“课程思政”在《大学物理实验》创新性教学过程中的探索

2022-07-05刘艳丽陈伟丽刘飞白锁

教育现代化 2022年20期

刘艳丽，陈伟丽，刘飞，白锁

（内蒙古科技大学理学院，内蒙古包头）

2016年至2019年期间，习近平总书记先后出席全国高校思想政治工作会议、全国教育大会和学校思想政治理论课教师座谈会等，明确指出“立德树人”是高校之本，多次强调学校思想政治工作和思政课的重要性和重大意义，明确了思政课改革创新的重大方向和教师的关键作用，为新时代背景下高校的教育事业指明了发展方向。做好学生的思想政治教育，事关中华民族伟大复兴事业和中国特色社会主义现代化强国的建设，是培养一代接一代的合格的社会主义建设者和接班人的重大保障。需要思想政治教育不仅在思想政治课程上进行，在所开设的其他各类课程中同向同行[1]。《高等学校课程思政建设指导纲要》[2]中指出：“立德树人”根本任务必须将价值塑造、知识传授和能力培养三者融合为一体。全面推进课程思政建设，就是在知识传授和能力培养的同时，做好价值观的引导工作，帮助学生树立正确的世界观、人生观和价值观，深知国家、社会和公民三者一体的价值。所有各类课程都要根据自身的课程性质和特点，深挖专业课程中的思政元素，将其融入课程教学中，与思政课程形成协同作用，最终达到潜移默化、润物细无声的育人效果。”同时指出“公共基础课要提高大学生爱国主义情怀、品德修养、科学精神、增长知识见识和开拓创新精神”等要求。

《大学物理实验》课，是学生进入大学后的第一门实验训练课程，在课程中学生开始接受实验方法和技能的系统训练，它具有丰富的文化底蕴以及实践性、探究性、科学性和创新性[3]。在大学物理实验课程中，如何更好地将思政元素与实验课程紧密地联系起来，在专业知识传授的同时，体现“德”育，使得课程思政在《大学物理实验》课程知识体系中自然的体现，达到润物无声之效，是每位大学物理实验教师追求的目标，是《大学物理实验》课程改革的方向。

一全面提高《大学物理实验》教师思政水平

古人用“师者，所以传道授业解惑也”和“其身正，不令而行；其身不正，虽令不行。”的语句去概括教师修炼自身的品德情操的重要性。正如习近平总书记所言，传道者自己首先要明道、信道，以成为有大德、大境界和大情怀的人作为教育者的追求，只有这样，才能给学生解惑、使学生树立正确的人生观和价值观。2018年高校师生思想政治状况调查显示，影响大学生思想的主要是专业教师[4]。故此，如果要做好课程思政与《大学物理实验》的有机融合，首要使教师进行课程思政建设的意识和能力得到增强。作为一名大学物理实验教师，首先要增强政治理论学习，积极向思政课程的专职教师学习思政教育的经验，积极参加课程思政讨论会、现场教学观摩和教师教学培训会，交流经验，增强对课程思政的正确认识和提高课程思政建设的方法、手段；其次，结合学生水平、专业发展需要和《大学物理实验》的课程特点，基于不同实验项目的特点，开展教研室内的集体讨论，集思广益，有针对性的寻找思政元素的切入点和切入方式，建立特殊案例，提升自身的能力；随后，要提升自身的道德修养，要具备高尚的道德情操，以德立身、以德立学、以德施教，由“守时”这样的小事做起，课上课下表里如一、知行合一，不断提升自己的科研素养，不盲从，杜绝数据造假，以自身的言行正确引导学生，给学生心灵埋下真善美的种子，引导学生树立正确的人生观和价值观；最后，要有情怀，时刻警醒自己作为高校教师的责任和义务，具有传道授业的意识，要热爱自己的工作，热爱学生，上好每一堂课。

二制定融入思政元素的《大学物理实验》教学大纲

将思政元素融入《大学物理实验》课程体系的前提是要制定符合学生未来发展要求的教学计划和教学大纲。教学大纲是基础，是教学目标的依据，确保教学的顺利进行。在教学大纲中将对学生的爱国情怀、科学素养、大国工匠精神、创新精神和团队精神等的培养纳入教学大纲的课程教学目标中；构建思政元素融入《大学物理实验》课程的教学体系和知识点，深层次的挖掘与实验项目相关的物理学历史背景、物理思想、实验设计理念、实际生活应用实例及科学技术的应用、科学家锲而不舍追求真理的精神，例如在霍尔效应实验教学中，融入霍尔在学生时代敢于质疑当时已经成为著名物理学家的麦克斯韦的言论，挑战权威，以及霍尔如何进行实验设计和实施的故事[5]，使学生感受到科学家善于思考、严谨的治学态度和追求真理的科学精神，同时介绍霍尔效应在磁场测量中的作用、霍尔自我挑战发现反常霍尔效应以及由薛其坤院士领衔的团队首次在实验上发现这一现象，使学生体会到我们国家的科学技术的飞跃发展，增强学生的爱国精神，从而使得思政元素隐身于知识体系中，使得学生专业成才的同时，精神也成人[6]。

三营造良好的“立德树人”的氛围，是课程思政隐性融入《大学物理实验》的重要手段，增强学生的“道路自信”和“文化自信”

《大学物理实验》教学不同于理论教学，上课地点固定，一般都集中在物理实验中心，因此，在物理实验中心，建设物理文化发展展示长廊，进行人文环境氛围建设，增强学生的文化自信。利用大学物理实验中心淘汰下来的老旧仪器，进行橱窗展示和说明，以电流表和电压表为例，经历了感应式电流表-晶体管数字式电流表-集成数字式仪表-智能化仪表的发展历程，仪表的体积也越来越小，测试精度越来越高，数据的读取也越来越容易，如图1所示，这样的展示使学生体会到祖国的强大和新中国建设以来科学技术的日新月异，以增加学生的爱国情怀和文化自信，同时使学生体会到祖国科技的飞速发展，激发学生的学习兴趣；通过物理文化长廊，进行科学家事迹的介绍，例如钱学森先生不畏美国的威逼利诱毅然回国投入到“两弹一星”的研制和试验中去，体现了：科学无国界，但科学家有国籍，报效祖国是每个中华儿女的责任与义务[7]；利用实验室内的展板，进行科学思维方法和科学发展规律的介绍，培养学生探索未知、追求真理、勇登科学高峰的责任感和使命感；利用现代技术手段，通过物理实验网站、微信小程序和雨课程等，进行物理学前沿知识和其他学科交叉方面的介绍，通过对我国射电望远镜的介绍以及涉及的物理原理，通过X射线和电子衍射在现代材料微结构分析中的应用，增长学生的知识见识，激发学生的探索和创新。

图1 微安级电流表的演化历程

四创新课堂教学模式，用好线上线下教学渠道

在《大学物理实验》教学过程分为实验预习、课堂实验思维和方法的讲述、学生实验数据整理分析的检查以及拓展知识的教学。

（一）现代信息传播手段引入实验预习环节，丰富预习内容，拓宽学生眼界，增强学生的自主学习性

实验预习，目的是让学生熟悉实验所涉及的物理原理和实验操作步骤，在此阶段，挖掘实验中所包含的物理学发展史、物理实验设计思想，例如在光电效应实验项目中，通常教材上只介绍了实验原理和实验步骤，只停留在爱因斯坦提出了光量子假说的认识，光电效应的由来以及密立根如何设计实验以证实爱因斯坦的理论却鲜少介绍，通过现代的信息传播手段，通过微视频、雨课堂和仿真实验等教育载体将其引入实验预习环节，使学生体会到密立根是如何发现问题、解决问题的(图2(a)和(b))，密立根后续的实验报告(图2(c))的展示使学生体会到实事求是、严谨认真的治学态度，增强学生探索未知、追求真理、勇攀科学高峰的责任感和使命感，培养学生精益求精的大国工匠精神。不动声色间将思政元素引入教学，从而同时实现知识传授及思政教育的目的。

图2 密立根设计的（a）光电实验装置；（b）光电实验示意图；（c）密立根的实验报告[8]

（二）实验课堂教学中引入多媒体、情景教学手段

在实验课堂教学的过程中，通过多形式进行教学。可通过教材、课件、演示等教育载体，采用观看、体验、讨论等形式在润物细无声的将思政元素引入课堂教学。

以亥姆赫兹线圈磁场分布实验为例，课堂上采用多媒体教学、教师演示和学生操作来完成本次教学。在多媒体教学过程中，首先引入物理学家-亥姆赫兹的故事。亥姆赫兹[9-10]是德国生物学物理学家、数学家。在光学、数学、热力学、生理学、电动力学等领域中均有重大贡献，他从永动机不可能实现的这一事实出发，创立了能量守恒定律。从而让学生们播下春的希望种子，挥洒夏的汗水培育，收获秋的累累硕果，安享冬的雪窖冬藏。此外，由于亥姆赫兹利用两个完全相同的线圈产生了均匀的磁场，解决了地磁场的测量和现代的磁性测量问题等，使学生体会科学源于现实，激发其在学习和生活中发现问题和解决问题，增强创新意识。

以温度传感器实验为例。课堂上采用多媒体教学、情景教学、教师演示和学生操作来完成本次教学。在情景教学环节以热力学第二定律为例，第二定律告诉我们，自然界中自发过程是具有方向性的。俗话说，人往高处走，水往低处流。这是遵从一定的自然规律的。所以此时要插入对学生一些寄语或实例来激励学生，体现苦尽甘来，只有付出才能获得收获！

以声速测定为例。课堂上采用多媒体教学、学生讨论、教师演示和学生操作来完成本次教学。在学生讨论环节，引导学生就声音是如何产生、如何传播、如何听到、听到什么声音进行。引导学生听时下的习总书记的教育理念，成为爱祖国、敢担当的创新型人才。

（三）实验报告的检查

大学物理实验报告包括原始测量数据的记录、数据处理、实验结论和学生实验思考建议等内容。实验报告的撰写体现了学生做事情是否认真、严谨和诚信，这些精神的培养是“立德树人”的根本所在，需要教师严格要求和培养的，是思政元素的体现。此外，鼓励学生根据实验项目学习和操作情况，大胆地提出自己的见解，是学生的创新的源泉。

（四）拓展知识的教学

由于在实验的课堂教学中，教师不仅要讲授实验项目所涉及的物理知识向实践的转化理念、思路，还要讲授实验操作，留给拓展知识的教学时间所剩无几，因此更加需要借助现代信息传播手段，通过微信小程序，与学生建立沟通通道，传授《大学物理实验》中的思想在现代生活和交叉学科中的应用，拓宽学生的知识面，增长知识见识。以单缝衍射实验为例，在拓展环节，向学生介绍光的衍射在晶体材料结构分析中的应用、晶体衍射图谱，介绍中国“天眼”，使学生体会到我们国家技术的进步和强大，使科学精神、创新精神和爱国精神等思政元素与教学内容有机地结合，潜移默化对学生产生思想教育[11]。