課程思政在光學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的探索與實(shí)踐

黃耕平

摘要：課程思政是目前高校把立德樹人作為中心環(huán)節(jié)、在教學(xué)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)全程育人、全方位育人的新要求。在光學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師需深入思考和挖掘有關(guān)光學(xué)及其實(shí)驗(yàn)中的思政元素，如光的波粒二象性和太極圖中的陰陽(yáng)兩面性、分光計(jì)的調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)與照鏡子正衣冠、邁克爾遜干涉儀測(cè)光波波長(zhǎng)與光纖之父等等，從而實(shí)現(xiàn)光學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與思政教育的有機(jī)統(tǒng)一，達(dá)到既提高教學(xué)效果又提高學(xué)生高尚情操的教學(xué)目的。

關(guān)鍵詞：立德樹人;課程思政;光學(xué)實(shí)驗(yàn);文化自信

課程思政改革是目前高等學(xué)校在教學(xué)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)全程育人、全方位育人的新要求。如何將思想政治教育滲透融入到各類課程里，關(guān)系到高校培養(yǎng)什么樣的人、如何培養(yǎng)人以及為誰(shuí)培養(yǎng)人的根本問(wèn)題。挖掘課程中所蘊(yùn)含的思政元素是課程思政改革的基礎(chǔ)和前提，如何用好和充分發(fā)揮思政元素的教育作用，需要在教學(xué)過(guò)程中加以實(shí)踐。本文就我們?cè)诠鈱W(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中深挖一些思政元素，并在教學(xué)過(guò)程中進(jìn)行思想政治教育的實(shí)踐進(jìn)行了探討和介紹。

一、課程思政在光學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的意義

光學(xué)實(shí)驗(yàn)是大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中不可或缺的部分?！按髮W(xué)物理實(shí)驗(yàn)”是理工科各類專業(yè)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)基本訓(xùn)練的公共必修課程，是本科生接受系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練的開端，是培養(yǎng)理工科類專業(yè)技術(shù)人才非常重要的基礎(chǔ)課程。

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是我校理工科本科生的必修課程，課程的目的是通過(guò)實(shí)驗(yàn)課的預(yù)習(xí)、儀器使用、實(shí)驗(yàn)操作、現(xiàn)象觀察、數(shù)據(jù)記錄及處理、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析等環(huán)節(jié)，使學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)的基本知識(shí)和基本方法。通過(guò)實(shí)驗(yàn)使學(xué)生感知物理現(xiàn)象及其演變過(guò)程，加深對(duì)物理知識(shí)的理解，在實(shí)驗(yàn)技能技巧等方面受到系統(tǒng)而嚴(yán)格的訓(xùn)練;實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的物理現(xiàn)象、異常結(jié)果和儀器故障有利于培養(yǎng)學(xué)生提出問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。在光學(xué)理論和光學(xué)實(shí)驗(yàn)中蘊(yùn)含著十分豐富的思政教育元素，如光的波粒二象性與太極圖中的陰陽(yáng)兩面性;如分光計(jì)的調(diào)整實(shí)驗(yàn)與照鏡子正衣冠，在教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)中有利于讓學(xué)生自我凈化、自我完善、自我革新和自我提高;如邁克爾遜干涉儀測(cè)光波波長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)與光的全反射與光纖之父等等。這些課程的教學(xué)內(nèi)容中蘊(yùn)含著中國(guó)哲學(xué)思想、社會(huì)主義核心價(jià)值觀、中華文化自信等各種思政元素。因此，在光學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中開展課程思政改革顯得尤為重要。

二、思政元素在光學(xué)及其實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的探索與實(shí)踐

2.1 光的波粒二象性與太極圖中的陰陽(yáng)兩面性

光的波粒二象性是指光既具有像波一樣向前傳播的波動(dòng)特性，又具有粒子特性。人類對(duì)光波粒二象性的認(rèn)識(shí)過(guò)程，是粒子性與波動(dòng)性之間對(duì)立統(tǒng)一的發(fā)展過(guò)程，而我國(guó)早就有了太極圖的陰陽(yáng)兩面性中蘊(yùn)含的“對(duì)立統(tǒng)一”思想，這就是我們的文化自信！

光的波動(dòng)說(shuō)與微粒說(shuō)之爭(zhēng)從十七世紀(jì)初笛卡兒提出的兩點(diǎn)假說(shuō)開始，至二十世紀(jì)初以光的波粒二象性告終，前后共經(jīng)歷了三百多年的時(shí)間。牛頓、惠更斯、托馬斯.楊、菲涅耳等多位著名的科學(xué)家成為這一論戰(zhàn)雙方的主辯手。1905年3月，愛因斯坦在德國(guó)《物理年報(bào)》上發(fā)表了題為《關(guān)于光的產(chǎn)生和轉(zhuǎn)化的一個(gè)推測(cè)性觀點(diǎn)》的論文，他認(rèn)為對(duì)于時(shí)間的平均值，光表現(xiàn)為波動(dòng);對(duì)于時(shí)間的瞬間值，光表現(xiàn)為粒子性。這是歷史上第一次揭示微觀客體波動(dòng)性和粒子性的統(tǒng)一，即波粒二象性。楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)是捕獲光的粒子與波同時(shí)存在的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，把一支蠟燭放在一張開一個(gè)小孔的紙前形成一個(gè)點(diǎn)光源，在紙后面再放一張開了兩道平行狹縫的第二張紙，從小孔中射出的光穿過(guò)兩道狹縫投到屏幕上，形成一系列明、暗交替的條紋，這是我們常說(shuō)的雙縫干涉條紋。

《易經(jīng)》是中華文明的源泉，《易經(jīng)》中的太極圖是由黑白兩個(gè)陰陽(yáng)魚組成。太極圖里的白或黑圖案形狀和魚相似，我們通常稱之為陰陽(yáng)魚，其大小相當(dāng)、一白一黑，白代表“陽(yáng)”，黑代表“陰”，組成“陰”中有“陽(yáng)”、“陽(yáng)”中有“陰”的整體圖案，圖中一動(dòng)一靜，既對(duì)立又統(tǒng)一，互為平衡。人和萬(wàn)物都由陰陽(yáng)二氣和水火木金土五行相互作用構(gòu)成，太極是宇宙的本原，五行統(tǒng)一于陰陽(yáng)，陰陽(yáng)統(tǒng)一于太極。這也是可以相互轉(zhuǎn)換的辯證唯物主義哲學(xué)思想。

2.2 分光計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中思政元素的探索與實(shí)踐

分光計(jì)是一個(gè)設(shè)計(jì)十分巧妙的實(shí)驗(yàn)儀器，我校開設(shè)“分光計(jì)的調(diào)節(jié)與棱鏡折射率的測(cè)定”和“使用分光計(jì)測(cè)光柵光譜”等實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)前必須調(diào)節(jié)好分光計(jì)，調(diào)節(jié)和測(cè)量有多種操作方法，比如使用自準(zhǔn)直法和各半調(diào)節(jié)法等。

我們用自準(zhǔn)直法調(diào)整分光計(jì)望遠(yuǎn)鏡對(duì)平行光聚焦，當(dāng)分劃板處在物鏡焦平面位置時(shí)，其下方透光十字縫透射的光線經(jīng)過(guò)物鏡后變成平行光，再被載物臺(tái)上雙面反射鏡反射回望遠(yuǎn)鏡必成清晰像在分劃板上。所以調(diào)節(jié)望遠(yuǎn)鏡的目鏡和物鏡聚焦，使從望遠(yuǎn)鏡中同時(shí)看到分劃板上的黑十字準(zhǔn)線和綠色反射十字像最清晰且無(wú)視差，這是望遠(yuǎn)鏡對(duì)平行光聚焦的判定標(biāo)志。自準(zhǔn)直法的關(guān)鍵是利用雙面反射鏡使光線反射回來(lái)，重新經(jīng)過(guò)物鏡系統(tǒng)，檢驗(yàn)其會(huì)聚在焦平面的像是否清晰。俗話說(shuō)“以銅為鏡，可以正衣冠;以史為鏡，可以知興替;以人為鏡，可以明得失?！闭甄R子在實(shí)踐活動(dòng)中可以自我凈化、自我完善、自我革新和自我提高，從而培養(yǎng)學(xué)生有立德樹人的高尚情操。

2.3 邁克爾遜干涉儀實(shí)驗(yàn)教學(xué)中思政元素的探索與實(shí)踐

邁克爾遜干涉儀是1883年物理學(xué)家邁克爾遜和莫雷制成的一種精密的分振幅雙光束干涉儀，原理簡(jiǎn)明，構(gòu)思巧妙，測(cè)量結(jié)果可以精確到與波長(zhǎng)相比擬，應(yīng)用廣泛。邁克爾遜及合作者曾用此儀器進(jìn)行了三個(gè)著名的實(shí)驗(yàn)：光速的測(cè)量、標(biāo)定米尺、推斷光譜的精細(xì)結(jié)構(gòu)，否定了“以太”的存在，為相對(duì)論的提出奠定了理論基礎(chǔ)。邁克爾遜也因發(fā)明干涉儀及測(cè)量光速榮獲1907年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。目前，根據(jù)邁克爾遜干涉儀的基本原理研制的各種精密儀器已廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、生活和科技領(lǐng)域。

在邁克爾遜干涉儀測(cè)光波波長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，利用等傾干涉條紋測(cè)量He-Ne激光波波長(zhǎng)，激光是由He-Ne激光器產(chǎn)生發(fā)出，經(jīng)光纖傳輸?shù)竭~克爾遜干涉儀的分光板上。光纖是一種將訊息從一端傳送到另一端的媒介，是一條玻璃或塑膠纖維。目前光纖通訊材料主要用高透明度的二氧化硅材料，可用化學(xué)蒸汽沉積法（CVD）制成純二氧化硅。光纖可分為單模（Single Mode ）光纖和多模（Multiple Mode）光纖。光纖通訊的特點(diǎn)是通訊容量大，比電通訊容量大千萬(wàn)倍，在兩根光纖上可以傳遞萬(wàn)路電話，或上千路電視;保密性能好，抗干擾性很強(qiáng)。正因?yàn)橛辛斯饫w，使互聯(lián)網(wǎng)得到巨大的發(fā)展。億萬(wàn)公里長(zhǎng)的玻璃光纖光纜鋪設(shè)在地下和海底，構(gòu)建一個(gè)錯(cuò)綜復(fù)雜的連接網(wǎng)絡(luò)，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)正是互聯(lián)網(wǎng)世界得以存在和發(fā)展的基礎(chǔ)。光纖的發(fā)明人高錕（Charles Kuen Kao ）是華裔物理學(xué)家，出生于中國(guó)上海。高錕是光纖通訊、電機(jī)工程專家，普世譽(yù)之為“光纖通訊之父”。2009年，高錕與威拉德·博伊爾、喬治·埃爾伍德·史密斯共享諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。這是我們?nèi)A人的驕傲，華人給世界的巨大貢獻(xiàn)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的民族自豪感和自信心十分有意義。

結(jié)語(yǔ)

課程思政是目前高校在教學(xué)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)全程育人、全方位育人的新要求，我們要把立德樹人作為中心環(huán)節(jié)。學(xué)習(xí)思政課的目的是使學(xué)生有良好的思想品德和各種正確的行為習(xí)慣，樹立對(duì)社會(huì)和國(guó)家的責(zé)任感，培養(yǎng)學(xué)生的民族自信、文化自信和制度自信，將來(lái)成為合格的社會(huì)主義公民和新一代有正確站位和有理想的接班人。

光學(xué)實(shí)驗(yàn)是門傳統(tǒng)課程，也是大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)不可或缺的課程。只要我們深入思考挖掘思政元素，將思政元素融進(jìn)教學(xué)過(guò)程中，讓學(xué)生潛移默化、潤(rùn)物無(wú)聲地接受新知識(shí)，既提高教學(xué)效果又增強(qiáng)學(xué)生的中華文化自信及自身價(jià)值觀。課程思政改革的事實(shí)證明，課堂效果活躍了，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣更濃厚了。可見，課程思政改革能起到全面培養(yǎng)人才的作用。

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