思政视阈下创新创业混合式教学的构建——以物理学科为例

张丽萍，石 岩，薛彦华

(1.河北师范大学 教师教育学院，河北 石家庄 050024；2.河北师范大学 物理学院，河北 石家庄 050024；3.河北师范大学 教育学院，河北 石家庄 050024)

2020年9月11日，习近平总书记于科学家座谈会上提出要加强基础学科建设、大力弘扬科学精神[1]。同年，教育部提出要不断深化高校创新创业教育改革并构建中国特色创新创业理论体系[2]。2019“双万计划”[3]、2020“强基计划”[4]以及现代教育技术都对物理学提出挑战，此境域下以胸怀国家、服务社会为出发点的科学精神，亟待扎根课程思政,并以“思政”视野开启创新创业混合式教学。本文建构了物理学科“课程思政”维度体系，分别从“课前思政莅临、激发学习动机”、“课中思政浸润、创建智慧课堂”、“课后思政厚植、助力教学愿景”实施思政视阈创新教育，最终促成物理学科建设及科学精神培植。

一、物理学科“课程思政”维度建构

“课程思政”意指以“培养什么人”“怎样培养人”及“为谁培养人”为教学目标，以“立德树人”为根本任务，以提升国家向心力为准绳的构建全人发展育人格局及育人育才有机统一的创新型教育理念[5]。物理学作为一门基础的、普适的、强调真理的自然基础科学，促进着人类思维观念转变，推动着社会科技进步，并以独特的视角揭示着科学规律、彰显着科学精神、指引着创新发展。目前，我国在同步卫星、超导领域、纳米技术、激光应用等方面领跑世界，但在芯片技术、半导体设备、光伏产业等领域相对落后。这警醒着教师应以课程思政为契机，引导学生秉持以人为本的价值理念及奋勇争先的创新精神，肩负时代使命、勇攀技术高峰、撰写祖国未来。基于此，本研究设计了以课程思政为主线，以显隐结合、协同育人、立体多元为抓手的创新创业混合式教学，如图1所示。

图1 物理学科以课程思政为主线的创新创业混合式教学设计

二、课前思政莅临，激发学习动机

学习动机作为课程开展的利器，有其独特的教育启发价值。马斯洛和罗杰斯(1954)认为学习动机是实现奋斗目标的必然因素[6]。而思政莅临动机激发即以“立德树人”为基础，通过资料推送、问卷调查、项目预设等形式靶向学生实情、引发动力倾向、开启先知教育，建构全体师生协同发展的育人格局。

资料推送(线上)：搜集并整理科技发展(航天、AI、原子弹、光纤通信技术)及感动中国科学人物(黄旭华、叶企孙、吴有训)等鉴赏资料，制作思维导图并定时推送；以“敢为人先、心有家国、潜心研究”的科学家事迹现身说法，潜移默化地策动目标计划、激发学习热情、培育家国情怀，以此激励学生扎根国情民情以调动其树立正确价值观念、锤炼个人意志品质、丰富时代使命意识、不负家国期望等远景间接动机。如图2所示，以黄旭华人物事迹推送展示为例。

图2 黄旭华人物事迹推送展示

问卷调查(线上)：应用MOOC、问卷星等平台实施内涵调研、收集多元信息、预测现实学情；借力自查、自纠、自省之原则对“我”“我的学科”“我的国家”三维要素认知，明晰激发要素、启发学习情感、提升国际视界。通过设置多维问题有意识地培养双创目标、提高主体意识、优化设计价值，调度求知、求索、求新、求责等近景直接动机(见表1)。

表1 课前调查问卷维度

栏目预设(线上)：依托校园创新平台，接力资料推送科学精神、问卷调查真实需求，预设“物理竞赛、风采速递、学科交流、青春计划”等栏目，遵从共商、独创、自省的原则，以MOOC平台为展示窗口广纳师生意见、创设交流环境、提供发展方向；通过巧用线上平台“留言板”，适时调整栏目内容以吸引更多师生关注创新创业；善用学校资源、推进责任意识，鼓励多学科交叉融合以实现调配多专业、多链条、多要素协同育人的全过程自发式动机。

三、课中思政浸润，创建智慧课堂

“智慧课堂”旨在运用智能化技术手段，通过人与技术交互作用激荡优质理念、多元价值、充沛情感的生成[7]。将思政理念浸润课程，可提炼“物理观念和知识运用、物理思维和科技创新、科学探究和交流协作、科学态度和责任担当”的思政要素来致敬榜样力量、深耕学科价值、弘扬国家文化；并以实现全人、全程和全方位的智慧性课堂为基准，助推涵盖目标、内容、方法、手段的立体化教学，推动创新创业教育与实践育人融合发展。

(一)物理观念和知识运用

物理观念是对物理现象观察、分析、研究、概括及对物理规律、事实本质总结后建立的观点，其形成是艰巨的、复杂的、漫长的(如图3所示)[8]。依据创设多元情境增进学生对物理学科本质及其规律的客观认知，在一定程度上不仅需要具有高标准的思维水平，同时对其创新创造的“境域化”“异质化”“实迁化”发展有着更高的要求。而将思政理念融合智慧教学，可促使学生“转知成智、变识为技”。如以“陀螺特性”实验为例，运用实操演练、资料匹配、内涵深挖，培养尊重物理观念的事实态度、追求真理的求实精神，其最终目的是学以致用。

图3 物理观念的一般形成过程

学生自行研究手中陀螺并猜想当陀螺转动起来后的运动效果及轨迹，动手实践并观察实验现象，形成知识概念(线下)。利用PPT结合网络视频播放“王亚平太空授课的陀螺实验”：分别给静止和转动的陀螺一个干扰力，观察陀螺运动状态；以王亚平能吃苦、肯奉献的载人航天精神现身说法，培养学生的学科自信心和民族自豪感(线上)。学生用手中工具(尺子、圆规、硬纸板、木签或笔)，结合王亚平视频心得自制新式陀螺并探究：如何寻找材料间结合的适切角度使陀螺转得更长久？如果用彩笔将陀螺四周涂上不同颜色，转起来时会有什么现象？这说明什么？这与之前学过的哪部分知识相关联？生活中有哪些涵盖陀螺特性的运用(线下)？此外，可以“高速旋转陀螺的定轴性”的物理观念在载人航天飞船的具体应用，培养学生尊重客观事实的科学精神，启发物理观念创新应用的自主意识。

(二)科学探究和交流协作

科学探究意指使用科研手段探求客观事实规律。此为探寻事实本质、了解自然科学、获取世界真知的必要手段。可融合“求实创新”思政理念，以乐知善思、勤勉自励、笃学敏行之品质探究物理定律、物理定理、物理定则。如以“液体表面张力系数测定”为例，利用线上仿真和线下操作结合的形式深耕潜心研究的奉献精神及集智攻关的合作精神，切实提高学生的创新态度、创造意识，助力其创新创业能力培植。

线上：进入仿真实验室，讲解实验仪器、测量方法、注意事项以及熟悉“用焦利弹簧秤测微小力及掌握拉脱法原理”的目标，帮助学生提前认知实验目的、明晰实验原理并自主设计实验过程。学生通过虚拟平台自主学习，启发思考以深度剖析“拉脱法”引入的物理价值及现实意义，锻炼其逻辑思维、求索兴趣、发明创造及钻研意识。

线下：进入真实实验室，构建递进式物理问题，抓住核心概念、串联知识系统、锤炼实验素养；以小组探究合作并结合现实工具(焦利弹簧秤、游标卡尺和螺旋测微器)，测量三线重合时的米尺读数、金属框直径、金属环内外半径，巧用逐差法得出弹簧倔强系数k并计算液体表面张力系数。鼓励小组分工合作、明晰各自任务并撰写实验报告，探寻“三线重合”条件设置的意义，引起误差的物理量以及测张力的其他方法，以此厚植团队合作探索及创新精神。

(三)物理思维和科技创新

物理思维是利用物理属性及其内在规律性以完成思维创造的一种能动、迂回、灵活、抽象的意识体现[9]。敏捷且深省的思维是建立清晰观念、有序深入探究、透彻分析问题的必备手段及关键素养。将课程思政驻扎课中，建设智慧性课堂，可抵制糟粕思想、弘扬优质学风、锤炼创新精神。如，应用组站，携手营造交互式、协同式、立体化教学情境，打造诊治竞技、融合发展、创意交流的学习平台，培植创新创造的学科思维情愫。

组站(线上+线下)：邀约专业素质高、思维逻辑强的教育学家、教学名师和物理专家。利用PPT和视频联动的形式概述四次工业革命演进史，如图4所示。通过搭建思想教育载体(如：时事新闻、长辈访谈)、引进跟踪记录技术(如：虚拟实验、云计算、智能检测机制)、增设人文底蕴学习(如：审美情趣、历史传承)，以立体化思维强化“人才强国”与“科技兴国”的发展理念，培育社会主义核心价值观；以淡泊名利的品德风范和奉献精神促成科技创新发展、学科修养升华。

图4 四次工业革命演进史

携手(线上+线下)：携手思维灵敏、学法优质的成功学子。可分享独特的逻辑思维训练技巧方法，巧用思维导图(如：树形图、流程图、概念地图等)将“知识形态”“品质形态”转化为“思维形态”，以新思想催生新思维、以新思维促进新方向、以新方向推动新技术、以新技术解决新问题，使思想方向的序、思维规律的序与思考活动的序合拍，最终实现思维整合、潜能开发、科技创造、责任增强的学科素质场域共振。

(四)科学态度和责任担当

科学态度意指培养学生的社会责任感及对科学内涵与技术应用的正确态度。于创新创业背景下强化责任担当，可遵从“学生为本、产出导向”的育人理念，落脚学生的全面发展。通过学术讲座和研究探讨，致敬榜样力量、接力匠人精神、弘扬国家文化、培植科学态度和责任担当。

讲座(线上)：1935—1949年：钱学森加入美国麻省理工学院航空系并开启十四年艰苦求学→1950—1955年：在新中国成立之初，放弃名利回国效力并遭遇阻拦，历经五年辛苦归国→1956—1966年：回国后，以国为重，家为轻。组织成立航空工业委员会并协助聂荣臻元帅领导“两弹结合”飞行实验圆满成功，耗费十年两弹成[10]。教导学生坚持有理想、有信仰、有责任、有担当的社会主义爱国情怀，传承敢为人先、心有大我的科学家精神并以此开发个人潜能、厚植家国情怀及责任担当奉献品质。

探讨(线上+线下)：观看氢弹之父于敏、无机材料奠基人严东生、固体物理宗师黄昆的事迹，探讨追求真理、严谨治学、改革创新的科学精神；实践“五个一行动”(采访一位老学者、观看一部科教片、帮扶一名学困生、参加一次劳动、书写一篇心得)，体会责任担当、勇于奉献的心路和收获。

此外，要用好评价标尺，坚持全人发展的生本性与持续性，深化教育评价改革，选择能反映学习效果并进一步指向深度学习的过程性、引领性、真实性评价。如：评德行、情怀和视野；评知识丰度、广度和创新度；评责任、担当和奉献度。最终推动创新创业教育协同育人高质量水准。

四、课后思政厚植，助力教学愿景

教学愿景是教学主导和学习主体共同追求的一种长期稳定的目标，可将“立德树人”的价值取向厚植于教学改革。以“我是谁”“我的学科”“我的国家”为基石，开发个人潜能、助力学科成长、肩负国家使命，续航课程思政愿景。

(一)“我是谁”

“学生”一词出自《庄子·达生》“学养生之道也”。对“学生”身份的认知经历了一个漫长的、动态的过程性转变，目前形成了多视角且内涵丰富的科学概念，即他们正在或将要成为“创造知识的传播者”“改变自然的发明者”“改良社会的践行者”。为此，学生应以提升创新精神、创业意识为起点，通过树立科学的理想观、价值观、世界观，主动了解自我使命、明确学习目的、定位发展方向。

如将自身定位为“物理知识学习中勤勉努力的发掘者、物理实验中积极探索的合作者、物理发明创造中科学精神的继承者、科学调研实践中优质文化的绵延者、智能化科技社会中注重环保行为的践行者，以及应用物理技术担当时代使命的爱国者”，最终实现知行合一。

(二)“我的学科”

物理学是借助逻辑思维和基础实验探索自然规律的一门科学。它包含力、热、光、电等众多核心技术理念，是当今最精密、最基础、最朴实、最优美的自然科学之一。可通过推送和调研的形式丰富创新基础体系、深挖创业发展潜能，筑牢学生对学科魅力、学科素养及学科价值的认知。

推送(线上)：以物理事实(古代张衡地动仪、近代1.5米回旋加速器、现代原子弹氢弹)及当代思政(学习立身、创新兴业、科技强国)构建“感知性、多维性、全面性”的学科魅力 ；以“衔尾蛇”为例，领悟“物质形态研究广阔、空间思维极限美妙、物理规律价值多元”的学科素养(图5)。

图5 物理学中的“衔尾蛇”

调研(线下)：以“聚焦学科内涵→奠定核心素养”“重视学科探究→落地实践育人”“提炼学科素养→升华物理价值”，激励发明创造的学科责任感，追加积极探索谋求发展的学科使命感；通过让学生“调查→理解→设计→反思→修复→再反思→提升”，以加强沟通合作、交流共享、质疑批判，着力营造勇于创新、敢于担当的良好生态环境，最终实现创新创业的育人诉求。

(三)“我的国家”

2019年，中国创新指数排名跃升至第14位，是前15名中唯一的发展中国家[11]。其中“立体影像、神经网络、自然语言处理及人机混合”等智能高端技术取得突破性进展，“一箭多星、同步卫星、卫星回收”等航天科学技术领先世界发展。当下，物理学正推动着国家经济实力的壮大、军事力量的强大、国际地位的提升、人民生活的幸福。作为一名有担当的青年学生，应不断加强创新创业能力，以民族自信心及实际行动感恩时代、矢志报国。

以“我是谁”“我的学科”为导航，构建以“我的国家”为本的“我的发展路径”：基于媒体平台、科创大赛丰富知识贮备以拓宽学科视野；探寻科技项目薄弱环节以增进高质量学科思维；提升前沿技术创新意识以升华综合素质全面发展；承担文化传承历史使命以激发服务国家的远大理想。时刻将人民利益放在首位，为民而生、为民而立、为民而乐，依托自我奋斗及学科素养强化甘为人梯的育人精神并努力践行国家初心和使命，最终实现民族伟大复兴的中国梦。

如，以“思政”指引的光纤通信技术在发展愿景上的教学设计构架。意在以课程思政为向标、信息技术为手段，敦促师生领悟学科真谛、发掘自身潜能、营造合作氛围、增强责任意识，通过整合个人、学科及社会价值，培养综合素质以推进想象力、行动力、创造力进程，文化性、审美性、开拓性成长，责任感、使命感、幸福感发掘，最终实现全人、全面、全过程创新创业高质量、高素质、高标准发展愿景(图6)。

图6 “光纤通信技术”愿景设计

五、结语

承接“课程思政”混合式教育教学育人体系，通过落地“核心素养”之根基，着力打造课前、课中、课后动机鲜明、技术智慧、愿景贴合的全成员、全过程、全方位协同育人联动发展。此架构目前已投入使用并获得了学生赞许。我们将继续潜心创新，以新时代四大教育支柱：“学会求知、学会做事、学会做人、学会共处”打造适时、适度、适当的自主学习及帮扶发展、实践结合、上下联动的课程思政。以新时代“守初心、担使命，找差距、抓落实”的教育理念逐步落实创新创业“强实践、炼能力、优结构、释活力”的高质量教学。最终，落地物理学科课程创新创造及科学精神培育，逐步推进思想政治之高度、质量文化之深度、创新视野之广度、责任情怀之温度的人才培养同频共振。