物理學(xué)史與高校物理學(xué)專業(yè)課程思政建設(shè)研究

尹沛，李媛，張旭

（首都師范大學(xué) a.物理系；b.教育學(xué)院，北京 100048）

2016年，習(xí)近平總書記在全國高校思想政治工作會議上指出，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(xué)全過程，實現(xiàn)全程育人、全方位育人。其他各門課都要守好一段渠、種好責(zé)任田，使各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協(xié)同效應(yīng)［1］。在此背景下，最早源自上海課程改革的“課程思政”成為落實這一要求的有效途徑。2020年，教育部印發(fā)《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》（以下簡稱《綱要》），強(qiáng)調(diào)，課程思政建設(shè)工作要圍繞全面提高人才培養(yǎng)能力這個核心點，在全國所有高校、所有學(xué)科專業(yè)全面推進(jìn)［2］。對于普遍圍繞知識邏輯體系進(jìn)行講授的理工科專業(yè)課程來說，如何科學(xué)設(shè)計教學(xué)方案、深度挖掘提煉專業(yè)知識體系中所蘊(yùn)含的思想價值和精神內(nèi)涵、在專業(yè)課程中突出體現(xiàn)思政元素，成為落實課程思政建設(shè)的重點之一。本文以高校最為基礎(chǔ)的學(xué)科之一——物理學(xué)為例，通過分析物理學(xué)史的物理教學(xué)功能，考慮通過物理學(xué)史融入專業(yè)課程講授，挖掘物理學(xué)專業(yè)課程的思想政治教育內(nèi)涵。

一、高校物理學(xué)核心課程構(gòu)建課程思政現(xiàn)狀

隨著《綱要》的印發(fā)，近兩年對高校課程思政的研究如雨后春筍般層出不窮，但是落實到具體專業(yè)課程的研究還比較有限。各學(xué)科專業(yè)不管是知識內(nèi)容還是方法體系都有很大的區(qū)別，《綱要》雖然已經(jīng)按照“文學(xué)、歷史學(xué)、哲學(xué)類”“經(jīng)濟(jì)學(xué)、管理學(xué)、法學(xué)類”“教育學(xué)類”“理學(xué)、工學(xué)類”“農(nóng)學(xué)類”“醫(yī)學(xué)類”“藝術(shù)學(xué)類”七大類專業(yè)課程提出具體思政元素挖掘方向，但大類下的各個學(xué)科專業(yè)，以及學(xué)科專業(yè)中的各門課程如何落實，還是需要在具體講授中進(jìn)行實際的思考。

目前對物理學(xué)課程思政研究還有很大的欠缺。在中國知網(wǎng)學(xué)術(shù)期刊中檢索相關(guān)內(nèi)容顯示，從研究內(nèi)容上，對高校物理學(xué)課程思政的研究可以分為三類。第一類是集中于物理學(xué)課程思政整體教學(xué)思路或系統(tǒng)構(gòu)建的研究，第二類是具體到核心專業(yè)課程的研究，第三類是具體知識點的研究。其中第二類研究基本覆蓋物理學(xué)“力、光、電”和“四大力學(xué)”等本科核心課程。排除工程應(yīng)用類的課程研究，“力學(xué)”課程思政研究4篇，“光學(xué)”7篇，“電磁學(xué)”4篇，“理論力學(xué)”5篇，“電動力學(xué)”2篇，“量子力學(xué)”4篇，缺少“熱學(xué)”和“熱力學(xué)統(tǒng)計物理”方向的文章。對研究生核心課程的課程思政研究幾乎沒有。

現(xiàn)有的研究成果中，“力學(xué)”課程從力學(xué)中蘊(yùn)含的辯證唯物主義思想、中國現(xiàn)代科技發(fā)展、科學(xué)家事跡和家國情懷、中國古代在力學(xué)發(fā)展進(jìn)程中的成就四方面挖掘思政元素［3］；“光學(xué)”課程將唯物主義思想、個人價值引導(dǎo)、光學(xué)發(fā)展與科學(xué)家精神、量子通信與民族自信等融入光學(xué)知識講授，并且結(jié)合課堂外的學(xué)科立項平臺進(jìn)一步拓展課程內(nèi)容的思想政治教育作用［4，5］；“電磁學(xué)”課程挖掘其蘊(yùn)含的辯證唯物主義思想、民族自信心和自豪感的事例，以及科學(xué)家精神，實施方式包括理論教學(xué)中穿插、實踐教學(xué)中滲透、課間視頻傳遞等［6］；“理論力學(xué)”課程在構(gòu)建“幫助學(xué)生樹立正確科學(xué)觀”的課程思政目標(biāo)的基礎(chǔ)上，根據(jù)目標(biāo)重構(gòu)課程內(nèi)容，從科學(xué)觀包含的科學(xué)方法、科學(xué)精神和科學(xué)素養(yǎng)三個維度對內(nèi)容進(jìn)行具象化［7］；“電動力學(xué)”課程結(jié)合電動力學(xué)理論建立的歷程，從“傳道、授業(yè)、解惑與立德”四個方面，闡述可以突顯的思想政治教育內(nèi)容［8］。“量子力學(xué)”課程通過解構(gòu)和重構(gòu)，從辯證唯物主義世界觀和愛國情懷、責(zé)任感和使命感、自律精神和高尚行為品格三個方面對課程思政效果進(jìn)行了調(diào)研和分析［9］。

從已有研究可以看出，物理學(xué)課程的思政教育必須要根植于專業(yè)知識本身，要求思政元素要與專業(yè)知識通過化學(xué)反應(yīng)的“化合”融為一體［10］。而物理學(xué)史作為文理交叉的學(xué)科，本身蘊(yùn)含著人文色彩。近代科學(xué)尚未分科時，物理學(xué)被稱為自然哲學(xué)，對物理學(xué)發(fā)展的追溯必然與哲學(xué)相關(guān)聯(lián)。羅伯特·金·默頓（Robert King Merton）從社會學(xué)角度對17世紀(jì)英國科學(xué)發(fā)展的分析［11］，使主流物理學(xué)史的研究與社會的關(guān)系密不可分。因此，通過引入物理學(xué)史進(jìn)行物理學(xué)專業(yè)課程思政教育是一個可行的思路。

二、物理學(xué)史對物理教學(xué)的作用與課程思政建設(shè)

（一）對物理教學(xué)的作用

物理學(xué)史對課程思政的作用是一個隨著思政育人出現(xiàn)的新課題，但是物理學(xué)史對物理教學(xué)的作用已歷經(jīng)百年。早在19世紀(jì)末就已經(jīng)出現(xiàn)了相關(guān)的研究。弗洛里安·卡約黎（Florian Cajori）提出物理學(xué)史對物理教學(xué)四個方面的作用：（1）從教師角度，科學(xué)探索中所遇到的困難，會讓教師理解學(xué)生在學(xué)習(xí)物理學(xué)時的困難；（2）從學(xué)生角度，物理學(xué)史展示了堅持探索的科學(xué)精神；（3）引導(dǎo)基于客觀事實檢驗思想的實事求是的科學(xué)方法；（4）可以對當(dāng)時不切實際的教學(xué)理論進(jìn)行反思。到了20世紀(jì)50年代，美國興起“新物理運(yùn)動”課程改革，采取了用歷史的觀點統(tǒng)一闡述物理學(xué)內(nèi)容的嶄新形式，引進(jìn)了大量物理學(xué)史資料，促進(jìn)了物理教育的革新［12］。1970年7月和1983年9月分別在美國麻省理工學(xué)院和意大利帕維亞召開了“物理學(xué)史在物理教育中的作用國際工作討論會”和“物理學(xué)史用于物理教育革新國際會議”。兩次會議對物理學(xué)史是否能與物理教育相結(jié)合產(chǎn)生了激烈的爭論，最終形成了“物理學(xué)中引入一個物理學(xué)史分量是有意義的”這一主流思想。

20世紀(jì)80年代，我國也開始關(guān)注物理學(xué)史對物理教學(xué)的作用。尤其隨著國家對素質(zhì)教育的重視，新課程確立了知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀的三維教育目標(biāo)，以首都師范大學(xué)自然科學(xué)史研究室為代表的科學(xué)史學(xué)者研究了物理學(xué)史對素質(zhì)教育的作用，討論了物理學(xué)史融入物理教學(xué)的客觀依據(jù)，并指出物理學(xué)史能在物理教學(xué)中給學(xué)生知識之上的“智慧”［13］。在知識與技能層面，物理學(xué)史可以展現(xiàn)物理學(xué)在長期發(fā)展過程中的曲折與反復(fù)，把知識放在真實的發(fā)現(xiàn)背景中進(jìn)行解釋，使學(xué)生更好地理解知識的本質(zhì)；在過程與方法層面，物理學(xué)史可以展現(xiàn)物理學(xué)理論發(fā)展的動態(tài)性，幫助學(xué)生理解科學(xué)探索的重要性和物理學(xué)基本觀念的變革；在情感態(tài)度與價值觀層面，由于物理學(xué)史蘊(yùn)含理科中特有的人文科學(xué)性質(zhì)，因此可以挖掘豐富的情感教育因素。這就包括課程思政中所需要的對追求科學(xué)高峰的責(zé)任感和使命感、精益求精的工匠精神，以及科技報國的家國情懷等。

（二）育人作用向課程思政的遷移

關(guān)于物理學(xué)史在物理教學(xué)中提升人文素養(yǎng)、科學(xué)素養(yǎng)和思想品德素質(zhì)方面的作用和功能的研究已經(jīng)比較成熟。面向課程思政建設(shè)的需求，其育人作用是否可以直接遷移至專業(yè)課的課堂教學(xué)中呢？

《綱要》中對于理學(xué)、工學(xué)類專業(yè)課程的課程思政建設(shè)提出了如下要求，要在課程教學(xué)中把馬克思主義立場觀點方法的教育與科學(xué)精神的培養(yǎng)結(jié)合起來，提高學(xué)生正確認(rèn)識問題、分析問題和解決問題的能力。要注重科學(xué)思維方法的訓(xùn)練和科學(xué)倫理的教育，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［1］?！毒V要》中提到的元素，在物理學(xué)史對物理教育的作用中都有所體現(xiàn)。馬克思主義立場觀點方法與科學(xué)精神方面，從光的波動性、粒子性之爭到提出光的“波粒二象性”的思想發(fā)展過程中蘊(yùn)含的辯證唯物主義思想和科學(xué)的懷疑精神；提出“CP對稱性破缺的起源”而獲得諾貝爾物理學(xué)獎的日本科學(xué)家小林誠和益川敏英，他們物理學(xué)的研究堅持恩格斯《自然辯證法》基本觀點的指導(dǎo)［14］；等等。正確認(rèn)識問題、分析問題和解決問題的能力方面，從20世紀(jì)的“兩朵烏云”到量子力學(xué)的建立蘊(yùn)含著多位物理學(xué)家對問題的不同認(rèn)識、分析和解決方式，包括對原子模型的不斷猜想和探索、愛因斯坦和玻爾對量子力學(xué)的爭論、薛定諤的波動力學(xué)和海森堡的矩陣力學(xué)的殊途同歸等。物理學(xué)史包括物理學(xué)在歷史進(jìn)程中的發(fā)生、發(fā)展過程，也包括參與到這一過程中物理學(xué)人物。這使物理學(xué)史在培養(yǎng)科學(xué)思維方法和科學(xué)倫理與探索未知、追求真理、勇攀科學(xué)高峰的責(zé)任感和使命感這兩個層面更有優(yōu)勢。物理學(xué)人物中有大量的事例可以引發(fā)學(xué)生對科學(xué)倫理的思考，如愛因斯坦、奧本海默等人對物理學(xué)應(yīng)用于研發(fā)武器的態(tài)度；也有大量的事例可以表現(xiàn)科學(xué)家追求真理的科學(xué)信念，如居里夫婦從數(shù)噸瀝青的殘渣當(dāng)中分離出極微量的鐳；同時適當(dāng)引入我國近現(xiàn)代物理學(xué)家的事例不僅可以體現(xiàn)物理學(xué)思維方法、科學(xué)精神，更可以體現(xiàn)家國情懷。物理學(xué)史體現(xiàn)的精神價值，包括科學(xué)家的科學(xué)理想、獻(xiàn)身精神、光輝言行和高尚品格，會給學(xué)生人生價值的追求以深刻的影響［15］。

（三）對教師開展課程思政的作用

物理學(xué)史對物理教學(xué)的作用不僅是體現(xiàn)在學(xué)生學(xué)物理，同時也體現(xiàn)在教師教物理中。1983年，中國物理學(xué)會專門在北京師范學(xué)院（現(xiàn)首都師范大學(xué)）組織了面向高校物理學(xué)基礎(chǔ)課程教師的物理學(xué)史講習(xí)班，受到了物理學(xué)教師的歡迎。對于物理學(xué)教師，物理學(xué)史一方面可以幫助他們更好地理解理論與實驗的辯證關(guān)系、物理學(xué)發(fā)展同社會發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的辯證關(guān)系［16］，同時也可以幫助他們反思物理教學(xué)方法。物理學(xué)史也可以提升物理學(xué)教師在專業(yè)課講授中課程思政建設(shè)的意識和能力。

確保課程思政的落地落實、見功見效，任課教師是關(guān)鍵。目前各個高校已經(jīng)在著力提升專業(yè)課教師的育人意識和能力。措施包括設(shè)立課程思政項目專項支持、組織專題講座報告等。部分教師也認(rèn)識到物理學(xué)史對開展課程思政的作用。他們主要從以下兩個層面得到啟發(fā)和提升：一是物理學(xué)史與現(xiàn)代物理學(xué)前沿的關(guān)系，可以幫助教師更系統(tǒng)地理解科學(xué)思想的發(fā)展和社會背景，找到引導(dǎo)學(xué)生樹立正確自然觀的落腳點。如清華大學(xué)王青教授團(tuán)隊在講授“電動力學(xué)”時就以此為啟發(fā)，從點到面推廣聯(lián)系。二是物理學(xué)史突出的物理學(xué)歷程性特色，可以幫助教師認(rèn)識到科學(xué)發(fā)展的非邏輯性和邏輯性關(guān)系，找到引導(dǎo)學(xué)生體會科學(xué)精神的落腳點。如吉林大學(xué)的張漢壯教授團(tuán)隊在講授“物理學(xué)導(dǎo)論”和“力學(xué)”課時就以此為啟發(fā)，以培養(yǎng)學(xué)生三觀和能力為目標(biāo)進(jìn)行課程內(nèi)涵建設(shè)［17］；天津大學(xué)曹樹謙教授團(tuán)隊則是在講授“理論力學(xué)”時以此為啟發(fā)，對傳統(tǒng)教育理念進(jìn)行了反思［18］。

結(jié)語

物理學(xué)史對物理教學(xué)的作用可以有效遷移到課程思政建設(shè)中來，同時對于提高教師思政育人意識和能力也具有一定效果。但是，在具體使用過程中也同樣存在物理學(xué)史在物理學(xué)教育中的問題，即物理學(xué)史和物理學(xué)知識如何合理融合。這需要物理學(xué)史研究者在學(xué)科史研究之余，積極投入專業(yè)課程思政建設(shè)。

課程思政的要求是落實到所有專業(yè)課程中，而目前物理學(xué)專業(yè)課程思政建設(shè)還有很大空間有待填補(bǔ)。物理學(xué)史在物理學(xué)教學(xué)中的育人功能已普遍被認(rèn)同。因此，物理學(xué)專業(yè)課程如果有效引入物理學(xué)史，則可以充分體現(xiàn)物理學(xué)內(nèi)在的思想政治育人功能，引導(dǎo)學(xué)生掌握科學(xué)思維方法，并塑造正確的世界觀、人生觀、價值觀。同時，物理學(xué)史也可以加強(qiáng)教師對物理學(xué)內(nèi)在思政元素的理解，提升他們課程思政建設(shè)的意識和能力。但是如何選取和運(yùn)用合適的素材，是目前面臨的核心問題，需要物理學(xué)史研究者和物理學(xué)研究者進(jìn)行合作，進(jìn)一步探討解決。