物理學類專業課程思政的思考與實踐

劉玉斌

摘 要：結合物理學類專業人才培養目標的育人要求，以理論力學課程為例，對物理學類專業課程思政建設進行了探索。對于物理學類專業課程思政，論文提出要以專業思政要求為主線，落實課程思政元素，調整教學理念，重構教學內容，改革教學方法。同時提出實現課程思政的目標關鍵在教師，重點在學生，難點是方法。

關鍵詞：課程思政;人才培養;立德樹人

黨的十八大以來，國家對高校的培養目標提出了明確的要求，即：以培養社會主義建設者和接班人為目標，以立德樹人為根本任務，以學生發展為中心。這些新要求使得我們必須對傳統的教育理念進行更新，課程思政就是在新形勢下，形成的一種綜合教育理念。2020年5月教育部頒布了《高等學校課程思政建設指導綱要》（以下簡稱《綱要》），提出課程思政建設的具體要求，《綱要》明確指出，課程思政建設，教師隊伍是“主力軍”，課程建設是“主戰場”，課堂教學是“主渠道”。2020年6月8日，在教育部組織召開的全面推進高等學校課程思政建設工作視頻會議上，陳寶生部長對高校及高校教師提出了明確的要求：教師是課程思政建設的實踐者、推動者，課程思政建設的成效可評價、進考核、常督查，各個層面在思想上同心、在目標上同向、在行動上同行，形成“校校有精品、門門有思政、課課有特色、人人重育人”的良好局面。數據顯示，高校教師80%是專業教師，課程的80%是專業課程，學生學習時間的80%是專業學習。經過調查，80%的大學生認為，對自己成長影響最深的是專業課和專業課教師①。因此，專業類課程思政建設與實施是目前高校人才培養的核心與關鍵，而實現課程思政的目標關鍵在教師，重點在學生，難點是方法。

一、課程思政是一流課程建設的核心和關鍵

一流課程建設的首要任務是實現育人目標和育人水平的一流，通過高水平課程的實施實現對學生全方位培養，是目前我國各個高校在以提升培養質量為主要目標的內涵式發展的主要工作。其中，課程思政是高校人才培養目標的具體體現，是課程的核心和關鍵。

黨的十八大以來，隨著國家對高校人才培養要求的提高，課程的重要性和不可替代性更加顯著，課程思政的地位和作用受到了前所未有的重視。構建和落實課程思政，一方面需要從專業人才培養角度出發，全方位構建育人體系。課程作為專業人才培養方案中的最基本單元，承擔培養目標中的育人功能，在課程設計和實施過程中，突出課程的育人功能，依托知識的傳授，落實育人目標。另一方面需要從課程自身的角度出發，以知識體系為基本單元，通過挖掘（或梳理）知識體系中的思政元素（或稱為育人元素），將以前注重知識傳授和能力培養的課程教學理念，更新為以實現課程思政目標為核心，以能力培養和系統知識傳授為重點的課程思政的教學理念。在構建和落實課程思政過程中，這兩個層次是相輔相成的。

課程思政的實施要和學校專業培養目標相結合。以筆者所在的教學團隊承擔的理論力學課程為例，在構建該課程體系過程中，首先，教學團隊從學校本專業的人才培養目標出發，將培養目標中的育人目標②有機融入該課程中，構建了“幫助學生樹立正確科學觀”的課程思政目標，其中，幫助學生系統地掌握科學方法，形成高尚的科學精神，提高學生的科學素養，作為科學觀的主要內涵。這一課程思政目標在建立過程中，教學團隊充分考慮到專業人才培養目標，通過作為教學主渠道的課堂和課程，實現教育教學的育人目標。根據這一課程思政的目標，教學團隊重構了課程體系和課程內容。其次，結合課程內容，深入挖掘課程內容的思政元素，在課程思政的學理性依托和實踐性載體方面進行改革。筆者所在的教學團隊，根據重構的理論力學課程內容，對科學觀包含的科學方法、科學精神和科學素養三個維度進行具象化，使思政目標實現了立德與樹人、育人與育才的有機結合。具體而言，科學方法的核心是“從實踐到理論再到實踐（從實踐中來，到實踐中去）”和“分析與綜合”，這也是自然科學研究和科學規律建立的最一般方法;科學精神的重點是“堅持真理”和“熱愛科學”;科學素養以“科學判斷”和“科學應用”為主。該課程的發展脈絡是以牛頓定律為第一性原理，其理論主要誕生于1788年至1834年之間。因此，在實現上述課程思政目標的課程設計中，筆者所在教學團隊，以深入理解和分析拉格朗日力學、哈密頓力學和哈密頓原理建立過程中形成的科學方法為主線，重構課程體系，選取課程內容，帶領學生依托知識的學習，將科學家在建立這些知識體系的過程中應用的科學方法作為學習和思考的重點。通過對科學家推動知識體系建立過程中所必須具備能力的分析，引導學生凝練出大膽質疑和獨立思考的科學精神。結合給學生布置大作業（大作業的特點是：問題具有較強的開放性，組織學生通過查閱資料、建立模型、系統理論推導、提煉結論等環節，對問題開展深入研究。大作業時間一般為4周，學生回答問題可以采取多種形式，如：學術論文形式、學術報告形式、專題討論形式）等科研訓練，培養學生科學素養，引導學生建立正確科學觀。

二、發揮教師在課程思政中的關鍵作用

實現課程思政的育人目標，是實現高校立德樹人根本任務的基礎和關鍵，是高校建立高質量人才培養體系的核心和重點，是高校教師提高人才培養質量的首要任務，實現這一任務的關鍵在教師。

首先，實現課程思政的教學目標，要求教師要有較高的政治站位。增強實現課程思政目標的思想自覺和行動自覺，將課程思政作為課程設計的出發點和落腳點，以專業思政要求為主線，圍繞專業人才培養目標，從學科角度、歷史發展角度和現實需求角度等方面深刻挖掘課程的思政元素，建立課程的育人體系，這是實現課程思政的基礎和關鍵。例如，在理論力學課程思政的教學目標構建過程中，筆者所在的教學團隊，圍繞我校物理學類人才培養目標——培養“具有良好科學素養和較高道德品質……具有創新精神和實踐能力的創新型人才”，認真學習和踐行黨的十八大和十九大精神，按照黨和國家對高等教育的新要求去提升，經過長期實踐和系統思考，將“幫助學生樹立正確科學觀”作為理論力學課程思政的教學目標，并使其成為課程的綱領。

其次，實現課程思政的教學目標，要求教師要依托課程思政元素，重構課程體系。以往的課程體系是以知識的傳授和分析問題解決問題能力的培養為核心目標。在課程體系建設方面，一方面，課堂教學高度重視知識的系統性和完備性教育，同時，高度重視對難度較大的問題的討論;另一方面，在課堂教學之外的其他環節，如課后練習，校園文化，實驗實踐等均圍繞著課堂教學目標進行。

新的課程體系要求，以實現課程思政的教學目標為核心，以能力培養和系統知識傳授為重點，這就要求教師改革課程體系，重點要圍繞課程思政目標，對課程內容進行調整，將以前教學中占比重過大的數學推導和難度較大的習題，更換成對科學家在探究科學問題過程中所必需的科學方法、科學精神和科學素養等方面的分析和探討。例如，筆者所在的教學團隊，在設計拉格朗日力學的教學中，減少非完整力學體系的拉格朗日力學、瞬時力問題的拉格朗日理論研究、非慣性參考系中拉格朗日力學研究、非線性拉格朗日力學等教學內容，增加對稱性與守恒定律思考（目標是帶領學生感悟科學方法的魅力）、拉格朗日力學誕生的歷史必然研究和從牛頓定律到拉格朗日力學建立研究（引導學生理解正確的科學方法在物理規律建立過程中的重要作用）、經典物理學中科學研究的方法綜述等專題（引導學生深刻理解從實踐到理論再到實踐和分析與綜合等科學方法）。同樣，在對哈密頓力學和哈密頓原理的課程設計中，減少了連續媒質哈密頓力學研究、經典微擾理論的哈密頓力學以及相對論時空下哈密頓原理等難度較大的專題，增加了哈密頓力學與拉格朗日力學等價性研究（帶領學生圍繞堅持真理為主線開展科學精神的學習）、位形空間與相空間中物理規律探究（組織學生以熱愛科學為重點展開研究和討論）。哈密頓原理建立過程中，將科學素養的要求貫穿于課程教學中，以薛定諤應用哈密頓—雅可比方程，研究氫原子性質為例，深入分析科學判斷與科學應用為核心的科學素養對科學家的重要性。這些專題有的放在課堂上，有的作為大作業供學生們選擇。

通過調整后的課程體系，降低了知識難度，但是以科學觀培養為目標的課程思政體系，對學生正確科學觀的形成起到了鮮明的引領作用。

三、實現課程思政的重點和難點

落實課程思政，最終是要具體體現在引領學生形成正確世界觀、價值觀和人生觀上，因此，構建和實現課程思政教學目標的重點在學生。在落實課程思政的教學目標方面，必須要充分考慮學生的心理和生理特點，在課程體系設計特別是教學內容的選取方面，必須要以學生的認知水平和學業規劃為基礎。在教學內容的呈現方式上，要充分考慮到學生的學習方法和學習習慣。在教學具體實施過程中，根據教師的主導性和學生主體性的教育原則，要求教師在課程設計時，必須堅持以學生的發展為中心，深入探索教育教學改革新理念和新思路，將以教為主轉變為以學為主，將課堂還給學生，使學生真正成為課堂的主人。在課程體系構建和課程內容設計等方面，實施面向學生的全面的調整和改革。

首先，在課程內容設計方面，根據學校和專業人才培養目標，在充分考慮到育人元素的基礎上，根據學生的心理、生理現狀和知識、能力水平以及學生的發展需求，對課程內容進行重構。筆者所在的教學團隊，最近幾年來，每年堅持對本校物理學類專業畢業5年以上的本科生進行調研和訪談。訪談對象主要是目前在國內外高校攻讀博士研究生或已經在做博士后以及有固定工作職位的畢業生，向這些學生了解在目前進行科研和工作過程中，對本科階段培養目標和課程體系、課程內容及呈現方式等方面的意見及建議，并將這些畢業學生的意見作為課程改革的重要參考。調研中關于課程目標方面，無論是攻讀博士學位的學生，還是做博士后或已經有固定工作職位的學生均認為，與傳授知識相比，依托知識的傳授，引導學生形成正確的世界觀、價值觀和人生觀，在本科階段培養學生形成具有較強的分析問題、解決問題的能力和終身學習的能力是課程最重要的目標。筆者所在的理論力學課程教學團隊，根據校友們的意見，以學生發展為中心，將幫助學生樹立正確科學觀作為課程的目標，所有教學內容和教學方法都圍繞這個目標展開。

如何通過行之有效的教學方法，使思政元素有機融入課程內容中，做到春風化雨，潤物無聲，這是目前各高校和教師高度關注也迫切期待解決的問題。筆者所在的理論力學課程教學團隊，在教學過程中，始終堅持以學生發展為中心的理念，特別是在課程思政教學目標的實現方面，堅持從學生視角設計教學過程、思考教學方法，如組織學生圍繞具體問題進行討論，引導學生閱讀科研文獻，通過組織學生開展對開放問題的研究等，實現課堂和課程前后的有機銜接，有目的、有計劃地使學生能通過形式多樣的教學活動，自己梳理和總結出課程的育人核心要素，真正做到課程目標的自然實現。課程教學團隊還在此基礎上，探索了考試考核育人的方法，例如在2019—2020年秋季學期的理論力學課程考試時，設計了面向課程思政教學目標的問題③，有學生詳細評述了分析與綜合作為牛頓力學的哲學觀，對其理論形成的支撐作用，有學生寫到，從眾多自然運動的結果中尋找原因就是“分析”，通過眾多原因總結出規律就是“綜合”，這種方法是自然科學和社會科學研究的最基本方法。分析學生們的回答，我們非常高興地看到，學生們在正確科學觀形成過程中，理論力學課程的教學起到了非常重要的作用，真正做到了潤物無聲地實現課程思政目標。我們也非常期待追蹤這些學生在本科畢業5年以后，理論力學課程對其的影響。

課程思政使高校教師回歸立德樹人的初心，但是要真正實現課程思政的目標，對于教師來說還任重道遠。一方面要求我們教師不斷提高政治站位，在提升自身專業水平的同時，要加強政治理論學習，時刻注意將專業人才培養與國家要求相統一，不斷更新教育理念;另一方面要始終堅持以學生發展為中心，將顯性教育與隱性教育相統一，不斷探索春風化雨、潤物無聲地實現課程思政目標的新方法，將教育教學研究作為教師的頭等大事，將學生培養作為第一要務。在教育教學過程中，遵循教育規律，按照學生成長成才的規律不斷探索人才培養新途徑，把課程思政真正貫穿于課程的全過程。實現全員育人、全程育人、全方位育人，為國家培養擔當社會主義建設重任的時代新人。

注釋：

① 2020年6月8日教育部高教司司長吳巖接受新華網專訪時的報道。

② 筆者所在學校的物理學類專業人才培養目標，其育人目標部分可以簡單描述為：秉承“允公允能，日新月異”之校訓，聚焦物理學研究前沿和國家急需，培養具有良好科學素養和較高道德品質……能夠從事物理學及相關學科教學、科研、應用技術開發和管理工作的具有創新精神和實踐能力的創新型人才。

③ 理論力學試題： 分析力學的主要理論誕生于1834年，這個古老的理論一方面為復雜的力學問題提供了優美的解決方案，另一方面也為物理學和其他相關學科的研究提供了理論框架，數學符號和思維方法，因此，理論力學課程的學習為學生們科學觀（世界觀）的形成，提供了非常有意義的實踐，在科學觀（世界觀）形成過程中，科學方法、科學精神和科學素養是非常重要的組成部分。我們知道，牛頓力學以《自然哲學的數學原理》為代表，在這本巨著的開始，牛頓寫道“本書的宗旨在于從各種運動現象探究自然力，再用這些力說明各種自然現象。”弗蘭克 維爾切克（Frank Wlczek，1951年出生，因在強相互作用理論方面所取得的成就，2004年獲得諾貝爾物理學獎）在談到牛頓科學方法時提到，牛頓力學的哲學觀是分析與綜合（《美麗之問》弗蘭克 維爾切克著，蘭梅譯，湖南科技出版社，第86頁至92頁 ）。結合您在本學期理論力學課程的學習和在參加我校面向本科生的科研訓練項目的體會，（1）請談一談對科學觀形成的認識，或談一談對培養科學方法、科學精神和科學素養的體會。（2）請談一談理論力學課程如何在您形成科學觀方面發揮作用。（3）對如何更好地開展理論力學課程教學，請給任課教師提出意見和建議。

[責任編輯：周曉燕]