大学物理“课程思政”教学探究——以角动量守恒为例

王金霞，谢国亚

（重庆移通学院数理教学部，重庆 401520）

0 绪论

早在1986年我国颁布的《义务教育法》就提出素质教育，提高全民素质是教育的根本宗旨。要面向全体学生，促进学生全面发展，要培养“德、智、体、美、劳”全面发展的人才，而德育首当其冲是教育的灵魂，为教育提供方向。中国杰出文学家、思想家韩愈就说过“师者所以传道、授业、解惑也”即老师首先要教会弟子为人之道，道之深远。2016年12月，习近平总书记提出“高校思想政治工作关系到高校培养什么样的人以及为谁培养人”的观点，这使得全国高校教师对自己的工作有了新的认识，尤其是思想政治课的老师，全国各个高校开始重新审视思想政治课程，开始重新调整课堂思路，为培养好社会主义接班人而打造新的内容。2018年5月总书记在北京大学座谈会上又提出“加强思想政治工作体系建设，是形成高水平人才培养体系的重要内容”，国势之强由于人，人才之成出于学，培养社会主义建设者和接班人，是我们党的教育方针，是我国各级各类学校的共同使命。2020年5月，教育部印发了《高等学校课程思政建设指导纲要》，将全国高等学校思政课程的建设推向高潮。而大学物理课程的内容与生活联系紧密，又是一门必修的公共课程。因此，在大学物理的课堂中引入思政元素意义深远。

在大学物理中进行德育教育，对于大学物理教师，首先，在备课的环节，一方面整理梳理好知识点之后，要去关注每一个知识点，和生活有哪些联系，这就需要教师在日常生活中多观察、多思考，碰到的每一个现象能不能用物理知识去解释，例如，小孩玩的跷跷板用到哪个物理知识？这个原理和物理实验中称质量的天平的原理是一样的，运用了等臂杠杆的原理。例如在2022年4月16日神舟十三号飞船在东风着陆场成功降落，在降落过程中各个阶段，可以分析它的重力的变化，宇航员受力的变化等等，和生活联系起来可以很好地激发学生的学习兴趣，让学生知道物理知识用在哪里，进而由例子中的人物形象去感化学生，激发学生的爱国情怀，去给学生正确的世界观，人生观，价值观。另一方面，可以追踪重要物理学原理提出者的人物事迹，如科学方法之父、现代科学之父伽利略[2]，他敢于向传统的权威思想挑战，可提炼出“坚持真理”的精神品质，从他善于提出全新概念（如惯性、加速度等），创立研究自然科学新方法，可提炼出“敢于创新、实事求是”的品格。对于物理的好多结论，都是伟大的物理学家通过好多年坚持不懈的努力得到的，例如，电磁感应定律，是法拉第经过十年的努力通过实验得到的，因此，物理学家背后的故事也是老师德育的重要渠道，物理学家他们身上的坚韧不拔、不怕吃苦、追求真理、可以牺牲自我的品格值得学生去学习，其次，在课堂上，教师不能满堂灌而忽略学生，教师要做好以学生为主体教师为主导的引领作用，通过一些实例先要激发起学生的兴趣，学生的求知欲，引导学生自己去探索去学习，在教师的引导下让学生获得本节内容的知识，获得成功的体验[3]。最后，在课后，教师可以给学生布置一些作业。让学生自己推导所学的定理的过程，让学生更加清楚所学各个物理量；查阅资料去思考得到定律的过程，各个实验之间有什么联系，所学内容在实际生活中应该如何应用，让学生知道理论如何联系实际。

下面以刚体定轴转动的角动量守恒为例，探讨了本节内容中所包含的思政元素。

1 思政教学探究——以刚体定轴转动的角动量守恒为例

1.1 课程引入

和学生一起回看2021年14岁的全红婵在东京奥运会跳水夺冠的小视频，并向大家简要介绍全红婵，同时提问：全红婵在跳水过程中为什么会有手臂打开和收回不同的动作？对完成比赛有什么帮助呢？2010年温哥华冬奥会申雪和赵宏博，以两次打破世界纪录的最佳战绩夺得中国历史上第一枚花样滑冰的奥运金牌，打破了俄罗斯人46年来连续12届冬奥会对该项目的垄断，花样滑冰运动员申雪和赵宏博比赛过程中双臂和腿也时而收拢，时而展开，这些包含了哪些物理知识呢？

设计意图：由对全红婵的简单介绍希望同学们向她学习，唯有拼搏才能改变现状，在大好年华唯有发奋图强才能实现人生理想，让学生树立正确的人生观和价值观，由后面提出的问题，激发学生的求知欲，主动思考，让他们在这节课中来寻求答案。

1.2 课程讲解

定轴转动的刚体所受的合外力矩的冲量矩等于在这段时间内对该轴的角动量的增量。

也就是说，若外力对某轴的力矩之和为零，则该物体对同一轴的角动量守恒，这就是角动量守恒定律。

对轴的角动量守恒定律在生活、生产和科技活动中应用非常广泛，下面对两个方面的原理做一说明：

（1）对定轴转动的刚体。在转动过程中，如果转动惯量始终保持不变，则角速度也就不变，即原来静止保持静止，原来匀速转动仍然匀速转动。比如，轮船、飞机、火箭上用作定向装置的回转仪，它是绕几何对称轴调整旋转的边缘厚重的转子，当转子高速旋转的时候，摩擦力矩可以忽略不计，因此在很长一段时间内转子绕对称轴旋转的角动量守恒，而在转动过程中刚体的转动惯量不变，由角动量守恒定律可知，角速度的大小方向也不会变化，因此回旋仪的方向也保持不变，也就是说无论底座如何移动，回旋仪的自转方向不改变，从而能够起到定向的作用。

（2）对定轴转动的非刚性物体。物体的转动惯量是可以改变的，转动过程中当满足合外力矩为零时，即常矢量时，可以由转动惯量的改变而变化自身的旋转角速度，例如芭蕾舞演员在表演过程中，通过不断的调整身体的姿态进而改变转动惯量，由角动量守恒可以改变在运动过程中的旋转角速度，从而做出一些优美的舞姿。

1.3 课程思政

通过对本节刚体定轴转动角动量守恒的知识的讲解，在过程中可以引入以下的思政元素：

（1）这里刚体是个理想模型，认为在运动过程中物体的形状和大小都保持不变。如质点运动学中质点的概念，也是一个理想模型，在研究的问题中忽略了物体的大小形状将它看成是一个点来处理问题，都是抓住了矛盾的主要方面，忽略矛盾的次要方面的思想，这时候告诉大家我们在生活中或其他一些学科研究中碰到一些复杂问题的时候需要把握好矛盾的主要方面，先解决主要矛盾。在这里只研究定轴转动，也是先从特殊性出发来探讨它的规律，是后面理论力学学习刚体转动滚动的基础，特殊性包含在普遍性之中。

（2）理论联系实际。由课堂中讲的动量守恒定律去解释奥运冠军全红婵跳水时不同的动作，这属于定轴转动的非刚性物体，她手臂收回，转动惯量减小，角速度增大，这样可以保证在空中完成一些翻转动作，手臂打开，转动惯量大，减小角速度从而可以平稳入水。花样滑冰运动员申雪和赵宏博双臂和腿时而收拢，时而展开也是通过自己的形态改变转动惯量，进而改变旋转角速度。提醒大家，理论就是从实践中来的，因此我们学的任何理论知识都可以去解释实际生活中相对应的问题。

（3）吃别人吃不了的苦，才能取得令人惊叹的成绩。水花精灵全红婵也是来自一个贫困家庭的农村孩子，为了能在比赛中拿出好成绩，她不怕困难不怕吃苦，每天刻苦训练，最终在京东奥运会上呈现出中国健儿更加鲜明的时代特点，希望大家向她顽强拼搏的品格学习，将来能为我们社会主义现代化建设贡献力量。

2 结语

对于大学物理“课程思政”，本文在备课环节、课堂、课后三个阶段简要分析了如何引入立德树人的育人目标。然后以大学物理课程中刚体定轴转动的角动量守恒为例探讨了几点思政课程育人目标，提炼出爱国情怀、社会责任、人生理想、文化自信等要素。在大学物理这门课程中融入课程思政元素，使得思政教育体现在高校的每一节课堂中是一项任重而道远的任务。总而言之，要将培养社会主义接班人的育人目标融入各个方面，而大学物理作为一门基础课程，还需要高校教师源源不断的进行探索，从而能够更好地将思政育人与大学物理完美融合。