课程思政在大学物理近现代教学内容中的融入

李文华　蒋艳平　李晓端　张欣　蓝锐彬

[摘 要] 通过分析当前进行课程思政的紧迫性，为了更好地在大学物理教学中融入思想政治教育，在传授物理知识的同时实现价值引领，以物理学中科学精神的培养为切入点，以近现代物理中黑体辐射这一具体教学内容为例，详细阐述了在大学物理近现代教学内容中开展思想政治教育的实施途径，阐述了在大学物理中融入课程思政的优势，并进行了在黑体辐射这节课中开展课程思政的教学设计。

[关键词] 课程思政;大学物理;近现代物理

[作者简介] 李文华（1978—），女，河南义马人，博士，广东工业大学物理与光电工程学院讲师，硕士生导师，主要从事大学物理研究。

[中图分类号] G641   [文献标识码] A    [文章编号] 1674-9324（2021）13-0167-04   [收稿日期] 2021-02-06

一、进行课程思政的紧迫性

思想政治教育对于培养学生的世界观、人生观和价值观具有无可取代的作用，而高校教学活动的一项重要任务正是培养德才兼备的人才。高校教育工作者要用好“所有课堂”这个主渠道，要把做人做事的道理、把社会主义核心价值观的要求、把实现民族复兴的理想和责任融入各类课程教学之中，形成“课程门门有思想政治，教师人人讲育人”的生动局面[1]。2019年3月，习近平总书记在思想政治理论课教师座谈会上再次强调了思想政治教育的重要性，要求任课教师必须落实立德树人的根本任务[2]。高校作为为社会培养德才兼备高素质人才的重要阵地，如何才能有效地促进思想政治教育同专业课程的有机融合，如何才能更好地把握大学生的思想品德教育问题，是每一位高校教师都必须面对的挑战。

以“万物之理”为研究对象的大学物理，其基本理论是自然科学众多领域的基础，它担负着推动科学技术进步、实现人民对美好生活向往的重大使命。在圆满完成知识和能力教学任务的前提下，授课教师如果还能竭力挖掘大学物理课程体系中的教育性素材，将物理知识教学与学生思想政治教育有机地结合，潜移默化地融入理想信念的教学，把思想政治元素无痕地融入大学物理的课堂，既可以加深学生对物理知识的理解，培养学生科学严谨解决问题的能力，又达到培养学生科学素养的目的，同时还开创了全过程、全方位强化学生思想政治教育的新局面，增强了学生实现中华民族伟大复兴的历史使命感和责任感。

二、在大学物理近现代教学内容中融入课程思政的实施途径

（一）融入课程思政的优势

大学物理的知识体系涉及自然科学的所有领域，具有授课时间长、范围广、受益面大的特点，而且无论是教学内容还是教学目标，都非常适合进行思想政治教育。首先，在教学内容上，物理学研究的是物质运动的规律，是一门从实践中来，最终又要回归到实践中去的学科。在大学物理的知识体系中，每个定理、定律和理论的发现、形成、修正和完善等过程都是辩证唯物主义认识论的生动展示。在讲解物理理论时，授课教师可以通过对物理学家们探索自然科学发展规律过程的介绍，启发学生用辩证法的认识论和方法论去分析问题，经过分析演绎进而解决问题，达到对学生科学素养的培养，特别是世界观、运动观和物质观的培养[3]。其次，大学物理的培养目标主要分为知识目标、能力目标及情感目标;希望学生能利用学到的物理知识来解决实际问题，具有科学精神和物理素养，而这些也恰好是思想政治教育的目标之一。在大学物理教学中，物理学发展过程中科学家們的探索故事可以用来丰富学生的知识、提高他们的物理素养。而物理学推动科技进步、推进中国发展的具体案例，特别是中华儿女在物理学领域取得的成就，如天眼、高铁、北斗导航等，又给大学物理教学提供了连绵不绝的思想政治资源。

（二）在黑体辐射这节课中开展课程思政的教学设计

虽然在大学物理这样一门逻辑性非常强的理科课堂上实施思想政治教育非常重要，但我们必须清楚地认识到物理教学毕竟不是纯粹的思想政治教学，而且物理教师也不是专业的思想政治教师，授课教师要想做到在传授物理知识和培养学生能力的过程中无痕地融入思想政治教育，既让学生在大学物理课堂上学到物理知识，又让学生不抵触思想政治教育，达到润物细无声的教学效果，一个好的教学方法和好的教学设计就显得格外重要。

大学物理的近现代物理部分主要包含量子物理和相对论。而量子物理是整个大学物理教学内容中最抽象、最晦涩难懂、学生最难学的一个章节。授课教师要想让学生毫无负担地接受这部分内容，要想充分调动学生的学习积极性，第一节课的教学设计至关重要。黑体辐射作为量子物理的第一节课内容，笔者就这节课的教学作了如下设计。

1.教学内容的引入。为了使学生能够从非常熟悉的经典物理顺利地转入晦涩难懂的量子物理的学习，我们需要一个好的过渡。而19世纪末到20世纪初，经典物理发展过程中出现的两朵乌云就提供了这样一个很好的契机，授课教师可以从当时物理学的发展现状自然而然地带领学生进入量子物理的学习。

19世纪末期，物理学已经发展成了一门非常完善的学科。一切物理现象似乎都能够从以力、热、光和电磁为支柱的物理学知识理论体系中找到满意的答案，物理学家们都感到物理学已大功告成;但开尔文却提到物理学天空的两朵乌云，物理学后续的发展历程表明，恰恰是这两朵小小的乌云，引起了物理学的一场大变革[4] （P196-200）。

思政点：在授课过程中，可以实时指出19世纪末物理学界普遍存在一种骄傲自满的社会现象，古语曰“满招损，谦受益”，同时也要指出学海无涯、学无止境的辩证唯物主义观点，引导学生任何时候都要保持一种谦虚谨慎的学习态度，不要放过任何问题，因为细节决定成败，任何问题都有可能是决定性因素。物理学中许多重大进展就是基于这种实事求是、严谨治学的科学态度发现的：在探究“以太”是否存在的实验中，迈克耳逊和莫雷测量的结果与19世纪末物理学家们利用经典物理原理得出的结论不相符，但他们并没有隐瞒，而是带动全世界的物理学家们研究不符的原因;正如我们现在所知，恰恰正是这些与预期不符的实验结果引发了相对论的诞生，授课教师可借此进一步促使学生养成严谨治学的作风[5]。

在教学中，授课教师也要使学生明白，任何物理学的知识理论都不会也永远不会是终极的真理，一定会存在它的局限性和尚未搞清楚的问题，我们要想解决旧的物理理论存在的问题[6]，就必须突破传统观念的束缚，提出一些新的观点，建立一套新的理论，从而推动科学不断地向前发展。授课教师还要告诫学生不要迷信权威，要勇于探索真理，形成正确的科学观。

紧接着可以简单介绍下量子物理这部分内容的发展历程，以及它在物理学中的重要性和具体应用，引起同学们的学习兴趣。

普朗克的能量子概念解决了经典理论无法解释黑体辐射规律的困境，揭开了量子物理的序幕。一百多年来，量子物理经过爱因斯坦、德布罗意、薛定谔等众多物理大师的努力，初步建立了一套完整的量子力学理论[7] （P154-157）。

教学过程中，授课教师也要指出量子物理在近代物理学与科学技术，乃至国民经济发展中占据了非常重要的地位，比如量子物理的知识理论已广泛应用于基本粒子直至黑洞等各个尺度的研究，在实际应用中，原子弹、量子计算机、核电、激光超导技术等，均以量子理论为理论基础，毫无疑问，没有量子物理就没有近现代的科学技术[7]。

思政点：任何一门学科或者理论仅靠一个人的力量是无法完成的，它需要一批人坚持不懈地孜孜耕耘才能完成，愚公移山、众人划桨开大船的实例在生活中非常多，授课教师要着重强调团队合作是非常重要的，而且还需要坚持不懈地努力。

2.教学活动的开展。要介绍黑体辐射，我们就必须从热辐射开始讲起，那人类为何要研究热辐射？研究热辐射有什么现实意义？中国是否有这方面的研究呢？这就必须讲到欧洲工业革命时钢铁冶炼的历史背景，借此引导学生了解物理学是从实践中来，又到实践中去的一门学科，物理理论可以用来指导实践。

在介绍热辐射时，授课教师可以举加热炉火的例子，随着持续加热，火焰从暗红色变成赤红色、黄白色、白色。那中国对此是否也有研究呢？此时，可以顺势引入“炉火纯青”的成语，此成语在唐·孙思邈的《四言诗》和清·曾朴《孽海花》中都有介绍，介绍我们先人也开展过此项研究，同时也指出其不足点。

思政点：在上面的教学过程中，通过炉火纯青这个成语的引入，不仅宣扬了中华民族的优秀传统文化，很多同学的民族自豪感也油然而生，而且帮助同学们增强了文化自信。在介绍为何开展热辐射的研究时，我们可以引導学生学以致用，物理学从生活中来，又到生活中去，理论可以指导实践，不仅提高了学生的学习兴趣，也强调了科学技术是第一生产力。

在介绍Stefan-Boltzmann定律和Wien displacement定律时，可以就热辐射在生活中的广泛应用展开教学，比如测高温、红外追踪，科学家还可以根据Wien displacement定律计算出太阳的表面温度[7]。

思政点：根据红外测温技术在生活中的应用，引导学生去研究红外测温枪的工作原理，目前红外测温的研究现状，还有哪些问题亟待解决，可以如何改进，等等，进一步教导学生学以致用，并且去探究物理原理。

在介绍利用经典理论解释黑体辐射实验现象的困难时，许多物理学家从经典物理学理论出发，却发现理论公式和实验曲线不符。按维恩公式画的曲线，短波方向与实验曲线符合得很好，遗憾的是在长波方向偏差较大;按瑞利-金斯公式画出的曲线在长波区域与实验相符，但在短波区域完全不符，这就是物理学史上有名的“紫外灾难”;虽然用经典物理学理论研究热辐射得出的两个公式都与实验不符，但是他们在物理学史上仍然具有非常重大的意义，这是因为它们明显地暴露了经典物理学的缺陷。

思政点：在这部分教学中，继续强调实事求是的重要性，培养学生实事求是、严谨治学的科学素养;告诉同学们不好的数据不可怕，隐瞒篡改数据才可怕[5];如果当时玻恩等科学家隐瞒了热辐射的真实数据，那么就不会有之后普朗克提出量子假设，也不会有现在的量子力学及其应用。

在接下来的教学中，我们可以通过介绍普朗克的贡献来引领学生继续对量子物理进行探究。

普朗克利用内插法提出了一个全新的公式：普朗克并不满足于找到一个经验公式，他经过深入分析和研究，用一个能量不连续的谐振子假设，推导出黑体辐射公式，与实验符合得非常好。普朗克能量子假设具有划时代的意义，但在20世纪初，经典物理学家对此理论的怀疑和非难也接踵而来，普朗克的工作几乎无人问津，普朗克自己也感到不安[7] （P366-370）。

思政点：引导学生明白科学精神就是精益求精、较真、不满足于现状、突破固有理论、探索新知的物理精神，科学的探索永无止境。要突破固有的思维模式，转换思路，才有更好的创新。任何新理论的产生都不是一帆风顺的，所以我们在教学中要着重强调：首先，任何问题的提出都是科学家们在理论与实验产生严重矛盾冲突时的好奇心下驱使的;其次，研究新理论可能要打破常规、富有创造性精神;最后，理论的成型建立可能要面对众人的质疑，只有坚定科学的研究真理才能有所作为，将新理论流传下来。

普朗克常数是近代物理学中最重要的常数，中国物理学开山鼻祖——叶企孙在1921年测出的普朗克常数，被国外沿用了16年之久。叶企孙在战火纷飞的年代学成归国，创建了清华大学物理系，为中华人民共和国的科技大厦培养了一批批人才。通过介绍中华儿女为近代物理所作出的贡献，他们不顾个人安危，为中华民族的崛起和伟大复兴而奋不顾身的精神，不知不觉中感动了学生，增强了他们奋起直追、报效祖国的家国情怀。

三、结语

大学物理是一门受益面广泛的公共基础课，授课教师可以将大学物理中物理理论的发展过程和优秀科学家的创新精神引入课堂，努力实现在物理知识的传授中强调价值引领，将思想政治教育融入大学物理课程的教学过程，做到一方面给学生讲授了科学知识，另一方面也培养了学生的科学探索精神。这样，我们就可以在传授知识、培养能力的同时，实现对学生的价值塑造，实现“教书”和“育人”的有效结合。

參考文献

[1]课程思政：新时代中国特色社会主义高等教育的理论创新与实践创新[EB/OL].（2020-12-07）[2021-01-10].https：//www.sohu.com/a/436775098_243614.

[2]习近平主持召开学校思想政治理论课教师座谈会[EB/OL].http：//www.gov.cn/xinwen/2019-03/18/conent_5374831.htm.

[3]夏雄平，曹雪丽，卓亚琦，等.“大学物理”课程教学中的思政教育探究[J].课程教学，2018（34）：113-114.

[4]郭奕玲，沈慧君.物理学史[M].北京：清华大学出版社，2005.

[5]陈真英，谢冰，谢文彬，等.立德树人格局下大学物理课程实施课程思政的特色优势研究[J].高教学刊，2019（21）：61-63.

[6]徐大海，张静，谢丽，等.课程思政融入大学物理课教学的探索[J].科技视界，2019（20）：133-135.

[7]范仰才.大学物理学（下）[M].北京：北京大学出版社，2019.

Abstract： This paper analyzes the urgency of carrying out “curriculum ideological and political education”. In order to better integrate ideological and political education into College Physics teaching， and realize value guidance while imparting physics knowledge， this paper takes the cultivation of scientific spirit in physics as the breakthrough point， and takes the specific teaching content of “black-body radiation” in modern physics as an example to elaborate how to carry out ideological and political education in modern College Physics teaching. This paper expounds the advantages of integrating “curriculum ideological and political education” in College Physics， and discusses the teaching design integrated with “curriculum ideological and political education” in the lesson about “black-body radiation”.

Key words： “curriculum ideological and political education”; College Physics; modern physics