大學物理教學中課程思政育人元素的挖掘與實踐

馬業(yè)萬，章禮華，操龍德，劉全金，易明芳

（1.安慶師范大學數(shù)理學院，安徽安慶 246133；2.安慶師范大學電子工程與智能制造學院，安徽安慶 246133）

2016年12月7日至8日在全國高校思想政治工作會議上，習近平總書記發(fā)表重要講話，他強調(diào)，高校思想政治工作關(guān)系高校培養(yǎng)什么樣的人、如何培養(yǎng)人以及為誰培養(yǎng)人這個根本問題。要堅持把立德樹人作為中心環(huán)節(jié)，把思想政治工作貫穿教育教學全過程，實現(xiàn)全程育人、全方位育人，努力開創(chuàng)我國高等教育事業(yè)發(fā)展新局面[1]。2021年1月7日至8日，全國教育工作會議在京召開。會議強調(diào)，以習近平新時代中國特色社會主義思想為指導，貫徹落實習近平總書記關(guān)于教育的重要論述和全國教育大會精神，立足新發(fā)展階段，貫徹新發(fā)展理念，構(gòu)建新發(fā)展格局，堅持和加強黨對教育工作的全面領(lǐng)導，全面貫徹黨的教育方針，落實立德樹人根本任務(wù)[2]。這表明全方位的加強大學生思想政治教育，不僅是高校輔導員和思想政治課教師的工作，同時也是高校公共課與專業(yè)課教師的職責，思想政治教育應(yīng)潛移默化地融入各課程的教學過程中[3-4]。

“大學物理”是理工科院校公共課，具有授課面廣、授課人數(shù)多的特點。課程主要介紹力學、電磁學、光學等內(nèi)容，是學習其他專業(yè)課程的基礎(chǔ)?！按髮W物理”課程主要集中在大學一年級和二年級開設(shè)，大一和大二學年是大學生形成正確“三觀”的重要時間段，是樹立遠大理想與目標的重要時期，因此將思想政治教育融入“大學物理”課程教學非常重要。將思政元素融入“大學物理”課程教學與實踐中，引導學生樹立正確的“三觀”，培養(yǎng)學生具有愛國主義、敬業(yè)奉獻、大國工匠等精神，以實現(xiàn)“知識傳授與價值引領(lǐng)相結(jié)合”“修身立德教育”“職業(yè)素養(yǎng)教育”等目標，在教書育人全過程中踐行社會主義核心價值觀。

1 愛國主義教育元素

在“大學物理”課程的教學過程中，除單純介紹物理知識外，可以在新課引入環(huán)節(jié)或講授理論應(yīng)用時，介紹我國科學家的事跡及其在相關(guān)領(lǐng)域所做出的杰出貢獻。

例如，在講授光學時，穿插中國光學人物王大珩、蔣筑英等，這些人物歷來是青年一代學子的學習楷模。講解他們熱愛祖國、自力更生、艱苦奮斗、無私奉獻、求真務(wù)實、大膽創(chuàng)新的精神。王大珩院士是我國現(xiàn)代光學技術(shù)及光學工程的開拓者和奠基人，研制出多種大型光學觀測設(shè)備用于國防現(xiàn)代化建設(shè)。青年光學家蔣筑英的個人名言“個人總應(yīng)該有信仰，人活著不能只為自己過好生活，而要為社會負責”。通過這些事例激發(fā)學生熱愛祖國、為國奮斗的高尚品質(zhì)。

近代物理部分，向?qū)W生介紹歷史上偉大物理學家發(fā)現(xiàn)著名的物理實驗現(xiàn)象與理論研究過程中遇到的坎坷歷程，科學家們實事求是、勇于創(chuàng)新的科學精神和科學態(tài)度，教育學生要志存高遠、求真務(wù)實，勉勵他們養(yǎng)成積極向上、不畏艱險的精神[5]。積極挖掘我國科學家的愛國和敬業(yè)精神，如鄧稼先等為了祖國事業(yè)的發(fā)展，放棄國外優(yōu)越的科研和生活條件，毅然回國，投身到祖國建設(shè)中。新中國成立初期，面對嚴峻復(fù)雜的國際形勢，為了盡快增強國防實力，使國家不受帝國主義的威脅，錢三強、鄧稼先等一批科學家自力更生、艱苦奮斗，依靠自己的力量成功研制出原子彈、氫彈。鄧稼先曾說過，“要是有來世，我還是選擇中國，選擇核武器事業(yè)，選擇你！”，這是何等高尚的情懷和偉大的愛國精神。核物理部分可介紹核潛艇之父黃旭華的先進事跡[6]。黃旭華先生為了祖國的事業(yè)隱姓埋名30年，每次親自下潛進行實驗，通過攻克一個個難關(guān)，終于實現(xiàn)我國核潛艇裝備從無到有的歷史性壯舉，為核潛艇研制和發(fā)展做出了卓越貢獻。通過這些先進事跡對學生進行愛國主義教育，培養(yǎng)學生愛國情懷和精忠報國精神。在量子部分向同學們介紹我國“墨子”號量子衛(wèi)星的發(fā)射及潘建偉院士領(lǐng)導的科研團隊在量子通信中取得的卓越成績，我國量子信息的研究水平已位于世界前列。

2 社會責任感和敬業(yè)精神教育元素

在講授“力學及其應(yīng)用”時，新課引入階段列舉我國的高鐵技術(shù)和港珠澳大橋建設(shè)。我國的鐵路技術(shù)水平已經(jīng)邁入世界先進行列，智能高鐵技術(shù)實現(xiàn)全面自主化。鐵路網(wǎng)已實現(xiàn)全國范圍的覆蓋，時速達350 km/h，讓學生體會到國家的快速發(fā)展給我們的生活和工作帶來的便捷。完全由我國自主設(shè)計建造的港珠澳大橋創(chuàng)下多項世界之最，是國之重器，體現(xiàn)了中國人民逢山開路、遇水架橋的奮斗精神，體現(xiàn)了我國超強的自主創(chuàng)新能力和綜合國力。介紹這些實際案例，讓學生意識到認真做事、工作的重要性，各行各業(yè)的工作都需要精雕細琢、精益求精的敬業(yè)精神，只有追求完美才能做到最好，培養(yǎng)學生具有社會責任感和高尚的工匠精神。

曲線運動及萬有引力章節(jié)，結(jié)合我國航天事業(yè)取得的成就引入思政育人元素。我國航天事業(yè)始于1956年，在新中國成立初期，通過一批科學家錢學森、孫家棟等的努力奮斗，由我國自主研發(fā)的第一顆人造地球衛(wèi)星“東方紅一號”于1970年4月24日成功發(fā)射，由此開創(chuàng)了我國航天史的新紀元。后期發(fā)射的系列載人飛船到探月工程、北斗衛(wèi)星系統(tǒng)的建設(shè)，我國的航天技術(shù)已處于世界先進水平，成為航天強國。我國航天事業(yè)的發(fā)展離不開每一位航天工作者的辛勤付出，我國航天人才隊伍平均年齡只有30多歲，美國是50多歲，俄羅斯為60多歲。通過介紹航天事業(yè)的發(fā)展，讓學生認識到專業(yè)能力和創(chuàng)新能力的重要性，激發(fā)其作為炎黃子孫的自尊心和自豪感，培養(yǎng)學生建設(shè)新時代社會主義的責任感。

在集成電路部分，介紹美國政府對我國芯片實施禁令的事實，在受到美國制裁時，我國并沒有向美國低頭。在意識到我國在半導體芯片領(lǐng)域的不足后，國家投入大量人力和物力開始自主研發(fā)國產(chǎn)半導體芯片。通過列舉集成電路，讓學生意識科技強則國強，作為新時代大國，要想成為世界強國，必須自主研發(fā)并掌握核心科學技術(shù)。少年強則國強，作為新時代青年，教育學生認真學習、努力工作、不斷創(chuàng)新、只爭朝夕、不負韶華。通過挖掘和融入思政元素，將專業(yè)知識小課堂和社會大課堂結(jié)合起來，不僅傳授物理專業(yè)知識，而且討論使命和擔當，引導學生志存高遠、創(chuàng)新求真、做奮斗者，讓學生意識到自己肩負著為實現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興中國夢的使命。

在電路這一部分，講授基爾霍夫定律之前介紹基爾霍夫的生平?；鶢柣舴蚴嵌韲こ處煟x大學時通過自己的認真思考，得出著名的基爾霍夫定律，解決了電器設(shè)計中電路的難題。教師在課堂上介紹物理故事，可以活躍課堂氣氛，激發(fā)學生學習興趣。讓學生認識到青年學生通過自己的努力學習也可以為社會和人類做出偉大貢獻。

3 理論聯(lián)系實際的科學精神教育元素

在介紹電場時，為了讓學生感性了解空間電場分布特點，教師指導學生通過編程繪制電場分布。通過學生間的合作查閱相關(guān)資料并編寫程序，實現(xiàn)空間電場分布圖模擬繪制并進行理論分析。公式推導可培養(yǎng)學生嚴謹、認真的態(tài)度。程序編寫可以實現(xiàn)將理論知識應(yīng)用到實踐中，有效鍛煉同學們實際動手的能力。通過不同的分工，學會與人合作，培養(yǎng)為人處事能力和與人友善、團結(jié)互助的優(yōu)良品質(zhì)。例如介紹極化電荷時，通過程序繪制介質(zhì)球空間的電場分布圖，如圖1（a）所示。圖1（a）說明極化電荷產(chǎn)生的電場將減弱原空間的電場分布。這體現(xiàn)辯證唯物主義思想的主要和次要矛盾。當改變內(nèi)外介電常數(shù)時，如果媒質(zhì)介電常數(shù)大于介質(zhì)球，則介質(zhì)球內(nèi)部的電場將大于外圍電場強度，如圖1（b）所示。這可聯(lián)想到在一些實際應(yīng)用中，如在電氣設(shè)備中澆注變壓器油或環(huán)氧樹脂時，工作人員在設(shè)備制備過程中，應(yīng)該盡可能避免將作為絕緣材料使用的變壓器油或環(huán)氧樹脂在制備過程中出現(xiàn)氣泡[7]。當外部的介電常數(shù)大于內(nèi)部的介電常數(shù)（內(nèi)部為空氣泡），將導致氣泡內(nèi)部的電場強度增大，有可能產(chǎn)生擊穿現(xiàn)象，從而導致絕緣性能顯著惡化[7]。通過介質(zhì)氣泡介紹，理論聯(lián)系實際，一項工程可能因為個人的一個小小失誤而導致整個項目的失敗，這樣會給國家和社會造成損失，讓學生意識到認真工作、做事的重要性。

圖1 （a）介電常數(shù)ε=3.0；（b）介電常數(shù)ε內(nèi)＜ε外

在介紹電磁感應(yīng)現(xiàn)象時，可列舉偉大的物理學家法拉第[5]。法拉第出生貧寒，迫于生活，小學尚未畢業(yè)便去雜貨店當勤雜工。在裝訂書籍時，自己閱讀大量科學讀物。法拉第做事非常認真，正是由于認真才有機會接觸到偉大的化學家戴維，得到戴維的賞識并有幸成為其助手。法拉第為人謙遜、淡泊名利，在他成名后仍然一如既往地工作，經(jīng)過10多年的實驗，最終發(fā)現(xiàn)著名的電磁感應(yīng)現(xiàn)象。法拉第通過不斷改進實驗裝置，研制了第一臺法拉第圓盤發(fā)電機，由此開啟了人類電力時代。通過介紹法拉第，讓學生一定要有堅強的毅力，認真做事，不畏困難和失敗，要朝著既定的目標努力工作和學習。在講解電場波的傳播時，介紹我國第五代移動通信技術(shù)（5G技術(shù)）、北斗導航衛(wèi)星系統(tǒng)。

4 團結(jié)協(xié)作、獨立自主的創(chuàng)新精神教育元素

“大學物理”實驗操作之前，教師將錄制的實驗操作視頻放到校園網(wǎng)絡(luò)資源庫中，讓學生課下自主學習，培養(yǎng)學生自主預(yù)習和學習的能力[8]。實驗時老師結(jié)合實驗原理和應(yīng)用進行介紹，讓學生掌握基本的實驗原理和相關(guān)應(yīng)用，同時拓展實驗應(yīng)用及設(shè)計一些創(chuàng)新性和設(shè)計性實驗，培養(yǎng)學生的思維和創(chuàng)新能力。指導學生進行實驗操作時，要求學生愛護公共財產(chǎn)、不破壞實驗器材、節(jié)約用電、不浪費國家資源。實驗操作時可以幾個人一組，通過學生間的相互合作來完成實驗，實現(xiàn)學生間的團結(jié)合作、相互幫助、與人為善的優(yōu)良品質(zhì)，小組實驗對培養(yǎng)優(yōu)良的新型人際關(guān)系非常重要。在整理實驗數(shù)據(jù)和撰寫實驗報告時，要求學生尊重科學、實事求是，對實驗操作過程的誤差進行準確分析。

5 結(jié)論

作為新時代的教育工作者，教師既要傳授專業(yè)知識，還要育人。這就要求教師積極提高自身政治素養(yǎng)，以時代楷模黃大年為榜樣來嚴格要求自己。為保證思政有效融入，修訂完善“大學物理”教學大綱，將思政育人元素融入考試中，改革考核方式，建立一個科學的評價體系。改革教學方法，在教學方面合理利用線上線下混合式教學、智慧課堂、騰訊課堂等多種教學手段，充分調(diào)動學生學習積極性與參與度，提高課堂教學效果。另外，教師可以利用網(wǎng)絡(luò)資源播放一些與課程相關(guān)的微視頻如“港珠澳大橋”、“大國重器”、“一帶一路”、“我和我的祖國”、“白衣天使”、“最美逆行者”等紀錄片，通過潛移默化的熏陶和感染，讓學生接受“三觀”塑造和精神洗禮，實現(xiàn)學生“愛國主義教育”、“修身立德教育”、“職業(yè)素養(yǎng)教育”，達到“大學物理”課程目標與育人目標有機融合。教師平時通過個人的言行舉止發(fā)揮模范與育人的作用，培養(yǎng)學生的愛國、愛崗、敬業(yè)、團結(jié)、奉獻等精神品質(zhì)，促進學生的全面發(fā)展，實現(xiàn)全程、全方位的育人。