大学物理中的思政元素梳理和应用

潘欣荣 吴 凡

引 言

物理学是理工科最重要的两大基石之一，物理概念和物理规律的发现与发展过程能够启迪大学生的观察能力与分析能力，激发学生的创新意识和创新潜力，使其树立辩证唯物主义世界观和科学方法论。在强调教育和教学相结合的当下，梳理和应用大学物理的思政元素具有不可替代的优势。

大学物理课程思政设计研究现状

各高校学者通过对大学物理课程思政的研究和大学物理教学中的实践检验发现，不断探索思政教育融入大学物理教学的有效途径和实践，非常符合全面保障大学物理课程思政建设的需求。所以，如何依托大学物理深化课程教育内涵，构建德育与智育的协同育人模式，是开展大学物理课程思政教学的关键问题。

针对大学物理课程思政的模式，一些高校已经根据本校的实际情况进行了探索和教学改革，涌现了多方面、多角度的理论探索和实践成果。如，李辉等重点研讨了大学物理与思政元素相互融合的教学问题；贺梦冬等针对高校物课程中思政教育内容的关键着力点进行了详细探究；陈真英对大学物理课程中实施学科思政的特色优势进行了论证；梅山孩对在大学物理教学中渗透课程思政的途径，开展了深入研究；宋淑梅研究了大学物理课程思政的实施策略；倪涌舟对大学物理课堂渗透人文教育进行了深入研究。当前，有关高校物理课程思政教学实践探索的论文仍在不断涌现。

实操中，一些大学物理教师因对思政教育融入课程教学的意识与经验不足，不能够准确把握大学物理课程思政的切入点，还有一些教师在讲授过程中只是按照大学物理史和物理学家的事迹进行课程思政教学，而从学生的视角来看，这样的教学方法较为枯燥，不能取得良好的教学效果。

大学物理中课程思政元素的挖掘与梳理

大学物理的课程思政建设，可以看作是将物理知识教学和思政教育有机融合的一门全新课程。在设计大学物理课程思政时，应当从教学大纲开始进行整体规划，以教学大纲为主线，结合课程教学目标将大学物理中丰富的思政元素与知识点有机融合，制订科学合理的课程思政教育目标。同时，还要精心设计“课堂思政”教学案例，不仅要让学生掌握大学物理的知识要点，还要达到润物无声的育人效果。

为了减少教师在课程思政要点和案例搜集方面的重复投入，准确挖掘、梳理和丰富大学物理课堂中的思政元素是思政教育有效进行的前提和基石。大学物理课程的知识系统中蕴藏了大量的思政元素。例如，可以追寻物理学家从生活实践中发现物理规律的生动场面，致敬其精神品质，从品德培养、价值取向等方面实施思政教育；梳理物理学原理、技术在我国科研、国防等领域的优秀成果，通过“四个自信”培养学生的爱国护国意识；拓展物理定律、定理的人文内涵，用物理规则启迪学生的思想；提炼物理知识的哲学内涵，如离散物质观、概率因果观等，用其对学生进行正确引导。

1.物理发展史中的思政教育元素

物理学史是一个巨大的宝库，充分挖掘相关内容必能激发学生的学习兴趣，帮助学生深化所学的课程知识。在大学物理体系中，许多重要定律、定理、原理和实验都源于物理学家的贡献，其中无不浸润着他们怀疑、执着、勤奋、创新、专注、求精等方面的精神品质。故，结合有关史料，进一步发掘物理体系中的历史人物事迹，是很好的思政育人素材。

在教授力学时，穿插、引入有关领域内我国科学家的事迹或时事热点信息，可引发学生产生情感共鸣。例如，概述中国航天事业的发展，介绍航天科技奠基人钱学森先生的故事。钱先生于1955 年决然从美国回国，次年拟定了《建立我国国防航空工业的意见书》，率领中国航天事业加速发展。钱先生识人善用，举荐孙家栋担纲卫星研制工作，这才有了1970 年我国首颗卫星“东方红一号”的发射。再后来，“神州五号”在2003 年实现载人航天，“嫦娥一号”于2007 年绕月探测，“嫦娥五号”在2020 年带回月壤样品，“祝融号”在2021 年开始了火星探索。

在讲到带电粒子在电磁场中的运动时，国际上有很多大科学装置大显神威，如欧洲利用强子对撞机发现了黑格斯粒子，解释了质量的起源，对人类认识宇宙起到了巨大的推动作用。中国亦有许多国之重器，如北京正负电子对撞机、上海同步辐射光源和兰州重离子加速器等，在国际上也占有重要地位。教师可通过介绍这些大科学装置，激发学生探索未知的兴趣，培养学生的民族自豪感和自信心。

又如，洛伦兹实际上早于爱因斯坦提出了洛伦兹变换公式，但他拘泥于已有概念，无法突破观念上的束缚，而爱因斯坦却能够另辟蹊径，提出对时空观念的重新认识，建立了狭义相对论。教师可通过爱因斯坦和洛伦兹对待同一个公式理解的对比，培养学生的非常规思维能力、洞察力和创新精神。

2.大学物理工程应用中的思政教育元素

从蒸汽机、发电机、激光器，到原子能反应堆的发明，产业技术的每一个进步都与物理学的发展密切相关，物理学的每一次重大突破均带来了产业技术的革命。分析大学物理知识图谱，能整理出物理知识点与具体技术应用之间的关联，理清物理知识与我国科研、国防、工农业、商业等领域取得优秀成果之间的因果关系，有利于对大学生进行“四个自信”的培养及爱国教育。

（1）联系重大经济建设工程。例如，在“势能的应用”环节援引三峡大坝水电工程；在“核能的应用”环节援引30万千瓦秦山核电站、400万千瓦岭澳核电站；在“动能的应用”环节援引我国大容量的酒泉风力发电基地。

（2）联系重大技术成就。比如，就“电磁力的应用”引述我国先进的舰母电磁弹射器技术、高能电磁炮；就“激光的应用”引述我国武器级高能激光技术；就“电磁波的应用”引述华为公司的5G通信技术等。

（3）联系重大科研项目。比如，介绍“量子物理的应用”时，可简介中科院“墨子号”量子卫星通信实验；在“电磁波的应用”简介中，可引入我国500m大口径“天眼”。

3.大学物理中的人文思政教育元素

物理学首先是科学，同时也是更深层次、高品位的科学文化。由于物理学与社会之间的互动和渗透关系越来越加强，社会学范畴的问题往往也能够用物理的概念和方式来解决。Christine 认为物理不仅仅是知识，还是科学的人生模型。这些定律既规范了物质的运动，又规范着我们人生中的行为。所以，通过对大学物理课程知识系统中的物理现象、定义、法则与基本原理进行对比剖析，就可以发现并丰富物理知识中的人文内容，从而挖掘出一些可以教育、指导大学生的思政素材。这些方法的实质就是在物质世界与人、自然界与社会、科学技术与人类社会之间搭建一个桥梁，用物理说明人或社会科学中的有关问题，从而扩展了大学物理的思政教育功能。

例如，重力势能是取决于物体相对位置的能量，表达式为EP＝mgh。要增加重力势能，必须做正功，使物体高度获得正的增量，较大的重力势能经过转变会释放出较大的动能。人的潜能是指一个人已经储备但尚未表现出来的知识、经验、体力和智力，潜能的释放就如同势能转变为动能。在成长过程中，我们必须不懈努力，才能克服困难。正确方向下，付出得越多，潜力储存就越大；站的平台越高，成就的事业就越辉煌。再举一个例子，“压强作用原理”的人文内涵拓展具有两个指导意义：其一，从力的作用视角来看，力作用的点和方向越集中，压强就越大。这一点可以启发学生倾全力干一事，才容易有突破性成果，同时教导学生理解“集中力量办大事”的政策也是我国制度优越性之一。其二，从受力面积的角度来看，受力面积越大，压力越小。该拓展可作为同舟共济、团结互助等方面的育人引领，在面临危险和严重危害时，需要大家共同面对，相互援手、同心合力。

4.大学物理中的哲学思政教育元素

作为牛顿的代表作，《自然哲学的数学基本原理》确立了现代古典流体力学的理论研究基础。它不仅仅是“现代哲学”的重大成就，更是现代物理学的不朽之作。随着科学技术的进一步发展，“自然哲学”的成果不断丰富，而科学研究的重点内容与科学研究的方式又在逐步分离，物理也开始逐渐与哲学分离。当学科进一步分化以后，物理的进展将继续为新哲学观点的建立提供依据，推进哲学向前发展，同时哲学反过来对物理的进步有指导意义。马克思辩证唯物主义哲学的蓬勃发展，同现代物理的蓬勃发展相辅相成。也正因为这样，物理学中天然蕴含了丰富的马克思主义哲学原理。

将物理学知识点和有关科学技术资料相结合，强调物理学知识点生成的流程与方式，学生能够从中获取一系列与辩证唯物主义认识论、方法论有关的科学思政材料，可对学生的学习和探究活动进行点拨，从而培养学生的兴趣创造力。因此，“经验—认知—再经验—再认知”的科学研究方法论，集中体现在人类对光的本质认知与实践过程中；重复试验的方法充分体现在热功当量的精确测量上；海王星的发现展示了“理论预测+演绎推理+实际观察”的方法；受奥斯特“电生磁”效应的启示，法拉第坚忍不拔，从而发现“动磁生电”的过程，演绎了“对偶思维+实验”的模式；库仑受牛顿万有引力定律的启发，通过多次实验，最终建立库仑定律，验证了“类比思维+实验”的方法；伽利略基于对物体在双倾斜上运动的研究和科学的逻辑推导，提出了“惯性原理”所采用的“理想实验方法”，等等。在许多物理学问题的科学研究中，研究对象往往被简化。因此，“理念模式”有点电荷、粒子和理想气体，以及准静止过程、匀速直线运动等“理想过程”都体现了忽视次级原因、强调主要原因的“理想化方法”。

5.大学物理实验中的思政教育元素

大学物理实验作为大学物理的配套课程，其蕴含的思政元素非常丰富。大学生通过亲自操作，可以体会实验的乐趣、技能，以及严谨的作风要求。

“严谨的工作作风”应从实验准备和实验条件的细化开始。牛顿让一束太阳光通过狭缝，发现了太阳的七彩色散；夫琅禾费使太阳光通过圆孔，发现了太阳的吸收谱线。康普顿衍射发表后，引起了一些学者质疑，康普顿委派自己的学生在那些人的实验室用他们自己的装置进行复现，原因是那些人使用的射线波长太短，击穿了实验材料。这些例子鲜明生动，能够给学生留下深刻印象。

在大学物理实验教学中，应营造舒适稳定的操作环境，教师条陈实验原理、技术及其由试验向实验的演变，鼓励学生带着疑问的思维思考实验原理和过程，让学生体会实验的乐趣和成就感，激励学生产生进行实操的动力，培植其创新精神。比如，德布罗意波的大胆预言和证实、泊松亮斑的推测和证实、原子模型在不断试错过程中的逐步确立，无不体现着物理学严谨的研究方法和科学的创新精神。

另外，教师也可以结合国情展开思政教育。比如，“长度的测量”是力学基础实验，主要教学目标是掌握游标卡尺、螺旋测微器的构造及测量原理，在讲解游标卡尺和螺旋测微器的用途及其精度时，可以穿插介绍“大国工匠”尹鹏辉，他经过十年的苦心孤诣，借助一把游标卡尺控制了多种仪器零配件的精密尺寸。大学生作为祖国的栋梁之材，做任何事情都不能好高骛远，必须秉承“工匠精神”，依靠刻苦扎实的努力和严谨务实的工作作风不断努力。

大学物理教学中的思政元素应用

物理学的发展始终遵循科学发展的规律，其中蕴含着大量的思政元素。在大学物理教学中，融入课程思政的重点在“融”，要采取灵活的措施在课程中进行潜移默化的融合。虽然每一个教学节点的物理知识相对固定，但融入课堂的物理思政知识却可以是多变的，在实际讲授中教师需要根据学生的课堂反馈灵活调整。

1.创新呈现方式

课程思政的呈现方式十分重要，要充分利用互联网优势，将教学知识点和教学资源立体化、信息化。例如，在课堂中展示三维动画、实操视频、模拟仿真等进行增值服务，生动的展示便于学生理解知识点；或者在教材中呈现二维码链接、提供微课视频链接等，以便于学生课下观看学习。

2.完善评价方式

课程思政本质上是个教育学问题，目标是在知识传递过程中实现观念塑造。大学物理的课程思政要想做好，就需要一个科学的评价体系。这个评价体系可参照大学物理对工程教育认证毕业要求的支撑体系。一般，大学物理支撑工程知识、问题解析、研究等三项指标。以“问题解析”为例，对应的内容是：利用现代数学、自然科学和工程技术的基本原理，结合相关文献的理论研究，去分析、识别和表达复杂的工程技术问题，并得出合理结果。需注意，学生有没有问题分析的观念、能不能对一些问题有正确的分类预判，能不能识别、表达有关原理并做出分析等。对问题分析观念的评价，也是对课程思政的评价，恰好发挥了工程教育认证体系可量化考核、可跟踪、能反馈的优势。

3.大学物理思政素材库的信息化建设

当前，专业课程教学与思政教育融合亟待解决的主要问题是：教师缺乏挖掘素材的能力和思政教育资源不足。对此，咸阳师范学院精心设计了大学物理课程思政教学案例，并建设了优质的“大学物理课程思政”教学案例共享资源库。

挖掘、搜集、整合大学物理中的思政元素的工程量很大。在建立课程教学与思政教育融合的系统时，需要每个教师都投入大量的时间与精力，去积极主动发掘思政元素。学校还有计划、有组织地安排专人从事素材库建设和相关资源的有效整合，这样不仅可以避免重复投入师资，而且还能加强课程思政元素与专业知识的融合，从而有效提升大学物理课程教学与思想政治教育的协同育人功能。

结 语

大学物理课程思政的建设是一个攻坚克难的过程，其中既包括大学物理知识本身的难度，也有教师课程思政实践经验不足的困难。高校物理学教学的道路自信、理论自信、体制自信和人文自信是做好思政工作的重要前提条件，可通过回溯物理学历史、挖掘物理知识中的人文与哲学等方法，开展大学物理课程思政素材的挖掘和研究。同时，在大学物理课堂教学中，教师要对教学内容的呈现方式进行革新，不断活跃课堂气氛，提高学生掌握知识的能力，引领广大青年学子形成正确的价值观，养成认真务实的工作作风。学校要持续加强大学物理课程思政素材库信息化建设，以解决课程思政建设中素材较少的问题。

在教育教学过程中，教师应引导学生进一步认识我国经济社会出现的天翻地覆的变化，使其勇担建设新时代的重担，在中国共产党的带领下坚定中国特色社会主义道路，以崇高的志向磨砺奋斗精神，在人生道路上奋发向上、自强不息。