大学物理课程思政教学研究与实践

雍文梅, 马自军

(甘肃农业大学 理学院,甘肃 兰州 730070)

课程思政是教师主动将课程内容及教学形式中蕴含的思政元素恰当地融入传授专业知识的过程中,以起到价值引领、品德塑造、能力提升及人格养成的一种教学方法.凡是起到育人作用的教学案例、教学方法,能给学生传播“正能量”的内容与形式均属课程思政范畴[1].因此,如何挖掘大学课程中的思政元素,将思政内容合理地融入日常教学当中去,实现课程知识教育与思政教育的有机统一,从而提高学生的积极性和主动性,是每位教师需要认真考虑的问题.文中以学生的全面成长为出发点,针对大学物理课程特点,将思政教育与物理知识进行有机组合,在引导学生学好物理知识的同时,培养他们良好的学习习惯和道德修养,努力提高他们的学习主动性,着力提升他们的爱国主义情怀.

1 大学物理“课程思政”定位

大学物理是理工农林类专业的一门通识教育必修课程,包含力、热、光、电等内容.通过该课程的学习,主要完成相关专业学生逻辑思维能力、解决实际问题的能力和创新能力的培养,能够借助所学的基础知识、基本理论解决工程领域中的实际问题[2].

图1 大学物理课程目标

根据课程定位以及社会对理工农林类学生的能力要求,大学物理课程目标分为知识目标、能力目标和德育目标.如图1所示,知识目标作为基础目标,要求大学物理在知识传授时必须夯实基础,基础不牢,后续思政教育就无法顺利开展.能力目标是第二级目标,要求教师在授课过程中,通过基本知识、理论、方法培养学生辩证、综合、创新的科学思维方法和学习态度.德育目标是最高级别目标,是以大学物理课程教育中最合理优秀的资源为基础,培养学生科学精神、家国情怀,引导学生走向成才之路.

大学物理课程具有丰富的思政元素,作者通过对各章节知识点进行梳理,对思政元素进行科学深挖,合理确定课程思政育人目标,再通过形式多样的教学方法,做好大学物理课程的思政建设.具体思政建设内容见表1所示[3].

表1 大学物理课程思政建设内容

2 研究特色

2.1 家国情怀元素

在大学物理第一堂课中,为了让学生明白物理科学的价值以及物理对国家发展的重大影响,作者通过视频媒介、影像资料为学生分享了“我国的北斗导航系统是如何在茫茫人海中找到你的位置”以及“两弹一星”、“中国空间站”、“探月工程”等,并以钱学森、邓稼先等老一辈杰出物理学家的事迹为案例展开讲解,从而使学生了解了无数的科学家和科研工作者崇高的爱国主义精神和无私奉献精神.当学生们看到老一辈科学家为国家的科学发展所做出的牺牲,当看到第一颗原子弹爆炸成功所腾出的巨大蘑菇云,当看到第一枚运载火箭腾空而起直插云霄,当看到中国空间站环绕地球运行,当看到玉兔号月球车在月球表面缓缓启动时,同学们难掩激动的心情,有的同学甚至流下眼泪.在课末与同学们交流的过程中,他们说观看这些真实事迹,激发了大家强烈的爱国情怀和民族自豪感,并且纷纷表示,一定要努力学习,将来也像老一辈科学家一样,用知识捍卫国家尊严,为中华之繁荣而奋斗终身.

2.2 科学素养元素

引入一些科学理论的发现过程,科学家们严谨求实科学态度以及对真相孜孜不倦的追求等,以培养学生严谨、认真、踏实的探索精神,激发学生不畏艰难的学习精神.例如,在讲解法拉第电磁感觉定律的建立时,引入了法拉第自我学习、艰难成才之路.法拉第自幼家贫,只读过几年书,但虽出身寒门,却勤勉一生,自学成才.为了解开磁能否产生电这一难题,经过十年的不懈努力和无数次的失败之后,1831年,法拉第终于发现了电磁感应定律,并且在1837年提出场的概念,指出电荷与电荷、磁极与磁极之间的相互作用,用电场线和磁感线表示电场和磁场的空间分布,用电力线和磁感线描述电磁感应现象.法拉第作为伟大的实验物理学家,他把全部的时间和精力均献给了科学事业,一生热爱真理、真诚质朴、治学严谨,在艰难困苦中选择科学为目标,为追求真理百折不挠,义无反顾.

2.3 唯物辩证元素

大学物理是一门理论性很强的课程,相关内容也蕴含着深刻的唯物主义观点和原理.结合物理规律和现象讲解唯物主义观点和原理,可以更好地体现物理科学的价值所在.唯物辩证法的量变质变规律、对立统一规律和否定之否定规律以及原因与结果、内容与形式、偶然性和必然性、现象与本质、可能性与现实性等均可在大学物理中找到例子[4].例如,在对牛顿运动定律进行授课时,通过人类对天体运动的认识培养学生的唯物世界观[5],在讲解干涉实验时融入现象与本质的关系,在讲授光的波粒二象性时,把看似水火不容的波与粒子合体为一束光来说明对立统一规律等.根据一些案例,从唯物辩证法的角度帮助学生建立朴素的唯物主义观.

3 在角动量守恒中开展课程思政的教学设计

在大学物理教学内容中,角动量守恒是力学部分非常重要的环节.授课教师要想在传授物理知识时无声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,又不会使学生产生抵触情绪,一个科学合理的教学设计就显得尤为重要.作者就这节课的教学作了如下设计.

3.1 教学内容的引入

为了激发学生的学习兴趣,列举了角动量守恒在生活中的应用,如:滑冰运动员想要使旋转速度加快则必须张开双臂;跳水运动员在哪个阶段的旋转速度最快;为了防止机身旋转,直升机需在尾部安装尾翼等.以美军“黑鹰”直升机坠落为例,激发学生好奇心,并预留悬念.

思政点:在授课过程中,可以指出“兴趣是最好的老师”.浓厚的学习兴趣、强烈的好奇心和求知欲,是很多物理学家获得成功的关键因素之一.从而激发学生的学习兴趣,使之产生强烈的求知欲望.

3.2 教学活动的开展

通过上述实例,引入角动量概念,并提出问题“角动量和哪些参数有关,是否具有方向和大小?”,引导学生参与其中,促使学生彼此沟通与交流,加强教师与学生、学生与学生之间的互动.

经过学生讨论后,作者指出角动量的大小与物体的质量、旋转半径和角速度有关,它可以表示为物体的质量、旋转半径和角速度的乘积,它是一个矢量,具有方向和大小.当一个物体在旋转时,它的角动量会发生变化,这个变化可以用角动量定理来描述.角动量定理的本质是角动量守恒定律,它表明在没有外力作用的情况下,系统的角动量总量将保持不变.

思政点:从唯物辩证法的角度帮助学生认识能量的转化与守恒,理解较为抽象的理论,帮助学生建立朴素的唯物主义观.

在接下来的教学中,将角动量守恒定律用于解决各种问题,如在天文学中,角动量守恒定律被用来解释行星和卫星的运动轨迹.在物理学中,角动量守恒定律被用来解释旋转体的运动和动量转移的问题.在工程应用中,角动量守恒定律被用来设计齿轮和机械传动系统.

思政点:进一步激发学生的学习兴趣和探索新知的物理精神.

4 大学物理课程思政建设的评价与效果

目前,课程思政在我校部分大学物理教学班级中已经实施了完整的二个学年.为了验证学生对该大学物理课程思政的认知态度和接受程度,评价学生的学习效果,作者对2020级授课班级进行教学问卷调查,问卷内容主要包括课程思政认知、教学评价、教学效果、态度和建议.共发放问卷124份,收回120份,问卷具体项及反馈结果见表2所示,结果显示,绝大多数同学赞成在大学物理教学中融入思政教育.

另外,将作者所授课班级与其他未试点班级大学物理考试成绩进行对比,结果如表3所示,直方图如图2所示.可以看出,进行课程思政班级70分以上人数为108人,比例高达87.1%,远远高于其他班级的56.0%,因此可以说明将思政教育融入大学物理教学效果明显.

表3 两类班级期末物理成绩对比结果

图2 期末成绩对比直方图

5 结语

将思政教育融入大学物理教学之中,可以培养学生爱国主义情操和家国情怀,可以激发学生学习主动性,提高学生动手能力和创新意识,对大学生健康生长与发展将起到非常重要的作用.作者根据时代要求,深挖课程思政元素并延伸进课堂教学内容,把专业小课堂和社会大课堂结合起来,把自然科学和人文科学结合起来,实现传授知识同时还在育人上“潜移默化、润物无声”,达到“如盐入味”的效果.并不断完善教学内容,改进教学评价体系,进行试点推广,以此来推动思政教育在大学物理课堂教育中的有效渗透,实现学生物理知识和思政素养的协调发展.