數(shù)智化背景下大學物理課程思政元素融入策略研究

［摘 要］在數(shù)智化時代，教育技術手段實現(xiàn)了“井噴式”發(fā)展，教育教學領域不斷涌現(xiàn)出新的模式。大學物理課程應利用先進的數(shù)智化手段，將思政教育融入其中，以賦能教學和育人，提高教學質量。文章基于大學物理課程特點，深入探究數(shù)智化背景下思政元素融入的策略，為大學物理教師提供一定的教學參考。

［關鍵詞］大學物理教學；課程思政；融入策略；數(shù)智化

［中圖分類號］G641 ［文獻標識碼］A ［文章編號］2095-3437（2025）04-0104-04

近年來，隨著人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算和物聯(lián)網(wǎng)等新興技術的迅速發(fā)展，人類社會正逐步邁入一個“數(shù)字智能”的新時代[1-4]。這些新興科技以全新的生產力形式，深刻影響著教育工作的各個方面。教育部對實施教育數(shù)字化戰(zhàn)略行動高度重視并出臺了相應文件和標準[5]。這一舉措標志著我國教育數(shù)字化轉型進入了一個嶄新的階段。數(shù)智化時代大學物理教師如何在課程教學過程中融入思政元素，值得每一位教師認真思考和剖析。

一、數(shù)智化背景下大學物理課程思政元素融入的必要性

（一）適應時代發(fā)展需求的必然趨勢

在科技發(fā)展日新月異的數(shù)智化時代，學生面對海量的信息，需要進行大量的選擇，容易被各種各樣的思想左右。教師在教學過程中將具有啟發(fā)性和針對性的思政元素融入大學物理課程中，能夠有效引導學生正確理解科技進步與人類發(fā)展的關系，培養(yǎng)其實證思維、量化分析、模型構建、邏輯推理等能力，使他們建立正確的時空觀并養(yǎng)成良好的思想品德，增進其社會責任感和使命感[6-7]。因此，在大學物理課程教學過程中，教師既要引導學生熱愛科學，又要引導學生熱愛祖國；既要注重知識傳承，又要熱衷于創(chuàng)新求變；既要強調獻身精神，又要追求團隊精神；既要掌握經(jīng)典物理理論，又要關注物理學前沿動態(tài)[8-9]。

（二）促進學科全面發(fā)展的重要基石

將思政元素融入大學物理課程，不僅是適應時代發(fā)展需求的重要舉措，更是促進物理學科全面發(fā)展的重要基石。通過引入思政元素，可以幫助學生更好地理解物理學的科學精神和社會價值，激發(fā)他們的學習興趣和探索精神。同時，思政元素與物理知識的有機結合，能夠拓寬學生的學科視野，培養(yǎng)他們的綜合素質和創(chuàng)新能力，為物理學科的深入研究和廣泛應用奠定堅實的基礎。因此，在大學物理課程中融入思政元素，是實現(xiàn)學科全面發(fā)展和培養(yǎng)新時代高素質人才的重要途徑。

（三）培養(yǎng)高素質人才的關鍵要點

將思政元素融入大學物理課程，還是培養(yǎng)新時代高素質人才的關鍵要點。通過思政與物理的深度融合，教師能夠引導學生將物理知識與社會實際相結合，培養(yǎng)他們解決實際問題的能力。這種結合不僅能加深學生對物理知識的理解，還能培養(yǎng)他們的批判性思維、創(chuàng)新能力和社會責任感。在解決復雜問題的過程中，學生需要綜合運用多學科知識，加強思維碰撞，這有助于培養(yǎng)他們的綜合素質和團隊協(xié)作能力。同時，思政元素的融入也使學生更加關注社會發(fā)展和人類福祉，激勵他們?yōu)閷崿F(xiàn)社會進步貢獻自己的力量。因此，在大學物理課程中融入思政元素，是提升教育質量、培養(yǎng)新時代高素質人才不可或缺的一環(huán)。

二、數(shù)智化背景下大學物理課程思政元素融入策略

在數(shù)智化時代背景下，大學物理課程中思政元素融入策略包括找準大學物理課程思政元素的融入點、創(chuàng)新思政元素數(shù)字化呈現(xiàn)方式、利用人工智能輔助教學、構建數(shù)據(jù)驅動的教學智能評測系統(tǒng)（見圖1）。

（一）大學物理課程思政元素融入案例

在大學物理課程教學過程中，教師遵循嚴謹求真、精神升華的原則，在講解從簡單物理概念到復雜原理和定律時，潛移默化地將思政元素融入其中，培養(yǎng)學生的綜合素質和正確價值觀。例如，在講授角動量守恒定律時，教師以運動員的跳水過程為例，詳細講解跳水過程中角動量守恒定律的應用，同時引導學生領悟運動員身上所體現(xiàn)的艱苦奮斗、努力拼搏的精神，激勵學生追求卓越、為國爭光。此外，教師還可利用角動量守恒定律解釋風力發(fā)電設備遵循的物理學原理，引導學生關注環(huán)境保護的重要性，為學生樹立可持續(xù)發(fā)展的理念。大學物理課程思政元素融入點如表1所示。

（二）課程內容中的思政元素數(shù)字化呈現(xiàn)

1.利用在線學習平臺呈現(xiàn)

通過在線學習平臺，教師可以巧妙地將思政元素融入物理課程內容中，并以數(shù)字化的形式進行呈現(xiàn)。在線學習平臺不僅提供了豐富的多媒體教學資源，如視頻、動畫、圖表等，還具備實時互動、在線測試等功能，使得思政教育更加貼近學生、易于接受。教師可以設計包含思政元素的物理案例分析、實驗模擬、知識競答等活動，讓學生在探究物理原理的過程中，自然而然地領悟思政精髓，培養(yǎng)愛國情懷、科學精神和人文素養(yǎng)。這種數(shù)字化的呈現(xiàn)方式，既增強了課程的趣味性和互動性，又提升了思政教育的針對性和實效性。

2.利用虛擬現(xiàn)實（VR）和增強現(xiàn)實（AR）技術進行物理實驗模擬和物理現(xiàn)象展示

已有學者將VR技術應用于大學物理教學以推動物理教學內容、方式的創(chuàng)新[10]。實踐表明，在大學物理課程教學中，教師可以借助VR技術，為學生打造沉浸式的物理實驗模擬和物理現(xiàn)象展示環(huán)境。通過VR技術，學生能夠身臨其境地參與到各種物理實驗中，直觀且生動地觀察和理解物理現(xiàn)象的本質。這種技術不僅極大地豐富了教學手段，還使得物理課程的學習變得更加有趣和高效。同時，教師可以將思政元素融入VR實驗模擬和現(xiàn)象展示中，如通過模擬我國航天器發(fā)射過程，讓學生在體驗科技魅力的同時，感受到國家的強大和民族的自豪，從而進一步激發(fā)他們的愛國情懷和科學探索精神。

國內外高校已將AR技術應用于大學物理教學且教學效果顯著[11]。借助AR技術，教師能夠將抽象的物理概念和復雜的物理過程以直觀、立體的方式呈現(xiàn)給學生。AR技術通過疊加虛擬信息到現(xiàn)實世界，使學生能夠在互動中探索物理現(xiàn)象、理解物理原理。例如，在講授電磁學時，利用AR技術模擬電場和磁場的分布，可以讓學生通過移動設備觀察到虛擬的電場線和磁場線，從而更直觀地理解電場和磁場的性質。這種教學方式不僅能提高學生的學習興趣和參與度，還能培養(yǎng)他們的空間想象力和問題解決能力。同時，教師可以將思政元素融入AR教學中，如通過展示我國科學家在物理學領域的重大成就，增強學生的民族自信心和自豪感，進一步激發(fā)他們的科學報國熱情。

3.利用3D模型及動畫呈現(xiàn)

數(shù)智化時代，大學物理教學正借助現(xiàn)代信息技術實現(xiàn)教學內容與教學方式的深刻變革。針對大學物理中抽象或枯燥的概念，教師可利用3ds Max、SolidWorks、Maya、Blender等軟件精心制作生動形象的3D模型，使復雜理論變得直觀易懂[12]。在大學物理教學中，通過構建彈簧振子的簡諧運動、牛頓擺、多普勒效應、光電效應等3D模型，不僅使抽象概念具象化，而且為融入思政元素提供了生動載體。例如，在展示光電效應的3D模型時，教師可結合量子物理相關知識，講解光電效應的物理原理，引導學生思考愛因斯坦的科學成就和科學精神對現(xiàn)代科學技術的影響。

（三）人工智能輔助教學

智慧AI能夠有效輔助教師日常教學活動。在教學設計中，教師可依據(jù)教學目標和對象的不同，利用AI輔助生成大單元概念、高階問題、真實情境及知識框架等關鍵要素，以更好地落實核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，并促進高位育人的實現(xiàn)。在資源開發(fā)中，教師可利用AI高效創(chuàng)作和整合多媒體教學資源，如動畫、視頻和互動練習，以增強課程的吸引力和教學效果。在環(huán)境構建過程中，教師可利用AI技術，基于虛擬現(xiàn)實、元宇宙等前沿科技，構建高度互動、沉浸式的學習場景，促進學生深度探究與思維發(fā)展。在學生學習行為分析中，教師可利用AI深度挖掘學習數(shù)據(jù)，計算關鍵指標，生成可視化圖表，以優(yōu)化教學策略，精準提升個性化教學效果。在日常管理中，教師可借助AI技術實現(xiàn)自動化辦公，減輕工作負擔，提升管理效率與精確度。在課題研究中，教師可運用AI技術進行數(shù)據(jù)分析與趨勢預測，助力科研創(chuàng)新，深化教育教學改革。

（四）數(shù)據(jù)驅動的教學智能評測

1.學生學習數(shù)據(jù)收集與分析

教師可構建智能評測系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)全面收集學生的線上學習行為數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)涵蓋學習平臺的訪問次數(shù)、在線觀看視頻的時長、線上討論的參與度、模擬實驗的完成情況、物理思想主題研討的活躍度、物理知識競賽的參與次數(shù)、作業(yè)的提交與完成情況以及考試成績等。此外，教師還會收集學生對思政案例的評價反饋數(shù)據(jù)，具體包括他們對思政教育的感悟、體會及心得。通過對這些學習行為數(shù)據(jù)和評價反饋數(shù)據(jù)的深入分析，教師可以準確評估學生對大學物理基本知識和思政內容的理解和掌握程度，總結思政元素融入教學的效果，并深入了解學生的學習特點和需求。這些數(shù)據(jù)為教師進一步改進教學方法、優(yōu)化教學設計提供依據(jù)。

2.個性化評估與反饋

根據(jù)不同章節(jié)及不同學習時段的數(shù)據(jù)分析結果，智能評測系統(tǒng)能夠為每名學生生成一系列個性化的評估報告。這些報告不僅包含學生大學物理課程的過程性學習成績，還涵蓋科學精神、社會責任感、創(chuàng)新意識等思政素養(yǎng)的考核內容?；谠u估報告的結果，智能評測系統(tǒng)能夠為學生提供針對性的反饋與建議。例如，對于在知識層面和思政方面均表現(xiàn)優(yōu)秀的學生，智能評測系統(tǒng)會給予充分的肯定與鼓勵，并提出更高的要求與挑戰(zhàn)，激勵他們不斷進步；而對于在知識層面或思政方面存在不足的學生，智能評測系統(tǒng)會明確指出其問題所在，并提供具體的改進建議以及針對性的學習資源，幫助他們提升學科素養(yǎng)與思政素養(yǎng)。

3.教學策略調整與優(yōu)化

根據(jù)智能評測系統(tǒng)中學生學習行為數(shù)據(jù)的評估結果，教師可靈活調整教學策略以滿足學生的個性化需求。若教師發(fā)現(xiàn)學生對某些思政案例不感興趣，可替換為更具吸引力且與當前社會熱點更為契合的新案例。若教師發(fā)現(xiàn)學生在互動環(huán)節(jié)中表現(xiàn)活躍，可適當增加互動時間，以促進學生積極參與和思考。若教師發(fā)現(xiàn)學生在自主學習上遇到瓶頸，可提供更多個性化指導和學習資源，幫助他們攻克難關，提升自主學習能力。

4.持續(xù)監(jiān)測與改進

在數(shù)據(jù)驅動的教學智能評測系統(tǒng)中，思政元素融入效果的持續(xù)監(jiān)測與改進是不可或缺的一環(huán)。智能評測系統(tǒng)不僅關注學生對物理知識的掌握程度，更重視他們在科學精神、社會責任感、創(chuàng)新意識等思政素養(yǎng)上的成長。通過持續(xù)監(jiān)測學生在思政案例學習中的反饋和評價，教師可以深入了解思政元素在教學中的滲透效果。例如，當系統(tǒng)顯示學生對某一思政案例反響熱烈，紛紛表示深受啟發(fā)，教師便可知曉該案例成功地引發(fā)了學生的共鳴，促進了他們思政素養(yǎng)的提升。反之，若學生對某些案例反應冷淡，甚至表現(xiàn)出不理解或抵觸情緒，教師則需及時反思，考慮是不是案例選取不夠貼切，或教學方式缺乏吸引力。在此基礎上，教師應不斷調整和優(yōu)化思政元素的教學設計，確保它們既能貼合學生的生活實際，又能激發(fā)學生的思考和共鳴。通過持續(xù)監(jiān)測與改進，智能評測系統(tǒng)助力教師將思政元素巧妙地融入物理教學中，實現(xiàn)知識傳授與價值引領的有機統(tǒng)一，為學生的全面發(fā)展奠定堅實基礎。

三、結語

大學物理教學不僅承擔著向學生傳授物理知識、解答疑惑的重任，還肩負著價值引領的使命，同時積極響應習近平總書記關于高等教育高質量發(fā)展的重要指導理念。本文深入探索了數(shù)智化背景下大學物理課程中思政元素的融入策略，具體包括思政元素的融入案例設計、課程內容中思政元素的數(shù)字化呈現(xiàn)方式、人工智能在教學中的輔助應用，以及智能化教學評測系統(tǒng)的構建。這些研究成果對于教師在大學物理課程中創(chuàng)新性地融入思政元素、優(yōu)化教學內容與方法，具有重要的參考價值。

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［責任編輯：梁金鳳］