光电类专业“电动力学”课程思政探究

2022-07-30曹斌照范明明

电气电子教学学报 2022年3期

曹斌照范明明马宁

(太原理工大学物理与光电工程学院，太原 030024)

2016年12月，习近平总书记指出，要将“立德树人”作为培养人才的中心环节，要坚持把思想政治工作贯穿于教育教学全过程，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]。

2020年5月，教育部印发了《高等学校课程思政建设指导纲要》，以提高人才培养质量为核心要务对高校“课程思政”建设干什么、怎么干、谁来干进行了全面部署[2]。

在我国高等教育中，传统意义上,“思政课程”主要是指传授马克思主义基本原理、毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系概论、思想道德修养与法律基础等思想政治理论系列课程，通过这些课程的教育使广大大学生热爱祖国、热爱党，遵纪守法，树立正确的社会主义核心价值观、具有较强的社会责任意识和服务社会的职业思想等素质。

而所谓的“课程思政”则泛指除上述课程之外的专业课程教学中融入思政的元素模式[3]。由于之前一般高校各级部门对此没有具体要求，因此往往被教师忽视；也有许多教师存在着认识上的误区，以为“价值引领”应是“思政课程”的职责和使命，对于其它专业课程则只管知识传授和能力培养；也有一些教师对于专业课程如何进行思政教育无从下手，如此等等。致使“思政课程”与“课程思政”之间产生严重脱节[4-5]。

对于学生而言，单纯的通过思想政治课程接受教育往往还显不够。因为高校教师约80%是专业教师，课程中的80%为专业课程，而学习时间中80%是专业学习，尤其是对于理工科的学生，长期疲于应付各种专业课的超负荷学习与实践，缺乏足够的精力认识“课程思政”的精髓。由此可见，加强“课程思政”，深入挖掘专业课程中的思政元素，将价值塑造、知识传授、能力培养三者融为一体，真正做到“师者，传道、授业、解惑也”，其意义非常重大。

1 “电动力学”课程思政的可行性

“电动力学”属于理论物理范畴，被称为“四大力学”之一。其教学目标是通过该课程的学习培养学生利用物理思想和方法解决与电磁场有关的理论问题、实际应用和提高科研创新的能力，促进形成科学和正确的世界观、价值观和人生观。在“电动力学”课程的教学中融入思政教育的可行性在于：

(1)从“电动力学”课程的研究对象——电磁场来看，其作为物质的形态之一，具有广泛的代表性。其基础理论——电磁场理论是电子信息类各专业的重要内容之一，又和新型的材料学科、生物技术学科等内容形成交叉并成为新兴边缘学科发展的基础。随着电子信息类学科的迅速发展，电磁现象的研究也成为电子信息类专业中不可缺失的重要内容。“电动力学”作为物理学的重要分支，具有深厚的历史底蕴、广博的思维视角、引领科技的基础作用。这将为“电动力学”课程思政提供了丰富多彩的元素和资源。

(2)“电动力学”课程是一门基于实践的课程，蕴含着从实践到理论，再由基本理论指导具体应用的方法论，其中所折射着的马克思主义哲学思想，有助于大学生物质世界观、实践论等哲学思想的强化培养。因此，在课程教学中，可以非常自然地将其中所蕴含的科学精神、科学方法、人类进步、人文价值、家国情怀等融入课程，促进价值引领的提升。

(3)结合我院“电动力学”的教学改革中开展的启发式、研究型教学，也为课程思政提供了丰富的元素。例如，在教学中实施将知识传授和能力提升的“微课题”研究[6]、科技前沿与基础理论的结合、形成性评价中学生的协作等所体现的科学研究方法、创新意识、团队精神等可潜移默化地渗透到教学中。

2 “电动力学”课程融入思政元素的提炼和具体实施

纵观“电动力学”的全部内容，渗透着诸多方面的思政元素，表1中列举了其部分教学内容与思政要点的对照。

表1 部分教学内容与思政要点的对照

在授课的过程中，我们围绕列表中的核心内容，适时将思政元素融入教学环节。恰当的比拟能让学生茅塞顿开，贴切的引例使内容的传授深入浅出，诙谐幽默的语言能达到课堂气氛活跃轻松。下面列举几个在教学中所举的案例，具体介绍如何穿插思政要点。

2.1 案例一：讲绪论培养学生科学精神，激发家国情怀

什么是“电动力学”？为什么要学习及如何学习之？这是每一位学生初次接触该课程时思考的首要问题。众所周知，电磁学是继牛顿经典力学这一物理学的宏伟大厦铸就之后，到十八、十九世纪以来物理学的又一伟大成果。在绪论中自然会介绍随着著名的库仑定律、安培定律、法拉第电磁感应定律等实验规律的提出，摆在当时物理学家面前的是电磁规律能否像牛顿力学一样在整个物理学中有一席之地？麦克斯韦以高超的数学天赋和天才般的想象能力，在继承前人成果的基础上，通过提出“涡旋电场”“位移电流”的假设，建立了经典电磁理论。麦克斯韦的电磁理论是继牛顿力学之后的又一次理论大融合，不仅确立了电磁场这种特殊物质形态所表现的基本规律和相互作用的规律，而且实现了光与电磁场的统一。我们讲课程思政，并不是简简单单介绍这些理论的发展史，而应当深入思考：电磁理论中一个个规律、原理背后都包含着许多物理学家的智慧。例如，激发法拉第寻找“磁生电”的灵感是什么？一个因家境贫寒小学就辍学，但凭着对物理真知的执着追求，靠自学和不断地尝试，经历了11年之久的不懈努力才发现了电磁感应定律，这种对真理执着追求的精神难道不值得我们崇尚吗？麦克斯韦又是如何批判地继承了法拉第电磁感应定律，如何提出了“涡旋电场”的假设，以及如何引入“位移电流”的概念解决了之前理论的矛盾？这些典型的事迹不仅是当代青年学习的光辉典范，更应该令人深悟其中的科学精神和科学方法——发现问题在科研探索中的重要性。为什么这一时期我们这个千年文明古国却在近代科学和技术发展中几乎没有多大的进展呢？而在当今时代，我国科技实力跃居世界前列，“问天一号”迈出了我国自主探测行星的第一步，“嫦娥五号”实现了“绕”“落”“回”，“奋斗者号”载人深潜取得成功，极大地推动了中华民族伟大复兴的进程。这一系列壮举又是如何得来的？而面对“芯片”核心技术遭遇的困难，我们需要的是一种民族自强的精神。每一位有志青年都应该风发有为，为实现强国之梦奉献自己的才华。

当然，电动力学涌出了不少杰出的贡献者，爱因斯坦提出了狭义相对论，解决了时空统一、电磁理论在四维空间中电磁学与力学的统一问题[7]。作为物质存在形式的空间和时间，在本质上的统一性及其与物质运动的联系，这正是辩证唯物主义方法论的理论基石。这样的综合思维模式，不仅为物理理论的研究提供了有效的武器，也为学生在学习过程中提供了一种思维方法。这些理论的具体建立，都遵循着由具体到抽象、由局部到整体，由实践到理论、再实践的循环，使认识不断达到飞跃，这不正是唯物辩证法中实践论的普遍观点吗？真理的发现过程永无止境，发现、提出问题比解决问题更关键。特别是物理学家们坚持真理、锲而不舍的科学精神和家国情怀，是学生值得承接的精神财富。

2.2 案例二：从波导的学习领悟“内因”和“外因”的辩证关系

(1)

而在圆柱形波导(截面半径：a)中解的形式却为

(2)

可见，边界条件决定解的具体形式。这使我们容易联想到一个人的成功因素。人生亦如一个特定的数理方程定解问题，他(她)的成长经历、受教育状况等因素确定了自身所服从的规律，相当于泛定方程；而成长的外部环境、机遇等因素类同于定解条件，对其影响深远。古人云：“橘生淮南为橘，生于淮北则为枳”“近朱者赤，近墨者黑”便是这个道理。在授课时，将电磁场的边值问题中类同于“内因”和“外因”关系的哲理融入教学内容，指出一个人的成功根本取决于内因，所以必须首先练好“内功”，但还应抓住机遇，创造条件，二者缺一不可。这样的比拟形象生动，耐人寻味，不仅使学生对学习内容的理解入木三分，而且寓教于理，一举两得。

2.3 案例三：从电磁辐射的分析过程中感悟抓主要矛盾、团队合作之哲理

“电动力学”中的电磁辐射属于教学“重头戏”之一，其思政元素非常丰富。首先从辐射单元——电偶极子的辐射说起。局域在有限的小范围内的电流辐射源可以看作许许多多的电偶极子的叠加，这里包含着量变与质变的辩证关系。以半波振子辐射为例，其矢势A所满足的表达式为[7]

(3)

同样，在讲授天线阵时，可以贯穿“团队精诚合作”的重要性。我们知道，单个小天线“势单力薄”，难以满足强辐射和强方向性等要求，需要通过组队协同完成。将若干个同类天线组成阵列，通过调控使它们达到“齐心协力”，就能够达到强辐射的效果。在阵列天线中，如果每个不同的天线到达辐射点满足相位相同时，合成场强最大。这不正和我们完成一个系统工程需要每一位鼎力相助、同心同德才能实现其共同目标类同吗？俗话说“众人拾柴火焰高”就是这个道理。由此可见，团队合作至关重要。但如果是反相叠加，其结果互相抵消，其值更小。做事中如果彼此之间心不往一处想，互相拆台，则成为“一个和尚担水喝，两个和尚抬水喝，三个和尚没水喝”的结局。通过此例告诫学生在事业和生活中需要有团结协作、乐于奉献的精神。

3 在专业课课思政教学中应注意的问题

实施课程思政，教师是主体，要充分发挥教师的能动性，需要从以下几个方面做起。

3.1 树立正确的课程思政理念

专业教师应坚持不懈地学习新时代中国特色社会主义思想的理论，学习新时期教育方针、路线，把握引领学生的正确方向，提高对课程思政的重要性的认识。要明白“课程思政”不是要不要做的问题，而是怎样去做的问题。应积极参与一流专业建设、工程认证教育等方面培训学习，牢固树立“立德树人”的人才培养核心目标、“以学生为中心”的教育新理念、“价值塑造、知识传递、能力培养”三位一体的教学战略。

3.2 自觉提升自身修养

教师应当在行为上注重师德、师风的修养，为人师表，严以律己，自觉做到按时上课、认真上课、及时批改作业、认真对待和回应每一位学生的问题，关心学生的成长。同时在专业方面不断进步，潜心钻研教学方法，力争教研相长。一个能赢得学生信赖、喜欢、敬爱的教师，更容易达到与学生感情上的共鸣，因而更能取得积极的思政效果。

3.3 善于挖掘、加工思政要素

专业课中的思政元素需要我们去勘探、发掘、冶炼、加工，应做到内容贴切、自然，有情有义，有温度有爱；切莫为思政而思政，无病呻吟、生搬硬套，更不宜喧宾夺主。要顺其自然，做到“润物细无声”。

3.4 处理好“思政课程”与“课程思政”的关系

“思政课程”直接传授思想政治理论和道德修养教育，“课程思政”要将思想政治教育渗透到其它各类专业课程的教学环节，二者相向而行，价值指向、目标、使命具有一致性，共同服务于人才培养。但“思政课程”是纲，“课程思政”是目。后者必须依靠前者引领，才能把握正确方向。在课程思政中，切莫标新立异，而应当与思政课程协同发展，相得益彰。