新时代背景下大学物理实验的课程思政教学初探

丁益民，徐钱欣，蔡亚璇，彭小牛

(湖北大学 物理与电子科学学院，湖北 武汉 430062)

在新时代社会主义现代化强国建设，高等教育快速发展的背景下，中国特色社会主义教育要以“立德树人”为主线，融入思想道德教育、文化知识教育、社会实践教育各环节，“课程思政”建设则是发挥课堂教学的育人主渠道[1,2]。为深入贯彻习近平总书记在全国高校思想政治工作会议中关于教育的重要论述和精神，全面推进高校课程思政建设，落实立德树人的根本任务，2020年5月教育部印发了《高等学校课程思政建设指导纲要》，部署各高校结合学科专业特点，积极开展课程思政专题系列活动，大力推进课程思政教育教学改革[2]。大学物理实验课程作为通识实践类课程，涉及面广，是一般理、工、农、医类学生的必修基础课程，在高校人才培养体系中具有其他专业课程不可替代的育人功能和优势，但相对于物理专业理论课，有关物理实验课的课程思政建设还比较薄弱[3-5]。本文针对物理实验课内容丰富、过程环节多、生动直观、可塑性强等特点，总结了物理实验教学中进行课程思政改革的多种路径，探讨了课程思政元素融入课程各个环节的策略，为高校相关通识实践类课程的思政建设与改革提供了参考借鉴。

1 大学物理实验课程中实施“课程思政”的路径探索

基于“立德树人，全课程育人”的教学理念，我校《普通物理实验》省级一流课程教学团队结合自身特点，经过长时间的教学研究，总结出多条物理实验教学中进行课程思政改革的有效路径，如图1所示。

图1 课程思政改革在物理实验教学中的路径

1.1 增强教师课程思政意识和育人能力

课程思政理念的提出，贯彻了“各门功课都有育人功能”的基本要求，建设一支政治素质过硬、业务能力精湛、育人水平高超的高素质教师队伍，是“课程思政”的应有之义[5,6]。唤醒和培养专业课教师传道、授业、育人的自觉与能力，是将“立德树人”根本任务落到实处的关键举措。增强教师课程思政意识和育人能力可通过具体途径实现：①崇高的职业道德是教师贯彻课程思政教学理念的内在动力。新时代背景下，各种文化思潮和价值观念大量融入，教师对教育事业的执着追求、坚持社会主义意识形态、教师与学生之间的情感交流等，都会对学生成长成才起到潜移默化的影响。教师应坚守崇高的职业道德和正确的人生价值观，乐于奉献的构建自己的教学生涯，饱含仁爱之心，尊重学生的人格和价值需求，真正落实对学生的价值塑造和人生发展产生积极作用。②在崇高的职业道德引领下的高度责任感和使命感是教师提升课程思政效果的关键所在。学生心理是一个完整的系统，由认知、情感、意志等过程及个性倾向、个性心理特征等协同建构，高校教师只有明确自身的育人角色定位，把责任感体现到平凡、普通、细微的教学管理之中，才能系统性思维把控，将任务重大的育人工作化为微处，引向深处，于细致入微处破解课程思政“任重”的艰巨，发挥课程思政的积极性、主动性和创造性。③课程思政能否有效展开，专业课教师精湛的业务水平和思政理论水平发挥着不可替代的作用。繁杂的课程与教学体系中育人元素的挖掘，对教师业务精通能力的考验巨大。教师应深用理论，活用案例、足用资源、潜用价值和巧用方法，才能善用大思政，有效做到专业课和思政课同向而行。

1.2 挖掘实验课程内容的思政元素，寻找思政教育的结合点

大学物理实验课程蕴含丰富的思政元素，它们往往以不同的形态、不同的形式隐藏于课程体系中，初步概括如图2所示。

图2 物理实验课程内容融入思政元素的路径分析

(1)提升文献检索能力，加强合作性实验的学习。文献检索是一项实践性很强的活动，它要求学生善于思考，并通过团队自主学习，获得需要的科研文献资源等。而合作性学习是以学习小组为基本单位，以小组成员间的互动为基础，互相帮助和资源共享。每个学生既通过自主学习，获取专业知识，提高了主观能动性，又帮助影响他人，既满足了归属感，又提升了自信心，提高了对物理实验的兴趣。合作性实验赋予了学生更多的自主学习能动性，对于帮助学生协调不同的意见冲突，最终实现问题的有效解决，具有积极的反馈作用和激励作用。

(2)通过实验现象及数据记录与处理，培养学生实事求是的态度和科研诚信精神。近年来，随着社会环境和学术氛围的变化，学术不端滋生，科研诚信和学术风气上出现了一些不容忽视的问题。在物理实验过程中，需要详细观察并记录实验现象，并进行数据处理和分析。一些学生由于主观操作的影响，导致实际数据与理论不符合，甚至偏差比较大。由于担心影响课程成绩，学生会将实验数据向理论值靠拢，对此，教师要严格要求实验数据的真实性，引导学生树立实事求是的科研态度和诚信精神，深刻认识“诚信为本”的科学素养。

(3)基于“OBE”理念重构“动态式”教学内容，提升学生的综合素质水平、实验实践操作能力和科技创新思维[3]。传统的依据固定教材内容的物理实验内容，没有很好地体现科技进步与社会发展。我校物理实验教学团队基于社会对物理学综合性、创新性人才的要求，新增了基于智能手机传感器的物理实验、基于Tracker软件分析的物理实验等多种实验项目，采用“动态式”的方式，动态地引入到普通物理实验课程当中，体现了“产出导向”和“持续改进”的“OBE”理念。

开展基于“数字传感+虚拟仿真”的实验教学研究，借力信息技术提升学生创新能力。依据学生实际，在本科知识水平的基础上开展基于数字传感技术、智能手机传感技术及数字仿真技术的物理创新性实验研究，并指导学生撰写与发表实验研究论文，将DIS数字传感器、智能手机传感器等运用于传统的物理实验测量中，既提高了实验测量精度，也培养了学生创新能力；另一方面通过开发虚拟仿真物理实验，既节省实验仪器资源，也加强了学生信息素养的培养。教学实践调动了学生的主动性、激发了创新意识，体现人才培养的“高阶性”和课程学习“挑战度”。

(4)基于物理学史和科学家的故事，展现科学历史上的家国情怀，增强学生的爱国信念和科学精神[4]。物理学中的辩证唯物主义、物理规律的内在逻辑、物理学家的事迹、前沿科技等方面对于落实物理实验课程思政具有天然的优势：物理学史统一了科学与人文，打破了传统大学物理课堂的“文理堡垒”；物理学史建立的过程和涉及的爱国物理学家，有助于发挥课堂的人文价值，根植学生的爱国主义；而各个物理学家所攻坚克难的科研领域又呼应了大学物理实验的相关知识点。因此，将物理学史和科学家的故事融入课堂，对学生的思想引领和价值引导有至关重要的作用。

(5)培养学生爱护器材，珍惜生活，常怀感恩之心。大学物理实验课程作为通识实践类课程，学生涉及面广，正确使用和认真爱护实验仪器是每位学生的基本守则，也是衡量学生责任心的重要方面。教师应引导学生关注实验耗材，严格遵守操作规程，让学生意识到良好的实验环境和优越的学习环境，帮助学生懂得感恩和回报。

(6)加强实验室安全文化建设，使实验室师生自主形成“懂安全、会安全、要安全”的安全意识。教师要加强安全管理制度建设，加强安全环境建设，加强安全监督检查，帮助学生形成自我约束的安全理念，使学生将安全观念渗入到意识及行为中，从而确保实验室安全稳定运行。

1.3 基于“协同论”构建“3+3”课内外协同教学法，提高思政教育的融入程度和成效

以教师为主导的传统式实验教学方法，教学流程固定单一，教学效果不佳，学生只能被动式接受课程内容，不利于学生的探索精神、创新意识和创新能力的培养。教师必须抛弃传统的教学方式，采取以学生为主体的教学方法，以提高思政教育的课堂渗透[5-7]。将“MOOC学习”、“讨论式学习”、“探究式学习”和“项目学习”等运用于物理实验教学中，并结合协同论构建课内外一体化的“3+3”物理实验课程教学方式，对学生综合素质进行全方位的培养。在“课前”、“课中”和“课后”3个教学环节，采用3种教学方式进行教学，分别为“线上MOOC学习”+“线下实验操作”+“探究式教学”，如图3所示。并以“课堂问题”及“创新项目”为驱动，促进学生实践能力与创新能力的提高，体现了教学方法的创新性。在MOOC课程资源中融入思政教育内容，在实验课堂教学中注重对学生科学态度与良好实验习惯的培养，同时加强课内外协同教学，充分利用第二课堂等课外教学资源，将学生的思政教育与实践能力培养的过程由课内延伸到课外，使学生的综合素质得到进一步的提升。

图3 “3+3”课程教学方式

基于“信息技术”创设“数字传感+居家实验”，例如大学物理实验中“三线摆法测物体的转动惯量”，在总结疫情期间MOOC与居家实验教学的基础上进一步开展“线上线下混合式教学法”、“探究式教学法”和“案例教学法”的教学实践。将讲解部分提前到课前预习部分完成，学生观看视频并完成在线考核后，设计居家实验和创新实验，课堂讨论以学生为主，通过师生互动的形式进行实验拓展和优化。教师展示本校高年级学生创新实验研究案例，如“利用智能手机磁传感器测定刚体转动惯量”[8]和“利用智能手机测物体转动惯量的居家DIY实验”等[9]，激发学生的集体荣誉感，充分调动学生的主动性和积极性，培养学生的创新能力和综合素质。

1.4 建立和完善多元化教学评价体系，是课程思政建设得以推进的保障

在传统的物理实验课程评价体系中，一般只限于对专业知识和基础操作技能的考察，缺少对学生思想政治和情感态度价值观的考核。打造多维立体育人机制首先要在教学评价机制上，关注思政教育的三全性，突破传统单一、二元评价机制，采用形成性评价、过程性评价和结果性评价相辅相成的方式，制定更为系统和具体的结合物理实验课程的评价体系[9-11]。例如按时上课的考勤情况，使用公共仪器的清理爱护情况，实验过程中的团队协作精神，实验报告中体现的实事求是的科学态度，实验结束后的卫生打扫等责任心。让学校的教育回归本来，与思想政治课程同向而行，共同担当育人之责，站在时代高度全面、客观和公平地考核学生的综合素质，引导学生形成正确的人生观、世界观和价值观。

图4 物理实验课程评价体系

1.5 开展科普教育实践活动，倡导师生服务社会和回馈社会

我校物理实验课程教学团队积极组织开展科普教育活动，通过线上制作科普短视频，线下深入中小学课堂，与科技馆合作组建STEM活动小组，促进科技馆等校外科学环境与高校科学教育的整合，最大程度发挥它们的聚合效应，更好地培养青少年的好奇心、想象力和科学思维。目前，我校物理实验中心已联合党支部设立科普志愿岗，鼓励师生“众心向党，匠心育人”，在提升自身综合素质和视野的同时，尽己之力回馈社会和造福社会[2]。

1.6 建立物理实验课程思政教育资料库

随着课程思政教育改革的不断推进，建立学科思政教育资料库是非常必要的，实际教学中总结出来的好方法、好教案、好思路和好经验，与物理实验高度融合的物理学史和前沿科技案例，都需要模块化收集和整理，并不断积累、继续改进、加强提炼和升华，促使教学资源共享，对提升课程思政建设水平和提高人才培养质量具有现实意义。

2 新时代物理实验课程思政建设仍存在的难点

物理实验课程思政的建设仍然存在诸多难点需要突破，这些难点既包括课程思政建设客观方面存在的原因，也包括主观方面的一些原因。把握和分析这些难点，才能有效推进课程思政的融合[10-14]。①实验专业课的教与学，由于各种公理以及定理的运用，逐渐淡化了知识本身所蕴含的价值追求。如何让社会主义核心价值观贯穿于专业课“求真”的教与学，将成为课程思政所面临的首要问题。②课程思政最终需要教师开展实施，发挥桥梁纽带作用，所以对专业课教师提出了更高的要求，教师需要做到“寓德于课”、“人文立课”和“价值引领”。从某种意义上说，课程教师是落实铸魂育人的重要力量。③物理实验课程思政既不是一门单一的知识，也不是一项孤立的活动，而是需要将思政教育融入课程教学和改革的各项环节、各个方面，才能发挥隐性教育的育人功能。

3 结 语

课程思政与思政课程同向而行、协同作用，已成为高校的育人共识。习近平总书记在庆祝中国共产党成立100周年大会上的讲话中指出，“未来属于青年，希望寄予青年”。新时代青年如何将青春奋斗融入党和人民的事业，离不开教师的立德树人。大学物理实验专业课教师必须牢牢树立课程思政的自觉意识，落实到专业课教学过程中的行动自觉，努力提升实施课程思政的积极性、主动性和创造性，培养不负时代、不负人民的新时代青年，任重而道远。