新工科背景下大學物理全方位育人課程體系建設*

劉凌虹 賀夢冬 吳桂紅 朱彥華

(中南林業科技大學理學院 湖南 長沙 410004)

1 引言

為了應對新一輪科技革命與產業變革，2017年教育部啟動“新工科”建設，我國高等教育步入新的歷史時期[1～3].如何立足高校實際，在“新工科”建設中構建好協同推進課程思政建設，實現課程與思政課程同向同行，將顯性教育和隱性教育相統一，構建全方位育人大格局，是提高人才培養質量的有力保障，是我們建設教育強國的必由之路.

大學物理課程是現代科學技術和工程技術的理論和應用基礎，也是重要的科學素質教育課程[4,5].“大學物理”課程本身呈現了一系列科學的世界觀和方法論,應在全方位育人綜合改革方面率先垂范[6～8].因此，要深度融入社會發展進程，培養適應并滿足未來新興產業和新經濟需要的，具有更強實踐能力、創新能力的高素質的新工科復合型人才，為國家經濟社會的轉型和發展提供人才支撐.

然而，當代大學生在學習中普遍缺乏主動性，學習的廣度和深度不夠，遇到困難時缺乏深入思考，不善于發現新問題帶來的新機遇、新挑戰，缺乏積極進取、剛健有為的奮斗精神.此外，由于缺乏創新意識、沒有足夠的毅力和信心，同時部分高校缺乏創新的條件和實踐鍛煉的機會，導致學生的創新能力不強、創新觀點不能付諸實施.相比知識學習，當代學生更要加強品德培養，只有德才兼備，有家國情懷擔當，有創新精神的人，才能傳承優秀的傳統文化，擔當國家的未來.因此，我們近3年來一直致力于建立完善的大學物理課程體系，著力解決目前人才培養質量提升過程當中情懷擔當尚不足、專業素養不高、創新能力不強等現實問題，旨在為國家培養急需的既具有創新能力，又具有赤誠情懷擔當的高素質新工科復合型人才.

2 確定課程思政切入點

教書育人，德育為先.我們首先明確了以辯證唯物主義哲學觀、社會主義核心價值觀、科學素養教育、創新教育作為課程思政的4個關鍵著力點.在教學過程中，圍繞客觀世界的物質性、自然辯證法與唯物主義認識論等方面滲透辯證唯物主義觀點教育，然后對如何根據課程內容設計思想政治教育進行了系統的分析與總結，最終確定了5個思政教育切入點.

2.1 物理學中的基本概念、定義、定理和定律蘊含大量的人生哲理

善于發現并挖掘蘊藏在物理概念、定義、定理和定律中的人生哲理，激發學生好奇心及求知欲.比如在講參考系和坐標系、時間和時刻的概念的時候，可以引導學生思考人生的坐標應該怎么選，選擇什么樣的人作為參考；時間和時刻是兩個不一樣的概念：時間是描述事件的先后順序，是表達事物生與滅的排列；是少壯不努力，老大徒傷悲的無奈……而時刻是時間節點，告誡學生要珍惜時間，只爭朝夕，不負韶華.又比如分子間同時存在斥力與引力、原子是帶有正負電荷粒子的統一體等事實，深刻體現了矛盾對立面之間的內在的辯證統一性，引導學生形成“發展是對立面的統一和斗爭”這一辯證法核心觀點[9].

2.2 物理學中豐富的理論實踐創新案例助力學生哲學思辨層次的提升

物理研究的內容來源于馬克思主義物質觀，所以通過教學內容加強學生的物質觀、運動觀和世界觀的培養.如通過講授避雷針原理可解釋“雷擊”并不是上天懲罰，而是迷信傳說，也避免了封建迷信對科學發展的阻礙.在傳授物理知識的過程中有機融入理想信念的指引，達到“潤物細無聲”的德育效果.通過教學內容加強學生哲學思想培養，在教學過程中“潤物細無聲”地將社會主義核心價值觀傳遞給學生[10].

2.3 物理學史和物理學家充滿正能量的故事體現了社會主義核心價值觀

我國有著五千年悠久歷史，為物理學發展與人類文明做出過十分巨大的貢獻.在教學中, 適時地給學生講述一些中國古代物理學發展史, 能夠增強學生的民族自豪感和自信心.講解科學家的故事培養學生不放棄不拋棄，勤奮執著的奮斗精神，激發學生熱愛科學、熱愛祖國的熱情.比如黃昆和謝希德兩位中國科學家為了祖國的固體物理和半導體事業的發展，放棄了國外優越的生活而決然回到祖國開創事業的愛國故事來激發學生的愛國熱情，教育學生要有淡泊名利的崇高品德[11].

2.4 物理學相關科技應用對社會發展的推動作用是科技興國最有力的體現

中國新能源、橋梁、航天、電商、交通等技術走在國際前沿.以物理知識在科學技術中的應用案例對學生進行科技國情教育，激發學生的愛國之心.比如講授振動和波動時告訴學生萬物皆振動，共振就像紐帶將萬物相連.我們的想法也是一種振動，因此也會產生共振，相互影響.在武漢發生疫情時我們眾志成城抗擊病毒就是大家的想法產生的共振，以此教育學生將愛的美好傳遞到身邊的每個人共振出一個美好的世界.再如我國幾位青年學生參與研發的5G技術、北斗導航技術等來增強學生的科技興國信念，增強學生責任感和使命感，從而提高大學物理課程教學的育人效果[12].

2.5 物理課中的實驗教學環節是培養學生養成良好科學素養的主陣地

大學物理本身是一門實驗科學，是培養學生科學素養的良好載體.通過理論和實驗相結合的教學方式，既能激發學生的學習興趣, 又能訓練學生的實驗技能，引導學生理論聯系實際，培養學生嚴肅認真與一絲不茍的工作作風，養成實事求是、嚴謹細致的科學態度.通過教師言傳身教、嚴格要求，培養學生良好實驗習慣以及尊重實驗的科學態度，指導學生評估、改進和優化實驗設計，學會判別異常實驗數據，杜絕臆造實驗數據、抄襲與竊取實驗結果的不良行為.另外，教學中倡導發揚團結協作的團隊精神與責任擔當意識，鼓勵自由探索[13].

3 建設獨具“三思”特色的大學物理全方位育人課程體系

思政教育要與課程教育相融合，在知識傳播中強調價值引領，在價值傳播中凝聚知識底蘊，真正實現價值觀塑造與能力培養、知識傳授的有機統一，還必須要依托完善的課程體系.

近年來，教學團隊從課程體系、教學方式、教學環節、教學激勵、條件保障等方面推進全要素課堂教學改革.將“45 min課堂”作為主戰場，實行線上線下混合式教學，加大課堂容量，推進啟發式講授、互動式交流、探究式討論，教學相長，形成了獨具特色的大學物理“全方位課程育人”體系.本課程的建設思路如圖1所示.

圖1 課程建設思路

3.1 建立以趣激思 以疑引思 以實證思的“三思”特色課程體系

將 “教材體系”和“教學體系”兩者進行有效融合，改變以往較為抽象甚至枯燥的理論教學狀態.采用專題式教學和案例式教學，實現課程體系“三三制”改造：“教學視頻+重要知識點的微課視頻+實驗資料和小組任務”三大塊情景化資源在超星泛雅平臺實現共享.教學中加強新課引入、知識點講解等環節的趣味性，以趣激思.學起于思，思源于疑，團隊教師善于運用問題引發學生的積極思維，引導學生展開主動探究以解決心中的困惑，通過實驗、實踐等方式證實自己的猜想或理論，以實證思，構建獨具 “三思”特色的課程體系.

3.2 以“兩塊三環六步”教學環節為依托構建了“多方診斷—調整優化” 可持續改進的人才培養質量保障體系

教學緊扣線上線下兩大板塊，準確把握課前自學、課中知識內化和課后反思進階3個關鍵環節，引導學生高效完成“課前預習、復習導入、課中檢測、任務分享、梳理新知、達標檢測”六大學習步驟.嚴格執行促進學生全面發展的“三方”(同行、督導和學生)評價體系，提倡價值多元化，高效落實育人目標.

3.3 以成果導向為突破口構筑“三創新三提升”的人才培養質量提升體系

通過創建“課程育人化、小組合作探究”的新機制，采取“創新創業、學科競賽”的新舉措，開辟“前沿引領、科研項目”的新途徑(即三創新)，全面提升學生的情懷擔當、專業素養和研究創新能力(即三提升).本課程大多數課堂活動都是以小組合作的方式展開的，學生在活動中展現出濃厚的興趣和創造力.鼓勵學生參與創新性實驗，進一步規范“大學物理”和“大學物理實驗”競賽培訓、組織管理等環節，采取任課教師與競賽教練互補的兩級輔導機制，提供專項經費保障，支持學生參加各級創新創業大賽.鼓勵團隊教師將科研成果與學術資源融入課堂教學，探索和實踐科研與教學的良性互動，二者相互促進的教研模式.

經過幾年的課程改革建設，學生綜合素質得到明顯提升，教學實踐成果豐碩，逐步將大學物理課程體系建設為獨具“三思”特色的全方位育人課程體系(詳見圖2).

圖2 “三思”特色的全方位育人課程體系

4 總結

物理學是自然科學的基礎，是開放的，是不斷發展的，與科學的世界觀、人生觀、價值觀有著密切的聯系.只有遵循教育規律，回歸育人為本為重點，構建“思政課程+課程思政”的大思政教育體系的方法，在課程教學過程中有機滲透價值理念，才能使學生從課程學習中得到人生感悟和理性思考，從而讓學生更加熱愛將要從事的事業，得到價值上的升華.

本文基于新工科教育的時代背景，以教書育人為根本任務，以成果為導向，提出了大學物理課程思政教育切入點.通過打造完善的、符合物理學科特點的課程體系、人才培養質量保障體系和質量提升體系，最終構建了獨具“三思”特色的大學物理全方位育人課程體系.