物理學(xué)專業(yè)教學(xué)中課程思政的實(shí)踐路徑研究

秦麗溶 趙建偉 冉揚(yáng)強(qiáng) ?？←?/p>

摘? 要：近年來，以習(xí)近平同志為核心的黨中央給廣大教育工作者提出一個(gè)新命題——課程思政，這也是給廣大教師提出的新要求。數(shù)學(xué)物理方法課程的教學(xué)團(tuán)隊(duì)秉持“以學(xué)生為中心”的教育理念，在課程教學(xué)中，立足于遵循課程完整的知識(shí)體系，深入挖掘教學(xué)內(nèi)容固有的思政元素，滲透辯證唯物主義的世界觀和方法論，凸顯時(shí)代新人的使命擔(dān)當(dāng)，使學(xué)生潛移默化中接受主流價(jià)值的引領(lǐng)，讓立德樹人潤(rùn)物無聲，探索知識(shí)傳授、能力培養(yǎng)與價(jià)值塑造多元統(tǒng)一的課程育人有效途徑。

關(guān)鍵詞：高校物理學(xué);專業(yè)教學(xué);課程思政;實(shí)踐路徑;思政元素

中圖分類號(hào)：G641? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? 文章編號(hào)：2096-000X（2024）08-0169-04

Abstract： Curriculum ideology and politics is a new proposition put forward by the CPC Central Committee with General Secretary Xi Jinping as the core for educators in recent years， and also a new requirement for teachers. Based on the complete knowledge system of the Methods of Mathematical Physics course， course team uphold "student-centered" education concept to dig deep into the teaching content inherent ideological elements， permeate dialectical materialism world outlook and methodology， highlight the mission of new bear， and then make students accept the guidance of mainstream values imperceptibly. This paper explores the effective ways of multiple unified course education， that is， knowledge transmission， ability training and value shaping.

Keywords： University Physics; professional teaching; curriculum ideology and politics; practical path; ideological and political elements

課程思政是我國(guó)新時(shí)代“大思政”格局下提出的一種教育理念[1]。自2016年，課程思政提出以來，高校教師關(guān)于課程思政的概念和內(nèi)涵、課程思政的重要性和必要性的認(rèn)識(shí)不斷提升，各專業(yè)課教師也在不斷的教學(xué)實(shí)踐中積累著經(jīng)驗(yàn)。相較于人文社會(huì)學(xué)科，理工科尤其是物理學(xué)專業(yè)課程思政的建設(shè)，由于課程內(nèi)容的特點(diǎn)，到目前為止，尚未有可有效操作的實(shí)施辦法，成為高校課程建設(shè)的重點(diǎn)與難點(diǎn)[2]。多年的調(diào)查表明，80%的大學(xué)生認(rèn)為對(duì)自己成長(zhǎng)影響最深的是專業(yè)課和專業(yè)課教師[3]。因此，能不能在專業(yè)課教學(xué)中放好思政“鹽”，將直接影響人才培養(yǎng)質(zhì)量。

一? 數(shù)學(xué)物理方法教學(xué)中思政建設(shè)的必要性

數(shù)學(xué)物理方法[4-7]是物理學(xué)類專業(yè)極為重要的一門主干課程，是后續(xù)“四大力學(xué)”（理論力學(xué)、電動(dòng)力學(xué)、熱力學(xué)統(tǒng)計(jì)物理學(xué)和量子力學(xué)）的前置基礎(chǔ)課，它能有效培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)建模能力和解決具體物理問題的能力。但由于數(shù)學(xué)物理方法是一門用純數(shù)學(xué)思維建立起來的學(xué)科，教學(xué)基本是用公式推導(dǎo)，技巧性高，計(jì)算量大，所得的結(jié)果往往是一個(gè)復(fù)雜的級(jí)數(shù)或積分，其中還避免不了使用特殊函數(shù)，是一門公認(rèn)的教師難教、學(xué)生難學(xué)的課程。課程教學(xué)中，教師往往因注重公式定理的推導(dǎo)而忽視知識(shí)的應(yīng)用和思想的引導(dǎo)，存在重視教“書”而忽視育人的傾向。本文以物理學(xué)專業(yè)數(shù)學(xué)物理方法的課程思政建設(shè)為例，闡述我們的認(rèn)知和實(shí)踐策略。

二? 數(shù)學(xué)物理方法教學(xué)中課程思政的實(shí)踐路徑

數(shù)學(xué)物理方法課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)充分考慮到專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，以學(xué)生發(fā)展為中心[8]，樹立了“立德樹人、基礎(chǔ)扎實(shí)、能力多元”的課程目標(biāo)（圖1）。

①知識(shí)目標(biāo)。掌握數(shù)學(xué)物理方法的基本理論和方法，能夠利用數(shù)學(xué)物理方法的知識(shí)解決物理問題，為后續(xù)的專業(yè)課程的學(xué)習(xí)提供必要的數(shù)學(xué)工具。②能力目標(biāo)。培養(yǎng)學(xué)生利用數(shù)學(xué)物理的研究方法解決復(fù)雜問題的綜合能力和科學(xué)思維，培養(yǎng)邏輯推理能力。③素質(zhì)目標(biāo)。培育具有辯證唯物主義世界觀和社會(huì)主義核心價(jià)值觀、有科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶I(yè)素質(zhì)和創(chuàng)新精神的人才。

將課程思政教育理念基因式融入到數(shù)學(xué)物理方法課程的教學(xué)中，讓課程的專業(yè)性與價(jià)值引領(lǐng)相得益彰，是實(shí)現(xiàn)課程目標(biāo)的關(guān)鍵。立足于遵循數(shù)學(xué)物理方法課程完整的知識(shí)體系，教學(xué)團(tuán)隊(duì)深入挖掘課程內(nèi)容固有的思政元素，通過作為教學(xué)主渠道的課堂和課程，以實(shí)現(xiàn)知識(shí)傳授、能力培養(yǎng)、價(jià)值塑造的多元統(tǒng)一[9-10]，探索出一條物理學(xué)專業(yè)課程思政建設(shè)的有效途徑，同時(shí)也可為其他專業(yè)實(shí)施課程思政提供借鑒。

（一）? 打造格物致知的品質(zhì)課堂，強(qiáng)化課程思政的學(xué)理源點(diǎn)

數(shù)學(xué)和物理是兩個(gè)交叉性基礎(chǔ)學(xué)科，它們之間有著十分深刻的聯(lián)系。數(shù)學(xué)物理方法是物理和數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的橋梁和紐帶。課堂教學(xué)中，秉持?jǐn)?shù)學(xué)物理相融合的思想，踐行“格物致知”精神，利用“問題導(dǎo)向六步教學(xué)法”（現(xiàn)實(shí)問題—學(xué)科問題—物理背景—數(shù)學(xué)求解—物理本質(zhì)—闡釋問題）（圖2），將現(xiàn)實(shí)問題的解決與科學(xué)思維的培養(yǎng)結(jié)合起來，并借助數(shù)學(xué)畫圖軟件，使抽象的公式圖形化，建立起“數(shù)形結(jié)合”的直觀意義[6，11]，實(shí)現(xiàn)“學(xué)”與“用”內(nèi)在的一體性，解決理論教學(xué)與實(shí)際應(yīng)用脫節(jié)的問題，極大地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和解決復(fù)雜問題的綜合能力。

比如，對(duì)于“齊次方程的分離變量法”一節(jié)[12]，可從一個(gè)吉他弦振動(dòng)的現(xiàn)實(shí)問題出發(fā)，以“難道聲音真的能夠被看見？”的疑問，引入教學(xué)內(nèi)容——兩端固定弦自由振動(dòng)的定解問題。進(jìn)而通過數(shù)學(xué)物理的有機(jī)融合，利用分離變量法對(duì)定解問題進(jìn)行數(shù)學(xué)求解并動(dòng)態(tài)模擬，最終解釋視頻現(xiàn)象。通過這個(gè)閉環(huán)式的教學(xué)過程，講透專業(yè)知識(shí)，構(gòu)建以學(xué)科素養(yǎng)為目標(biāo)的品質(zhì)課堂，強(qiáng)化思政元素的學(xué)理內(nèi)涵，引得課程育人的源頭活水。課后，注重思維方式的訓(xùn)練，設(shè)計(jì)需要多個(gè)知識(shí)點(diǎn)的綜合性習(xí)題和教材相關(guān)的拓展研究?jī)?nèi)容，要求學(xué)生通過團(tuán)隊(duì)互助方式進(jìn)行深入的高階學(xué)習(xí)，提高學(xué)生解決問題的能力，體現(xiàn)課程本色，契合課程思政的核心內(nèi)涵。

（二）? 聯(lián)合深挖知識(shí)體系的哲學(xué)思想，找準(zhǔn)課程與思政的融點(diǎn)

數(shù)學(xué)物理方法課程主要講述三種典型偏微分方程的經(jīng)典解法和理論，以及解析函數(shù)的積分理論與級(jí)數(shù)理論，并適當(dāng)介紹特殊函數(shù)的一些基本知識(shí)與應(yīng)用。雖然教學(xué)內(nèi)容頭緒繁多，理論推導(dǎo)復(fù)雜，但教學(xué)本身就貫穿著自然科學(xué)的方法論：主要矛盾和次要矛盾、運(yùn)動(dòng)和靜止、穩(wěn)定和變化、量變和質(zhì)變及離散和連續(xù)的辯證關(guān)系等。教學(xué)團(tuán)隊(duì)立足于遵循課程完整的知識(shí)體系，通過聯(lián)合西南大學(xué)馬克思主義學(xué)院的思政課教師集體備課，積極修訂課程教案，重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容，形成了一套完備的課程思政教學(xué)體系，構(gòu)建課程思政育人新格局。

比如對(duì)于三類數(shù)學(xué)物理方程的建立過程，就體現(xiàn)了抓住主要矛盾，舍棄次要因素，通過簡(jiǎn)化問題層次，把握事物內(nèi)在本質(zhì)的哲學(xué)觀點(diǎn)。從實(shí)變函數(shù)發(fā)展到復(fù)變函數(shù)，它遵循著人們認(rèn)識(shí)事物一般都是從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生的理性精神——發(fā)展的觀點(diǎn);另一方面，復(fù)變函數(shù)的自變量變成復(fù)數(shù)后，引起了質(zhì)變，使得復(fù)變函數(shù)的概念與實(shí)變函數(shù)的概念有本質(zhì)的區(qū)別，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的方法論。數(shù)學(xué)物理方法課程的教學(xué)內(nèi)容中充滿了辯證唯物主義思想和觀點(diǎn)，將課程中的辯證唯物主義世界觀和方法論準(zhǔn)確自然地融入教學(xué)中，使學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)物理方法基本知識(shí)和理論的同時(shí)，也體會(huì)科學(xué)的思維方法和過程，使學(xué)生潛移默化中接受主流價(jià)值的引領(lǐng)。

（三）? 瞄準(zhǔn)科技前沿的學(xué)科背景，選擇育人的最佳切入點(diǎn)

隨著科技的迅猛發(fā)展，數(shù)學(xué)物理領(lǐng)域的新思想、新方法不斷涌現(xiàn)。在課程體系設(shè)計(jì)中，處理好經(jīng)典理論與學(xué)術(shù)創(chuàng)新的銜接問題，用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)展現(xiàn)經(jīng)典原理的價(jià)值，激發(fā)學(xué)生興趣、開闊視野和提高創(chuàng)新意識(shí);另一方面，我國(guó)由于各種原因在近代發(fā)展落后，對(duì)數(shù)學(xué)物理的貢獻(xiàn)很少，但隨著新中國(guó)的成立，各項(xiàng)事業(yè)迅速發(fā)展，選取我國(guó)科學(xué)家在數(shù)學(xué)物理的新發(fā)展中作出的重要貢獻(xiàn)，讓學(xué)生在行為體驗(yàn)與情感體驗(yàn)中產(chǎn)生共鳴，樹立正確的歷史觀，強(qiáng)化責(zé)任感和使命感。

例如，對(duì)于數(shù)學(xué)物理方法的教學(xué)重點(diǎn)——宏觀世界中存在的“弦”，如大跨度的橋梁和懸于兩根高壓電線桿間的電線，都可通過弦振動(dòng)的經(jīng)典波動(dòng)方程對(duì)其進(jìn)行研究。而微觀世界中，被稱為當(dāng)代物理學(xué)六大前沿理論之一的弦理論[13]，或許是當(dāng)今所有科學(xué)中最有爭(zhēng)議的大概念，它是想要統(tǒng)一相對(duì)論和量子力學(xué)的超級(jí)理論。通過適時(shí)地引入學(xué)術(shù)前沿，開闊學(xué)生的視野，激發(fā)學(xué)生探索未知、追求真理的熱情。

分離變量法是求解偏微分方程的經(jīng)典解析方法?，F(xiàn)代，求解偏微分方程的主要數(shù)值方法，是由我國(guó)數(shù)學(xué)家馮康在1965年獨(dú)立發(fā)明的有限元方法。該方法對(duì)數(shù)學(xué)物理中的各項(xiàng)研究起到了巨大的作用，尤其是有限元分析在CAD中的應(yīng)用，大大提高了大飛機(jī)、大航母設(shè)計(jì)制造的成功率。將我國(guó)科學(xué)家在學(xué)科領(lǐng)域的新發(fā)展中作出的貢獻(xiàn)介紹給學(xué)生，增強(qiáng)民族文化自信和自豪感。

（四）? 搭建課程學(xué)習(xí)的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)課程育人的全程互動(dòng)

數(shù)學(xué)物理方法課程難度大，學(xué)生僅靠課堂上的45分鐘，難以獲得良好的學(xué)習(xí)效果。網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)是課堂教學(xué)的補(bǔ)充和延伸，給學(xué)生提供了學(xué)習(xí)的選擇性和互動(dòng)交流的平臺(tái)[14-15]。一方面，通過學(xué)習(xí)平臺(tái)，教師提前發(fā)布與課堂講解內(nèi)容相關(guān)的高等數(shù)學(xué)和普通物理學(xué)的知識(shí)點(diǎn)供學(xué)生復(fù)習(xí)鞏固，為新課內(nèi)容做好基礎(chǔ)知識(shí)和計(jì)算能力的準(zhǔn)備，解決因?qū)W生基礎(chǔ)知識(shí)不扎實(shí)帶來的教學(xué)痛點(diǎn)，提高課堂效率;同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)還可以實(shí)現(xiàn)課后的在線學(xué)習(xí)、答疑、討論等，拓展了課堂教學(xué)的時(shí)空限制;另一方面，實(shí)踐線上線下“共思政”和課內(nèi)課外“同育人”的德育理念，構(gòu)筑“課程平臺(tái)的思政專題”，通過發(fā)布整理或撰寫的物理學(xué)家勵(lì)志故事、中國(guó)科技新進(jìn)展、中外科技的比較等，為學(xué)生提供針對(duì)性的思政在線學(xué)習(xí)資源。

選取數(shù)學(xué)物理發(fā)展史上的著名人物，比如拉普拉斯、傅里葉、勒讓德和貝塞爾等，將其求索自然規(guī)律的事跡在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)展現(xiàn)出來，可以培養(yǎng)學(xué)生鍥而不舍的學(xué)習(xí)精神，強(qiáng)化數(shù)學(xué)意識(shí)。再比如，通過對(duì)受迫振動(dòng)方程的研究，揭示同頻共振現(xiàn)象的原理之后，在平臺(tái)上介紹我國(guó)在橋梁建設(shè)方面的成就，以激發(fā)學(xué)生的民族自豪感。通過將課程教學(xué)延伸至全空間、全時(shí)段，充分發(fā)揮信息技術(shù)在促進(jìn)課程育人方面的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)課程育人的全程互動(dòng)。

（五）? 實(shí)施多元化的評(píng)價(jià)模式，保證課程思政的育人實(shí)效

有效的課程評(píng)價(jià)方式有利于教學(xué)效果和過程的診斷。根據(jù)專業(yè)課程的特點(diǎn)，將思想政治教育方面的引導(dǎo)融入課程評(píng)價(jià)，進(jìn)行經(jīng)常性、多層次、多角度的評(píng)價(jià)，不僅評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)物理方法課程在知識(shí)掌握方面的情況，還要評(píng)價(jià)其情感、素質(zhì)、能力等方面的發(fā)展，如創(chuàng)新精神、科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶I(yè)素質(zhì)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力等，強(qiáng)化學(xué)生的主觀能動(dòng)性。

教學(xué)團(tuán)隊(duì)通過“過程性評(píng)價(jià)40%（預(yù)習(xí)效果10%+課堂表現(xiàn)10%+課后作業(yè)10%+課程任務(wù)10%+分組討論10%+期中考試50%）+終結(jié)性評(píng)價(jià)（60%）”的多元化考核評(píng)價(jià)方式（圖3），重視過程、強(qiáng)化團(tuán)隊(duì)意識(shí)的綜合性考核，提升了考核挑戰(zhàn)度。采取知識(shí)能力和素養(yǎng)相結(jié)合、自評(píng)和他評(píng)相結(jié)合、定性和定量相結(jié)合及標(biāo)準(zhǔn)化和個(gè)性化相結(jié)合的考核形式，將考核貫穿實(shí)施于課程教學(xué)的全過程，及時(shí)掌控及記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)情況， 建立學(xué)生學(xué)習(xí)檔案，以加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的分類指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)促學(xué)，形成良好的學(xué)風(fēng)，課程思政的教學(xué)效果顯著。

三? 數(shù)學(xué)物理方法課程思政的教學(xué)實(shí)踐成效

學(xué)校教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)專家對(duì)課程教學(xué)給出了高度評(píng)價(jià)，認(rèn)為講授層次清晰，利用現(xiàn)代教育技術(shù)，讓抽象問題客觀化;從物理中講解愛國(guó)情懷，教學(xué)有很強(qiáng)的育人意識(shí)。通過數(shù)學(xué)物理方法的課程思政教學(xué)實(shí)踐，學(xué)生的課堂參與度、作業(yè)的認(rèn)真程度、責(zé)任感都有明顯提升。近幾年學(xué)生期末評(píng)教結(jié)果均為優(yōu)秀，同學(xué)們表示從最初的“恐懼”逐漸變成“主動(dòng)學(xué)習(xí)”，對(duì)數(shù)學(xué)物理方法這門課程有了全新的認(rèn)識(shí);也有同學(xué)說：“老師講解透徹，關(guān)注學(xué)生，未來也要當(dāng)這樣的老師?！?/p>

學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識(shí)明顯加強(qiáng)，科學(xué)探索能力和解決復(fù)雜問題的綜合能力得以提升，主動(dòng)撰寫學(xué)習(xí)研修報(bào)告，積極參與小組探討并承擔(dān)分工任務(wù)，提升了團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。截至2022年底，學(xué)生的課程學(xué)業(yè)成績(jī)合格率保持在91%以上;學(xué)生主動(dòng)聯(lián)系團(tuán)隊(duì)教師申報(bào)各級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目共7項(xiàng)，其中國(guó)家級(jí)1項(xiàng)、市級(jí)3項(xiàng);獲重慶市大學(xué)生物理創(chuàng)新競(jìng)賽一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、二等獎(jiǎng)2項(xiàng);截至2022年底學(xué)生參加數(shù)學(xué)建模競(jìng)賽獲獎(jiǎng)共68人次，尤其是2021年有58人獲獎(jiǎng)，實(shí)現(xiàn)了歷史突破。這些成果說明學(xué)生的綜合能力和對(duì)課程的認(rèn)可度顯著提升。

四? 結(jié)束語(yǔ)

課程思政不是思政課，每門課程的思政使命是不同的。本文以數(shù)學(xué)物理方法課程為例，探索了物理學(xué)專業(yè)課程思政建設(shè)的有效途徑。從專業(yè)課程自身的特點(diǎn)、思維方法、價(jià)值理念出發(fā)，深入挖掘了課程蘊(yùn)含的思政元素和所承載的育人功能，為課程教學(xué)注入靈魂，讓本來就有機(jī)統(tǒng)一的二者結(jié)合得更加緊密，使學(xué)生在潛移默化中接受主流價(jià)值的引領(lǐng)、科學(xué)精神的熏陶、使命意識(shí)的浸潤(rùn)，讓立德樹人潤(rùn)物無聲，實(shí)現(xiàn)知識(shí)、能力、價(jià)值塑造的協(xié)同育人和多元統(tǒng)一。

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基金項(xiàng)目：教育部高等學(xué)校物理學(xué)類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)2023年度教學(xué)研究項(xiàng)目“數(shù)學(xué)物理方法課程思政縱深化育人范式研究與實(shí)踐”（JZW-23-SL-09）;重慶市高等教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目課程思政專項(xiàng)重點(diǎn)課題“課程思政與線上線下混合式教學(xué)相融合的物理學(xué)專業(yè)課程改革”（201010S）;重慶市高等教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目“立足學(xué)生全面發(fā)展的專業(yè)基礎(chǔ)課程教學(xué)范式研究”（223065）;西南大學(xué)教師教學(xué)發(fā)展研究重點(diǎn)項(xiàng)目“教師線上線下教學(xué)混合式教學(xué)質(zhì)量提升的實(shí)踐探討”（SWFZ202003）

第一作者簡(jiǎn)介：秦麗溶（1979-），女，漢族，湖北宜昌人，博士，副教授。研究方向?yàn)槲锢韺W(xué)課程教學(xué)。

*通信作者：趙建偉（1979-），男，漢族，河北邢臺(tái)人，博士，教授。研究方向?yàn)槲锢韺W(xué)專業(yè)課程建設(shè)與管理。