在军校大学物理实验中渗透课程思政

摘  要  军队院校是培养专业化新型军事人才的摇篮，要坚持立德树人、为战育人。在这种新模式下，加强大学物理实验中的课程思政势在必行。以薄透镜焦距测量为例进行案例研究，从实验教学环节入手，分别在实验引入、实验原理、实验操作、课外延伸四部分渗透课程思政。

关键词  大学物理实验;课程思政;薄透镜焦距的测量

中图分类号：G641    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2022）06-0139-03

Integrating Curriculum Ideology and Politics into College Physics Experiment of Military//YOU Na

Abstract  Military school which cultivates military personnel should enhance morality and cultivate cadets for warfare. The feedback of teaching under the new educational pattern of enhancing morality and cultivating cadets for warfare. Under this new pattern， it is required to strengthen the ideological and political education in college physics experiment teaching. Taking the focal length measurement of thin lens as an exam-ple， starting from the link of experimental teaching， the ideo-logical and political education of the course is penetrated in the four parts of experimental introduction， experimental prin-ciple， experimental operation and extracurricular extension.

Key words  college physics experiment; curriculum ideology and politics; focal length of thin lens measuring

0  引言

2017年12月，中共教育部黨组印发《高校思想政治工作质量提升工程实施纲要》，强调要大力推动以课程思政为目标的课堂教学改革，梳理各门专业课程所蕴含的思想政治教育元素和所承载的思想政治教育功能，融入课堂教学各环节，实现思想政治教育与知识体系教育的有机统一。全体教职员工把工作的重心和目标落在育人成效上，切实打通“三全育人”的最后一公里[1]。

2019年11月，习近平总书记在全军院校长集训开班式上指出：“发展教育，必须有一个管总的方针，解决好培养什么人、怎样培养人、为谁培养人这个根本问题。新时代军事教育方针，就是坚持党对军队的绝对领导，为强国兴军服务，立德树人，为战育人，培养德才兼备的高素质、专业化新型军事人才。”[2]

军队院校思想政治教育工作的主渠道是军政课程，在自然科学类课程中很少涉及，与大学物理实验课程看似不相干。然而，在全面深化军事院校改革创新的新形势下，培养出新型军事人才，必须将课程思政融入教育教学全过程。大学物理实验作为陆军步兵学院高等教育生长军官的一门独立的必修课程，包括基础性实验（六个）、综合性实验（八个）、设计性实验（两个）共三个专题，要求掌握力学、热学、电磁学、光学、近代物理等实验的基本方法和基本技能，培养观察分析物理实验现象的能力，运用实验研究物理问题的能力，养成理论联系实际、实事求是的科学作风，勇于探索、认真严谨的科学态度，以及遵守纪律、团结协作的优良品质，因此从课程教学目标和功能方面可以促进学员形成良好的世界观、价值观和人生观。

可见，大学物理实验课程本身蕴含丰富的思政元素，接下来需要探讨的问题就是如何挖掘大学物理实验课的思政元素，并将其引入实验教学中，升华学员的思想，实现知识传授与科学价值引领相统一，真正发挥出大学物理实验课的思政作用。本文以薄透镜焦距测量为例，探讨在大学物理实验教学过程中如何实施课程思政。

1  实验引入衔接物理军事和人物典例

坚持“为战育人”，大学物理实验教学应突出军事特色。在薄透镜焦距测量实验课的引入部分，引导学员举出在武器装备中使用透镜的例子，详细介绍国产62式8倍望远镜的光学系统，以及勘察目标时使用激光分束变夹角发射技术，改变透镜焦距实现连续扫描，从而提高成像质量。这些例子可以展示光学仪器在现代信息化战争中的作用，从而激发学员的学习欲望。

物理学史中蕴含丰富的人文思考和理想信念，在实验引入中可以穿插介绍与课程内容相关的历史人物。比如在讲授透镜性质时，可以追溯到我国

1 600年前的一位学者张华在《博物志》中的论述：“削冰令圆，举以向日，以艾承其影，则火生。”该书被称为一本包罗万象的奇书，填补了我国自古无博物类书籍的空白，彰显了我国古人的智慧，树立文化自信。另外，还可以介绍中国“天眼”（FAST）首席科学家、总工程师南仁东的事迹。南仁东先生潜心天文研究，坚持自主创新，历时22年，为FAST重大科学工程建设发挥了关键作用，实现了我国拥有世界一流水平望远镜的梦想，推动了经济发展和社会进步。南仁东的事迹彰显了什么是责任担当、什么是工匠精神、什么是爱国情怀，激励着每一个中国人。

在实验引入环节衔接物理军事和人物典例，有利于增强学员的自信心和民族自豪感，从而进一步激发学员的学习兴趣和伟大的爱国热情，使学员坚定矢志报国，为实现中华民族的伟大复兴贡献自己力量的理想信念。

2  实验原理渗透物理思想和研究方法

大学物理实验原理的传授其实也是研究问题方式方法的展示。实验原理本身具有很强的逻辑性、思想性和方法性，是培养学员辩证思维、正确方法论以及物理美学的素材。本次实验原理包含三块内容，分别是自准直法测凸透镜焦距、共轭法测凸透镜焦距、辅助透镜法测凹透镜焦距。

自准直法测凸透镜焦距的光路如图1所示：当物AB恰好处于凸透镜的焦平面上，则物上任一点发出的光线经过透镜后形成平行光，被平面镜M反射后，再次通过透镜后在焦平面上形成像A′B′，根据对称性不难得出，在物平面上形成一个与原物大小相等、方向相反的实像，物距等于凸透镜的焦距。该实验原理利用平面镜反射的原理，体现了逆向思维;物与像关于主光轴对称，又体现了物理学中的对称美;自准直法的主要优点是能快速直接地测出透镜焦距，还体现了简洁美。可见，在实验原理讲授部分可以渗透物理美学，提升学员对所学原理的高度认同感。

共轭法测凸透镜焦距和辅助透镜法测凹透镜焦距原理出发点都是高斯公式，即：

但各自都有需要解决的难点问题：利用高斯公式直接测凸透镜焦距，那最大的系统误差是由于凸透镜光心位置不确定带来的系统误差;而测量凹透镜焦距需要解决无法测出虚像位置的难题。

本次实验课采用共轭法测凸透镜焦距进行难点突破，光路图如图2所示：使物与屏间的距离L保持不变，当物距为U1时，屏上成放大实像;将凸透镜移动距离d时，屏上成缩小实像。根据共轭关系有U1=V2和U2=V1，进而可推得：

共轭法避免了在测量物距、像距时估计透镜中心位置的不准确所带来的系统误差[3]。轭是指两头牛背上的架子，使两头牛同步行走。共轭即为按一定的规律相配的一对，看似相互牵制，实则彼此成就，体现了唯物主义的矛盾观。生活中的一些规律或限制条件，看似牵制着人们的发展，但人们可以发挥自己的聪明才智去利用它，将它化敌为友，将不利因素转成有利因素。

同样，鉴于实物经过凹透镜成虚像不能获得像距，单独的凹透镜无法实现直接利用高斯公式测量焦距，利用凸透镜作为辅助透镜来解决这一矛盾。如图3所示：物AB发出的光线经过凸透镜所成的实像A′B′作为凹透镜的虚物，并在屏上形成倒立的实像A″B″，这样就解决了凹透镜不成实像的问题。再根据U、V、f正负号规定可得：

可见，矛盾困难是在所难免的，不以人的意志为转移，当在学习生活中遇到它，要懂得尊重规律、利用规律，发挥主观能动性，积极巧妙地化解矛盾，相信“办法总比困难多”。让学员体会物理实验方案确立过程中的物理思想和研究方法，使学员了解其中所蕴含的价值观以及生活哲理，实现军队院校大学物理实验原理与价值引领有机融合。

3  实验操作培养求知求真的探索精神

在实验操作环节，实验结果的准确率与学员态度息息相关，实验教学正是培养学员求知求真精神的过程。测量透镜焦距实验中能否准确判定成像清晰时某个光学元件的位置，对测量结果的误差有很大影响。人眼有最小分辨角，当成像光束会聚角较小时，光学元件在光具座上移动相当大的范围，看到的像都是清晰像，这个范围称为焦深，采用左右逼近法可以减小焦深所带来的误差。由于需要把左右清晰像的边界位置找到，需要集中注意力，反复移动和比较，找到成像最清晰的位置[4]。这个过程需要学员具备实事求是的态度和强烈的耐心。然而在教学实践中发现一部分学员较为浮躁，静不下心来，为了快速做完实验，草草了事，实验数据自然不理想。

其实，本次实验重点不在实验结果，而是让学员体验探究的过程，可以通过情感激励鼓励学员认真完成实验操作。作为一名军人，在做事的态度上应该是一丝不苟的。保证每个学员态度端正后仍然存在很大阻力，很多学员把握不准何为清晰像，由于光强不够强，轮廓虽然清楚但较暗，导致学员无法得到清晰像的边界位置，左右逼近法也就失去作用。说白了，就是缺乏经验。此时教员需要引导学员归纳总结，如比较凹透镜的位置对焦深长短的影响。学员通过不断地尝试和比较，最终自己找到解决方案。把学员放在主体地位，让他们主动发现问题并解决问题，在操作体验中提升成就感，同时培养学员的敬业精神和勇于探索的精神。

4  课外延伸培养创新和团结协作能力

大学物理实验课时有限，所介绍的实验方案同样有缺陷，在实验操作中遇到的问题都可以在课后进一步研究。课外可以鼓励学员自行组队，对感兴趣的问题做进一步探究。例如：可以理论分析在不同物距处成像时对应的焦深，并做实验验证[5];探究薄透镜的厚度对焦距测量的误差影响，自制水透镜进行实验分析[6];改进实验装置使能较为准确地确定像的位置[7];设计实验方案，测量双凹透镜的折射率;等等。学员在课外延伸中可以激发学习的潜能，培养实践能力和创新能力。

另外，鼓励学员参加实验竞赛。江西省每年都会举行大学生物理创新竞赛，物理创作类竞赛中包含两类：一类是命题式，给出题目要求设计实验方案，制作一个实验装置，并给出实验数据分析;另一类是自选，参赛学生根据自己的兴趣设计一套新仪器并实现制作，或者实现旧仪器的改进。学员自行组队，教师进行指导，从中培养学生团队协作精神和集体荣誉感。

5  结语

大学物理实验是军队院校教育中一门重要的公共基础课，要在大学物理实验中渗透课程思政，增进学员对相应内容的高度认同感，潜移默化地传播社会主义核心价值观。本文以薄透镜焦距的测量为例，对军校大学物理实验中的课程思政进行案例研究。总之，教员要有意识地挖掘物理军事和人物典例，增强学员的自信心和民族自豪感;强调实验原理中蕴含的科学思想和方法，在实验操作中培养学员求知求真的探索精神，体现军人品质;鼓励学员参与探究课外问题和创新竞赛，培养创新和团结协作能力。要把思想政治工作贯穿教学全过程，发挥课堂育人主渠道的作用，实现全员育人、全过程育人、全方位育人，最终培养出德才兼备的高素质专业化新型军事人才。■

参考文献

[1] 中共教育部党组关于印发《高校思想政治工作质量提升工程实施纲要》的通知[A/OL].（2017-12-05）[2017-12-06].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A12/s7060/201712/t20171206_320698.html.

[2] 习近平在全军院校长集训开班式上强调：贯彻新时代军事教育方针，深化军事院校改革创新，培养德才兼备的高素质专业化新型军事人才[N].解放军报，2019-11-27（1）.

[3] 朱泉水，黄彦，陈凤英.大学物理实验（上册）[M].3版.北京：科學出版社，2016：115.

[4] 郭松青，李文清，张小娟，等.普通物理实验教程[M].北京：高等教育出版社，2015：74-75.

[5] 王云创.焦深在焦距测量实验中的应用[J].物理与工程，2011，21（3）：20-22.

[6] 高立华，高松华，林小锦.薄透镜厚度引起焦距测量误差的探究[J].大学物理实验，2012，25（2）：72-74.

[7] 方光宇，辛丽，赵海发.“薄透镜焦距测定”实验的教学探讨[J].物理实验，2017，37（9）：30-34.

作者：游娜，陆军步兵学院基础部，研究方向为大学物理教学（330100）。