基于OBE理念的大学物理课程思政元素探索与研究

支鹏伟，胡 轶，方向明，潘 婧，游秀芬，朱建华

(太原学院 材料与化学工程系，山西 太原 030032)

1 引言

培养什么人、怎样培养人、为谁培养人是教育的根本问题，这一根本问题既涉及到教育的成果，也涉及到教育的方法和目标.教育部《高等学校课程思政建设指导纲要》中要求把思想政治教育贯穿人才培养体系，全面推进高校课程思政建设，发挥好每门课程的育人作用，提高高校人才培养质量.纲要指出，全面推进课程思政建设是落实立德树人的战略举措，要在培养学生能力和传授知识的过程中寓以价值观的引导，帮助学生树立正确的世界观、人生观和价值观.各类课程要与思政课程同向同行，形成协同效应[1].大学物理作为理工科专业的一门专业基础课，同时也是课程思政建设的一个重要载体.大学物理课程的教学不仅可以培养学生的科学素养、理性思维，同时大学物理课程的内容与教学过程中蕴含着马克思主义的立场观点和方法论，蕴含着我国优秀传统文化的精神价值和思想内涵，蕴含着爱国主义情怀和民族精神[2].

近年来，关于大学物理课程思政的研究主要包括思政元素的挖掘，课程思政融入的途径，课程思政模式的探索，课程思政案例的分析，课程思政教学设计与实施，课程思政体系建设等方面[3].其中，课程思政元素的挖掘与提炼是课程思政体系建设的基础，课程思政元素的挖掘具有分散性、多样性、动态发展的特点，不同研究者提炼思政元素的角度和方向往往不同[4].本研究拟将中国优秀传统文化中“尚和合，求大同”的思想融入大学物理课程思政建设中，研究“尚和合，求大同”的思想内涵在物理知识体系中的表现形式，探究在动态教学过程中如何践行社会主义核心价值观，在科学思维训练中培养学生的辩证唯物主义方法论.同时，现有研究中，将课程思政建设与OBE教育理念相结合的研究尚不多见，本研究拟基于OBE教育理念，初步探索课程思政元素挖掘与实现立德树人培养目标的有机融合.

2 基于OBE理念设计课程思政目标

实现立德树人的人才培养目标，需要通过适当有效的教育理念和教育方法.OBE教育理念是一种以成果为导向，以学生为中心的教育理念.OBE教育理念全称为Outcomes-based Education，是一种以教学产出效果为导向的教育教学理念.OBE教育理念通过逆向思维的方式，以教学目标成果为导向来设计课程教学体系和教学方式，关注学生的个体差异化发展[5].

我们的人才培养目标是培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人，基于OBE教育理念，我们可以以人才培养目标为导向，逆向设计人才培养的课程体系和教学方式，这样，OBE教育理念就为我们实现人才培养目标提供了一条比较清晰的方法渠道.所以，人才培养目标既是OBE课程体系要达成的最终目标，也是OBE课程体系设计的出发点.对不同的学科专业，在制定人才培养方案，设计课程体系和目标时，既要考虑共性的情感引领和价值塑造，又要结合本专业的特点，考虑学生未来实际工作中与专业相关的职业操守和行业规范，形成比较清晰的课程思政目标，再结合课程思政目标对课程体系进行总体设计.

3 探索课程思政元素与教学过程有机融合

着眼于立德树人的人才培养目标，基于OBE教育理念，大学物理课程教学可以从多个方面来深入挖掘课程的思政元素，构建课程思政体系，将思政元素有机地融入到教学实施的各个环节[6].

3.1 在科学知识体系中体会中华优秀传统文化思想内涵，增强学生人文素养和文化自信

我国优秀传统文化中有“尚和合、求大同”的哲学思想.科学本身来源于哲学，对学科专业知识而言，“和合”可以体现在知识多样性的统一，“大同”可以体现在打破知识的界限.通过比较不同的知识体系与基本概念(见表1)，可以发现许多知识之间呈现出相似之美[7]，既可以让学生体会不同知识的参差多态、各美其美，又可以让学生感悟不同知识之间的美美与共，体系大同.

表1 不同知识点的相似处列表

不同范畴的知识通过比较和统一来促进学生的理解，体现的是一种求大同的思想.

我国古代传统文化中动中有静，静中有动的辩证思想.驻波中的波节是两列反向传播的波相遇时始终保持静止不动的位置，而波节形成的原因，正是由于振动在此处叠加产生的效果，所以波节的产生体现了动与静的统一.

不论是静电场还是感生电场，传导电流产生的磁场还是位移电流产生的磁场，通过电场强度与磁场强度、电位移矢量与磁感应强度这几个对应相似的概念，电场与磁场这两种有区别的对象在麦克斯韦方程组中得到了高度统一，麦克斯韦方程组很好地体现了我国传统文化中和合与大同的思想.

光栅衍射图样的本质是单缝衍射调制的多光束干涉图样，干涉和衍射这两种现象在光栅衍射中取得了统一，这是和合思想的一种外在客观表现.

3.2 在动态教学过程中践行社会主义核心价值观，增强学生的爱国意识和民族自豪感

培育和践行社会主义核心价值观是课程思政建设的重点内容之一.在个人层面上，提高学生的爱国、敬业、诚信、友善修养，培养学生自觉把小我融入大我的意识.在教学过程中可以从知识内容本身出发，可以结合时事政治，也可以通过物理学史等途径来践行社会主义核心价值观.

(1)从知识内容本身出发，融入社会主义核心价值观.

以电容器的并联与串联学习为例，当把一个电容器单独接在电路中的时候，存储的电量少，有时不能满足需要.通过多个电容器的并联可以增大电容，满足需要，可以使学生认识到集体力量的强大，有利于实现每一个电容器的价值.同时，当把一个电容器单独接在电路中的时候，电容器可能承受不了电路两端的电压.通过多个电容器的串联可以分担电压，避免击穿.也就是每一个电容器能共同分担，有利于保障每一个电容器的安全.通过挖掘知识本身蕴含的合作与分担精神，培养学生把小我融入大我的意识，把社会主义核心价值观融入课堂教学过程.

(2)结合时事政治，通过新鲜的实例增强学生的爱国意识.

东京奥运会上，我国运动员取得了优异的成绩，奥运会上的诸多项目中都包含着物理知识和规律.跳水项目中运动员抱膝翻腾和入水打开等动作过程，可以近似看作动量矩守恒的过程.冬奥会上，花样滑冰项目中旋转的加速与减速运用的也是动量矩守恒规律.当需要加速旋转时，运动员将肢体收拢于身体的转轴附近，以减小转动惯量，增大角速度.当需要减速时，再将肢体打开，增大转动惯量，减小角速度.利用物理规律来分析奥运项目中的运动技巧，不仅可以调动学生的学习兴趣，加深学生对知识的理解，同时可以有效地提高学生的爱国意识.

神舟12号返回舱成功着陆，标志着我国空间航天技术又取得了里程碑式的巨大进步.返回舱在着陆前的一瞬间，下部冒出火光，这是返回舱在着陆之前启动了下部的四台反推火箭，来使返回舱实现软着陆，减小返回舱落地时受到的冲击力.这个着陆过程既运用到了动量定理的知识，也涉及到了动量守恒定律的知识.根据动量守恒定律，四台反推火箭向下喷火，可以减小返回舱向下的着陆速度.根据动量定理，四台反推火箭向下喷火，就相当于给返回舱下面增加了一个气垫，对于返回舱的着陆起到一个缓冲作用，增加返回舱着陆时与地面的接触时间，从而减小在着陆过程中返回舱所受到的平均冲力.在分析这些新鲜生动的实例中，学生可以体会到祖国的科技进步和日益强大，自然地激发学生的爱国情怀.

(3)通过物理学史，增强学生的民族自豪感.

以康普顿散射规律的研究为例，我国科学家吴有训在1926年提出，康普顿散射的强弱与散射物质相对原子质量的大小有关[8].在诸多物理概念和公式中，我们看到了很多的外国科学家，而科学的发展依赖于全人类的努力，通过物理学史中中国科学家的成绩和贡献，使学生看到中国科学家们的努力和智慧，激发学生的民族自豪感[9].

3.3 在科学思维训练中培育学生的马克思主义立场观点和辩证唯物主义方法论

(1)在分析比较中运用从量变到质变的马克思主义基本规律.

(2)运用理想模型，培养学生学会在解决问题中抓主要矛盾

复杂问题中包含多种矛盾，在事物发展中处于支配地位起决定作用的矛盾称为主要矛盾.在研究具体的物理问题时，我们往往借助于理想模型来分析，借助于理想模型，其实就是为了突出所研究问题的主要矛盾.在研究振动规律的时候，我们总是以弹簧振子来分析，弹簧振子就是一个理想模型.分析弹簧振子振动规律的时候，我们一般只考虑振子所受的回复力，而忽略其所受的摩擦阻力，空气阻力等次要矛盾.这种分析问题的方法就是抓住了回复力这个主要矛盾，而忽略了其他的次要矛盾，便于我们更清楚地通过振动产生的原因来分析振动的规律.在分析问题的时候善于抓住问题中的主要矛盾，一方面有助于问题的解决，另一方面可以培养学生形成辩证唯物主义的科学思维方法.

(3)通过总结规律运用规律，培养学生通过现象发现本质的科学思维品质

规律是事物之间内在的本质的联系，物理规律既有知识上的规律，也有方法上的规律.知识上的规律以波的干涉为例，不论是机械波的干涉，还是电磁波的干涉，本质上都是振动在相遇点的叠加，这种叠加的规律就体现在参与叠加的几个振动在相遇点的相位比较，相位相同就发生干涉相长，相位相反就发生干涉相消.方法上的规律以微积分思想的运用为例，在求解一些复杂变化的量时，我们往往是先划分出微元，计算出微元上的量，再进行积分[10].这种方法在力学、热学、电磁学中均可应用.通过对规律的发现、总结和运用，不仅有利于学生建立起知识整体的框架体系，有利于对问题的正确解决，还有利于培养学生通过现象看本质的科学思维品质，形成辩证唯物主义的科学方法论.

4 结束语

课程思政建设关系到人才培养目标的实现，每一门课程都是课程思政建设的重要载体.大学物理课程作为理工类的专业基础课程，在传授科学知识，培养学生科学思维方法，提高学生分析解决问题能力的同时，可以深入挖掘知识体系中所蕴含的课程思政元素，将教学过程与时事时政紧密结合，将马克思主义基本规律和辩证唯物主义方法与学生的科学思维训练有机相融，达到润物无声的育人效果[11].基于OBE教育理念，我们可以将大学物理与中国优秀传统文化思想精神相结合来增强学生的文化自信，在课堂教学中结合时政践行社会主义核心价值观，来培养学生的科学精神和爱国意识，培养学生坚持马克思主义的立场观和方法论.通过深入挖掘开发大学物理课程思政元素，形成课程思政体系，建立评价方式，促进课程思政建设，使大学物理课程教学与思政课程的教学同向同行，形成协同效应，可以更好地落实立德树人的人才培养目标.