物理實驗“課程+行業”特色化課程思政實踐*

李澤朋 張小娟 張敬芳 耿偉鑒 武麗偉 杜明潤

(中國民航大學理學院 天津 300300)

大學物理實驗是高校理工類專業通識、必修類課程，在學生鞏固物理定律學習、訓練基本實驗技能、掌握基本數據處理方法、形成基本科學素養等方面具有不可替代的作用[1].民航院校專業圍繞民用航空服務與未來民航發展進行設置，如(空中)交通管理、交通運輸、油氣儲運、飛行器動力工程、飛行器制造工程、飛行技術等專業均為民航特色化專業.物理實驗課程培養學生基礎實驗技能，為后續民航專業課程學習和行業特色實驗實踐技能提高奠定基礎[2].

課程思政育人是高等院校人才培養過程中育人關鍵點之一，在大學生正確的世界觀、人文觀、科學觀等形成過程中發揮關鍵作用[3～8].大學物理實驗課程的實驗屬性和特點為課程思政育人提供了天然良好載體，其理論指導實驗、實驗驗證理論的授課過程為課程思政教學改革與實踐提供了許多實施點[9～13].

民航領域是物理基本原理應用豐富的行業，從航空器飛行原理，到航空器的地空通訊、內外結構部件設計，再到航空發動機各部件工作原理，都與物理基本原理密切相關.物理實驗課程在驗證基本物理原理或定律外，同時培養學生科學實驗能力和實際操作能力，在教學全過程中借鑒學生專業背景、學校行業背景在課程授課過程中進行特色化課程思政育人，發揮獨特優勢，可形成民航院校背景的特色化課程思政育人模式.

1 “行業+課程”特色化課程思政

中國民航大學物理實驗課程現為天津市(省級)一流課程，課程思政建設及教學實踐結合學校行業特色與課程屬性，進行針對性課程思政教學設計，開展特色化課程思政教學，在課程思政育人角度為人才培養提供重要支撐，形成依據行業和課程的“行業背景思政、行業規范意識思政、實踐操作思政、自主思政強化”等突出特點，如圖1所示.

圖1 “行業+課程”特色化課程思政

2 依據行業特點 融課程思政

2.1 行業背景思政

課程結合行業，貼近民航，針對課程目標和任務，在課程教學大綱撰寫，教學內容設計方面進行更新設計，融入思政設計.

教學大綱是課程教學的指導綱要，物理實驗課程教學大綱設計撰寫時，在課程引入、實驗背景介紹方面，以經典物理實驗現象的發現、物理規律的形成為依托，結合相應物理原理的民航應用，與民航應用充分結合，既能引起學生的興趣，又對學生專業課程學習有幫助，利于學生在學習基礎課程階段盡早融入專業與行業.

結合民航行業背景，在思政融入設計方面，給學生滲透如下思想：經典物理實驗現象、規律本身就是強有力的技能和武器，可以幫助學生提升技能，有助于學習過程銜接行業服務需求，在專業課程學習前建立服務民航行業的自信心.

如“光的等厚干涉”實驗，以牛頓環和劈尖干涉為實驗內容.在教學引入時，從雙縫干涉基本原理出發，介紹兩束相干光形成干涉加強的基本現象.結合民航，介紹民航飛機降落過程中利用該原理形成的飛機助降措施，啟發學生，有助于學生在腦海中建立物理實驗—知識技能—行業服務間聯系的認知.

再以“測量不良導體的導熱系數”實驗為例，在進行教學設計時，基于物體的傳熱性能，考慮行業特點，結合飛機發動機內部高溫工作部件更好的服役性能需求，較低導熱系數、并適合航空需求的熱障涂層材料可以保護發動機持續高溫、高效運行為切入點進行教學設計，介紹部分航空發動機熱障涂層材料和其導熱性能，可幫助學生建立物理實驗與民航服務間認知聯系.

通過教學大綱的行業特色化設計，結合民航應用引入實驗內容，使學生在物理實驗課程學習過程緊密結合行業特點或需求，有助于學生較早認知民航領域與基礎實驗課程間的聯系.這種課程設計利于吸引學生興趣，學生容易建立專業自信，也有利于教師引導樹立學生的行業認知和建立為我國民用航空行業服務的意愿和熱情.

2.2 行業規范意識思政

由于民用航空專業人才培養以民航服務為宗旨，服務能力涵蓋安全、規范、高效等諸方面，課程在行業特色方面除背景思政設計外，儀器使用和操作涉及操作規章、使用規范、安全要求等，因此，課程依托實驗操作規章中的安全要求、操作規范等，融入民航安全規范、民航精神等思政內容.

如“單雙臂電橋測量”實驗中，雙臂電橋儀表測量精度較高，儀表開關要遵循操作安全要求；“測繪線性和非線性元件的伏安特性”實驗，燈泡和二極管的伏安特性測量需要電路中增加保護電阻，同時電學實驗全程需保證用電安全.以上操作規范關乎人身安全、儀器安全以及實驗數據精準度，類比學生未來民航領域工作內容，物理實驗過程中的操作規范要求恰好可培養學生安全操作意識，養成安全操作習慣.

除實驗過程中的基本安全操作規范要求外，同時可在“融合”點對學生進行當代民航精神的宣傳[14].以我國民用航空領域運行過程曾經發生的事故或重大事件如2010年河南航空伊春墜機事件，川航3U8633航班史詩級備降等為案例[15,16]，引導學生深刻領會民航安全運行要求，作為未來民航從業者心中做到“三個敬畏”：敬畏生命、敬畏規章、敬畏職責[17]，強化學生安全意識，培養嚴謹、科學、認真的從業習慣.

3 依據課程特色 融課程思政

3.1 實踐操作環節思政融入

物理實驗課程由于其實驗屬性，在授課過程及學生操作過程，充分發揮實踐(實驗)特點，考慮民航行業服務的實踐性，以學生為中心，結合學生知識背景和認知習慣，從實踐視角設計思政融入方法，融合科學觀、人文觀、世界觀內容.

如“邁克爾孫干涉”實驗，實驗目的是掌握等傾干涉原理，學會利用光程變化進行問題分析和實踐應用.在以學生為中心的教學模式下，從實踐角度融入思政.當學生通過調節某一臂的長度進而調節光程引起干涉環出現變化時，設計思政融入，此時與學生討論，并啟發學生思考坐標系不同方向的拖拽速度對光程的影響，進而分析可能出現的干涉環變化.該思政融入設計，借鑒實踐操作逆向利用本實驗的設計初衷(邁克爾孫通過此實驗尋找絕對靜止的參考系“以太”)[18]，對學生的科學觀、世界觀進行引導和培養，塑造學生通過實踐認識客觀世界的科學觀.同時，進一步結合“實踐是檢驗真理的唯一標準”理論[19]，提示學生可利用此理論作為“尺度”對客觀世界、物質規律等進行認識，建立唯物主義認識觀.實踐視角下的思政設計更有“融”的涵義，巧妙結合不生硬，自然融入，從而培養學生“實踐出真知”的科學觀、實踐觀.

再如“剛體的轉動慣量測量”實驗，扭擺法測量同樣外部尺寸的實心塑料圓柱體和中空圓筒時，相同初始力矩下二者扭擺轉動速率不同，測量得到不同周期數值.當學生測得不同周期時，結合兩物體幾何特點，與學生討論物質幾何存在形式對力學量的影響，引導學生深入思考.提示學生認識客觀事物時，不能僅局限于認識外觀特點，更要分析具體細節，從細節出發，形成最終結論.另外，建議學生將該思維方法推廣至生活、工作、國家與社會等問題的理解和分析，形成獨立、客觀認識，不盲從、不唯象等思維習慣，學生以后實驗操作環節碰到問題時，便可即時分析并深入研討；學生對于問題的剖析不是浮于表面，而是基于操作實踐.采用這種方式進行“融思政”具有“體驗”優勢，思政效果自然好于理論說教.

3.2 自主思政強化

物理實驗課程一般都是實驗項目教學，實驗項目完成后，學生課下完成實驗報告.利用這一課程特點，課程教學目前設置心得體會作業，由學生課下完成，實現“自主思政”強化.

一般而言，任課教師會布置“科學、人文體會”“家國情懷、民族自強”“民航相關案例或應用”“方法論、世界觀方面啟示”等幾方面的心得體會要求，每個學生可任選一個話題，通過課下思考、資料查閱、同學間討論形成心得體會，隨實驗報告上交.學生通過課下思考、討論與資料查閱，結合物理實驗就民航應用、科學、人文、方法論、世界觀、民族自立自強話題根據自己興趣，對話題進行深入思考總結，是課程思政的延伸，也是學生“自主思政”、思政強化過程.

自“自主思政”強化環節設置以來，收到學生諸多正向反饋.如學生上交的總結體會有“(通過實驗課程)更能了解到各位科學家對國家乃至世界作出的偉大貢獻，由衷地佩服，作為青年學生，應該多多學習先輩們這種勇于實踐，不怕困難的精神……只有實踐才能出真知”“通過了解各物理學家的故事，我也明白了我們當代青年也要有家國情懷，錢學森，兩彈元勛之一，參與了中國火箭、導彈、衛星等高精尖項目的研究，為祖國奉獻了一生，了解之后，也燃起了我的愛國情懷.少年強則國強.學習這些知識不再僅僅是一門功課，而是對國家，對民航事業發展的擔當”“物理實驗告訴我們要愛國，錢學森是兩彈元勛之一，參與和領導了中國的火箭、導彈、衛星等的研制，為中國的國防和航天事業做出了不可磨滅的貢獻，有‘中國航天之父’‘中國導彈之父’等稱號.科技強國并不只是口號，需要我們這代人不懈的努力，我們要努力學習文化知識，鉆研物理，認真做物理實驗，擁有家國情懷和民族自信心”等正向反饋信息，從側面反映了課程思政的實施效果.

同時，作為課程思政的延伸，學生“自主思政”強化，也可看作課程思政的效果反饋，可從側面將“自主思政、思政強化”視為針對課程思政教學效果的一種短周期、反饋式評價，為課程思政效果短期評價體系的建立提供借鑒和思考.

4 結束語

物理實驗課程在培養大學生基本實驗技能和實驗創新能力之外，在課程思政實踐實施方面具有獨特課程優勢.依托民航高校行業背景，物理實驗課程在行業背景、行業規范、實踐視角以及自主思政強化等方面開展特色化課程思政教學，形成了特色化課程思政教學設計、貫穿始終的行業規范滲透、實踐視角下的思政融入以及學生自主思政強化等特點，創立了“行業+課程”的課程思政特色，形成了行業融、課程融的課程思政融入模式，為行業高校及通識實驗課程開展特色課程思政教學提供思路和借鑒.“自主思政”強化為建立課程思政教學短期效果評價提供借鑒.