基于课程思政理念的分光仪实验教学探索与实践

吕东燕，周 原，胡永金

（湖北汽车工业学院数理与光电工程学院，湖北 十堰 442002）

2016年12月，习近平总书记在全国高校思政工作会议上提出“各类课程与思想政治理论课程同向同行，形成协同效应”。为落实立德树人的根本任务，近些年来在高等学校掀起了一股课程思政教学研究的热潮。对于大学物理实验课程，国内同行也已经进行了很多的研究[1-6]。清华大学的王青教授、复旦大学的乐永康教授、大连海事大学的张映辉教授等结合物理实验研究了讲授唯物辩证法的典型案例；中国科学技术大学的张增明教授、华中科技大学熊永红教授、东北师范大学李金环教授等在2020年全国大学物理实验课程育人标准研讨会上阐述了对物理实验教学中“思政”育人的思考与探索；哈尔滨工业大学的黄丽博士等在“‘同向同行’的大学物理实验课程思政教学设计与探索”研究中给出了教学内容和教学模式两方面的设计方案。

“课程思政”虽然是一个新的名称，但它并不是新时代的必然产物。任何一门课程本身，不仅仅有着丰富的课程体系，它还承载着育人的功能。课程思政是一种新的教学理念，是突破传统的教学模式，将社会主义核心价值观教育贯穿教学全过程，充分发挥课程的育人功能，在一般的知识和技能学习中融入理想信念层面的精神指引[7]。由于大学物理实验课程的授课对象为大学低年级学生，根据学生特点，正是树立正确人生观和价值观的黄金时期。特别地，大学物理实验是一门公共基础课程，覆盖面广，获益学生多，因此可面向学校不同专业学生开展课程思政教育。本工作积极实践知识传授和价值引领的有机结合，以及显性教育与隐形教育的有机统一，针对物理类课程思政建设具有一定的参考价值。

分光计是大学物理实验教学中常用的一种比较精密的光学仪器，既启迪思维又训练动手能力。本文以“利用分光仪测玻璃折射率”这个实验项目为例，深入挖掘与教学内容相关的德育素材，通过教学设计将课程思政元素融入课堂教学环节中，在知识传授和技能培养的同时，更加注重培养学生科学探索的精神。

1 利用分光仪测玻璃的折射率实验的教学要点

分光仪是一种测量光线偏转角的仪器，是光学实验中的常用基本仪器。很多物理量可以转换用光线的偏转角度进行度量，例如折射率、光波波长、光栅常数等。国内几乎所有高校大学物理实验都开设有分光仪上的系列实验项目，其中利用分光仪进行玻璃折射率的测量是大学物理实验中光学部分的重要实验。本实验的教学要点有：

（1）分光仪的结构；

（2）仪器调整的方法──自准直法和各半调节法；

（3）光的色散现象；

（4）折射率的测量方法──最小偏向角法

（5）实验操作方法和注意事项；

（6）数据记录要求与处理方法。

2 分光仪结构及其调整环节如何融合思政育人元素

分光仪装置设计思想比较巧妙，不仅有精密的光学系统，还利用游标的原理设计了读数装置。我们让学生自己查阅相关资料，了解分光计的基本结构，知道分光计各个螺钉的作用，以及分光计在科学研究中的相关应用。

在分光仪的调整过程中，首先要进行目测粗调，这一步非常重要，是细调的基础，有的学生急于求成，不按照老师讲解的步骤来做，在教学过程中特别强调粗调的重要性。其次是细调，即利用光路调节平行光管、载物台、望远镜与仪器的中心轴垂直，达到平行光管能发出平行光，望远镜能接收平行光的目的。在调节过程中，学生往往在此环节耗费大量的时间和精力，主要原因在于学生课前没有利用线上资源做好充分的预习，因此，在授课过程中，我们会利用这个机会通过引经据典强调预习的重要性。对于任何一门课程的学习，课前预习的重要性都是不言而喻的。学生明白了这个道理之后，在后续的实验过程中就会主动查阅资料，了解实验的基本原理、仪器使用、实验的基本操作等等。

实验方法是物理实验教学过程中的重点。在调节望远镜与仪器中心轴垂直的过程中，常用的方法有自准直法和各半调节法。在调节过程中，巧妙地利用双面反射镜使光线反射回来，重新经过物镜系统，检验其会聚在焦平面的像是否清晰。然后再依据正反两面反射十字像的位置，通过调节载物台下螺丝使视场中高的像下降一半距离，转动反射镜180度，低的像上升一半距离，这样利用各半调节的方法双面十字像就在同一高度，然后再调节望远镜的俯仰螺钉，使双面十字像移动到上水平线。在使用这两种方法调节望远镜与仪器中心轴垂直的过程中，为了让学生学会方法，可以把实验方法拓展到其他的实验项目，发散学生的思维，比如自准法测薄透镜的焦距。

3 利用三棱镜测玻璃折射率实验所蕴含的思政元素

利用分光仪进行折射率的测量，常用方法是最小偏向角法。首先通过演示把色散光谱展示出来，然后可以让学生分析光的色散现象的本质是什么，进一步引出折射率的物理含义以及最小偏向角的概念。实验基本原理比较容易明白，但是实验方法对学生来说还是比较创新的，因此从实验方法的角度也可以挖掘思政育人的元素[8]。折射率是一个光学物理量，把折射率的测量转换为对偏向角的测量，这种转换的思维对培养学生掌握科学实验方法是很有帮助的。

在实验操作的指导过程中，我们发现学生遇到困难不去主动解决，要么将错就错，要么直接问老师该怎么办，学生自己不去动脑筋思考问题，面对这样对待学习不认真的学生，指导老师要及时发现，及时纠正，而不能不管不问，要教育学生诚实地面对问题，而不是偷懒去逃避问题。育人者先育己，一个有责任心的老师对学生的影响也许是受益终生的。

在数据测量的时候，有的学生往往没有弄明白分光计两个游标的作用，在记录数据的过程中把数据记录错误。主要原因还是学生没有认真去理解实验的原理和方法，往往急于测量数据，没有一个认真求知的精神，面对这样的学生，指导老师可以让其多多请教其他同学，通过实验项目让他多与同学交流讨论，让他明白不耻下问，虚心求学的道理。

在数据的处理分析过程中，学生需要书写实验报告。在这个过程中要求学生按照规范认真地书写实验报告，对数据的处理过程要清晰正确，对实验结果进行全面分析，并对学有余力的学生要求做深入的实验拓展研究。在整个科学实验过程中，学生不仅得到了科学研究方面的锻炼，还养成了诚实守信和一丝不苟的学习态度，进而提高了大学物理实验的教学质量。

4 结语

古人说：“大学之道，在明明德，在亲民，在止于至善。”因此，在教学中要充分发挥物理实验教师“主力军”和大学物理实验课堂“主渠道”的作用，深度挖掘物理实验中的科学精神、科学方法和思想内涵，以学生的德育发展为高阶目标，学习和思考并行、理论和实践相结合，培养学生主动探索的积极性、善于解决问题的实践能力，提升课堂的教学品质和教学效果，这样大学物理实验课程必然会起到“润物细无声”的育人作用。总之，大学物理实验课程思政教育研究永无止境，永远在路上。