課程思政融入大學(xué)物理實驗的探究與實踐
——以單縫衍射及光強測量為例

鄭遠蕾 楊 濤

(桂林電子科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 廣西 桂林 541004)

1 引言

《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》中指出,“立德樹人必須將價值塑造、知識傳授和能力培養(yǎng)有機融合到一體.全面推進課程思政建設(shè)就是在向?qū)W生傳授知識和培養(yǎng)學(xué)生能力的過程中，樹立起學(xué)生正確的世界觀、價值觀、人生觀.所有各類課程都根據(jù)自身的特色和優(yōu)勢，深挖思政元素融入課程教學(xué)中與思政課程形成協(xié)同效應(yīng)，最終達到潤物細無聲的效果.”[1]大學(xué)物理實驗課是一門面向全校理工科專業(yè)的課程，是一門以學(xué)生為本，注重基礎(chǔ)性、實踐性、探索性有機統(tǒng)一的課程.基于《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》中提出的“公共基礎(chǔ)課要提高大學(xué)生人文素養(yǎng)、科學(xué)精神、愛國情懷、增長知識見識”等要求，結(jié)合物理實驗具有豐富人文背景以及實踐性、探究性、科學(xué)性、創(chuàng)新性等特點，對物理實驗課程重新設(shè)計，將課程思政融入課程中實現(xiàn)立德樹人的目標.

2 大學(xué)物理實驗課程思政設(shè)計與實施

2.1 構(gòu)建新的課前自主模式

依托中國大學(xué)MOOC，建立線上課程.線上課程分為4個模塊：學(xué)習(xí)模塊，通過微視頻講解實驗原理、演示實驗操作，提高學(xué)生的預(yù)習(xí)效率；檢測模塊，能夠及時了解學(xué)生線上預(yù)習(xí)情況，加強學(xué)生對預(yù)習(xí)的重視程度；交流模塊，通過平臺討論加強師生互動，增強學(xué)生的參與度；擴展模塊，通過課外閱讀資料的補充，擴大學(xué)生的知識面，增加學(xué)生對科學(xué)前沿的了解，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣.

2.2 重構(gòu)課堂教學(xué)模式

(1)課前5 min，通過中國大學(xué)MOOC課，向?qū)W生發(fā)送預(yù)習(xí)檢測題，檢測他們的預(yù)習(xí)情況.根據(jù)學(xué)生的答題情況，有針對性地進行講解，把握不同班級學(xué)生的重點、難點部分掌握程度，更有效地設(shè)計教學(xué)活動.

(2)在實驗內(nèi)容講解上，深挖課程思政元素.通過介紹實驗相關(guān)的背景知識、科學(xué)家事跡以及科學(xué)前沿，提高學(xué)生的人文素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生辯證思維、探索科學(xué)的熱情，激發(fā)學(xué)生的愛國情懷.

(3)在實驗教學(xué)上，摒棄教師演示、學(xué)生照做的依葫蘆畫瓢模式.在教學(xué)活動過程中，各實驗室根據(jù)實驗內(nèi)容的不同，設(shè)計實驗活動，同時設(shè)置回答問題即可加課堂表現(xiàn)分的獎勵機制，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情、主動性.在我們的MOOC課互動交流區(qū)，有學(xué)生留言“感覺實驗比理論還要難”，這說明學(xué)生動手能力有所欠缺，不能將所學(xué)的東西應(yīng)用起來.因此，通過實驗活動，讓學(xué)生能真正地將理論應(yīng)用到實踐，實現(xiàn)知識到能力的轉(zhuǎn)化.在教學(xué)活動過程中，培養(yǎng)學(xué)生嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度，努力、認真的職業(yè)素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)作風與學(xué)術(shù)態(tài)度，培養(yǎng)學(xué)生的動手操作能力.

2.3 增加課程的高階性

建立創(chuàng)新實驗室，組建創(chuàng)新實驗團隊，完成實驗創(chuàng)新項目，激勵學(xué)生參加物理實驗競賽.提升學(xué)生能力，提高學(xué)生科學(xué)思維，激發(fā)創(chuàng)造力，培養(yǎng)學(xué)生的團隊合作精神.讓學(xué)生能將理論應(yīng)用到實踐，實現(xiàn)知識到能力的轉(zhuǎn)化.

3 課程思政實例——單縫衍射及光強測量

以實驗項目單縫衍射及光強測量為例，具體說明如何在課程中引入課程思政.

3.1 知識背景與應(yīng)用介紹 深挖思政元素

首先提出一個簡單的問題，“讓光經(jīng)過一個小孔，在光屏上可以看到一個光斑，如果不斷縮小孔的幾何尺度，我們將會看到什么現(xiàn)象呢？”引入光的衍射的概念.這一過程中，通過一個問題先引起學(xué)生的興趣，將學(xué)生的注意力帶入課堂中.接著介紹光的衍射理論的發(fā)展.從而自然而然地引入課程思政內(nèi)容，從光衍射現(xiàn)象的首次發(fā)現(xiàn)到最終解釋這一現(xiàn)象經(jīng)歷了上百年的實踐.這說明科學(xué)的發(fā)展不是一蹴而就的，需要科學(xué)家們不斷探索、尋求真理的精神.激勵學(xué)生在學(xué)習(xí)、工作中也應(yīng)當具有堅持不懈的精神.進一步說明，光的衍射反應(yīng)了光的本質(zhì).我們對光的認識，從最初認為光只是一種“粒子”，經(jīng)歷了3個世紀，最終得到光的本質(zhì)既是“粒子”又是“波”.這告訴學(xué)生看待事物要具有辯證思維，對事物的探索要多角度、全方位.再向?qū)W生提出問題，“對于光的認識，是否還會有新的發(fā)現(xiàn)？”提示學(xué)生人類對事物的認知是螺旋式上升的，需要用發(fā)展的眼光看待問題，要對事物保持有好奇心、創(chuàng)新精神、探索求知精神.為了擴大學(xué)生的知識面、愛國情懷，對光的衍射的相關(guān)應(yīng)用也做了介紹，如介紹光的衍射用于晶體結(jié)構(gòu)分析，展示晶體衍射花樣圖.介紹中國“天眼”，向?qū)W生展示我們國家的技術(shù)與力量、民族團結(jié)精神，激發(fā)學(xué)生的愛國情懷.通過光的衍射相關(guān)知識背景和應(yīng)用的講解，將科學(xué)精神、辯證思維、創(chuàng)新精神、愛國情懷等思政元素有機結(jié)合到教學(xué)內(nèi)容中，潛移默化地對學(xué)生產(chǎn)生積極效果.

3.2 設(shè)計教學(xué)活動 滲透課程思政

實驗內(nèi)容不再是教師操作、學(xué)生重復(fù)的模式，通過活動形式來完成.如：

活動一：學(xué)生自己動手讓激光通過單縫，觀察分析衍射圖樣的特點.在動手操作實驗之前，學(xué)生對單縫衍射產(chǎn)生明暗相間條紋的認知是來自于課本上的，通過自己動手操作后直觀地看到衍射圖，建立學(xué)生從理論到實踐的認知規(guī)律.

活動二：學(xué)生自己動手調(diào)節(jié)儀器，在示波器上能看到單縫衍射光強.在活動的過程中，師生進行互動探究.讓學(xué)生提出問題，教師與學(xué)生一起分析問題，解決問題，提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力.讓學(xué)生真正地融入課堂中.培養(yǎng)學(xué)生動手操作能力、嚴謹?shù)目茖W(xué)素養(yǎng).在學(xué)生記錄實驗數(shù)據(jù)的過程中，培養(yǎng)學(xué)生不造假、實事求是的科學(xué)態(tài)度.

活動三：完成基本的實驗內(nèi)容后設(shè)計擴展實驗，提升學(xué)生的能力.在這一階段，學(xué)生的能力得到提升后會從中獲得成就感，這一成就感將會進一步激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性.最終這一學(xué)習(xí)的主動性、熱情可以遷移到別的課程的學(xué)習(xí)中，達到潤物細無聲的效果.

3.3 組建創(chuàng)新團隊 推進課程思政

以學(xué)生自愿為原則，組建創(chuàng)新團隊，教師參與指導(dǎo)完成創(chuàng)新項目.查閱文獻資料的過程可以拓展學(xué)生的知識廣度、深度，提升學(xué)生的思維.完成創(chuàng)新項目的過程中，學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力、綜合運用知識的能力、創(chuàng)新能力都將得到提升.

4 結(jié)束語

本門物理實驗課程，首先，通過線上教學(xué)，使學(xué)生沒有進入課堂就融入到課程中，提高學(xué)習(xí)的興趣，激發(fā)探究科學(xué)的熱情，達到課前激發(fā)學(xué)習(xí)興趣、擴寬知識面的效果；其次，在課堂教學(xué)過程中，設(shè)置活動完成實驗內(nèi)容，在實踐的環(huán)節(jié)引導(dǎo)學(xué)生思考，培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)素養(yǎng)、嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度以及團結(jié)協(xié)作的精神；最后，課后組建創(chuàng)新團隊，使學(xué)生的能力得到進一步的提升.通過課前、課中、課后3個維度將課程思政融入課堂，達到我們的課程思政目標.當然課程思政的實施方式不是一成不變的，面對不同的學(xué)生，教師需要不斷地探索找出一條更合適、更有效的思政之路.