大学物理类课程思政融合的探索与实践
时间：2023-03-27 15:06:45 来源：达达文档网 本文已影响 人 
大学物理类课程思政融合的探索与实践
课程思政工作是在传授知识和培养能力的同时，对学生进行价值塑造，是实现“立德树人有道，励学敦行无声”这一目标的重要手段。以下是达达文档网分享的内容，欢迎阅读与借鉴。
物理学是研究物质世界最普遍、最基本的运动规律及其相互联系的科学，是自然科学体系的基石，在理工类的课程思政教育上，物理学应发挥其基础性支撑作用。大学物理是理工科专业的学生所必修的一门基础课程，其教育内容主要是针对学生进行以实证为基础的逻辑思维引导与教育，将人文性较强的思政教育与逻辑思维性较强的物理课程实现教学上的融合，能够在学生的知识体系构建中形成正确的人生观与价值观，做到大学物理课堂思政，对学生的价值引领。同时，物理学以深邃厚重的历史底蕴、实事求是的科学精神、洞悉万物的科学思维、唯物辩证的研究方法、潜移默化的人文价值和引领科技的基础作用，为大学物理课程提供了丰富多彩的思政教育元素与资源，也铸造了物理课程的鲜明特色。实际上，教师的言传身教等教育方式是课程思政一直在路上的体现，这些隐性的方式也潜移默化地影响着学生的价值观。另外。课程思政作为一种方法，能有效提高课程质量，达到培养更好学生的目的。
自习近平总书记于2016 年12 月召开的全国高校思想政治工作会议上提出“要坚持把立德树人作为中心环节，把思想政治工作贯穿教育教学全过程，实现全程育人、全方位育人”以来，各高校已在思政教育融入专业课程的实践中获得了许多实质性成果。例如，xx等以大学物理力学模块为例，分析了思政课程教学案例的选择依据，初步建立了大学物理力学部分的课程思政案例库；xx等在大学物理课程中以狭义相对论为例，采用讲授加小班研讨的方式，引导学生从狭义相对论的建立过程中体验“怀疑—证据—创新”的科学研究方法。另外，通过问题引导的反转式教育学习科学探索精神，以及挫折式教育树立正确的科学观也是应用到课程中的典型方式。通过上面的各种实践方法引导学生的兴趣爱好与国家重大战略需求结合起来，把学生将来的发展与国家未来的发展引入同频共振的轨道上。
随着我国教育事业的不断发展，近几年受到高等教育的学生人数越来越多，在高等教育阶段培养他们的家国情怀、担当精神、文化素养对国家和民族整体的素质提高至关重要。xx大学物理系近年来对大学物理类教学进行了课程思政试点工作，建设了教师团队，组建了课程思政课程群。主要包括了以面向非物理专业讲授的“普通物理2B”、面向光电专业的“光电前沿讲座”和“Matlab物理仿真”等课程。深入分析授课对象的特点、结合课程知识点，确定思政元素植入点。在教学中改革教学方法，做到有的放矢，将思政元素与知识点巧妙融合于一体，使学生在学习物理知识的同时，也接受了思想政治教育的洗礼，帮助他们塑造正确的世界观、人生观和价值观。
1 课程思政元素
在如今课程思政视角下，各个专业都在积极构建思政课与专业课程之间的融合，从而在专业课程教育中全面渗透思政教育。在教学内容中对传统的物理学教材内容做出调整，将独立的物理学史内容有机地融入理论物理的教学中去，在教学过程中恰当地传授美学的、辩证唯物的、积极向上的思想。
以大学物理课为例，本课程是高等学校理工科各专业最重要的必修公共基础课之一，课程以辩证唯物主义的世界观运用高等数学的知识，用物理学研究问题的方法和手段，系统地讲解力学、热学、电磁学、波动学和光学中的基本原理和规律，为学生今后从事科学研究工作和工程技术工作打下坚实的基础，与此同时培养学生从唯物的、辩证的角度去看待科学问题，培养学生的家国情怀，以及勇于探索、乐于奉献的精神，树立制度自信和文化自信。经过课程团队对知识点进行细致的分析和梳理，总结出了若干思政元素，以几个例子作为说明：
1） 唯物主义世界观：物理学是建立在唯物主义和严密的逻辑思维体系基础上的，物理学尤其重视实证，尊重自然规律。物理属于实验学科，要求对实验现象、实验数据必须进行如实记录。在课程内容中穿插重要实验现象的发现过程以及相应的实验定律产生的历史，如以中微子的发现为例，有助于潜移默化地培养学生实事求是的精神。
2） 政治认同和家国情怀：由于大学物理的课程内容是经典物理，基本不涉及物理学近几十年来的发展，因而在教材中几乎不包含中国物理学家的贡献，对我国近年来进行的大工程项目完全没有提及，很容易给学生造成中国科技发展远远落后于西方发达国家的印象。为了补齐这个短板，授课时在相应的章节突出中国物理学家对科技的贡献。例如，在静电场的静电屏蔽章节，可介绍我国领先世界的特高压输电技术，介绍我国的脱贫攻坚工程，加深学生对社会主义制度优越性的认识。此外，通过对超高压电路带电检修流程的介绍，使学生能将所学物理知识融会到对流程的理解，认识到需严格遵守操作规范，有助于建立学生的法治意识。介绍电流微观图像知识点时，在学生熟悉经典电子论对电阻的解释之后，将话题引向超导体，学生发现经典电子论无法解释超导现象，体会到科学理论是可以被证伪的，都有其适用范围，简要提及BCS理论，并着重介绍赵忠贤院士在1987年发现的Ba-Y-Cu-O高温超导体系，推动了许多国家的超导研究，这不仅是我国科学界的一大成就，也是对全人类的重大贡献。通过介绍相关事迹，有助于培养学生的爱国主义、文化自信和制度自信。在讲授带电粒子在磁场中的运动时，指出合理的设计磁场，可以将带电粒子约束在磁场内来回运动而不能逃脱。这一点对人工受控核聚变尤为关键，因为在核聚变发生区域，必须采用磁约束的方法，将高温等离子体限制在一定的空间区域。接下来介绍xx的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST），该装置是世界上第一个非圆截面全超导托卡马克装置，是国家重大科学装置，已经创造多项托卡马克运行的世界纪录。核聚变具有清洁、环保、原材料储量极其丰富的特点，被认为是解决人类能源问题的最终方案。它的成功建设和运行，使我国在受控核聚变领域处于世界领先地位，也得到了国内外顶尖专家的赞誉，《Science》和《Nature》都做出了高度评价。通过对EAST的介绍，有助于激发学生的爱国主义情怀，树立制度自信和文化自信。
3） 勇于探索、乐于奉献：物理上的重大发现，无一不是在大量的实验基础上，对结果进行细致观察和测量，并经过严格推演得到的。在教学中，适当地提供一些当时的实验数据，让学生代入角色去重现发现的过程。学生在此过程中体会探索自然规律的艰辛和困难，培养尊重事实，乐于奉献的精神。
2 教学策略和方法
2.1 注重课程育人，通过《普通物理实验》《普通物理2B》等基础课程的教学改革，塑造学生的唯物主义世界观
课程团队在课堂教学中穿插介绍物理学定律背后的故事，使学生了解唯物主义的世界观和方法论，有助于潜移默化地培养学生实事求是的精神，同时也弘扬勇于探索的精神。例如：在讲授“转动惯量”实验时，前期将“小球单摆”安排在同一实验场地，在给学生讲授转动惯量实验时，手提金属长棍一端，另一端自然下垂，摆动金属长棍，使下端周期性地往复运动，在学生观察时，提示学生联想“单摆”实验，同时提问“什么是平衡?”“什么是平衡位置?”“单摆和扭摆有什么异同?”等。从而，通过逻辑性提问增强学生学习实验的主动性和参与度。
再如，讲授迈克尔孙干涉仪实验时，适时引入物理学史知识，如20世纪初“物理学大厦上空的两朵乌云”，进而引入“以太”概念，到发明迈克尔孙干涉仪用以验证“以太”，反而，证明了“以太”并不存在，该结果也是相对论创立的根据之一。在学习实验的过程中，学生受到了唯物主义方法论的洗礼。对《光学专业实验》的迈克尔孙干涉仪实验进行讲授时，还会进一步引入爱因斯坦提出的引力波，以及LIGO科研团队发现引力波的过程。从而，培养学生严谨的科学态度和唯物主义世界观、宇宙观。
在讲授光学仪器分辨能力时，首先发问光学显微镜最高分辨率是多少?因为授课对象中有生物专业学生，回答这个问题是很容易的。接下来引导学生考虑限制光学仪器分辨能力的因素是什么?从而引出艾里斑、瑞利判据。从中可以看出，光学仪器分辨能力与镜头直径成正比，因此镜头越大，分辨能力越高。列举若干天文望远镜尺寸之后，自然过渡到我国的五百米口径球面射电望远镜（FAST），指出该望远镜是目前地球上直径最大的单口径望远镜，仅用了5.5年就建成竣工，反映了我国集中力量办大事的制度优越性。该望远镜主要功能之一是探测可用作宇宙定位的脉冲星，是未来的深空探测、宇宙航行的基础，对人类未来的发展具有重大意义。最后用学生非常熟悉的“我们的征途是星辰大海！”为结束语，让学生意识到，与人类的发展需求相比，个人的利益得失都是蝇头小利，有助于让学生将个人志向与国家乃至全人类的需要结合起来，树立远大的理想。
2.2 适时更新教学内容，将思想政治教育有机融入教学课程
总的来说，课程思政共有三大阶段：初级阶段即混合阶段，也就是基本的“加法阶段”，将思政与专业课程分为两个部分来讲授；中级阶段是融合阶段，可以是简单的穿插等方式将思政融于课程；高级阶段是化合阶段，能通过“化合作用”让课程思政与专业课碰撞出火花，产生意想不到的效果。课程团队重视将思想政治教育有机地融入物理、光电课程的教学中希望能使其发挥“化合作用”。如：在xx年秋季学期，为本科新生讲授《光电前沿讲座》时，针对新生对本领域学科前沿不了解及部分学生对专业知识不感兴趣的问题，我们首先在课程中引入了学生比较感兴趣的当时正在公映的电影《我和我的祖国》，向学生提出每个人可以为国家和民族做些什么的问题，紧接着引入刚刚授奖的国家勋章、国家荣誉以及国家最高科技奖获得者的介绍，使学生树立文化自信和制度自信，在课程教学中培养学生的爱国主义情怀，增强其个人的历史使命感。
xx年春季学期讲授的《Matlab物理仿真》由于新冠疫情，不得已实施网络远程教学。在课程初期，先将当时各国新冠疫情的实时患者数量及死亡患者数量曲线等信息提供给同学，让学生结合课程所学Matlab知识画相关曲线图，课程学习进行后期，学生通过课堂学习掌握了相关的编程技术，进一步指导学生利用各国前期的疫情数据拟合疫情发展曲线，预测未来疫情走向，之后，通过比较我国、欧洲和美国的疫情发展曲线，让学生在完成课堂学习和课后作业的同时，体验到社会主义制度的优越性、增强其爱国主义情怀。另外，课程中期，美国对中国部分高校封锁Matlab软件，及时结合课程将相关知识，特别的，着重将西方国家对我国实行封锁的“卡脖子”问题的科学和技术背景知识介绍给学生，很大程度上激发了学生的爱国热情。
2.3 在课程思政教学中，引入问题导向、反转课堂等教学方法，提高学生学习的积极性和主动性
对于面向非物理专业学生讲授的普通物理学，课程团队采取了问题导向的教学方式。在每一章节之前都设置了相关问题，先组织学生思考和讨论，再引入相关的物理内容，改变了以往“前提—演绎—推导—结论”的按部就班的教学模式，有效地激发了学生的学习兴趣，提高了教学效果。
课程团队从xx年开始探索在一些高年级课程教学中开展渗透主动式学习，具体如，小组式学习（3~4人/组）；建立即时通信学习群组（从12年的QQ学习群到今天的微信学习群）；以小组project代替期中考试，学生学习小组共同设计制作一个程序，考试形式引入反转课堂，小组成员制作PPT演讲并同时演示程序，教师和其他学生共同给这一组同学评分。这些教学方法的引入都取得了良好的教学效果。例如，采用渗透式主动学习方式的本专业“显示材料与器件”课程常年在全系评教排名第一，平均分达到99分以上。在此基础上，结合课程思政，课程团队在xx年春季学期《Matlab物理仿真》课程中进行了课程思政翻转课堂的尝试。尽管受疫情影响只能以网络教学的形式进行，但学生整体学习效果没有打折扣，反而，学习热情显著地提高。学生一致给出了很高的教学评价，如：“很棒的老师，上课注重互动，注重该门课程在物理学中的实际应用”，“非常喜欢老师的课！”等。
3 结语
课程思政工作是在传授知识和培养能力的同时，对学生进行价值塑造，是实现“立德树人有道，励学敦行无声”这一目标的重要手段。xx大学物理系以大学物理类课程为试点，在辩证唯物主义观点的指导下，将课程思政元素与专业课的知识点进行了有机的融合，使学生在学习专业知识的同时，得到了浸润式的思政教育，帮助学生塑造正确的世界观、人生观和价值观，培养学生志向远大、勇于挑战、坚韧不拔和敬岗爱业的优秀品质，取得了一定的成绩。开展课程思政对学生价值观的引领与建立都有良好的推动作用，xx大学物理系也将在目前的工作基础上，将课程思政推广到整个专业课程体系，全面渗透于学生的成长过程中，从而培育新时代的素质教育人才。
