大學物理課程思政教學研究與實踐

雍文梅, 馬自軍

(甘肅農業(yè)大學 理學院,甘肅 蘭州 730070)

課程思政是教師主動將課程內容及教學形式中蘊含的思政元素恰當?shù)厝谌雮魇趯I(yè)知識的過程中,以起到價值引領、品德塑造、能力提升及人格養(yǎng)成的一種教學方法.凡是起到育人作用的教學案例、教學方法,能給學生傳播“正能量”的內容與形式均屬課程思政范疇[1].因此,如何挖掘大學課程中的思政元素,將思政內容合理地融入日常教學當中去,實現(xiàn)課程知識教育與思政教育的有機統(tǒng)一,從而提高學生的積極性和主動性,是每位教師需要認真考慮的問題.文中以學生的全面成長為出發(fā)點,針對大學物理課程特點,將思政教育與物理知識進行有機組合,在引導學生學好物理知識的同時,培養(yǎng)他們良好的學習習慣和道德修養(yǎng),努力提高他們的學習主動性,著力提升他們的愛國主義情懷.

1 大學物理“課程思政”定位

大學物理是理工農林類專業(yè)的一門通識教育必修課程,包含力、熱、光、電等內容.通過該課程的學習,主要完成相關專業(yè)學生邏輯思維能力、解決實際問題的能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),能夠借助所學的基礎知識、基本理論解決工程領域中的實際問題[2].

圖1 大學物理課程目標

根據(jù)課程定位以及社會對理工農林類學生的能力要求,大學物理課程目標分為知識目標、能力目標和德育目標.如圖1所示,知識目標作為基礎目標,要求大學物理在知識傳授時必須夯實基礎,基礎不牢,后續(xù)思政教育就無法順利開展.能力目標是第二級目標,要求教師在授課過程中,通過基本知識、理論、方法培養(yǎng)學生辯證、綜合、創(chuàng)新的科學思維方法和學習態(tài)度.德育目標是最高級別目標,是以大學物理課程教育中最合理優(yōu)秀的資源為基礎,培養(yǎng)學生科學精神、家國情懷,引導學生走向成才之路.

大學物理課程具有豐富的思政元素,作者通過對各章節(jié)知識點進行梳理,對思政元素進行科學深挖,合理確定課程思政育人目標,再通過形式多樣的教學方法,做好大學物理課程的思政建設.具體思政建設內容見表1所示[3].

表1 大學物理課程思政建設內容

2 研究特色

2.1 家國情懷元素

在大學物理第一堂課中,為了讓學生明白物理科學的價值以及物理對國家發(fā)展的重大影響,作者通過視頻媒介、影像資料為學生分享了“我國的北斗導航系統(tǒng)是如何在茫茫人海中找到你的位置”以及“兩彈一星”、“中國空間站”、“探月工程”等,并以錢學森、鄧稼先等老一輩杰出物理學家的事跡為案例展開講解,從而使學生了解了無數(shù)的科學家和科研工作者崇高的愛國主義精神和無私奉獻精神.當學生們看到老一輩科學家為國家的科學發(fā)展所做出的犧牲,當看到第一顆原子彈爆炸成功所騰出的巨大蘑菇云,當看到第一枚運載火箭騰空而起直插云霄,當看到中國空間站環(huán)繞地球運行,當看到玉兔號月球車在月球表面緩緩啟動時,同學們難掩激動的心情,有的同學甚至流下眼淚.在課末與同學們交流的過程中,他們說觀看這些真實事跡,激發(fā)了大家強烈的愛國情懷和民族自豪感,并且紛紛表示,一定要努力學習,將來也像老一輩科學家一樣,用知識捍衛(wèi)國家尊嚴,為中華之繁榮而奮斗終身.

2.2 科學素養(yǎng)元素

引入一些科學理論的發(fā)現(xiàn)過程,科學家們嚴謹求實科學態(tài)度以及對真相孜孜不倦的追求等,以培養(yǎng)學生嚴謹、認真、踏實的探索精神,激發(fā)學生不畏艱難的學習精神.例如,在講解法拉第電磁感覺定律的建立時,引入了法拉第自我學習、艱難成才之路.法拉第自幼家貧,只讀過幾年書,但雖出身寒門,卻勤勉一生,自學成才.為了解開磁能否產生電這一難題,經過十年的不懈努力和無數(shù)次的失敗之后,1831年,法拉第終于發(fā)現(xiàn)了電磁感應定律,并且在1837年提出場的概念,指出電荷與電荷、磁極與磁極之間的相互作用,用電場線和磁感線表示電場和磁場的空間分布,用電力線和磁感線描述電磁感應現(xiàn)象.法拉第作為偉大的實驗物理學家,他把全部的時間和精力均獻給了科學事業(yè),一生熱愛真理、真誠質樸、治學嚴謹,在艱難困苦中選擇科學為目標,為追求真理百折不撓,義無反顧.

2.3 唯物辯證元素

大學物理是一門理論性很強的課程,相關內容也蘊含著深刻的唯物主義觀點和原理.結合物理規(guī)律和現(xiàn)象講解唯物主義觀點和原理,可以更好地體現(xiàn)物理科學的價值所在.唯物辯證法的量變質變規(guī)律、對立統(tǒng)一規(guī)律和否定之否定規(guī)律以及原因與結果、內容與形式、偶然性和必然性、現(xiàn)象與本質、可能性與現(xiàn)實性等均可在大學物理中找到例子[4].例如,在對牛頓運動定律進行授課時,通過人類對天體運動的認識培養(yǎng)學生的唯物世界觀[5],在講解干涉實驗時融入現(xiàn)象與本質的關系,在講授光的波粒二象性時,把看似水火不容的波與粒子合體為一束光來說明對立統(tǒng)一規(guī)律等.根據(jù)一些案例,從唯物辯證法的角度幫助學生建立樸素的唯物主義觀.

3 在角動量守恒中開展課程思政的教學設計

在大學物理教學內容中,角動量守恒是力學部分非常重要的環(huán)節(jié).授課教師要想在傳授物理知識時無聲地融入思想政治教育,既讓學生在大學物理課堂上學到物理知識,又不會使學生產生抵觸情緒,一個科學合理的教學設計就顯得尤為重要.作者就這節(jié)課的教學作了如下設計.

3.1 教學內容的引入

為了激發(fā)學生的學習興趣,列舉了角動量守恒在生活中的應用,如:滑冰運動員想要使旋轉速度加快則必須張開雙臂;跳水運動員在哪個階段的旋轉速度最快;為了防止機身旋轉,直升機需在尾部安裝尾翼等.以美軍“黑鷹”直升機墜落為例,激發(fā)學生好奇心,并預留懸念.

思政點:在授課過程中,可以指出“興趣是最好的老師”.濃厚的學習興趣、強烈的好奇心和求知欲,是很多物理學家獲得成功的關鍵因素之一.從而激發(fā)學生的學習興趣,使之產生強烈的求知欲望.

3.2 教學活動的開展

通過上述實例,引入角動量概念,并提出問題“角動量和哪些參數(shù)有關,是否具有方向和大小?”,引導學生參與其中,促使學生彼此溝通與交流,加強教師與學生、學生與學生之間的互動.

經過學生討論后,作者指出角動量的大小與物體的質量、旋轉半徑和角速度有關,它可以表示為物體的質量、旋轉半徑和角速度的乘積,它是一個矢量,具有方向和大小.當一個物體在旋轉時,它的角動量會發(fā)生變化,這個變化可以用角動量定理來描述.角動量定理的本質是角動量守恒定律,它表明在沒有外力作用的情況下,系統(tǒng)的角動量總量將保持不變.

思政點:從唯物辯證法的角度幫助學生認識能量的轉化與守恒,理解較為抽象的理論,幫助學生建立樸素的唯物主義觀.

在接下來的教學中,將角動量守恒定律用于解決各種問題,如在天文學中,角動量守恒定律被用來解釋行星和衛(wèi)星的運動軌跡.在物理學中,角動量守恒定律被用來解釋旋轉體的運動和動量轉移的問題.在工程應用中,角動量守恒定律被用來設計齒輪和機械傳動系統(tǒng).

思政點:進一步激發(fā)學生的學習興趣和探索新知的物理精神.

4 大學物理課程思政建設的評價與效果

目前,課程思政在我校部分大學物理教學班級中已經實施了完整的二個學年.為了驗證學生對該大學物理課程思政的認知態(tài)度和接受程度,評價學生的學習效果,作者對2020級授課班級進行教學問卷調查,問卷內容主要包括課程思政認知、教學評價、教學效果、態(tài)度和建議.共發(fā)放問卷124份,收回120份,問卷具體項及反饋結果見表2所示,結果顯示,絕大多數(shù)同學贊成在大學物理教學中融入思政教育.

另外,將作者所授課班級與其他未試點班級大學物理考試成績進行對比,結果如表3所示,直方圖如圖2所示.可以看出,進行課程思政班級70分以上人數(shù)為108人,比例高達87.1%,遠遠高于其他班級的56.0%,因此可以說明將思政教育融入大學物理教學效果明顯.

表3 兩類班級期末物理成績對比結果

圖2 期末成績對比直方圖

5 結語

將思政教育融入大學物理教學之中,可以培養(yǎng)學生愛國主義情操和家國情懷,可以激發(fā)學生學習主動性,提高學生動手能力和創(chuàng)新意識,對大學生健康生長與發(fā)展將起到非常重要的作用.作者根據(jù)時代要求,深挖課程思政元素并延伸進課堂教學內容,把專業(yè)小課堂和社會大課堂結合起來,把自然科學和人文科學結合起來,實現(xiàn)傳授知識同時還在育人上“潛移默化、潤物無聲”,達到“如鹽入味”的效果.并不斷完善教學內容,改進教學評價體系,進行試點推廣,以此來推動思政教育在大學物理課堂教育中的有效滲透,實現(xiàn)學生物理知識和思政素養(yǎng)的協(xié)調發(fā)展.