电磁学课程思政初探

宋亚菊,刘 延,唐世清

(衡阳师范学院 物理与电子工程学院，湖南 衡阳 421002)

1 引言

随着全国高校思想政治工作会议和全国教育大会的召开，课程思政成为新时代思想政治教育发展的重要方向。习近平总书记在会上强调，坚持把立德树人作为中心环节，把思想政治工作贯穿教育教学全过程，实现全程育人、全方位育人，努力开创我国高等教育事业发展新局面[1]。电磁学是研究电磁场的产生、传播及其与物质相互作用规律的课程，是物理学专业本科生的核心专业必修基础课，也是其它理工科交叉学科的必修课程。作为经典物理学的核心分支，电磁学不仅是后续电动力学、理论力学、电工学、量子力学等课程的基础，在通信、医学、交通等诸多领域也具有广泛的应用。电磁学课程蕴含丰富的思政育人素材，将课程思政融入电磁学教学过程，充分发挥电磁学课程思政的德育作用。

2 电磁学课程思政的具体途径

2.1 修订课程目标，强化立德树人

在课程目标中纳入并强化德育目标，可以从制度上保证课程思政的实施[2]。“四为”是我国高等教育发展方向的政治定位，把思想政治工作贯穿教育教学全过程已成必然趋势。在制定电磁学课程目标时，不仅要求学生系统掌握电磁理论的基本原理和基础知识，能借助高等数学、矢量分析等数学工具解决物理问题，还要引导学生熟悉类比、构建物理模型、提出物理假设等创造性思维方法，深入体会马克思主义哲学中的历史唯物主义和辩证唯物主义思想，在潜移默化中培养学生的爱国精神、敬业精神、科学精神，加强学生的品德修养，逐步提升学生的创新意识和实践能力，促进学生全面、健康、协调发展。通过在课程目标中强化德育目标，可以提高全员对课程思政重要性和必要性的认识，激励学生自觉参与课程思政，促进教师在教育教学过程中切实做到教书和育人，言传和身教，潜心问道和关注社会，学术自由和学术规范四个相统一，做好学生锤炼品格、学习知识、创新思维、奉献祖国的四个引路人，真正做到四个坚持不懈[3]。

2.2 重构教学过程，融入思政元素

深入挖掘电磁学课程中蕴含的思政育人素材，以教学为载体，将电磁学专业知识和相关思政元素有机融合，是实施电磁学课程思政的主要途径。电磁学是理论与实验相结合的学科，接下来，分别从理论教学和实验教学两方面阐述如何在教学过程中融入思政元素。

在理论教学中，电磁学作为一门自然科学蕴含丰富的马克思主义哲学思想，而电磁学的发展史和众多科学家追求真理的真实事迹是培养学生科学精神、爱国精神、奋斗精神的生动思政资源[4]。在讲解点电荷、电偶极子、磁偶极子等理想模型时，可以渗透辩证唯物主义中化繁为简的方法论，引导学生观察和处理复杂问题时要善于抓住主要矛盾，厘清事物的本质；在介绍库仑定律时，结合场的概念的提出和发展历程揭示电荷与电荷相互作用的本质，激励学生要敢于推陈出新，打破常规思维，增强创新意识，培养学生实事求是、坚持真理、勇于探索的科学精神；在讲解磁荷和位移电流时，向学生渗透实践是检验认识真理性的唯一标准这一辩证唯物主义思想；在讲解电场和磁场的差异和联系时，以电荷的正负性、磁生电和电生磁说明事物是对立与统一的；在介绍库仑定律、高斯定理、环路定理等电磁场基本规律时，强调真理的条件性和具体性，提醒学生在学习生活中要避免断章取义和照搬主义；在由机械波传播需要媒介提出以太概念时，说明把适用于一定条件下的科学认识不切实际地运用于另一条件中，真理有可能变成谬误；在介绍电磁学的发展历程时，向前可以追溯到中国四大发明之一的指南针，往后可以介绍我国的北斗卫星导航系统和500米口径球面射电望远镜FAST，以此增强学生的文化自信和爱国情怀；通过富兰克林、奥斯特、法拉第、麦克斯韦、安培等科学家坚持不懈追求真理的事迹，让学生明白认识过程的反复性和无限性，追求真理是一个永无止境的过程，需要不迷信权威、敢于质疑和挑战传统的科学精神。在理论教学过程中用马克思主义哲学的观点和方法来讲解电磁学知识，可以潜移默化地向学生渗透辩证唯物主义思想和方法论，使学生在学习电磁学相关专业知识的同时，提高自身的辩证思维能力，用发展的眼光看到问题，形成正确的价值观和人生观。

将思政教育融入实验教学的各个环节是强化电磁学课程思政效果的主要手段。在制定实验方案阶段，采取以学生分组讨论为主，教师引导为辅的方式，调动学生的学习热情和主动精神，启发学生积极思维，培养学生团队协作、友爱互助的优良品德；在实验观察过程中，引导学生去伪存真，透过现象看本质，由表及里，归纳总结电磁学的基本原理和基本规律；在实验操作过程中，要求学生严格遵守操作规范，培养学生爱护集体财产、注意整洁、遵纪守法的优良品德，并且支持学生反复实验，进行探索性实验，增强学生不畏艰难、善于发现问题的科学素质；在数据处理和撰写实验报告阶段，鼓励学生分工协作，严肃认真地进行实验误差分析，并利用matlab、mathematics等计算软件进行数据拟合，帮助学生更深刻理解电磁学相关规律，培养严谨的科学实验，提高综合实践能力。此外，在实验教学过程中，通过不留痕迹地介绍相关电磁技术，如法国皮希克根据法拉第电磁感应定律发明了第一台永磁式发电机，德国雅可比根据安培定理发明了第一台直流电动机，以及变压器、电报、电话、无线电通信等电磁技术在社会发展中的应用，引导学生体会实践和认识的辩证关系，鼓励学生将所学的电磁学理论知识运用于实践，通过课外小制作、家电维修、教具制作等课外实验实践检验、丰富和发展相关电磁学知识，充分发挥科学理论对实践的巨大指导作用。

2.3 改革教学方法，促进课程思政

与时俱进改革教学方法有助于保障课程思政的效果，提高人才培养质量。随着现代化信息技术的发展，教育信息化已成为必然趋势。网络教学资源和教学渠道丰富，不受教学时间和空间的限制，更契合21世纪新时代学生群体的需求[5]，是对传统课堂教学的有效补充。但网络资源繁杂，有科学的，也有非科学的，甚至还存在有错误导向的信息。因此，在教师的正确引导下进行网络教学显得尤为重要，有助于学生更高效地完成学习任务和德育目标。

在教学过程中，坚持理论和实践相结合的原则，切实做到理论和实验教学协调统筹安排。在理论教学过程中，嵌入科学前沿知识和教师科研成果，开展专题讲座、利用各大高校精品课程或者网络课程教学平台、MOOC等进行线上线下混合式教学，可以在强化知识学习的同时，激发学生的求知欲和探索欲，进一步培养学生的创新意识和科学探索精神。鼓励学生利用寇享学术、官方科研微信公众号、学习强国等网络平台聆听学术报告，查阅相关文献，并创建学习小组讨论，尝试协作完成科研或教研论文，提升学生的思辨、归纳、逻辑推导等科研能力，激发学生的个性和自主性，为学生提供创新环境。利用微信、QQ等社交软件增加师生互动，推送相关学习资料和思政案例，留意学生在社交平台的言论，针对学生关注的敏感和热点话题，有策略地进行正面引导，润物细无声地厚植学生爱国主义，加强学生对社会主义核心价值观的认同和和理解，潜移默化影响学生的世界观、人生观和价值观，做到网络育人。在实验教学中，开展教师演示实验、学生课内和课外实验等多种教学形式，并结合理论课程向学生开放基础验证性、综合设计性、研究创新性三层次的实验课程[3]，提倡师范类学生自制教具进行演示，充分挖掘学生的协作性、自主性与潜能，因材施教，使每个学生的个性和创造性得以发挥。

2.4 优化课程评价，凸显品德价值

课程评价不仅是对教师的教学态度、能力和效果做出价值判断，也是对学生的学习态度、能力和成绩上的变化做出价值判断[6]。在制定电磁学课程评价指标体系中，除了专业知识的考核标准之外，要凸显思想品德、科学精神、逻辑思维、创新意识等的评价地位，将是否“立德树人”，是否促进学生身心全面发展纳入评价标准。在教师评价方面，将师德师风作为首要标准。在学生评价方面，应在电磁学课堂教学管理中，从考勤、课堂纪律、考风考纪宣传中，对学生进行诚信教育和遵纪守法的教育，渗透并践行社会主义核心价值观教育，将学习态度、遵守纪律、学习互助的情况记入课程平时成绩。教师可在课程教学过程中，布置难度适中的、具有一定科学意义的电磁学小论文题目，将学生在论文完成过程中所表现出来的协同合作、互帮互助、坚持不懈、创新意识等纳入电磁学课程的成绩评定。教师还可适当开展专题讲座，让学生讨论后撰写科学家在科学研究以及做人做事道理方面的收获和体会，作为课程平时成绩考核的依据。

3 电磁学课程思政教学案例

下面以《麦克斯韦方程组》为例探究电磁学课程思政教学。

3.1 课前预习

教师课前布置预习内容，要求学生走进图书馆或是利用互联网查阅相关文献资料，并对相关内容进行梳理、分析和总结。学生在预习的过程中，能了解法拉第、汤姆孙、麦克斯韦等科学家发现问题、分析问题、解决问题的科学方法；体会科学家遇到困难，迎难而上，不懈奋斗的科学精神；感受科学技术作为第一生产力，影响并改造世界的巨大威力。

预习内容包括：(1)麦克斯韦方程组的建立过程；(2)位移电流和传导电流的异同；(3)电磁波在现代科学中的应用。

3.2 教学过程

新课导入：从安培环路定理对非稳恒电路的不自洽性，引出科学研究问题，激发学生学习兴趣。

思政融入点：(1)安培环路定理只适用于稳恒电路，揭示了真理的条件性原理，任何真理都有一定的使用条件和范围。(2)科学问题的发现离不开扎实的理论基础和敏锐的洞察力，而科学问题的解决则依靠创造性的思维和坚持不懈的努力。

讲授新课

首先，利用电荷守恒定律，引出位移电流假说，创造性地解决了安培环路定理对非稳恒电路的不自洽性，从而揭示了一般情况下电磁场的科学规律。同时让学生根据所学知识和预习成果，分组讨论，对比分析位移电流和传导电流的异同。

思政融入点：(1)麦克斯韦从法拉第电磁感应那里找到灵感，既然磁能生电，为何电不能生磁。因此，位移电流假说的提出离不开大胆的创新思维。(2)强调位移电流并不是电流，而是变化的电场。在认识的过程中，我们不能仅仅理解字面意思，要透过现象看到事物的本质。(3)学生根据预习情况分组讨论的教学方法，能培养学生严肃认真、实事求是的科学态度，养成团结协作、与人为善的优良品德。

接着，回顾已学电磁场规律，总结得到麦克斯韦方程组，并分析其中蕴含的物理意义和科学之美。

思政融入点：(1)麦克斯韦创建电磁理论的奋斗历程达十余年，使学生领会科学家不畏艰险，追求真理，勇于创新，严谨治学的科学精神。(2)麦克斯韦方程组提出后一直不被认可，只有当赫兹实验证实了电磁波后，才被世人所接受。鼓励学生站在哲学高度正确应对问题，不要盲从所谓的“真理”，要坚持实践是真理的检验标准，积极投身实践，在实践中坚持和发展真理。(3)揭示了“变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场”。表明事物是普遍联系的。(4)经典电磁场的统一理论，一组简单的方程揭示经典电磁学规律，正所谓“大道至简”。(5)麦克斯韦方程组具有赏心悦目的对称美，可以提高学生对美的鉴赏水平，促进学生德智体美劳全面发展[7]。同时，方程的对称美中也包含不对称。因为自然界中只存在电荷和电流，而没有磁荷和磁流，因此磁现象具有电本质。实际上，对称性破缺何尝不是一种美，让学生对美的认识得到了升华。(6)预言了电磁波，并在现代科学中广泛应用，产生巨大影响，推动社会进步发展。引导学生知道，认识对实践具有反作用，并且只有在实践中才能发挥强大的生命力。以我国在5G无线电技术领先世界为例，增强学生的民族自豪感和爱国主义情怀。

3.3 课后作业

从麦克斯韦方程组的建立过程中，我们获得的启示可从以下几方面展开：(1)介绍麦克斯韦的生平事迹，以及科学家的精神；(2)伟大人物和科学发展的关系；(3)科学认识和实践的关系。

思政融入点：通过课前的预习和课堂的学习，学生不论在电磁学物理知识上，还是在情感态度与价值观上，都得到了一定的提高。在此基础上鼓励学生课后总结，可加深学生对电磁场规律的知识结构、历史逻辑、应用发展等方面的认识，增强学生对马克思主义哲学中的历史唯物主义和辩证唯物主义思想的深入体会，培养学生的爱国精神、敬业精神、科学精神，促进学生的全面、健康、协调发展。

4 结语

本文基于电磁学课程理论与实验相结合的特点，从课程目标、教学过程、教学方法和课程评价四个维度与时俱进地提出了电磁学思政课程的实施方案，具体包含修订课程目标，强化立德树人；重构教学过程，融入思政元素；改革教学方法，促进课程思政；优化课程评价，凸显品德价值。这些措施在我校物理学专业已得到部分实践，通过利用辩证唯物主义的思想和方法讲解电磁学专业知识，将思政教育融入教学过程，培养了学生的爱国精神、奋斗精神，逐步提升了学生的创新意识、协作能力和实践能力，促进了学生全面、健康、协调发展，这为电磁学课程思政的实施提供了新思路，对提高课程思政教学效果具有一定的参考价值和指导意义。