围绕立德树人浅谈思政点的融入*<br/>——以原子物理学为例

围绕立德树人浅谈思政点的融入*
——以原子物理学为例

2022-12-03夏田雨郭海中

物理通报 2022年2期

关键词：物理学原子立德

夏田雨郭海中

(郑州大学物理学院河南郑州 450001)

李萍萍陈红杰

(郑州大学教务处河南郑州 450001))

1 引言

“立德树人”是大学教育的根本任务、立身之本.立德，就是坚持德育为先，通过正面教育来引导人、感化人、激励人；树人，就是坚持以人为本，通过合适的教育来塑造人、改变人、发展人[1].坚持立德树人要充分挖掘课堂的思政元素，发挥课堂育人功能，以科学文化育人、以德育人，在教学过程中要注重课堂的高阶性、创新性、系统性和逻辑性.课程思政是为了构建新型教育格局而提出的一种新的教育措施，将各类课程和思想政治课程理论同步开展，形成协同教育的局面[2].原子物理学作为郑州大学大二本科生的基础物理课程，对学生下一步继续学习量子力学具有很好的承上启下的作用，该课程具有鲜明的基础性、前沿性和创新性，能够将自然观和方法论有机融合.在原子物理学的课堂教学中能够通过课程思政建设，达到掌握思想方法、立德树人、提升人才培养质量的根本目标.本文结合原子物理学教学过程中的一些实际案例和郑州大学双一流高校建设的具体情况，从以下方面阐述如何在原子物理学课堂中融入课程思政内容实现立德树人目标.

2 原子物理学的课程建设

原子物理学是大二物理学专业必修基础课程之一，是研究原子、原子核和核外电子运动及其结构的一门学科.该课程在电磁学、光学之后，也是最后一门普通物理学课程[3].通过该课程的学习能够对量子力学、固体物理等专业物理课程起到良好的引导作用，还能够使学生们对近代物理学的产生和发展有清晰的认知.

2.1 原子物理学的研究内容

原子物理学主要是研究原子的基本结构及其运动一般规律的学科[4].顾名思义，原子物理学主要研究对象是原子，包括原子的空间结构、能级结构和动力学参数等.使用的实验方法主要为谱学方法，包括光谱、电子能谱和离子能谱等.研究方法主要是归纳总结法，即在大量实验事实的基础上进行合理有效的总结，并抽象出一般的规律.

2.2 原子物理学的地位

原子物理学隶属近代物理的范畴，是联系经典物理和近代量子物理的重要桥梁[5].该课程主要揭示宏观现象及其规律的本质，并从微观结构角度考虑相关问题.例如：半导体如何导电，磁铁为什么能吸引小磁针，为什么会出现光谱等.通过对原子物理学的学习能够深入理解这些常见的物理现象的本质，对周围的物质世界产生更加统一且深刻的认知.褚圣麟老师编著的《原子物理学》中提到，原子物理学的发展不只涉及物理学的某些分支，而是影响到了物理学的全部领域[6].

比如，通过对原子物理学的学习，能够使学生们更加深刻地理解光学相关现象的内在原因，比如为什么会有多种颜色的光，为什么会产生衍射、干涉等现象，波粒二象性的本质是什么.原子物理学对电磁学的影响也是巨大的，在电磁学课程中只是简单告诉学生磁学的相关概念，什么是磁化、磁介质，而学完原子物理学之后，所有的这些磁现象都是原子结构的反映.而量子力学更是和原子物理学息息相关，甚至原子物理学被认为是量子力学的先导篇，学生们对粒子运动的学习有利于进一步接受量子的概念和思想，体会量子结论的合理性和量子力学处理问题的一般方法[7].和原子物理联系紧密的还有固体物理，两者都可以理解为是研究物质结构和微观粒子运动规律的学科，原子物理学中学到的原子的壳层结构、分子结构和多电子原子等能够为固体物理的学习打下良好的基础.

2.3 原子物理学的特点

19世纪初，大部分普通物理学内容(力、热、光、电)已经发展成熟，但原子物理学在20世纪初随着量子力学的发展才得以不断深入，目前原子物理学中很多问题仍然是未解之谜，是物理学研究的前沿热点.和其他普通物理学课程一样，原子物理学非常注重基本功的训练，特别是如何凝练物理思想，如何建立物理模型，如何寻找物理规律等.但与其有所不同，同时也是原子物理学特点之一的是，原子物理学中的一些物理规律有其适用范围和缺陷，不能像其他普通物理学一样完全推导其过程，因此只要掌握其中的重要结果，不影响学生学习后面与其相关的内容即可.原子物理学第二个显著特点是其与量子力学有非常好的衔接性.如果学生没有学习过原子物理学而直接学习量子力学，在学习过程中会非常吃力，对原子光谱、玻尔轨道量子化、原子能级等一些概念完全陌生，需要耗费大量时间去学习这些微观世界的基本物理概念和理论.因此在学习量子力学之前非常有必要熟练掌握原子物理学中相关知识，也能使学生在学习量子理论和概念时得到一些启发.原子物理学第三个特点是相关诺贝尔奖获得者非常多，几乎是所有物理学科中获诺贝尔奖最多的一门学科.据统计，在20世纪物理学发展的100年历程中，96项诺贝尔奖中有66项与原子物理学息息相关.这些工作在物理学发展进程中熠熠生辉，不仅能够指引后续研究方向，而且非常有助于学生掌握物理学的发展历程.

2.4 原子物理学的教学特色

学生在求学过程中首先是要学会基础知识，在学习基础知识的过程中掌握学习技巧，并总结出一套适用于自己的学习方法对未来无论从事任何行业都大有裨益.那么就原子物理学而言该怎么做好这些方面呢？由于原子物理学的研究对象主要是原子，不像力学等其他学科那样能让学生们感受到具体的物理模型，微观内容相对抽象难懂，单一刻板的书本知识学起来枯燥无味，但通过实际案例的引入能够激发学生学习原子物理学的兴趣.比如在讲述抗磁性、顺磁性和铁磁性的相关内容时，可以给学生提前布置任务，让学生们在上课前调研好导体、半导体和绝缘体的一些实际应用，并通过课堂展示告诉学生原子物理学与现代生产有着密不可分的联系.在讲述X射线的产生、发展和应用时，可以引入多位在X射线发展中做出卓越贡献的科学家们的趣闻轶事提高学生的好奇心，激发学生在粒子领域的研究兴趣.除了课堂教学外还可以引入多媒体技术，通过播放视频、音频、动画等提高学生的学习兴趣.比如在介绍原子核的相关内容时，可以借助多媒体播放聚变和裂变的视频让学生们体会到小小的原子核蕴含着大大的能量.

除了学习基础知识外，在原子物理学的教学过程中还要引导学生培养适合自己的学习方法和技能.首先要端正学习态度，态度决定一切，积极的学习态度能够培养学生认真、求是的科学精神.在原子物理的发展进程中往往经历这样的步骤：在自然界中、生产过程中或科学实验中观察到一些现象.为了解释这些现象，将其与已知的模型结合，建立初步的假设，并利用具体的实验结果验证假设.因此，可以教导学生培养实践—归纳—验证这样系统的科学素养.另一个很好的学习方法是根据原子物理学目录了解整门课的课程框架结构，并在此框架中填充相关的物理知识，这样就可以站在一定的高度理解整个原子物理学的发展脉络，并把握其中的物理本质和要点、难点.

3 原子物理学中课程思政的融入

3.1 充分挖掘具有地方特色的思政要点

原子物理学中最容易体现的几个思政点：其一，培养学生的逻辑思维能力和创新性科研能力；其二，培养学生实事求是的态度和务实的科学精神；其三，培养学生的爱国情怀和社会责任[8,9].这些思政点在通常的理工科课程中经常容易提到，除却这些经典的思政理念，原子物理学更应该结合当地的传统文化，充分推进文化素质教育.由于郑州大学是地方性综合大学，有着鲜明的地方特色，郑州大学的办学理念中也在逐步推进以中原文化为底色的课程思政建设，以河南省中原文化研究院和郑州大学嵩阳书院为依托，打造了“基地-中心-书院”三位一体的文化育人平台.而课堂教学作为文化和知识的传播地，除了教会学生学会、学懂专业知识以外，还要培养学生对中原文化的认知.充分利用中原文化的优秀成果，在专业教育中融入文化素质教育，彰显中原文化特色[10].做好经典文化传承，让每个学生都成为中原文化的传播者.比如历史上著名的河南籍发明家张衡，通过多年潜心研究和不断探索，发明制造了可测定地震事件和方向的地动仪，能测日影的土圭等.在讲述基本粒子的共振态时适当引入相关内容，让学生们认识到科学文化在中原文化中同样占据重要位置.再比如在讲述原子跃迁的一般规律时，可以引入中原历史知名算学家、物理学家、天文历法家朱载育，介绍他在探索科学真理的道路上笃学致性、越祖规、破故习，注重实践和实验的精神.同时还可以在授课时引入描述科学的相关诗句和词句，充分利用中原文化的优秀成果，在专业教育中融入文化素质教育，彰显中原文化特色.

3.2 润物无声式融入思政内容

习近平总书记曾用一个生动又形象的比喻来论述思想政治工作[11]:“好的思想政治工作应该像盐，但不能光吃盐，最好的方式是将盐溶解到各种食物中自然而然吸收”，所以课程思政是一项极富艺术性的工作，要在课堂中润物无声地融入思政内容.进入快速发展时期，由于学生个性差异较大，高等教育迎来了全新的挑战.教学过程中“大水漫灌”可能效果不佳，而“精准滴灌”的教育方式能够达到事半功倍的效果.原子物理学教学中的课程思政工作应该遵循当代大学生的实际情况，更加有针对性地考虑到每位学生不同的经历和经验以及这个年龄段独有的个性特点.创新教学方式、改革思政理念、挖掘思政内容，使思政点和专业知识紧密结合，在讲授时做到润物无声，让每位学生都感受到思政点对自己的影响.就如同烹饪一样，所有的菜肴都离不开盐，在品尝这些美味时没有人觉得盐是多余的.那么在融入了思政理念的原子物理教学中，专业知识要有思政点的点缀，让学生们从内心真正认识到这些必要的、必需的内容和自己息息相关.

原子物理学课程思政建设同样是一项基础的、长远的工作，不能急于一蹴而就，而要注重在课堂上绵绵用力、久久为功.这就需要整个课题组的整体协作，在备课初期就把课程思政建设放在重要位置，每个人分配具体的单元任务，展开丰富联想，深度挖掘相应思政点，并做到良好的沟通交流.例如在讲述物质的波粒二象性时，可以先简述实验现象，培养学生实事求是的治学态度；接着引导学生提出光量子假说，体现客观规律和发挥主观能动性；继而利用物理实验验证猜想和假设，体现实践和认知的辩证关系.

4 从融入课程思政内容到实现立德树人目标

4.1 立德树人和课程思政的关系

在全国高校思想政治工作会议上，习近平总书记强调了课堂教学要和思想政治理论课同向同行，可以看作是课程思政的“源头”.而后在不断地学习和践行中逐渐确立了教育的根本任务是立德树人.而党的十八大也是第一次把这一观点写入党代会报告中.在教学中，要用新时代中国特色社会主义思想育人，把立德树人作为课程思政的中心环节和根本任务，培养能够担当民族复兴大任的时代新人，把立德树人的成效作为检验学校一切工作的根本标准.

4.2 注重课堂教学手段

在传统的教学模式中，以讲述法为主，这类流传千古的教学方法同样也适用于课程思政点的融入.在课堂教学中，教师可以结合教学内容直接向学生们讲述具体的思政事例，比如在讲授同步辐射光源装置时，可以介绍我国在同步辐射方面取得的显著成果，介绍我国在经历了70多年的发展后，国家的科研从新中国成立之初重点关注国防、航天和重化矿藏工业有关的技术，到改革开放以来面对国家的重大发展需求变成了“科学技术工作必须面向经济建设”，而我国的科研事业也已经站在了世界前列，学生的民族自豪感油然而生.在运用讲述法传递知识和思政点的同时要重点关注课堂气氛的变化和学生情感的输出，营造一个积极的课堂气氛，有助于将思政点和课堂内容有机融入，切忌生搬硬套，空谈和课堂内容无关的素材，这样不仅不能吸引学生对教学内容的关注，反而会扰乱学生的思维，让学生把握不住重点.

除了传统的讲述式教学外，还应当引入双向交流式教学，让学生对课堂内容和思政点有所体会和把握，比如可以利用小组讨论.小组讨论作为一种课堂教学方式，其本身就融入了非常重要的思政内容[12].在小组讨论中所有的学生都要参与其中进行讨论，体现了合作性和每个人的协作能力；在讨论中学生们都要遵守制定的规则，体现了纪律性；在讲述自己的观点时还能锻炼学生的自我表达能力和表达的逻辑性；当排序靠前的同学和靠后的同学观点重复时，后面的同学要及时应变，修改自己的观点，体现学生的应变能力.这种小组讨论式教学法更容易将每个学生代入其中，深入挖掘并深刻理解其中的思政内涵，有助于提升学生的自我管理技巧和自我学习能力，实现立德树人的目标.

4.3 强化正确意识导向

思政课堂的基础是要加强师德教育，造就一支品德高尚的师资队伍，牢固树立“课课有德育，人人是德育工作者”的观念.使原子物理学教师们进一步落实德育在课堂上的渗透.以课程思政为主阵地，富思想教育于原子物理学教学之中，全面落实《德育工作实施纲要》，强化对学生的养成教育.

在坚持师德教育的同时还应该注重对学生进行正面引导，利用原子物理学中先进的典型、科技成就等正面素材引导学生的思想，做到润物无声，实现以德育人的目的.大学生正处于个性发展最关键的时期，再加上当前互联网上鱼目混杂的让人难辨真伪的内容.因此要在课堂上夯实学生的理想信念、厚植学生的爱国情怀、锤炼学生的品德修为，培养学生的高尚情操，让学生成为有大爱大德大情怀的人.例如在讲述康普顿散射内容时，可以提到在康普顿散射发现过程中同样做出卓越贡献的我国著名学者吴有训先生.吴先生1921年底赴美，次年加入康普顿团队帮助其完成X射线的散射实验，并在康普顿的结果被质疑时用有力的、充分的实验数据证实了结果的普适性.为此，有人提议将康普顿效应改成康普顿-吴有训效应，吴有训先生公开表示反对，表现出了中国科学家求实的态度和谦虚的美德.