设计并激活“教学触点”是理工科课程思政取得实效的关键

卢佃清，孙庆强

(江苏海洋大学 理学院，江苏 连云港 222005)

课程思政的重要性自不待言，它是实现“全员育人、全程育人、全方位育人(即三全育人)”的重要阵地。目前，全国多所高校正式下发文件，就课程思政在本校的全面实施进行部署。先期已有部分高校在一些专业课程中开展课程思政教学，一批学者就实施情况展开讨论，总结经验和要领。有些学者比较关注专业课程思政，尤其是理工科专业的课程思政，对课程思政的设计、专业课教师思想政治素养和能力、专业课程思政的评价、理工科思政作用的生成机理和逻辑结构、教学设计的着力点和策略技巧等问题进行了探讨[1—4]。还有学者结合具体课程进行探索[5—7]，给出了基于具体课程的教学理念和教学方法，但总体感觉宏观论述多，可供操作参考的微观解析少。本文结合半导体物理课程，从微观上解剖挖掘思政元素、设计“教学触点”以及激活“教学触点”的具体做法，并给出具体案例。

一、挖掘思政元素，设计“教学触点”

只要教师胸中有大“道”(指正确的思想)，则“术”(指具体的教学方法)的应用就可以非常灵活，下面结合半导体物理课程进行阐述。由于理工科课程具有逻辑性强、依赖数理基础等特点，要想将偏向于情感、责任等感性思维的思政元素悄然融入其中的确是难点[4]，这就要求教师深入挖掘课程中的思政元素，并巧妙设计“教学触点”。所谓“教学触点”，从思想教育层面来说，即是能引起教师和学生心灵共鸣，并且将教师的思想有效转化为学生思想的“心灵契合点”；从课程内容来说，就是能够发挥思政教育功能，将专业知识点与思政的某一方面有效贯通，并激发学生进一步思考和探究的“咽喉节点”。思政元素的挖掘、“教学触点”的设计是因人而异的，即使是对同一门课程，甚至是同一个知识点也不一定相同。虽然并无定式，但通过具体教学实践总结，认为大致可以从以下几方面入手：

1.科学研究中正确哲学思想的指导是极其重要的

科学技术发展的历史表明，自然科学家总是受哲学支配的。正如恩格斯所说，不管自然科学家采取什么样的态度，他们还是得受哲学的支配。如，量子力学初步涉及能量量子化时，首先要介绍光(量)子(以下简称光子)的概念。光子是爱因斯坦借鉴普朗克在黑体辐射研究中提出“作用量子”的基础上，为了解释光电效应实验而发展的，并因此获得诺贝尔物理学奖。按道理来说，最先提出光子概念的应是普朗克，他只要在原来的研究基础上大胆向前跨一步即可，但令人遗憾的是，他错失了良机。不但如此，他还在其后十多年不断犹豫倒退，最后不得不承认：“我企图无论如何都得将作用量子排入经典理论范畴里，结果是枉费心机。”普朗克因受形而上学思想的禁锢，罔顾新的实验事实而死抱经典物理不放，可见唯物辩证法是多么重要。针对此例思政元素，设计的“教学触点”是“正确的哲学与最坏的哲学”，希望能引导学生继续思考。

2.东西方思维模式的差异

在能带论中介绍克龙尼克——潘纳模型，它是关于一维晶体的模型。由于一维晶体的实际势函数是弓形曲线，必须简化成矩形才能利用薛定谔方程求解。这是西方现代科学的典型还原论思维方法(在物理学中体现得最充分)，化繁为简，化整体为局部。它具有两个基本特征：一是实证，就是“实际的证明，确凿的验证”；二是理性，就是“要符合逻辑、要讲出道理来”。而中式思维的典型特征是整体论，把天地、人、社会看作密切贯通的整体，各系统要素之间存在着相互依存的联系，古今先贤对此有诸多言论，此处不再赘言。中医药就是整体思维，乃至中华文化的典型代表。针对此例思政元素，设计的“教学触点”是“中医是伪科学吗？”冀望引导学生基于科学的两个基本特征——实证和理性，结合此次抗击新冠肺炎疫情过程中，中医药的卓越效果进行论证，从而全面客观地了解两种思维模式的优缺点，不被社会的不良偏见(主要是否定中医药)所蒙蔽。

3.“变”是世界永恒的主题

在介绍p-n结的理想电流电压关系时，中性区(指p和n区，此处电场很弱，故称中性区)的电流由两部分构成，即多子漂移电流和少子扩散电流。求多子漂移电流时认为中性区存在电场(实则因为多子浓度大，微弱的电场也有很大的影响)；而为了简便，求少子扩散电流时要忽略中性区存在电场(实则因为少子浓度低，微弱的电场对其影响小)。这看似矛盾的方法却和谐地统一在一起，很好地解决了问题，正是中国古已有之的“辩证思维”的完美诠释。针对此例思政元素，设计的“教学触点”是“中国之‘易’”，希望学生结合此次应对新冠肺炎疫情过程中，中国的灵活机智和西方的教条展开深入思考。如，公共场合佩戴口罩问题，中西方处理方式差异很大。西方国家很多人为此争论、纠结，原因为侵犯人权或是违背文化传统等。盲目的自信和傲慢的态度使他们不但不能借鉴其他国家抗疫的有效经验，更无法采取行之有效的措施应对。非常时期需要非常举措，在一场致命的大流行病中，最要紧的人权就是健康生存权。

4.新兴产业的发展

在介绍光生伏特效应时，可引导学生进一步了解光伏产业——特别是中国光伏产业的发展史(毕业生中每年都有一批到光伏企业就业，正好专业对口)。光伏是新兴产业，兴起也就20多年，其发展在某种意义上说就是一部中国和欧盟“相爱相杀”的罗曼史。发展初期，西班牙和德国独领风骚，而中国“两头在外”，却紧紧追赶，也积累了第一桶金。2008年的金融危机导致欧盟一蹶不振，中国政府适时推出“金太阳工程”，培育国内市场，中国光伏企业抓住时机快速发展，完善产业链，直至现在基本占领全球市场。针对此例思政元素，设计的“教学触点”是“中国光伏产业为何能够逆袭？”

5.人文关怀、文化传承

在介绍原胞和晶胞时，经常以氯化钠为例，它具有天然的立方对称性，是理解晶胞的最佳实例。同时，氯化钠作为食盐的最主要成分，是人类和其他动物不可或缺的生存资源，对人类社会的发展有重要影响。如，汉代桓宽的《盐铁论》就把食盐作为国家的重要税收来源。针对此例思政元素，设计的“教学触点”是“盐与人类”，希望学生对司空见惯的东西予以珍惜，并进一步了解和敬畏其在人类历史上的重要作用。又如，这次抗疫过程中，小小的口罩一时间成为了紧俏物资，各国都在争抢，这便是上述理念的最佳注脚。

6.中国和西方的制度之争

在介绍一维无限深势阱和氢原子核外电子的状态时，会引入微观世界能量量子化以及量子态的概念。这说明即使人眼无法识别的微观世界也是有秩序的，电子不是随心所欲、绝对自由的。将其延至人类社会，恰如恩斯特·海克尔所说：世界上所有事物都由各种各样的规律制约着，可有的人偏要想象具有“为所欲为的自由意志”，这是罗马皇帝卡里古拉荒诞不经的恺撒狂(Caius Caesar Caligula)的表现，是“傲慢独尊、自我神化的特殊表现形式”。针对此例思政元素，设计的“教学触点”是“不受限制的绝对的自由民主存在吗？”希望学生不人云亦云、不先入为主、不带偏见，秉持客观公正、实事求是的态度，对中国和西方社会制度的优缺点进行认真的思考，得出自己的判断。

本课程的思政元素还有很多，限于篇幅上面只列举了其中一部分。依据具体的教学实践效果来看，挖掘的思政元素仅体现在课堂上给学生进行讲解是不够的，学生往往不会留下太多的印象。虽然思政元素设计“教学触点”能激发学生进一步探索的兴趣，但是也只能引起部分学生的共鸣，思政教学效果仍然有限。因此，需将“教学触点”激活，才能使学生的头脑发生“化学反应”，并能够入脑入心，真正发挥作用。

二、激活“教学触点”

激活“教学触点”的方法有很多，在具体教学过程中尝试过几种，总结如下：

1.引导学生课堂讨论

教师首先要营造宽松自由的课堂氛围，部分学生会根据教师的“教学触点”当堂提出问题或不同意见，教师可以就势加以引导展开讨论，促使其他学生也能够加入到讨论中。

2.课上课下相结合或线上线下相结合

由于课堂时间有限，加之不能冲淡课程主业，很多思政问题在课堂上不能充分展开讨论，更多的是师生课下个别交流和讨论。也可让部分对思政感兴趣的学生在课下准备，教师先与他们讨论，然后择优在课堂上进行讲解。需要注意的是每次人数不宜过多，时间不能太长。

3.现场参与和体验

如前面提到的“盐与人类”这个“教学触点”，就可以利用我校地处淮盐产区的优势。建议班长组织本班学生，利用集体活动时间到盐场实地体验制盐技艺，看一看粗盐到底长什么样，是不是立方体。同时，参观淮盐文化传承馆，了解历代盐工的艰辛，学习淮盐的历史和文化，这也正好符合学校营造海洋文化的要求。

4.在撰写论文的基础上择优举行演讲比赛

课程的第一章是粗学内容，只要求学生掌握基本概念，如能量量子化和量子态等，没有书本作业。为加深学生对基本概念的理解，也为了课程思政的需要，设计了“不受限制的绝对的自由民主存在吗？”这一“教学触点”，要求每位学生撰写一篇论文当作业。或更进一步，择优进行演讲比赛，比赛结果计入平时成绩。

三、教学案例

2019—2020年第二学期教师要求每位学生写一篇不少于3 000字的论文，题目自拟，待疫情结束返校时上交。论文主要围绕 “教学触点”——“不受限制的绝对的自由民主存在吗”展开，给学生的论文提示是：微观世界受限粒子能量的量子化，宏观世界乃至整个宇宙天体之间的相互吸引，构成物质世界的有序及个体的相对自由运动。再具体结合本次抗击新冠肺炎疫情过程中，中国和西方国家的不同表现，延伸至人类社会的自由和民主，论证什么才是真民主、真自由，自由和民主真就是西方所标榜的那样吗？需要学生广泛收集资料，结合自己在应对疫情过程中的亲身经历，进行有理有据的分析论述。

汇总梳理学生论文可以看出，大二学生普遍没有接受过论文写作训练，论文写作能力还需要进一步提升，论文中大多观点论述的不充分，甚至还有网上摘抄的痕迹。尽管这样，由于学生亲身经历了抗击疫情的过程，大部分学生对自身感悟进行了认真思考，文章真情实感丰富，基本实现了课程思政的目标。既提高了学生的思想觉悟，又深化了其对专业基本概念的认识。例如以下几位学生的论文摘句(个别词句略加修改和完善，原意不变)：

学生一：从微观粒子到宇宙万物都会受到约束，正如人受社会规范和法律条款的约束，这种约束就像一个个小格子，把我们彼此隔开，能够留给我们一定自由的空间。这个格子不能太小，太小了人连呼吸都困难，那么这个格子究竟要多大才合适呢？我并不是很清楚，只是有一点可以确定，如果你是一个善良且不希望伤害他人的人，那么这些格子对你来说其实并没有多少阻碍。就像晶体中即使有晶格，只要晶格完整，那么电子的运动速度其实并不会下降多少。为了应对新冠肺炎疫情，我至今还宅在家里，但我的心是自由的，因为宅在家也是为了他人、为了国家。

学生二：西方自由主义者总是离开人的社会性来谈个人自由，幻想出以“原子式“的个人作为基础的所谓“自然状态”，并以这种理想化的状态为出发点来探讨人的自由问题。我们每个人类社会中的个体在谈论自由时，都应该尊重实际情况，就像微观粒子或是宏观宇宙天体，也都会受到一定的束缚，在一定的范围内做着有一定规律的运动。

学生三：个人行为的自由是相对的，应该是在不侵犯他人合法权益的前提下，按照自己的需要和意愿行事和言论。个人精神和思想的自由是绝对的，是随心随性的，但是要把自己的思想转化为行动时，就要受到限制，在当今社会就是要合乎法律和道德规范。微观粒子的自由只是在一定范围内的自由，他们也无时无刻不在受到外界因素的制约。

学生四：西方崇尚的自由与民主有好的方面，但民主和自由也是相对的，不能适用于所有事物，需要根据自己国家的实际情况来运用。这世界上根本不存在完全的自由，就像粒子在微观世界里面一样，不管看上去有多么的自由，都要受到一定的规律约束。西方开的“自由民主”药方治不了新冠病毒，它有自己的“自由”，却不受西方所谓“普世价值”的制约。

学生五：国家正如组成物质的原子，政府相当于原子核，是核心，人民相当于核外电子，围绕原子核运动。原子核对核外电子约束才能形成稳定的原子系统，核外电子在规则约束下可以作相对自由的运动。人们只有在国家法律允许范围内行使自由权利，国家才能有序治理。

从以上几位学生的论文摘句中可以看出，学生的论述虽然稍显稚嫩，但观点鲜明，对“自由民主”有了更深刻的认识，同时，也加深了对微观世界的理解，两个方面都取得了进步。这里需要指出的是，不管从哪方面入手，采用何种教学方法，都要尽可能紧扣现实题材，使课程思政有温度、有情感，学生才会真正有所感悟，才有可能达到悄然融入、润物无声、相互促进的效果，从而实现课程内容与思政教育的无缝衔接。