大學物理課程思政教學研究與實踐

雍文梅, 馬自軍

(甘肅農(nóng)業(yè)大學 理學院,甘肅 蘭州 730070)

課程思政是教師主動將課程內(nèi)容及教學形式中蘊含的思政元素恰當?shù)厝谌雮魇趯I(yè)知識的過程中,以起到價值引領(lǐng)、品德塑造、能力提升及人格養(yǎng)成的一種教學方法.凡是起到育人作用的教學案例、教學方法,能給學生傳播“正能量”的內(nèi)容與形式均屬課程思政范疇[1].因此,如何挖掘大學課程中的思政元素,將思政內(nèi)容合理地融入日常教學當中去,實現(xiàn)課程知識教育與思政教育的有機統(tǒng)一,從而提高學生的積極性和主動性,是每位教師需要認真考慮的問題.文中以學生的全面成長為出發(fā)點,針對大學物理課程特點,將思政教育與物理知識進行有機組合,在引導學生學好物理知識的同時,培養(yǎng)他們良好的學習習慣和道德修養(yǎng),努力提高他們的學習主動性,著力提升他們的愛國主義情懷.

1 大學物理“課程思政”定位

大學物理是理工農(nóng)林類專業(yè)的一門通識教育必修課程,包含力、熱、光、電等內(nèi)容.通過該課程的學習,主要完成相關(guān)專業(yè)學生邏輯思維能力、解決實際問題的能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),能夠借助所學的基礎(chǔ)知識、基本理論解決工程領(lǐng)域中的實際問題[2].

圖1 大學物理課程目標

根據(jù)課程定位以及社會對理工農(nóng)林類學生的能力要求,大學物理課程目標分為知識目標、能力目標和德育目標.如圖1所示,知識目標作為基礎(chǔ)目標,要求大學物理在知識傳授時必須夯實基礎(chǔ),基礎(chǔ)不牢,后續(xù)思政教育就無法順利開展.能力目標是第二級目標,要求教師在授課過程中,通過基本知識、理論、方法培養(yǎng)學生辯證、綜合、創(chuàng)新的科學思維方法和學習態(tài)度.德育目標是最高級別目標,是以大學物理課程教育中最合理優(yōu)秀的資源為基礎(chǔ),培養(yǎng)學生科學精神、家國情懷,引導學生走向成才之路.

大學物理課程具有豐富的思政元素,作者通過對各章節(jié)知識點進行梳理,對思政元素進行科學深挖,合理確定課程思政育人目標,再通過形式多樣的教學方法,做好大學物理課程的思政建設(shè).具體思政建設(shè)內(nèi)容見表1所示[3].

表1 大學物理課程思政建設(shè)內(nèi)容

2 研究特色

2.1 家國情懷元素

在大學物理第一堂課中,為了讓學生明白物理科學的價值以及物理對國家發(fā)展的重大影響,作者通過視頻媒介、影像資料為學生分享了“我國的北斗導航系統(tǒng)是如何在茫茫人海中找到你的位置”以及“兩彈一星”、“中國空間站”、“探月工程”等,并以錢學森、鄧稼先等老一輩杰出物理學家的事跡為案例展開講解,從而使學生了解了無數(shù)的科學家和科研工作者崇高的愛國主義精神和無私奉獻精神.當學生們看到老一輩科學家為國家的科學發(fā)展所做出的犧牲,當看到第一顆原子彈爆炸成功所騰出的巨大蘑菇云,當看到第一枚運載火箭騰空而起直插云霄,當看到中國空間站環(huán)繞地球運行,當看到玉兔號月球車在月球表面緩緩啟動時,同學們難掩激動的心情,有的同學甚至流下眼淚.在課末與同學們交流的過程中,他們說觀看這些真實事跡,激發(fā)了大家強烈的愛國情懷和民族自豪感,并且紛紛表示,一定要努力學習,將來也像老一輩科學家一樣,用知識捍衛(wèi)國家尊嚴,為中華之繁榮而奮斗終身.

2.2 科學素養(yǎng)元素

引入一些科學理論的發(fā)現(xiàn)過程,科學家們嚴謹求實科學態(tài)度以及對真相孜孜不倦的追求等,以培養(yǎng)學生嚴謹、認真、踏實的探索精神,激發(fā)學生不畏艱難的學習精神.例如,在講解法拉第電磁感覺定律的建立時,引入了法拉第自我學習、艱難成才之路.法拉第自幼家貧,只讀過幾年書,但雖出身寒門,卻勤勉一生,自學成才.為了解開磁能否產(chǎn)生電這一難題,經(jīng)過十年的不懈努力和無數(shù)次的失敗之后,1831年,法拉第終于發(fā)現(xiàn)了電磁感應定律,并且在1837年提出場的概念,指出電荷與電荷、磁極與磁極之間的相互作用,用電場線和磁感線表示電場和磁場的空間分布,用電力線和磁感線描述電磁感應現(xiàn)象.法拉第作為偉大的實驗物理學家,他把全部的時間和精力均獻給了科學事業(yè),一生熱愛真理、真誠質(zhì)樸、治學嚴謹,在艱難困苦中選擇科學為目標,為追求真理百折不撓,義無反顧.

2.3 唯物辯證元素

大學物理是一門理論性很強的課程,相關(guān)內(nèi)容也蘊含著深刻的唯物主義觀點和原理.結(jié)合物理規(guī)律和現(xiàn)象講解唯物主義觀點和原理,可以更好地體現(xiàn)物理科學的價值所在.唯物辯證法的量變質(zhì)變規(guī)律、對立統(tǒng)一規(guī)律和否定之否定規(guī)律以及原因與結(jié)果、內(nèi)容與形式、偶然性和必然性、現(xiàn)象與本質(zhì)、可能性與現(xiàn)實性等均可在大學物理中找到例子[4].例如,在對牛頓運動定律進行授課時,通過人類對天體運動的認識培養(yǎng)學生的唯物世界觀[5],在講解干涉實驗時融入現(xiàn)象與本質(zhì)的關(guān)系,在講授光的波粒二象性時,把看似水火不容的波與粒子合體為一束光來說明對立統(tǒng)一規(guī)律等.根據(jù)一些案例,從唯物辯證法的角度幫助學生建立樸素的唯物主義觀.

3 在角動量守恒中開展課程思政的教學設(shè)計

在大學物理教學內(nèi)容中,角動量守恒是力學部分非常重要的環(huán)節(jié).授課教師要想在傳授物理知識時無聲地融入思想政治教育,既讓學生在大學物理課堂上學到物理知識,又不會使學生產(chǎn)生抵觸情緒,一個科學合理的教學設(shè)計就顯得尤為重要.作者就這節(jié)課的教學作了如下設(shè)計.

3.1 教學內(nèi)容的引入

為了激發(fā)學生的學習興趣,列舉了角動量守恒在生活中的應用,如:滑冰運動員想要使旋轉(zhuǎn)速度加快則必須張開雙臂;跳水運動員在哪個階段的旋轉(zhuǎn)速度最快;為了防止機身旋轉(zhuǎn),直升機需在尾部安裝尾翼等.以美軍“黑鷹”直升機墜落為例,激發(fā)學生好奇心,并預留懸念.

思政點:在授課過程中,可以指出“興趣是最好的老師”.濃厚的學習興趣、強烈的好奇心和求知欲,是很多物理學家獲得成功的關(guān)鍵因素之一.從而激發(fā)學生的學習興趣,使之產(chǎn)生強烈的求知欲望.

3.2 教學活動的開展

通過上述實例,引入角動量概念,并提出問題“角動量和哪些參數(shù)有關(guān),是否具有方向和大小?”,引導學生參與其中,促使學生彼此溝通與交流,加強教師與學生、學生與學生之間的互動.

經(jīng)過學生討論后,作者指出角動量的大小與物體的質(zhì)量、旋轉(zhuǎn)半徑和角速度有關(guān),它可以表示為物體的質(zhì)量、旋轉(zhuǎn)半徑和角速度的乘積,它是一個矢量,具有方向和大小.當一個物體在旋轉(zhuǎn)時,它的角動量會發(fā)生變化,這個變化可以用角動量定理來描述.角動量定理的本質(zhì)是角動量守恒定律,它表明在沒有外力作用的情況下,系統(tǒng)的角動量總量將保持不變.

思政點:從唯物辯證法的角度幫助學生認識能量的轉(zhuǎn)化與守恒,理解較為抽象的理論,幫助學生建立樸素的唯物主義觀.

在接下來的教學中,將角動量守恒定律用于解決各種問題,如在天文學中,角動量守恒定律被用來解釋行星和衛(wèi)星的運動軌跡.在物理學中,角動量守恒定律被用來解釋旋轉(zhuǎn)體的運動和動量轉(zhuǎn)移的問題.在工程應用中,角動量守恒定律被用來設(shè)計齒輪和機械傳動系統(tǒng).

思政點:進一步激發(fā)學生的學習興趣和探索新知的物理精神.

4 大學物理課程思政建設(shè)的評價與效果

目前,課程思政在我校部分大學物理教學班級中已經(jīng)實施了完整的二個學年.為了驗證學生對該大學物理課程思政的認知態(tài)度和接受程度,評價學生的學習效果,作者對2020級授課班級進行教學問卷調(diào)查,問卷內(nèi)容主要包括課程思政認知、教學評價、教學效果、態(tài)度和建議.共發(fā)放問卷124份,收回120份,問卷具體項及反饋結(jié)果見表2所示,結(jié)果顯示,絕大多數(shù)同學贊成在大學物理教學中融入思政教育.

另外,將作者所授課班級與其他未試點班級大學物理考試成績進行對比,結(jié)果如表3所示,直方圖如圖2所示.可以看出,進行課程思政班級70分以上人數(shù)為108人,比例高達87.1%,遠遠高于其他班級的56.0%,因此可以說明將思政教育融入大學物理教學效果明顯.

表3 兩類班級期末物理成績對比結(jié)果

圖2 期末成績對比直方圖

5 結(jié)語

將思政教育融入大學物理教學之中,可以培養(yǎng)學生愛國主義情操和家國情懷,可以激發(fā)學生學習主動性,提高學生動手能力和創(chuàng)新意識,對大學生健康生長與發(fā)展將起到非常重要的作用.作者根據(jù)時代要求,深挖課程思政元素并延伸進課堂教學內(nèi)容,把專業(yè)小課堂和社會大課堂結(jié)合起來,把自然科學和人文科學結(jié)合起來,實現(xiàn)傳授知識同時還在育人上“潛移默化、潤物無聲”,達到“如鹽入味”的效果.并不斷完善教學內(nèi)容,改進教學評價體系,進行試點推廣,以此來推動思政教育在大學物理課堂教育中的有效滲透,實現(xiàn)學生物理知識和思政素養(yǎng)的協(xié)調(diào)發(fā)展.