淺談科學(xué)前沿在大學(xué)物理教學(xué)中的思政作用

丁亞瓊

(上海理工大學(xué)理學(xué)院 上海 200093)

《大學(xué)物理》是高等學(xué)校理工科學(xué)生一門重要的通識(shí)性必修基礎(chǔ)課。大學(xué)物理所包含的基礎(chǔ)物理是數(shù)百年來(lái)物理學(xué)的研究成果，在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，部分內(nèi)容已跟不上時(shí)代發(fā)展的腳步。前沿物理站在社會(huì)發(fā)展的最前端，用發(fā)展的眼光和新的高度去審視基礎(chǔ)的東西。在基礎(chǔ)物理中增添一些前沿物理方面的內(nèi)容，不僅可以開闊學(xué)生眼界，提高學(xué)習(xí)興趣，而且能為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)前沿知識(shí)作鋪墊。世界一流大學(xué)的《大學(xué)物理》課程，很注重滲透科學(xué)前沿知識(shí)[1，2]。最近十幾年來(lái)，國(guó)內(nèi)也開始重視前沿物理的教學(xué)，文獻(xiàn)[3-6]都談到了前沿物理教學(xué)的重要性。比如，拓展學(xué)生知識(shí)面，培養(yǎng)學(xué)生興趣，但這些文獻(xiàn)并沒有談到科學(xué)前沿的思想政治教育作用。本文將從以下三個(gè)方面來(lái)談大學(xué)物理中拓展科學(xué)前沿的思想政治教育作用。

一、馬克思主義的哲學(xué)思想

馬克思主義思想告訴我們，實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)典物理學(xué)的內(nèi)容都是建立在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上。前沿物理也不例外。比如，在講到狹義相對(duì)論和邁克爾遜干涉儀知識(shí)點(diǎn)的時(shí)候，可以拓展科學(xué)前沿引力波的發(fā)現(xiàn)。引力波信號(hào)是在2015年9月被鐳射干涉儀重力波觀測(cè)站合作組（LIGO）首次探測(cè)到。2015年12月第二個(gè)引力波信號(hào)被人類探測(cè)到。2017年10月，雙中子星合并的引力波第一次被直接探測(cè)到，相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)表在物理學(xué)頂級(jí)期刊PHYSICS REVIEW LETTER 上[7]。引力波的探測(cè)儀器的主要部件是精度非常高的邁克爾遜干涉儀。引力波的發(fā)現(xiàn)再次證明愛因斯坦1916年提出的廣義相對(duì)論的正確性。馬克思主義哲學(xué)思想其中一條為一分為二看待事物。物理學(xué)中很多研究成果都是一把雙刃劍。比如對(duì)于核能，既可以用于戰(zhàn)爭(zhēng)，也可以作為清潔能源，服務(wù)人類。

二、物理學(xué)家所具備的優(yōu)秀品質(zhì)

物理學(xué)家之所以可以取得一定的研究成果，與其本身的人格，具有追求科學(xué)真理和為科學(xué)獻(xiàn)身的精神有很大的關(guān)系。國(guó)內(nèi)外很多科學(xué)家都具有淵博的知識(shí)、廣闊的眼界，不懼權(quán)威，不貪圖安逸享樂。比如，在學(xué)習(xí)霍爾效應(yīng)知識(shí)點(diǎn)時(shí)，可以拓展霍爾效應(yīng)的前沿發(fā)展，量子反?；魻栃?yīng)。量子反常霍爾效應(yīng)是在2013年被清華大學(xué)薛其坤院士領(lǐng)銜的科研團(tuán)隊(duì)首先在實(shí)驗(yàn)中觀測(cè)到，該研究成果發(fā)表在《Science》雜志上。這項(xiàng)重大基礎(chǔ)物理學(xué)成果被諾貝爾物理獎(jiǎng)獲得者楊振寧教授稱為是中國(guó)實(shí)驗(yàn)室里發(fā)表的第一次諾貝爾獎(jiǎng)級(jí)的物理學(xué)論文。薛其坤院士的求學(xué)之路異常艱辛，他考研失敗兩次后，才考上中國(guó)科學(xué)物理研究所。在讀研過程中也滿是坎坷，但薛院士沒有放棄努力，嚴(yán)于律已，刻苦勤奮，堅(jiān)持不懈，在博士畢業(yè)的時(shí)候發(fā)表了好多篇高水平的學(xué)術(shù)論文。在研究量子反?；魻栃?yīng)的過程中，率領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)，耗時(shí)四年，試驗(yàn)了上千個(gè)樣品，才從實(shí)驗(yàn)中觀測(cè)到量子反常霍爾效應(yīng)。這不僅歸功于薛其坤院士的吃苦耐勞、勤奮努力的優(yōu)良品格，還歸功于其有團(tuán)隊(duì)合作精神。

三、中國(guó)夢(mèng)和社會(huì)主義核心價(jià)值觀

《大學(xué)物理》主要的教授內(nèi)容都是西方人的研究成果。加入科學(xué)前沿，尤其是我國(guó)科學(xué)家對(duì)前沿領(lǐng)域的貢獻(xiàn)，不僅可以激勵(lì)學(xué)生努力探索，爭(zhēng)取做出更多新的科學(xué)發(fā)現(xiàn)，推動(dòng)成果應(yīng)用的發(fā)展，而且可以增強(qiáng)學(xué)生的民族自豪感和自信心，鼓勵(lì)學(xué)生為中國(guó)夢(mèng)努力。比如，霍爾效應(yīng)的前沿量子反?；魻栃?yīng)是一個(gè)基于全新物理原理的科學(xué)效應(yīng)，是我國(guó)科學(xué)家從實(shí)驗(yàn)上獨(dú)立觀測(cè)到的一個(gè)重要物理現(xiàn)象，也是世界基礎(chǔ)研究領(lǐng)域的一項(xiàng)重要科學(xué)發(fā)現(xiàn)，是中國(guó)物理學(xué)工作者對(duì)人類科學(xué)知識(shí)寶庫(kù)的一個(gè)重要貢獻(xiàn)，是改革開放40年間中國(guó)在基礎(chǔ)研究上的一個(gè)重大成果，標(biāo)志著中國(guó)拓?fù)淞孔游锢淼膶?shí)驗(yàn)研究居世界領(lǐng)先地位。在做科學(xué)前沿拓展的時(shí)候，也要弘揚(yáng)社會(huì)主義核心價(jià)值觀，樹立文化自信，使學(xué)生為社會(huì)主義建設(shè)和中華民族偉大復(fù)興而努力。

四、結(jié)束語(yǔ)

本文通過一些具體的教學(xué)案例，從馬克思主義的哲學(xué)思想，物理學(xué)家所具備的優(yōu)秀品質(zhì)，中國(guó)夢(mèng)和社會(huì)主義核心價(jià)值觀這幾個(gè)方面闡述了科學(xué)前沿對(duì)大學(xué)物理課程的思想政治作用。希望學(xué)生在學(xué)習(xí)物理的過程中，既學(xué)到物理知識(shí)、物理思想、物理思維，又可以了解科學(xué)前沿知識(shí)，樹立文化自信，為實(shí)現(xiàn)中國(guó)夢(mèng)和中華民族復(fù)興努力奮斗。