程思政元素，使得思政教育體現(xiàn)在高校的每一節(jié)課堂中是一項(xiàng)任重而道遠(yuǎn)的任務(wù)?？偠灾獙⑴囵B(yǎng)社會主義接班人的育人目標(biāo)融入各個方面，而大學(xué)物理作為一門基礎(chǔ)課程，還需要高校教師源源不斷的進(jìn)行探索，從而能夠更好地將思政育人與大學(xué)物理完美融合。