課程思政融入大學物理的探索與實踐*

孫會娟 王云志 李曉梅

(北京聯(lián)合大學數(shù)理部 北京 100101)

邢紅軍

(首都師范大學教師教育學院 北京 100048)

1 引言

2016 年12 月習近平總書記在全國高校思想政治工作會議中提出:其他各門課都要守好一段渠、種好責任田,使各類課程與思想政治理論課同向同行,形成協(xié)同效應[1]．習近平總書記在上述會議中的觀點一般被認為是課程思政的起點．到了2021年兩會期間,習近平總書記又指出,“大思政課”我們要善用之,一定要跟現(xiàn)實結合起來．2022年8月,教育部等十部門印發(fā)了《全面推進“大思政課”建設的工作方案》,在此指導下,高校要善用“大思政課”,在“思政小課堂”發(fā)力,向“社會大課堂”拓展,打通“三全育人”體系,全面履行為黨育人、為國育才的使命．

在大學物理課程中有效進行課程思政是新時代的要求,也是對大學物理教師的新挑戰(zhàn)．本文以北京聯(lián)合大學工科類本科專業(yè)普遍開設的大學物理課程為依托,對如何挖掘大學物理課程中的隱性思政元素,并在教學過程中有機融入課程思政元素進行了理論和實踐上的初步探討．

2 大學物理教學中融入課程思政的設計思路

物理學是以物質的基本結構、基本運動形式、相互作用為研究對象的一門自然科學．以物理學知識為基礎的大學物理課程,主要包括力學、熱學、振動、波動、波動光學、電磁場、近代物理基礎等內容,是高等學校理工類本科一門重要的通識教育必修課[2]．傳統(tǒng)的大學物理課程主要側重于傳授給學生具體的物理學知識,在如何有機地把物理學科的科學屬性和思想政治教育結合起來方面的經驗較少[3]．尤其在應用型本科高校,大學物理的課程學時被大量減少,為了解決在有限的教學時間中有機融入課程思政的問題,筆者按照如下3個思路,進行了理論上的探索．

2.1 確立大學物理課程思政的育人目標

結合北京聯(lián)合大學培養(yǎng)應用型人才的辦學定位和大學物理課程的教學大綱要求,確定了大學物理課程中課程思政的育人目標,主要包含如下5個方面:

(1)通過介紹大學物理學原理在我國先進科學技術中的應用,使學生們建立國家榮譽感和民族自豪感．

(2)通過介紹我國古代物理學方面的巨大成就:如力學、熱學、光學、電磁學、時空觀等方面的相關內容,使學生認識到中華文明曾經遙遙領先于其他文明,認識到中華民族偉大復興的必然性．樹立為中華民族的復興而讀書的責任心和使命感．

(3)通過介紹物理學家尤其是中國物理學家和科技工作者做出的一系列成就,培養(yǎng)學生樹立科學家精神．

(4)通過物理知識的學習,使學生的抽象思維、邏輯思維能力得到提高,能夠從宏觀到微觀,感悟到物理學的思想智慧,樹立辯證唯物主義世界觀和社會主義核心價值觀,形成社會責任感.

(5)通過參加各類物理方面的學科競賽,培養(yǎng)學生的自學能力、創(chuàng)新能力和團隊合作能力,增強學生的自信心,同時激發(fā)學生為了國家的進步而努力學習的使命感與擔當精神．

2.2 以學生為中心 線下線上相結合 融入課程思政

針對上述5個方面的育人目標,北京聯(lián)合大學數(shù)理部物理教研室的教師認真查閱資料,積極挖掘大學物理課程內容中的課程思政素材,并進行教學設計,形成有效的教案．在傳統(tǒng)講授法的基礎上,結合網絡平臺的教學資源,實現(xiàn)翻轉課堂,由教師講授為中心轉化為以學生學習為中心的、靈活的線下線上相結合的教學模式．

在線下課堂教學中,教學以學生為中心,科學地采用啟發(fā)式、互動式等教學方式,有效發(fā)揮講授、板書、多媒體等多種教學手段的優(yōu)勢,對相關的物理概念、規(guī)律進行講解,并有機融入上述5個課程育人目標．在課外學習中,學生通過課堂練習和課外作業(yè),強化對所學物理概念和規(guī)律的理解和應用,學會分析問題、建立數(shù)學模型解決一些實際應用問題,培養(yǎng)科學思維能力．

在新冠疫情期間,課程組把一些課程思政的視頻、圖片、資料放在Bb網絡學堂、藍墨云班課、雨課堂等在線教學平臺上,并建立討論區(qū),實現(xiàn)了線上線下相融合的靈活教學方式,做到全方位立體化的教書育人．學生可以通過網絡學堂等網絡平臺的教學資源實現(xiàn)自主學習,逐步形成分析問題、解決問題的能力,并受到愛國主義熏陶等．

2.3 加強物理實驗室建設 通過第二課堂實現(xiàn)立德樹人的目標

通過北京聯(lián)合大學數(shù)理部物理實驗室的開放預約系統(tǒng),積極開展第二課堂．鼓勵學生在課外時間通過系統(tǒng)預約,自由進入物理實驗室探索相關物理問題的實驗研究．以物理實驗室中的演示實驗室為硬件依托,開辟學生創(chuàng)新園地,組織學生積極參加各級各類創(chuàng)新大賽,以賽促學,培養(yǎng)學生的團隊合作精神、鉆研探索精神和堅持不懈的精神．

3 課程思政有機融入大學物理課程的實踐探索

筆者所在項目組按照上述思路,以學生為中心,從加強教師培訓、介紹物理原理在我國最新科技成果中的應用和相關科學家的事跡、介紹我國古代物理學的巨大成就3個方面,開展了在大學物理課程中有機融入課程思政的實踐探索．經過實踐探索,學生的大學物理期末考試成績有了大幅度提升、學生積極參加大學物理競賽和大學物理實驗競賽,并有多名學生獲得各級各類獎項;學生給大學物理教師的教學測評打分基本都在90分以上,從而實現(xiàn)了教學相長．

3.1 加強教師培訓 提高教師課程思政的意識和素養(yǎng)

課程思政建設的關鍵在于“教育者先受教育”．北京聯(lián)合大學數(shù)理部物理教研室組織大學物理教師們進行課程思政方面的各種理論學習和學術交流及研討,使教師們充分認識到,課程思政是高校落實立德樹人的根本舉措,作為一名高校教師,首先提高自身的師德修養(yǎng),并自覺進行大學物理課程中各種類型課程思政元素的挖掘,再通過靈活的教學方法,將其有機地融入課堂教學中．

團隊教師從開始對課程思政有畏難情緒,到后來主動自覺地在自己的課堂中進行課程思政,且有多位中青年教師在校級課程思政教學設計大賽中獲得獎勵,并有教師把自己在教學中融入課程思政的經驗寫成論文公開發(fā)表,說明加強教師培訓的重要性和有效性．

3.2 建立課程思政元素案例庫

介紹物理原理在我國最新科技成果中的應用和相關科學家的事跡,建立課程思政元素案例庫.

在講授大學物理學基本知識的過程中,介紹我國目前全球領先的科學技術的基本原理,融入中國科技目前在某些領域的領先情況等課程思政元素,使學生們樹立民族自豪感．通過對做出相關成果的科學家先進事跡的介紹,使學生受到中國科學家的愛國情懷、團隊合作等科學家精神的熏陶,激勵學生立志振興中華．

例如,在安培定律一節(jié)的教學過程中,在課題的引入、應用和總結3個部分融入課程思政元素,從而實現(xiàn)課程的相應育人目標．

首先,在引入部分,給學生展示一張老照片,如圖1(a),1895年2月17日,北洋水師全軍覆沒,中日甲午戰(zhàn)爭以中國徹底失敗而告終,中國近代的屈辱史加劇;再給學生展示中國完全自主設計建造的首艘彈射型航空母艦——“福建艦”,采用平直通長飛行甲板,配置電磁彈射和阻攔裝置,舷號為“18”,如圖1(b)．新中國有了強大的海軍,中國人民生活在揚眉吐氣的幸福新時代;有海無防,倍受帝國主義凌辱的時代一去不復返了．艦載電磁彈射裝置(簡稱電磁炮)的原理是什么?這就是今天要學習的內容,磁場對載流導線的作用—— 安培定律．

圖1 課程思政引用圖片

其次,在應用部分,介紹人民科學家——被譽為“電磁炮之父”的馬偉明院士．關鍵核心技術只能靠自力更生而獲得,能戰(zhàn)方能止戰(zhàn)．馬偉明院士率領團隊,在艦船動力和電氣工程方面經過了幾十年的艱苦攻關,使我國海軍艦艇擁有了中國人自己設計制造、完全自主知識產權的“中國心”;在電磁彈射、全電力推進系統(tǒng)等先進軍事技術上寫下了中國人的名字,讓我國在這些領域完成了從“跟跑者”到“領跑者”的轉變,馬偉明院士被譽為“中國電磁彈射之父”．美國曾以高額的報酬請馬偉明院士到美國為其效力,但是他拒絕了,稱祖國利益高于一切．馬偉明院士的愛國主義精神值得我們學習．正如2020年9月11日習近平總書記在科學家座談會上的講話中提到的“科學無國界,科學家有祖國”．

最后,在總結部分,通過應用案例電磁炮工作原理以及為我國電磁炮研制做出巨大貢獻的馬偉明院士的事跡,使學生明白“天下興亡,匹夫有責”,激發(fā)學生樹立“為中華民族的偉大復興而讀書”的遠大理想．

除了上述安培定律的典型案例,本課題組還建立了有關“中國天眼”、中國“人造太陽”全超導托卡馬克核聚變實驗裝置、量子反常霍爾效應、紅外偏振探測器等典型課程思政素材庫．

3.3 介紹我國古代物理學的巨大成就 增強學生復興中華的使命感

學生通過中學物理的學習,面對滿書都是西方人命名的定理和定律,會覺得物理學大廈的所有知識體系,似乎都是由牛頓、焦耳、法拉第、麥克斯韋、愛因斯坦等外國人所構建的[4]．物理學的發(fā)展真的和中國沒有關系嗎?教師通過查閱相關古代著作,深入挖掘我國古代輝煌的物理學成果,對比近代中國科技的落后和現(xiàn)階段我國多方面科技成果的領先,從而激發(fā)學生的愛國熱情,讓學生樹立民族復興的責任感與使命感．

例如,在緒論課中可以給學生介紹中國古代物理學的發(fā)展歷史．中國古代物理學從距今300萬年的舊石器時代到距今4 600年的青銅時代的積累,在春秋戰(zhàn)國時期(公元前770年-公元前221年)達到古代物理學發(fā)展的第一個高峰,力學、聲學、光學和物質的結構等知識已經形成,這些物理學內容主要集中在《墨經》和《考工記》兩本著作中[5]．墨子(公元前372年-公元前289年)是我國古代最早的物理學家,其代表作《墨經》,約完成于戰(zhàn)國后期(公元前388年),記載了包括力學、聲學、光學等方面的物理知識．例如,其中的“力,刑(形)之所以奮也”最早給出了力的定義．同時,《墨經》對光的直線傳播、反射等的描述記載,比西方對光學的系統(tǒng)研究早了兩千余年．最早對彈簧彈性定律進行總結的是《考工記》的作者,在“弓人”中有“量其力,有三均”的說法．東漢經學家鄭玄(公元127年-公元200年)對此進行了注釋,他在《周禮注疏》中寫道“假令弓力勝三石,引之中三尺,弛其弦,以繩緩擐之,每加物一石,則張一尺”,而英國人胡克(公元1635年-1703年)在1687年才發(fā)現(xiàn)彈性定律．秦漢至隋唐時期(公元前221年-公元961年)中國傳統(tǒng)物理學已經形成,力學、聲學、光學有了進一步的發(fā)展和完善,東漢王充的《論衡》首次記載了司南的形狀、摩擦過的玳瑁能吸引輕小的物體、將“氣”做為天地萬物的本原．宋元明時期(公元960年-1644年),是中國古代物理學的第二個高峰,出現(xiàn)了一大批論述自然科學的名著,如《夢溪筆談》《武經總要》《營造法式》《革象新書》《天工開物》等,這些著作中記述了大量的物理學內容和研究成果,這些成果在當時世界上都是領先的．

筆者所在項目組成員挖掘了很多與大學物理課程內容相關的中國古代物理學的成就,建立起相關的素材庫,通過有機融入課堂教學,讓學生了解我國古代輝煌的物理學和科技成就,樹立民族自信心,增強學生復興中華民族的使命感．

4 結束語

課題組對如何將課程思政融入大學物理教學進行了初步的理論和實踐探索．相信在前期初步探索的指導下,我們一定能夠通過課堂教學、課下答疑和競賽輔導等各個環(huán)節(jié),做到潤物細無聲地對學生進行課程思政,為培養(yǎng)合格的社會主義建設者和接班人,貢獻大學物理教師的力量．