“課程思政+應(yīng)用型”視域下大學(xué)物理實驗教材的開發(fā)與實踐

摘 要：為全面推進習(xí)近平新時代中國特色社會主義思想進教材，本研究積極挖掘大學(xué)物理實驗中蘊含的課程思政元素，并結(jié)合地方普通高校向應(yīng)用型轉(zhuǎn)變的需求，進行“課程思政+應(yīng)用型”視域下大學(xué)物理實驗教材的開發(fā)與實踐，最后舉例說明常規(guī)實驗和情境演示實驗編寫的一般過程。

關(guān)鍵詞：課程思政;應(yīng)用型;大學(xué)物理實驗;教材開發(fā)

一、“課程思政+應(yīng)用型”理念簡介

教材建設(shè)與規(guī)劃要貫徹教育部《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》文件精神，結(jié)合物理學(xué)科的課程思政要求，積極挖掘?qū)嶒灲滩闹刑N含的課程思政元素，尋找物理專業(yè)知識體系與思政知識體系的接觸點，探究知識傳授與價值引導(dǎo)的融合點，將社會主義核心價值觀有機融入物理實驗教材建設(shè)中。

結(jié)合地方普通高校向應(yīng)用型高校轉(zhuǎn)型的實際情況，以“夠用、實用、應(yīng)用”為原則，圍繞“以學(xué)生為中心”的指導(dǎo)思想，突出對學(xué)生基本能力的訓(xùn)練和創(chuàng)新思維、創(chuàng)新方法、創(chuàng)新素質(zhì)、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[1]。適用于本、?？圃盒４髮W(xué)物理實驗教學(xué)，也可作為相關(guān)技術(shù)人員的教學(xué)參考資料。

二、實驗教材開發(fā)的思路和主要措施

1.實驗教材開發(fā)的思路

在理念和指導(dǎo)思想上，《大學(xué)物理實驗教程》將依據(jù)教育部頒布的《理工科非物理類專業(yè)大學(xué)物理課程教學(xué)基本要求》，結(jié)合編者團隊多年教學(xué)經(jīng)驗、教學(xué)改革成果，且汲取同類優(yōu)秀教材的精華，以“課程思政+應(yīng)用型”理念為特色進行編寫。堅持“貫徹因材施教、夯實必備基礎(chǔ)、提高實驗?zāi)芰?、加強?yīng)用技能”的指導(dǎo)思想，將教學(xué)主體從教師“教”轉(zhuǎn)移到學(xué)生“學(xué)”，這樣有助于學(xué)生深入理解物理實驗的設(shè)計思想和實驗方法，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和實踐能力，達到服務(wù)專業(yè)、培養(yǎng)高質(zhì)量人才的目的。在內(nèi)容安排上，涵蓋基礎(chǔ)知識、力學(xué)實驗、熱學(xué)實驗、光學(xué)實驗、電磁學(xué)實驗、探究性實驗、情境演示實驗共7大部分。在內(nèi)容組織上，將一些經(jīng)典實驗與工科專業(yè)基礎(chǔ)知識有機結(jié)合，使學(xué)生在做實驗的過程中，不僅熟悉物理知識，還可以了解部分專業(yè)知識，具有很強實用性。在內(nèi)容特色上，加入物理學(xué)史，探索每一項實驗的歷史背景、人文趣事和先輩精神，潛移默化地融入課程思政，做到“鹽溶于水”，同時新增了實驗在生活、生產(chǎn)及工程中的應(yīng)用，延伸了實驗價值，開闊了學(xué)生視野。

2.實驗教材開發(fā)的主要措施

首先，編寫團隊要吃透大學(xué)物理實驗內(nèi)容，積極挖掘物理學(xué)史、物理學(xué)家品質(zhì)、各類科普著作中蘊含的課程思政元素，探究知識傳授與價值的融合點，將其有機融入教材中。其次，根據(jù)國家對大學(xué)物理實驗課程的要求、我校實際學(xué)情和實驗室儀器設(shè)備情況、人才培養(yǎng)需求以及課程思政建設(shè)的需求，理清教材編寫思路和編寫特色，進行多輪的討論、論證;尋找與實驗內(nèi)容相關(guān)的應(yīng)用型材料與案例，融合編寫;使每一個實驗包含：思政亮點、基礎(chǔ)實驗內(nèi)容、實驗內(nèi)容在生活、生產(chǎn)及工程技術(shù)中的應(yīng)用。最后，聘請同行業(yè)專家進行指導(dǎo)與審定。

三、實驗編寫實例概述

常規(guī)實驗按三大部分進行編寫，第一部分為實驗背景，從物理學(xué)史入手，融入思政教育。以密立根油滴實驗為例，這一部分講電子被認(rèn)識的過程和密立根進行油滴實驗的研究歷程，通過研究歷程會發(fā)現(xiàn)物理學(xué)家在遇到問題時解決問題的方法和態(tài)度，他們嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致，積極思考，長時間的艱苦研究，才做出卓絕的科學(xué)成果。以方波的合成與分解實驗為例，實驗背景講傅里葉既是物理學(xué)家也是數(shù)學(xué)家，傅里葉在研究熱的傳播時創(chuàng)立了一套數(shù)學(xué)理論——傅里葉級數(shù)，傅里葉級數(shù)連接了頻域和時域，其實給我們帶來的更多的是思維上的轉(zhuǎn)變。當(dāng)我們在時間軸上思考問題比較困難時，是不是可以換一個維度重新審視思考或許會豁然開朗，啟發(fā)我們思考問題可以跨學(xué)科整合，數(shù)學(xué)知識也可以是學(xué)習(xí)物理的工具。通過物理學(xué)家的品質(zhì)融入人文思政[2]。第二部分為實驗正文，包含實驗?zāi)康?、實驗儀器、實驗原理、實驗內(nèi)容與步驟、數(shù)據(jù)記錄及處理、思考題等。第三部分為在生活、生產(chǎn)及工程中的應(yīng)用。

情境演示實驗按照基礎(chǔ)知識、演示原理（介紹儀器的構(gòu)成、儀器具體操作以及不同操作后看到的現(xiàn)象，并結(jié)合基礎(chǔ)知識和儀器本身進行原理講解。）和引申等三個方面編寫，再附圖。比如虹吸現(xiàn)象演示儀，基礎(chǔ)知識部分會介紹大氣壓強和液體壓強的相關(guān)知識，然后是演示原理，引申處介紹虹吸原理可用于生活中的用一根水管給魚缸換水。比如機翼升力演示儀和懸浮盤演示儀，基礎(chǔ)知識部分會介紹伯努利原理，引申處介紹伯努利原理在生活中應(yīng)用，比如噴霧器，火車站站臺安全線，“船吸”現(xiàn)象，刮風(fēng)掀翻屋頂（杜甫詩句“八月秋高風(fēng)怒號，卷我屋上三重茅”）或壓垮大橋等。比如“萬丈深淵”演示儀，基礎(chǔ)知識部分會介紹平面鏡成像和半透半反鏡，引申處介紹墻上安裝平面鏡達到看起來空間增大的現(xiàn)象，審訊室單向可視玻璃。比如牛頓擺，基礎(chǔ)知識部分會介紹質(zhì)點系的動量守恒定律和能量守恒定律，引申處介紹實驗安全。最后提問“看了這么多演示儀器，你可以運用所學(xué)知識制作出一個演示儀器嗎？動手試試看！”引發(fā)興趣和動手實踐能力。

參考文獻：

[1]彭榮榮. 應(yīng)用技術(shù)型轉(zhuǎn)型理念下民辦高校大學(xué)物理實驗教學(xué)模式的改革與探索[J]. 物理通報，2017，36（11）：98-100.

[2]張若晴. 物理教學(xué)中人文素養(yǎng)的培養(yǎng)[J]. 中學(xué)物理教學(xué)參考， 2019， 48（3）：62-63.

作者簡介：高佳利（1993-），女，碩士，講師，研究方向：大學(xué)物理教學(xué)。

基金項目：2021年度南昌工學(xué)院人文社科項目“大學(xué)生科學(xué)解釋能力的現(xiàn)狀及提升途徑研究-以靜電學(xué)為例（編號：NGRW-21-15）”，2020年度南昌工學(xué)院課程思政專項課題“新時代下本科高?！按髮W(xué)物理”課程的思政化教育研究（編號：NGJG-2020-07）”和南昌工學(xué)院一流本科教學(xué)成果獎培育專項任務(wù)：“課程思政+應(yīng)用型”理念下大學(xué)物理實驗課程的建設(shè)與實踐的階段性研究成果。