“力學(xué)”課程思政教學(xué)的探索與思考

王春芳　姜珍珍

關(guān)鍵詞：力學(xué);課程思政;價值引領(lǐng);唯物辯證法

中圖分類號：G641.0 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1009?895X（2022）01?0092?05

DOI：10.13256/j.cnki.jusst.sse.2022.01.016

黨的十八大以來，習(xí)近平總書記高度重視高等教育事業(yè)發(fā)展，反復(fù)強調(diào)立德樹人是高校的立身之本。國無德不興，人無德不立。育人之本，在于立德鑄魂。2020年4月，《教育部等八部門關(guān)于加快推進構(gòu)建高校思想政治工作體系的意見》指出：理工科專業(yè)課的教授過程中，不僅要注重科學(xué)思維方法訓(xùn)練，還要注重科技倫理觀教育，更要注重培養(yǎng)學(xué)生探索未知、追求真理、勇攀科學(xué)高峰的責(zé)任感和使命感。因此，我們要充分發(fā)揮好專業(yè)課教師“主力軍”，專業(yè)課教學(xué)“主戰(zhàn)場”，專業(yè)課課堂“主渠道”的作用，推動課程思政建設(shè)，使專業(yè)課與思政課同向而行，構(gòu)建立德樹人長效機制，實現(xiàn)全員全程全方位育人[1]。結(jié)合“力學(xué)”的課程結(jié)構(gòu)及特點，本文以“力學(xué)”課程中的教學(xué)難點為例，深度挖掘其中所蘊含的思政元素，以課程承載思政，將思政融于課程，達到啟迪學(xué)生心智、陶冶道德情操的育人目標(biāo)。

一、“力學(xué)”課程的重要性

力學(xué)既是一門基礎(chǔ)學(xué)科，也是一門應(yīng)用廣泛的技術(shù)學(xué)科。近百年以來，力學(xué)學(xué)科迅猛發(fā)展，不僅創(chuàng)立了一些新的重要新概念、新理論和新方法，與其他學(xué)科的交叉融合也日益突出，形成了許多交叉學(xué)科，如工程力學(xué)、材料力學(xué)、生物力學(xué)、環(huán)境力學(xué)等，也產(chǎn)生了新的學(xué)科生長點，拓寬了研究內(nèi)容和方法，使力學(xué)學(xué)科始終保持著旺盛的生命力[2]。因此，“力學(xué)”是物理學(xué)專業(yè)中一門非常重要的必修課。然而，由于“力學(xué)”的授課對象多為本科一年級學(xué)生，他們在高中階段學(xué)習(xí)過經(jīng)典力學(xué)的相關(guān)知識，對“力學(xué)”這門課沒有新鮮感。因此，如何將力學(xué)知識講授得生動有趣，同時兼顧知識的深度和廣度，這是一個值得探索的教研課題。此外，中國是一個有著五千年悠久歷史和燦爛文明的古國，早在兩千多年前就已經(jīng)有了力學(xué)相關(guān)知識點的記載，如《考工記》《墨經(jīng)》等。新中國成立以后，特別是改革開放四十多年來，在力學(xué)理論的指導(dǎo)和支持下，取得了不勝枚舉的技術(shù)成就，如三峽、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、探月工程、高鐵等。顯然，這些都是學(xué)習(xí)力學(xué)知識的生動案例，也是優(yōu)質(zhì)的思政素材。在全面開展課程思政建設(shè)的過程中，已有研究者通過對該課程所蘊含的思政元素進行了深度挖掘，形成思政案例，探索了力學(xué)課程與思政元素的融合問題[3?5]，這些工作對新時代下力學(xué)課程的改革起到了很好的推動作用。然而，在探索和實踐高校物理專業(yè)課程與思政教學(xué)實際結(jié)合過程中，仍然存在不少困難和問題。如常見的將思想政治說教簡單插入課堂，導(dǎo)致知識傳授與價值引領(lǐng)“兩張皮”現(xiàn)象[6]，給人感覺是刻意為之。而刻意的思政，不僅談不上正面引導(dǎo)，有時甚至?xí)鸬椒醋饔?，使學(xué)生產(chǎn)生逆反心理。

本科階段的“力學(xué)”是中學(xué)物理中力學(xué)知識與高等數(shù)學(xué)的有機結(jié)合，可以理解為融合了高等數(shù)學(xué)，更為普適的力學(xué)。雖然內(nèi)容相近，但深度不同。中學(xué)物理注重的是結(jié)果，而本科階段關(guān)注的是過程和原理。根據(jù)筆者“力學(xué)”教學(xué)近10年的經(jīng)驗來看，力學(xué)可以看成是中學(xué)物理與大學(xué)物理的一門過渡學(xué)科。作為進入大學(xué)的第一門專業(yè)課，學(xué)習(xí)“力學(xué)”的時候，高等數(shù)學(xué)的應(yīng)用還不能做到得心應(yīng)手。當(dāng)“力學(xué)”中出現(xiàn)與微積分相關(guān)的物理問題時，學(xué)生容易產(chǎn)生畏難情緒，學(xué)習(xí)興趣及積極性受到影響。此時，如果能挖掘“力學(xué)”課程中的思政資源，并積極將其價值應(yīng)用到課堂，不僅可以幫助學(xué)生樹立學(xué)習(xí)信心，而且可以進行價值觀和思想政治的教育引導(dǎo)，激發(fā)學(xué)生崇高的精神追求。從而在思想意識形態(tài)、行為舉止上產(chǎn)生積極影響，實現(xiàn)人才素質(zhì)與專業(yè)課程的同步提升。本文通過對“力學(xué)”課程的知識結(jié)構(gòu)和思想政治教育內(nèi)容的梳理，給出“力學(xué)”教學(xué)中思政要素的挖掘和融入方法，避免簡單宣講、剪接拼接和生搬硬套等情況，為后續(xù)有效實施課程思政教學(xué)提供參考。

二、“力學(xué)”課程的主要內(nèi)容及學(xué)生的普遍認(rèn)知特點

對于選擇物理專業(yè)的學(xué)生來說，他們對物理有興趣，熱愛科學(xué)。然而，這些熱情往往都是單純的，剛?cè)氪髮W(xué)的他們并不完全具備學(xué)習(xí)物理所需要的學(xué)術(shù)修養(yǎng)?！傲W(xué)”課程的邏輯體系主要由力學(xué)理論、解決典型力學(xué)問題及時空結(jié)構(gòu)三部分內(nèi)容組成。對初學(xué)者來說，受固有觀念及思維模式的制約，他們的簡單力學(xué)觀念與科學(xué)的力學(xué)體系存在較大偏差，這種偏差對學(xué)生接受新的理論和方法十分不利。因此，幫助構(gòu)建嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬻w系和知識體系是培養(yǎng)學(xué)生的工作重點。我們應(yīng)當(dāng)合理分析學(xué)生邏輯思維方式，適時引導(dǎo)，使之向科學(xué)邏輯方式快速過渡，進行認(rèn)知結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整，改造并建立科學(xué)的力學(xué)概念。同時，更應(yīng)抓住契機，引導(dǎo)學(xué)生積極思考，使他們認(rèn)識到科學(xué)和樸素觀點之間的差異，認(rèn)識事物的發(fā)展規(guī)律，對事物的分析，不能僅憑想象和猜測，而應(yīng)該在遵循客觀事實的基礎(chǔ)上進行描述和論證。這也是本課程思政課堂的主要內(nèi)容之一。

三、“力學(xué)”教學(xué)中的思政元素探究、融入與實踐

我們要培養(yǎng)的是“工程型、創(chuàng)新性、國際化”的人才，要培養(yǎng)學(xué)生有思想的頭腦和國際化的眼光。因此，深度挖掘課程中的思政元素并應(yīng)用于具體的課堂教學(xué)實踐是當(dāng)前亟需研究和實施的重要課題?！傲W(xué)”作為物理學(xué)的“開始”，其在培養(yǎng)學(xué)生辯證唯物主義思想，不畏艱辛的科學(xué)探索精神以及追求真理的科學(xué)品質(zhì)方面，具有極為重要的地位和作用。結(jié)合以上提到的教學(xué)內(nèi)容，本文通過以下事例進行詳細闡述。

（一）避免緒論中思政元素的過度“加塞”

任何一門課程的教學(xué)過程，第一堂課很重要。第一堂課上，授課教師除了對所授課程進行必要的說明和要求之外，主要任務(wù)是對課程的發(fā)展和意義進行闡述。其中，有一部分內(nèi)容會涉及對該學(xué)科做出貢獻的名人名家，這顯然是思政課堂的優(yōu)秀資源。因此，在實際上課的過程中，特別是思政課程的理念提出之后，緒論普遍發(fā)展成思政素材。然而，在課堂中程序化、集中地插入思政內(nèi)容，會引起學(xué)生的視聽“疲勞”，甚至產(chǎn)生逆反心理。與其在緒論課上花大把時間進行思政宣講，不如將課時分散到各個章節(jié)，將思政元素融入到各個章節(jié)的知識點和公式推導(dǎo)過程，使之不至于因枯燥晦澀而難懂，不至于因繁瑣而無味。

（二）從易錯概念

（三）用實驗結(jié)果解釋“反經(jīng)驗常識”的邏輯

縱觀力學(xué)的發(fā)展史，樸素的物理思想對學(xué)科的發(fā)展起著關(guān)鍵推動作用。然而，在此過程中，也曾有很多“反經(jīng)驗常識”的邏輯對人們的認(rèn)知造成困惑。由于生活中難以有機會接觸“反經(jīng)驗常識”的結(jié)果，因此對這些理論結(jié)果無法理解，并難以接受。包括古希臘哲學(xué)家亞里士多德，他在《形而上學(xué)》這本書中認(rèn)為，兩個體積相等的物體，質(zhì)量大的物體下落的速度較快，而質(zhì)量較小的物體下落的速度較慢。這一思想因與人們的日常生活及正常邏輯相符而廣為接受。直到幾個世紀(jì)以后，阿波羅15號宇航員在月球上通過自由落體實驗證明速度與質(zhì)量無關(guān)。在課程教學(xué)設(shè)計中，可以和馬克思主義哲學(xué)建立關(guān)系，從而引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的人生觀和價值觀，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)觀。“實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”，今天看來，這句話確實是人類科技進步的燈塔和階梯。在講授近代力學(xué)中的相對論時，學(xué)生普遍覺得難以接受。“運動的尺子”變短？“動鐘”為什么會變慢？質(zhì)量的大小和運動有關(guān)系？問號接踵而來，大有無法招架之勢，這對學(xué)生的認(rèn)知是個不小的挑戰(zhàn)。這時，如果能將與相對論有關(guān)的實驗結(jié)果呈現(xiàn)給學(xué)生，用真實的實驗結(jié)果對“反經(jīng)驗常識”理論進行說明。如：電子加速實驗中，當(dāng)將電子加速至亞光速時，繼續(xù)加速時牛頓力學(xué)不適用，而相對論則完美符合;銫鐘實驗證明了引力差會讓銫鐘不準(zhǔn);水星近地點進動等。在這些事實面前“反經(jīng)驗常識”轉(zhuǎn)化為“符合經(jīng)驗常識”的正常邏輯結(jié)果。同時，不失時機地強化“實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”及“實證主義”這一觀點，讓學(xué)生真切意識到，雖然邏輯證明是檢驗?zāi)骋慌袛嗾_與否的手段，但不是標(biāo)準(zhǔn)。只有實踐才是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，這是由真理本性和實踐特點所決定的。

（四）復(fù)雜問題簡單化

力學(xué)是物理學(xué)中最為復(fù)雜，內(nèi)容最多的模塊之一，錯綜復(fù)雜的關(guān)系分別對應(yīng)著力學(xué)內(nèi)容中最為重要的四大定律和兩個定理，牛頓第一定律、牛頓第二定律、（角）動量守恒定律、機械能守恒定律、（角）動量定理及動能定理，這些規(guī)律是力學(xué)的基石。實際應(yīng)用中，一個物理問題往往包含以上若干個規(guī)律，每個規(guī)律對應(yīng)不同的物理過程。因此，當(dāng)一個復(fù)雜物理問題擺在面前時，有些學(xué)生往往無從下手;而對于簡單問題，則一般都是游刃有余，表現(xiàn)得很輕松。如果我們能將復(fù)雜的大問題分解成簡單的幾個小問題，逐個突破，不失為一種解決方案。如理想滑輪懸掛兩質(zhì)量為m的砝碼盤，如圖1所示。用輕線拴住輕彈簧兩端使它處于壓縮狀態(tài)，將此彈簧豎直放在一砝碼盤上，彈簧上端放一質(zhì)量為m的砝碼。另一砝碼盤上也放置質(zhì)量為m的砝碼，使兩盤靜止。燃斷輕線，輕彈簧達到自由伸展?fàn)顟B(tài)即與砝碼脫離。求砝碼升起的高度，已知彈簧勁度系數(shù)為k，被壓縮的長度為l0。

這是一個過程較為復(fù)雜的聯(lián)動問題。其中涉及的物理過程較多，一時難以理清頭緒。但仔細觀察不難發(fā)現(xiàn)，其大致物理圖像為，線斷導(dǎo)致左砝碼和托盤上下分離，進而右盤和砝碼一起上升。認(rèn)真分析每個過程的物理圖像及適用定理，弄清楚角動量守恒、機械能守恒及動能定理的適用條件，問題就能迎刃而解。

由此，我們可以挖掘問題背后的深層思政精髓。任何問題的出現(xiàn)，都有其背后的原因，抓住主要矛盾，順藤摸瓜，像“剝洋蔥”一樣找問題，不怕困難，層層分析，將復(fù)雜問題分解成自己熟悉的簡單問題，庖丁解牛，難題終能解決。在課程教學(xué)中結(jié)合唯物辯證法的方法論，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會分析在實際生活中遇到的困難，幫助學(xué)生思考如何認(rèn)清遇到的主要問題，從而抓住主要矛盾進行處理，最后輕松解決問題。對于理工科院校的學(xué)生來說，更應(yīng)該注重這方面的能力培養(yǎng)，否則容易陷入迷局。

（五）聚焦熱點物理，溯本求源

力學(xué)是體現(xiàn)模型思想的學(xué)科，涉及定理的推導(dǎo)和計算。單純的知識點講解會使內(nèi)容過于呆板，沒有生機，影響課堂效果。然而，究其根本，力學(xué)也是一門實驗科學(xué)。為增強知識的時代感和新鮮感，也為了活躍課堂氣氛，提高學(xué)生對力學(xué)知識的靈活應(yīng)用和理解能力，教師應(yīng)抓住學(xué)生心理，聚焦熱點物理，尤其是那些對黨和國家發(fā)展形成認(rèn)同的熱點問題，對其中所涉及的力學(xué)問題進行溯本求源的分析。如此，不僅可以提高學(xué)生的知識應(yīng)用水平，還能端正學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度，使之樹立正確的人生觀和價值觀。如2021年東京奧運會上，中國體操運動員面對各種不利因素仍然發(fā)揮出色，這其中的原因，除了中國運動員的勤學(xué)苦練之外，與不斷創(chuàng)新的訓(xùn)練方法也有著密不可分的關(guān)系。將人體簡化為多剛體系統(tǒng)，用動力學(xué)方法對動作進行分析、模擬、優(yōu)化，設(shè)計出符合運動員個體的空翻轉(zhuǎn)體動作[7]，從而使運動健將們?nèi)〉冒寥顺煽?，為國爭光。通過空翻動作的分解討論，不僅可以加深學(xué)生對力學(xué)知識點的理解（如轉(zhuǎn)動慣量和角速度的反比關(guān)系），而且能夠引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)和踐行不斷探索、勇于創(chuàng)新的精神。同時，運動員身上的體育精神本身也是培養(yǎng)學(xué)生奮發(fā)拼搏、進行愛國主義教育的活教材。

四、結(jié)束語

力學(xué)的發(fā)展與思想政治教育的發(fā)展有著很深的淵源，二者皆起源于古代哲學(xué)，隨著時代的發(fā)展和技術(shù)的進步，分解為兩個不同的分支，所以在力學(xué)教學(xué)中滲透思想政治教育有著得天獨厚的優(yōu)勢。作為專業(yè)課教師，我們不僅要懂得如何從課程內(nèi)容中挖掘思政元素，響應(yīng)“立德樹人”號召，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)“工程型、創(chuàng)新性、國際化”及“有思想有頭腦”的人才，也要創(chuàng)新性地將思政內(nèi)容“潤物細無聲”地貫穿于教學(xué)的全過程，對課程內(nèi)容的傳授形成助力。