“三位一体”模式下力学课程思政教学设计与实践*

侯志青 刘东州 (河北农业大学理学院 河北 保定 071001)

课程思政教育是近年来高校教学改革的重点，是新时代高等教育理念的创新，要求教师把“做人做事的基本道理、社会主义核心价值观、实现中华民族伟大复兴的理想和责任”融入教学过程，使各类课程与思想政治理论课同向同行[1],实现立德树人.

力学是应用物理专业的专业基础课，是物理专业大一新生进入大学的第一门专业课程,是后续专业课的基础.对于刚踏入大学的大学生，大学是人生的一个重要转折点，很多大学生在此阶段树立了人生目标，也是形成正确的世界观、价值观和人生观的重要时期.而专业教师的引导作用也非常重要，结合本专业的特点对学生进行思政教育更具有实际意义.在专业课程中加入思政教育，不仅能激发学生学习专业课的兴趣，还能培养良好的道德品质，树立正确的人生观、价值观，有助于培养高素质的人才.

1 充分挖掘思政元素进行教学设计

力学课程思政的教学设计，以《高等学校课程思政建设指导纲要》为依据，科学设定教学目标，坚持以学生为本，将知识传授、能力培养、价值塑造三位一体[2，3]，凝心聚力，集思广益，充分挖掘课程蕴含的思政元素.力学中的思政素材很多，可以把“思”的方面和“政”的方面互相融合，达到“育人”的初心[4～7].笔者认为可以从以下几个方面进行.

1.1 介绍中国科学家的爱国故事学习科学家的科学精神和爱国主义精神

在物理学的发展过程中，科学家坚持真理、勇于探索的科学精神值得学习，同时科学家的爱国主义精神更值得弘扬.所以，爱国奉献精神是老一辈科学家传承下来的宝贵精神.通过介绍科学家的爱国事迹，学生深刻体会科学家的科学精神和爱国情怀，鼓励学生努力学习，立志把对国家和未来的期望转化到学习和工作之中，在为国家争荣誉做贡献的过程中实现自我理想和价值.

讲授力学的发展时，介绍我国近代力学奠基人钱伟长教授弃文从理的故事.“九一八”事变后，钱伟长为了国家立志“要造飞机大炮”，放弃历史系，改读物理系.钱伟长教授曾说：“我没有专业，祖国需要就是我的专业；我从不考虑自己的得与失，祖国和人民的忧就是我的忧，祖国和人民的乐就是我的乐.”

讲授质能方程应用时，介绍20世纪50至70年代的“两弹一星”精神，他们为了中国的导弹事业在茫茫戈壁荒原奉献自己的青春和生命.并向学生讲述中国“导弹之父”钱学森放弃美国的优厚待遇，历经五六年的周旋，冲破美国的重重阻挠，回到祖国的故事.钱学森曾说：“科学没有国界，可是，科学家有祖国.”钱学森“惟愿此生常报国”值得每个青年学子学习.

1.2 介绍我国航天及军事等领域发展和成就增加民族自信心和自豪感

随着物理科学的研究，我国在航天、军事等领域取得了很大的成绩.通过介绍中国航天、军事等技术的发展，学生深刻理解科学技术是强国、富国之源，科学技术改变了人们的生活也影响着我国在国际中的地位和作用，也为我们国家取得的辉煌成就感到骄傲和自豪，增加民族自信心和自豪感.

讲授机械能守恒定律的应用时，让学生运用机械能守恒定律推导第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度.然后以宇宙速度为切入点通过播放视频介绍中国航天技术从无到有、跻身世界先进行列的辉煌成就.我国航天事业经历了短短50多年的时间，取得了巨大的成果，学生在感叹科技力量的同时增强民族自信心.

讲授多普勒效应应用时，介绍雷达的监测原理以及中国隐身飞机的发展.近年来，中国新一代隐身无人机在技术上也有了重大突破，未来将出现能够连续在空中飞行数个月甚至数年的新型无人机.军事力量是国之重器，是固国之本，只有国家变得强大，人民才会安居乐业.我国军事力量的强大，离不开科学技术的不断创新.

1.3 介绍古今的发明创造鼓励学生改革创新

现在很多高校都非常重视学生创新能力的培养，鼓励学生创新.科学的发展就是不断的创新过程.在力学课程中通过介绍古今的发明创造、创新理念等，使学生受到启示，开拓学生的创新思维.

讲授共振时，介绍中国古代的智慧发明——鱼洗盆共振，我国古代的鱼洗盆共振至今还被外国人称奇，称为“东方魔法”.学生通过观看鱼洗盆共振的奇妙景象的视频，体会古代人的智慧.任何科学都来源于生活实践，实践出真知，要把古代人的钻研精神用到平时的学习和生活中.

创新是非常重要的，有时候发现问题，提出创新性理念需要很大的勇气和毅力.例如介绍相对论的发展，要想解决以太理论问题，必须抛弃经典的理论，提出开创性的新理论.这时候，就要有人敢于打破固有的枷锁，进行革命性的创新.爱因斯坦打破僵局，提出了相对论.由于相对论是爱因斯坦独自提出的，当时，很多科学家都反对，正因为爱因斯坦的坚持，才使相对论成为20世纪最伟大的科学理论.因此，在科学研究方面，坚持走自己的路是非常重要的.

1.4 物理与生活中的道德和法规相结合塑形立德

物理知识与生活中的道德、法律法规相结合.这样既讲授了理论知识，又向学生传递了正确的人生观、价值观，“润物细无声”中培养了学生良好的道德品质[3].

在讲解动量定理时，可以介绍超速超载、高空抛物的危害，让学生利用动量定理对超速超载、高空抛物进行解释，这样不仅应用物理知识解决了实际的问题，同时还让学生体会到遵守法律、法规的重要性.由动量定理为切入点，拓展更深层次的人生哲理.力的冲量改变了物体的动量，即量积累到一定程度便可达到质变.哪怕是很小的力，只要坚持不懈的努力，也可以取得成功，所以才会有“滴水穿石”“铁棒成针”.鼓励学生们在学习和生活上遇到困难不要退缩，勇于克服困难，每天坚持进步一点点，4年后就会有华丽的蜕变.

在讲解物体做圆周运动时，要受到向心力的作用，向心力始终指向圆心，即中心不变.可以联想到一个团队，团队注重的是团结合作，只有每个成员初心不变，齐心协力，才能取得成功.同样，一个家庭也是如此，夫妻同心，生活才会越来越好，通过挖掘更深层的含义，向学生传递正确的价值观.

1.5 注重理论与实验相结合培养学生实事求是的科学态度

任何物理理论都离不开实验，实验是检验理论是否正确的唯一标准.物理学本身就是一门以实验为基础的学科，力学中大部分理论都是通过实验得出的.在课堂上，可以通过一些实验演示或者视频来加深对理论的理解.

在介绍物体直线运动时，先让学生利用理论计算棒球和羽毛在真空中从同一高度落下的时间，两者落地时间是相同的.实际中由于空气阻力的存在，棒球先落地.如果要想验证这一理论，必须要建立真空实验室.现在，科学家已经有能力建立真空实验室，播放真空实验视频，让学生观看棒球和羽毛球在真空中同时落下的实验过程，验证了理论的正确性.学生通过观看视频，深刻理解科学家坚持真理、勇于探索、实事求是的科学精神.

在讲解质点运动时，教师可以布置作业，让学生利用现有的工具设计一个简单的实验，测定重力加速度的数值，并且通过实验得出实验结论.学生在设计实验、操作实验、实验分析的整个过程中，不仅明白物理实验的重要性，还培养了创新能力、动手能力和分析能力.

2 课程思政教学实践案例

为了提高课程思政教学效果，充分利用学校网络教学平台，在力学课堂教学中设计了引出课程、问题导入、课堂讨论、课外研讨等环节，采用多种教学手段和方法，将思政教育融入教学，取得了一定的成效.下面以伯努利方程为例具体分析讨论课程思政的融入方法.

2.1 引出课程

在讲授新课时，通过具体的历史实例引出课程内容是非常重要的环节，不仅能够吸引学生的注意力，提高学生学习的兴趣，还具有历史教育意义.以1905年鄂洛多克火车站惨案和1912年“奥林匹克号”和“豪克号”海难事故引入课程，教师通过播放幻灯片和一些历史资料讲述这两件惨案.

通过讲述这两件历史惨案，让学生理解物理科学的重要性，一些看起来很“神奇”的事件都蕴含着一定的科学原理，科学就是拨开层层迷雾解开真相的过程，通过现象看本质.同时，学生也受到了教育，所有安全规则都是由事故教训换来的，必须敬畏和遵守安全规则.

2.2 知识讲解及应用

在课堂上，首先利用功能原理推导理想流体的伯努利方程

在此过程中，让学生体会任何一个物理原理都是可以通过理论证明的.中学只会应用结论，大学学习的是证明物理原理的方法，更深层次的探讨物理的本质问题.

介绍伯努利方程的应用：虹吸现象.教师设计情境实验引出虹吸现象，让学生利用伯努利方程解释虹吸现象的原理.学生通过实验，深刻理解虹吸现象的本质，能够实现虹吸现象的充分必要条件是两者存在高度差.这样，不仅活跃了课堂气氛，还让学生懂得实践的重要性，实践出真知，实践是检验科学真理的唯一标准.

以伯努利方程应用为切入点，通过幻灯片或者视频介绍古代的发明——“公道杯”.教师介绍“公道杯”的来历和结构原理，学生既体会古代人的智慧，提升了文化自信，又在潜移默化中明白了做人做事的基本道理，“知足者酒存，贪心者酒尽”，做任何事情，都要懂得知足常乐，不贪心，不强求不属于自己的东西，从而达到了育人的目的.

在课堂讨论环节，播放足球中经典的“香蕉球”和乒乓球中的旋转球的视频，让学生解释其形成的物理原因；解释火车站或者地铁站设立安全线的原因.学生在讨论的过程中，既学到了物理知识，又体会到生活中处处有物理，物理和我们的生活息息相关.

2.3 课堂教学总结

伯努利方程是1726年丹尼尔·伯努利提出的，但是为什么还会发生1905年俄国的鄂洛多克车站大惨案和1912年的“奥林匹克号”和“豪克号”相撞事故？教师介绍历史原因，虽然伯努利方程发现得比较早，但一直以来不被人们重视，也没有人进行深入的研究.直到撞船事件发生后，一些科学家才想到了应用伯努利方程解释事故原因.自此以后，伯努利方程才渐渐得到了重视，这个普遍性的原理才被人们熟知[8].

通过向学生介绍这段历史，让学生理解科学的重要性，如果人们足够重视伯努利方程，也就不会有以后惨案的发生.历史的教训要时刻铭记，重视科学的研究，坚持追求真理，让科学为人类的发展谋福利.

最后向学生介绍伯努利方程式的局限性，它只适合理想流体，不适用粘滞性的流体.对于粘滞性流体的性质，需要泊肃叶方程来解释[9].让学生理解任何理论都有局限性，科学的发展过程就是发现问题、解决问题，不断地突破问题.同样，任何一个人也不可能十全十美，所以我们吸取别人的长处弥补自己的短处，在学习和成长过程中不断地充实和完善自己.

3 结束语

总之，力学课程蕴含着丰富的思政元素，作为专业教师，只有充分把握力学课程在实施课程思政中存在的特色优势，才能够充分发挥其优势，有效融入思政教育.另外，在力学课程教学中融入思政教育，并不是机械的强加进去，思政课成了说教课，这样容易引起学生的反感，而是很自然的融入整个教学过程中，“春风润物”般影响学生的思想、世界观、价值观.