文科物理課程思政的設計與思考*

王東生

(南京航空航天大學物理學院 江蘇 南京 210016;南京航空航天大學教師發展與教學評估中心 江蘇 南京 210016)

董大興

(南京航空航天大學物理學院 江蘇 南京 210016)

1 引言

伴隨2020年的新冠疫情在全球的大爆發,以美國為首的西方資本主義國家對中國經濟和政治持續實施打壓,并在文化領域不斷進行滲透,這就促使中國的高等教育需要在教學過程中進一步加強思想政治(以下簡稱思政)教育的有機融入,幫助青年學子抵御西方各種腐朽思潮的入侵,為中國培養合格的社會主義建設者和接班人.所以從教育發展的積極意義來看,新冠疫情的爆發反過來促進了國內和國際線上教學的繁榮,也給物理的思政教學和線上教學的發展提供了新的機遇[1].目前,國內高校關于大學物理教學結合課程思政方面的研究較多[2-3],而對于文科物理的教學,不管是線上教學還是課程思政的研究都還沒有引起足夠的重視.實際上,文科物理的教學內容提供了更多的課程思政材料和元素,有利于物理課程思政建設的發展.在此國際大背景下,及時在高校中開展文科物理教學的課程思政是十分必要而且也是有著積極意義的[4].

高等院校是我國思想政治教育的主陣地,大學教育在培養青年學生正確“三觀”的過程中起著積極影響和主導作用.但是值得注意的是,傳統的思政課程通識教育在本科培養計劃總學時中所占的比重并不算高,這就需要其他的非思政類專業課程進行多方位的配合和補充.隨著教育部關于在高校開展課程思政文件的出臺,諸多高等院校的物理教師都在不斷更新教學理念,并在大學物理、文科物理以及大學物理實驗等課程的思政教學方面展開了積極有益的探索和嘗試[5-7].

2 文科物理課程思政的框架設計和教學思路

我們基于10多年的文科物理教學經驗和學校提供的網絡平臺,在新時代的教學實踐中積極探索文科物理教學的新模式.從教學的需要出發,強調科學研究與教學的結合,選擇物理學適合研究的對象,不斷加入思政元素,并且把教師學習和研究的體會以及學生的反饋及時運用到教學之中;同時我們也要認識到科學教育和人文教育融合的必要性和迫切性,對于文科學生的教育重在科學思想的啟發和科學方法的傳授.

具體考慮到文科學生高中的學習背景,以人為本,在文科物理的教學體系中配以相應的具有航空航天特色的演示物理實驗和大學物理實驗作為補充.在此基礎上完成了一套具有豐富物理內涵和哲學思想,適合文科本科學生使用,趣味盎然,生動活潑的電子課件和網絡閱讀材料.按照物理學中的思政元素分類,適應文科學生的特點,在教學中重視講解物理的基本概念,避免使用復雜數學工具推導和證明物理公式,滿足網絡信息化建設需求.文科物理課程思政教育的基本思路如圖1所示,首先結合課堂教學內容將不同思政元素有機融入文科物理的教學過程,錄制完整的教學視頻,完成線上教學平臺建設,然后結合物理演示實驗和大學物理實驗開展線上和線下的教學,最后通過教師的“細心”教與學生的“耐心”學,完成對文科學生的物理課程思政教學以及對文科學生的科學素質培養工作.

圖1 文科物理課程思政教育研究的基本思路框圖

3 文科物理課程思政的教學實踐和特點

基于通識教育和科學普及的教育原則,以物理知識在文科大學生中的普及為中心,將大學文科物理的教學內容分為理論授課和實驗兩部分,主要圍繞以下兩點展開,對整個文科物理課程思政教學進行全方位的內涵式設計和實踐.

(1)采用線上和線下齊頭并進的教學模式

改革傳統的文科物理教學體系,借助學校已有的線上網絡教學平臺,并以物理演示實驗和大學物理實驗為輔助平臺,強調“重基本理念、輕數學計算”,拓寬文科物理課程的教學內涵.以科學家認識自然、構建宇宙圖像為出發點,以方法論和思維方式為主線,實現經典、近代、現代內容有機的結合,人文和科學精神互相滲透,在全校各非物理專業尤其是人文類專業形成廣義上的文科物理的教學新模式.

(2)創建課程思政融入文科物理教學的方法

在教學實踐中,立足工科院校背景,構建適合文科生特點,既有社會主義核心價值觀培育,又有利于學生知識獲取和技能培養的教學模式,以文科物理教學和課程思政融合為導向,進行教學內容、方法、模式、手段和教材的綜合配套改革與建設.考慮思政教育的廣泛性,單純的物理思政課程無法做到面面俱到,因此選擇愛國主義教育、集體主義教育、社會主義教育、道德和理想教育、紀律與法制教育、國防教育、民族團結教育等7個方面作為思政教育的突破口,圍繞物理學中的具體案例開展課程思政教學.

4 課程思政元素的教育實例

4.1 愛國主義教育

愛國主義體現了國家、民族以及個人的相互聯系,任何一個普通的中國公民都應該具備愛國主義情懷,更不要說已經成年的青年大學生了.通過不同歷史時期世界各國科學家的科研經歷及愛國故事,科學設計課程思政案例,建立物理學發展和愛國主義教育之間的普遍聯系.

在近代物理學關于放射性的教學內容中,離不開著名的法國女性科學家居里夫人.盡管由于法國科學院對女性的歧視,導致她落選法國科學院院士,但是她并未因此對自己的國家有所不滿.另外居里夫人在科學方面的巨大貢獻毋庸置疑,她曾經因為放射性的研究以及釙和鐳的提煉兩度獲取諾貝爾獎,并且將千辛萬苦才提純出來的價值昂貴的鐳免費捐獻.同時居里夫人在第一次世界大戰中以一個普通醫務工作者的身份走上前線,利用自己所學為戰地傷兵服務,為法國最后的勝利貢獻了自己的力量,體現了居里夫人高度的愛國主義精神和人文情懷.要補充說明的是由于居里夫人在醫學應用方面的貢獻,最終她被選為法國醫學院院士.

4.2 集體主義教育

教育學生學會正確處理國家、集體和個人之間的相互關系,在社會主義條件下,堅持集體利益高于個人利益的基本原則.課程的教學內容中會涉及物質的基本組成,講述人們對于未知原子微觀世界的探索過程,這就必然要講原子彈研發的故事,而這一過程很好地體現了國家、集體、個人三者之間的關聯.中國核彈的研制就是一個很好的集體主義教育的思政實例.

第二次世界大戰結束后,全球進入了蘇美爭霸的冷戰時期,隨時可能會爆發第三次世界大戰甚至核戰爭.為了維護世界和平,打破核壟斷,保持社會主義和資本主義勢力之間的平衡,以核制核,中國成為核彈研發的社會主義國家之一.無數的中國科學家和工程師犧牲個人利益(甚至有人犧牲了自己的生命),遠赴邊漠,隱姓埋名,最終基于核裂變和核聚變技術分別成功研制出了原子彈和氫彈.核彈的成功研制有力地支持了中國維護世界和平的決心,國家將會永遠記住他們的名字:錢三強、彭桓武、王淦昌、鄧稼先、朱光亞、于敏、黃祖洽、周光召、郭永懷、王大衍、陳芳允、程開甲等[8].當然在新的歷史時期,我們還應該了解到全世界的人民都在反對發展和研制核武器,中國始終堅持走和平發展的道路,主張全面禁止和徹底消滅核武器,核能將被廣泛轉向民用方面.

4.3 社會主義教育

社會主義教育是社會主義核心價值觀的重要組成部分.習近平同志針對如何解決“培養什么人、怎樣培養人、為誰培養人”這一根本問題,發表了重要講話,熱愛社會主義是其中的一條重要主線.新中國成立以后加入了社會主義的大家庭,但是在國家經濟建設和軍事建設方面也面臨著許多問題和困難.老一輩的科學家自愿放棄國外的優厚待遇,積極回國參加社會主義建設,為新中國的強大做出了卓越的貢獻.“三錢”中的錢學森,是美國人寧愿用5個師交換的火箭專家.錢三強,發現了低概率的鈾核三分裂、四分裂現象,和錢學森一樣都是兩彈一星功勛獎章的獲得者.錢偉長,曾經是南京航空航天大學的名譽校長,長期從事力學研究,為中國的航空航天和軍事工業做出了重要貢獻.吳有訓,通過X射線與物質散射的研究證實了康普頓效應的普遍性(注:康普頓效應是對愛因斯坦的光量子假說的實驗支撐,康普頓本人也因此獲得諾貝爾物理學獎).

這些前輩的光輝事跡對青年一輩的學子有著積極的正面影響,我們欣喜地看到近年來回國發展的海外英才的人數越來越多.中國教育部在2020年12月22日召開的新聞發布會上明確指出:從2016年到2019年,我國出國留學人數251.8萬人,回國201.3萬人,學成回國的占比達八成(79.9%).

4.4 道德和理想教育

人類的道德理想是歷史發展的產物和現實社會關系的反映.通過課程思政的教育,一方面不斷提高學生的科學文化知識修養,另外一方面也可以不斷加強學生的思想道德修養,使得他們將來能夠成為一個道德高尚并且脫離低級趣味的人.我們在教學內容中設計了X射線發現的案例來進行道德和理想的教育.

諾貝爾物理學獎的第一位獲得者是德國的物理學家倫琴,他在真空放電的實驗中發現了穿透力極強的X射線.要知道X射線可以幫助人們看到原本隱藏看不見的東西,具有重要的實際應用價值和經濟價值.但是倫琴作為一名科學工作者,他的理想只是將其發現貢獻給全人類,對于名利、地位并沒有放在心上.所以他既沒有接受貴族頭銜的授予,同時還放棄了專利申請.這是什么精神?這也正是符合毛澤東同志所說的“毫不利己,專門利人”的精神.這樣的事例還可以舉出許多,比如英國的物理學家法拉第,上文中提到的法國科學家居里夫人等等.

4.5 紀律與法制教育

紀律和法制是人們應該遵守的行為規范.俗話說“沒有規矩,不成方圓”,青年大學生剛剛成年不久,通過思政教育有助于他們養成良好的遵紀守法的習慣.這里我們設計了意大利物理學家伏特發明穩定電源的故事作為教育案例.

早期的電學研究關注于電荷的相互作用,形成的電流也僅僅是暫態(或瞬時)電流.伏特通過不同金屬導體的實驗研究,發明了伏打電堆.這是一種可以輸出持續電流的穩定電源,為人們后來研究電路回路的規律提供了支持,開創了電學研究的新時代.但是其工作成果卻被英國皇家學會的個別工作人員剽竊,他壓下了伏特投遞的論文,自己仿制了伏打電堆,四處宣講,說是自己的研究成果.但是好在伏特的工作早已被歐洲的同行所熟知,相關剽竊人員最后落得身敗名裂的下場.直到今天,屢禁不絕的學術剽竊行為破壞了社會公正公平原則,侵蝕了道德誠信底線,敗壞了社會風氣.它不僅僅是道德問題,更是違法亂紀行為,將會受到紀律與法制的懲治.所以在青年大學生中需要大力加強反對學術剽竊的宣傳,盡量避免學術不端行為的擴散,以期營造良好的科研環境和學術氛圍.

4.6 國防教育

古人云:覆巢之下,安有完卵.個人的存在依附于國家,沒有國哪有家.國防建設既要依賴公民的愛國主義精神,也需要一定的軍事武器裝備.在講述浮力定律和杠桿原理時,離不開“給我一根杠桿,我就可以翹起地球”的古希臘物理學家阿基米德,結合古希臘、古羅馬的發展歷史,還可以將其延伸到國防教育.

阿基米德的祖國是一個位于西西里島的叫敘拉古的希臘化城邦,由于在古羅馬帝國和迦太基帝國的戰爭中支持后者而遭到羅馬人的攻擊.敘拉古的實力遠遠不敵羅馬,因此只能采取被動防御的措施.歷史傳說中阿基米德利用自己的物理學知識發明設計了許多城池防御設備,軍民合力頑強地一次次打退了羅馬人的進攻,守城堅持了數年之久.但是遺憾的是,城內出了叛徒,最終城破國亡,阿基米德也被一名羅馬士兵劍刺身亡.這個案例也給我們以警醒,要想保衛國家安全,維持祖國領土完整,就必須大力加強國防建設.其目的不在于強權爭霸,而是為了維護世界和平和自我防御.

4.7 民族團結教育

世界上國家林立,民族眾多.民族問題一直是世界沖突的主要問題.作為個體如何看待民族認同、民族文化、民族融合的難題,從物理學家身上發生的歷史事件也許可以給我們一些啟發.這里在量子力學單元中舉一個反面教材的例子,眾所周知,納粹在德國攫取政權后,種族主義政策大行其道,其他民族尤其是猶太民族備受屠害,即便是著名的物理學家也是難以避免.為了避免遭受納粹的迫害,于是他們當中的一部分人紛紛設法逃離德國,比如愛因斯坦、玻恩、薛定諤(注:薛定諤本是奧地利人,但是他的祖國在二戰期間被德國吞并)等人.而留下的物理學家中就有量子力學奠基人之一的海森伯,他提出了測不準原理和矩陣力學,用于研究微小物體的運動規律.雖然他本人在前期也受過納粹的迫害,但是卻抱有狹隘的民族主義愛國觀點,支持納粹在德國的統治,并為其研制原子彈.雖然最后德國原子彈的研制沒有獲得成功,但是海森伯和學術同行的關系跌到冰點,他在二戰中的表現遭到以丹麥物理學家玻爾為代表的科學家的嚴厲批判.目前,西方國家一直利用我國新疆、西藏的民族問題攻擊中國的民主政治制度,借助臺灣問題實施分裂活動,必須引起廣大青年學生的高度警惕.

當然限于篇幅,還有更多思政元素融入的教學實例無法在此一一展現.

5 結束語

大學文科物理課程教學應該貫徹通識教育原則,普及科學文化知識,實現知識學習與科學素質培養相結合,人文精神與科學內涵相交融,讓學生在處理問題的思維方法上得到初步而系統的訓練,并在潛移默化中培養學生的科學素養和人文素質.同時通過課程思政教育,引導學生樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀,尤其是社會主義核心價值觀,培養他們的社會責任感和使命感.這樣既為他們學習后繼的專業課程打下一個深厚的知識基礎,又為今后參加社會工作,乃至形成整個人生之觀念培養出一種長期受用的潛在能力.

最后要提及的是,任何事物的發展都有其正反面.除了普及物理知識帶給人類現代文明發展的正面作用外,與物理科學有關的各種社會負面問題(涉及環境、能源、交通等方面)也應該讓學生有所了解.總之,要認識到科學技術的進步是一把雙刃劍,在促進了人類文明社會的發展同時,也對自然環境造成了無法逆轉的破壞.