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大学物理课程思政教育的实践与探索

2022-10-22赵雨英郭东琴

科教导刊 2022年20期
关键词:光栅大学物理专业课程

张 晖,赵雨英,郭东琴

(信息工程大学基础部 河南 郑州 450001)

教育的目的是什么?我们知道,育人之本在于立德铸魂。可见,教育最根本的目的在于塑造灵魂品格。习近平总书记在2016 年12 月的全国高校思想政治工作会议上,科学回答了高等学校“培养什么人,怎样培养人,为谁培养人”这一根本问题,指出“要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”。在2018 年9 月的全国教育大会上,习近平总书记又强调“要努力构建德智体美劳全面培养的教育体系,形成更高水平的人才培养体系。要把立德树人融入思想道德教育、文化知识教育、社会实践教育各环节”。为了深入贯彻落实习近平总书记关于教育的重要论述和全国教育大会精神,教育部于2020 年6 月颁布了《高等学校课程思政建设指导纲要》,指出“要紧紧抓住教师队伍‘主力军’、课程建设‘主战场’、课堂教学‘主渠道’,让所有高校、教师、课程都承担好育人责任,守好一段渠、种好责任田,使各类课程与思政课程同向同行,将显性教育和隐性教育相统一,形成协同效应”。

1 课程思政的丰富内涵

唐代文学家、思想家韩愈在他的文章《师说》中写道“师者,所以传道受业解惑也”。教师不仅要传授知识、答疑解惑,还要教学生如何做人,引导其树立正确的世界观、人生观、价值观。课程思政是一种综合教育思想。它以“立德树人”为根本任务,本着协同育人的基本理念,通过构建全员、全程、全课程的育人格局,使专业课程与思想政治课程形成协同效应。鉴于课程思政并非在专业课教学过程中专设思政教育环节,而是根据各学科的知识特点以及所蕴含的德育资源,将思想政治理论课的核心内容与各专业课程有机结合,以润物细无声的方式进行熏陶和引导。所以,课程思政并不会将专业课程思政化,在专业课程中开展思政教育既不违背其教学大纲,也不会改变其教学目的。在实施方法和手段方面,课程思政主要是通过将思想政治教育的理论知识、价值观点以及精神追求等思政教育元素与专业课程有机融合,从而对学生的思想信念、情感认识、行为举止产生潜移默化的影响,实现专业课程“守好一段渠、种好责任田”的目标。可见,有机融入思政教育之后的专业课教学能够达到充实教学内容、拓展教学广度、提升教学效率的效果。

2 大学物理课程实施思政教育的必要性和可行性

人类自有文明记载以来,就对所处世界充满了好奇,试图探究世界之构成、万物之起源。而物理学就是研究物质基本结构、基本运动形式、相互作用及其转化规律的自然科学。其研究对象大至宇宙天体,小至基本粒子。以物理学基础为内容的大学物理课程是高等学校理工科各专业学生一门重要的通识性必修基础课程,是理工科各专业课程的先修课。其主要内容包括力学、振动与波、热学、电磁学、光学、狭义相对论、力学基础和量子物理基础,涉及人类日常生产生活的方方面面。伴随着人类追求科学真理、探索未知世界的过程,物理学这门古老而年轻的科学在不断的创新发展中逐渐形成了严密的知识体系,同时也展现出了一系列科学的世界观和方法论,对人类思维方式、生活方式以及对物质世界的基本认识产生了深刻影响。因此,大学物理课程在立德树人、实施思政教育方面具有自己独特的优势。

大学物理课程大多开设在本科第一学年或第二学年。此时的大学生刚刚褪去稚气,离开父母,迈进象牙塔,思想最为活跃,正是人格、性格逐步发展成型、趋向成熟的关键时期。随着年龄的增长、知识的积累以及生活阅历的丰富,他们对社会、人生会逐渐形成自己懵懂的认识。但是随着信息化社会的快速发展、各种思潮的不断涌入,相当多大学生在人生观、价值观等方面受到冲击。他们一旦在道德标准、人生典范、追求目标等方面出现困惑,而又没能得到及时正确的引导,就会留下诸多消极影响。这就要求高校教师同时担负起知识传授与价值引领的双重责任。因此,在大学物理课程中开展思政教育不仅是非常有必要的,也是完全可行的。

3 大学物理课程实施思政教育的实施途径

3.1 分析梳理课程内容,深入挖掘思政素材

结合我国物理科学的发展历程,大学物理课程中蕴含了科学的方法论、世界观、辩证唯物主义思想以及浓厚的爱国、报国、强国思政素材。

在方法论和辩证唯物主义思想方面,通过探究质点、刚体、理想气体、弹簧振子、电偶极子等一系列理想模型的建立,学生能够掌握构建物理模型的方法,学会以矛盾的观点认识和处理问题,学会在处理实际问题时,抓住主要矛盾、忽略次要矛盾。通过比较线量与角量、电动势与水塔、电容与自感等概念,学生能够掌握类比法的使用规律。通过学习安培分子电流假说、麦克斯韦感生电场假说和位移电流假说,学生能够了解假说法在科学研究中的作用,为后续独立处理科研课题、实际问题打下基础。通过探讨静电应用与静电屏蔽、自感应用等问题,引导学生意识到任何问题都有两面性。在学习大学物理的过程中,学生不仅能掌握科学的研究方法,还将学会以辩证的角度看待问题、分析问题、处理问题。

在爱国、报国、强国方面,我国物理科学的发展史就是一部中国科研工作者自强不息的奋斗史。比如,大学物理课程量子物理基础部分的康普顿散射。康普顿散射是验证光的粒子性的重要实验之一,被视为近代物理学发展史上的里程碑。只要提到康普顿散射,就不得不提及我国著名物理学家吴有训先生。最初,针对康普顿散射的研究只涉及石墨这一种散射物质,难以令科学界信服。当时从中国赴美留学的吴有训先生在其导师康普顿教授的指导下,对康普顿效应进行了更深入细致的研究,又以7 种其他物质为样品进行了X 射线散射研究,并测量了15 种元素的X 射线散射光谱图,以有力的科学事实回答了对康普顿效应的各种疑问,证实了康普顿效应的普遍性。就此,吴有训先生在物理学界声名鹊起。在美国物理学会第135 届会议上,他的论文被排在第一位。在第140 届会议上,他宣读了3 篇论文。他针对15 种元素进行的X 射线散射光谱曲线成为物理学后续研究康普顿效应的经典插图。1925年,吴有训先生在芝加哥大学获得博士学位并留校任助教。但是,当接到江西士绅关于参与筹办江西大学的邀请时,吴有训先生决定立即回国。面对导师康普顿教授“希望留美的毕业生那么多,为什么在获博士学位且留校任教的情况下还要执意回到当时落后破败的中国”的困惑,吴有训先生的回答是“毕竟我是个中国人”。他回到祖国,在一穷二白的中国学术界开疆拓土,成为中国近代物理学研究的开拓者和奠基人之一。

在讲授光栅衍射这一内容时,可以从光栅在光谱分析技术中的重要应用开始。光谱分析是根据物质光谱鉴别化学元素组成并确定其相对含量的重要手段。光栅作为其中的典型分光元件,其性能直接影响了光谱仪的分辨率。其中,中阶梯光栅光谱仪代表了先进光栅色散型光谱仪的发展方向。然而,中阶梯光栅的制作曾经是严重阻碍我国高端光谱行业竞争力提升的“短板”。由于长期以来我国仅具备300mm×300mm以下常规光栅的制作能力,高端光栅全部都需要进口,高端光谱仪器行业存在着“有器无心”的局面。战略领域所用的高精度大尺寸中阶梯光栅,受到国外严格的限制。2016 年11 月,中科院长春光机所经过八年艰苦攻关,突破了18 项关键技术取得了9 项创新成果,成功研制大型高精度光栅刻划系统,能够制造出世界上尺寸最大的高精度光栅,从而改变了我国高端光栅制造受制于人的局面,填补了我国在该项领域的技术空白,标志着我国大面积高精度中阶梯光栅制作中的相关技术已达到国际领先水平,为高端光谱仪器产业竞争力的提升提供了关键核心技术。可见,“科技兴则民族兴,科技强则国家强”这一观点不仅适用于过去,在当下也依然成立。

3.2 提高教师的思政素养,精心设计教学过程

教师是课堂的主导者,是学生思想进步的引导者和引路人,所以,开展思政教育的关键在于教师。教师是否具备扎实的专业课程知识基础和优秀的思想政治理论水平是决定思政教育成效优劣的关键。然而,闻道有先后,术业有专攻。部分专业课程教师的思政素养不够专业,思政内涵不够多元丰富,思政素材在课堂教学的融入过于生硬,导致存在课程教学与思政教育“两张皮”的现象。这就要求教师在夯实专业课程基础的同时,不断进行相关思想政治课程的学习。只有提升专业课程教师的思想政治理论水平和思政素养,强化教师的责任意识和使命担当,激发教师高效实施思政教育的潜能,才能使专业课程与课程思政相互融合,在润物细无声中完成立德树人的任务。

此外,专业课程中思政教育的开展需要从全新的角度设计教学过程,从而实现专业课程与思政教育的同频共振。为了实现这一目标,笔者所在教学团队坚持开展教学业务研讨活动,针对大学物理课程的各个部分进行讨论,设计出以立德树人为内涵的大学物理课程教学方案。以电磁感应部分的教学为例,在回顾“奥斯特发现电流的磁效应”、介绍“法拉第发现电磁感应现象的过程”时,可以引导学生感受科学家不怕失败,持之以恒、锲而不舍的科学精神;在阐述“科学家由磁生电对称性地提出电生磁”“奥斯特坚信电、磁、光、热等现象之间相互存在内在联系”时,向学生介绍物理思维的对称和谐以及世界是普遍联系的辩证唯物主义思想,树立正确的科学观;在讨论“楞次定理的两种表述中所体现的能量守恒定律”时,引导学生抓住问题的本质,掌握科学的方法论;在演示法拉第圆盘发电机的过程中,阐述电磁感应定律的历史地位,引导学生意识到基础科研与工程需求之间相互促进的关系以及物理等基础学科的重要性,培养学生的实操精神和责任担当。

4 思考与启示

在大学物理课程开展课程思政的探索过程中,笔者所在教学团队曾试想,“站在学生的角度,物理课堂上的思政教育应该以什么形式展开才能更有吸引力”,并以学生为对象进行了访谈以及问卷调查。结果显示,所有的学生都更青睐“自然过渡的教学环节”;部分学生提出思政教育的内容应该“有所取舍”,思政元素应体现出“时代性”、具有“一定的思想深度”;个别学生希望在课堂之外进行更深入的辩论。

可见,随着一代代更加具有活力的年轻人成为我们的教学对象,专业课程思政教育的难度也必将会越来越大。我们只有在完成当前教学任务的同时,坚持严格要求自己、紧跟学科发展前沿,不断探索、完善,才能使大学物理课程展现出其特有的思政魅力,完成立德树人的时代重任。

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