課程思政在大學(xué)物理近現(xiàn)代教學(xué)內(nèi)容中的融入

李文華　蔣艷平　李曉端　張欣　藍(lán)銳彬

[摘 要] 通過分析當(dāng)前進(jìn)行課程思政的緊迫性，為了更好地在大學(xué)物理教學(xué)中融入思想政治教育，在傳授物理知識(shí)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)價(jià)值引領(lǐng)，以物理學(xué)中科學(xué)精神的培養(yǎng)為切入點(diǎn)，以近現(xiàn)代物理中黑體輻射這一具體教學(xué)內(nèi)容為例，詳細(xì)闡述了在大學(xué)物理近現(xiàn)代教學(xué)內(nèi)容中開展思想政治教育的實(shí)施途徑，闡述了在大學(xué)物理中融入課程思政的優(yōu)勢(shì)，并進(jìn)行了在黑體輻射這節(jié)課中開展課程思政的教學(xué)設(shè)計(jì)。

[關(guān)鍵詞] 課程思政;大學(xué)物理;近現(xiàn)代物理

[作者簡(jiǎn)介] 李文華（1978—），女，河南義馬人，博士，廣東工業(yè)大學(xué)物理與光電工程學(xué)院講師，碩士生導(dǎo)師，主要從事大學(xué)物理研究。

[中圖分類號(hào)] G641? ?[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A? ? [文章編號(hào)] 1674-9324（2021）13-0167-04? ?[收稿日期] 2021-02-06

一、進(jìn)行課程思政的緊迫性

思想政治教育對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的世界觀、人生觀和價(jià)值觀具有無可取代的作用，而高校教學(xué)活動(dòng)的一項(xiàng)重要任務(wù)正是培養(yǎng)德才兼?zhèn)涞娜瞬拧８咝＝逃ぷ髡咭煤谩八姓n堂”這個(gè)主渠道，要把做人做事的道理、把社會(huì)主義核心價(jià)值觀的要求、把實(shí)現(xiàn)民族復(fù)興的理想和責(zé)任融入各類課程教學(xué)之中，形成“課程門門有思想政治，教師人人講育人”的生動(dòng)局面[1]。2019年3月，習(xí)近平總書記在思想政治理論課教師座談會(huì)上再次強(qiáng)調(diào)了思想政治教育的重要性，要求任課教師必須落實(shí)立德樹人的根本任務(wù)[2]。高校作為為社會(huì)培養(yǎng)德才兼?zhèn)涓咚刭|(zhì)人才的重要陣地，如何才能有效地促進(jìn)思想政治教育同專業(yè)課程的有機(jī)融合，如何才能更好地把握大學(xué)生的思想品德教育問題，是每一位高校教師都必須面對(duì)的挑戰(zhàn)。

以“萬(wàn)物之理”為研究對(duì)象的大學(xué)物理，其基本理論是自然科學(xué)眾多領(lǐng)域的基礎(chǔ)，它擔(dān)負(fù)著推動(dòng)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步、實(shí)現(xiàn)人民對(duì)美好生活向往的重大使命。在圓滿完成知識(shí)和能力教學(xué)任務(wù)的前提下，授課教師如果還能竭力挖掘大學(xué)物理課程體系中的教育性素材，將物理知識(shí)教學(xué)與學(xué)生思想政治教育有機(jī)地結(jié)合，潛移默化地融入理想信念的教學(xué)，把思想政治元素?zé)o痕地融入大學(xué)物理的課堂，既可以加深學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的理解，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)解決問題的能力，又達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的目的，同時(shí)還開創(chuàng)了全過程、全方位強(qiáng)化學(xué)生思想政治教育的新局面，增強(qiáng)了學(xué)生實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的歷史使命感和責(zé)任感。

二、在大學(xué)物理近現(xiàn)代教學(xué)內(nèi)容中融入課程思政的實(shí)施途徑

（一）融入課程思政的優(yōu)勢(shì)

大學(xué)物理的知識(shí)體系涉及自然科學(xué)的所有領(lǐng)域，具有授課時(shí)間長(zhǎng)、范圍廣、受益面大的特點(diǎn)，而且無論是教學(xué)內(nèi)容還是教學(xué)目標(biāo)，都非常適合進(jìn)行思想政治教育。首先，在教學(xué)內(nèi)容上，物理學(xué)研究的是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，是一門從實(shí)踐中來，最終又要回歸到實(shí)踐中去的學(xué)科。在大學(xué)物理的知識(shí)體系中，每個(gè)定理、定律和理論的發(fā)現(xiàn)、形成、修正和完善等過程都是辯證唯物主義認(rèn)識(shí)論的生動(dòng)展示。在講解物理理論時(shí)，授課教師可以通過對(duì)物理學(xué)家們探索自然科學(xué)發(fā)展規(guī)律過程的介紹，啟發(fā)學(xué)生用辯證法的認(rèn)識(shí)論和方法論去分析問題，經(jīng)過分析演繹進(jìn)而解決問題，達(dá)到對(duì)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)，特別是世界觀、運(yùn)動(dòng)觀和物質(zhì)觀的培養(yǎng)[3]。其次，大學(xué)物理的培養(yǎng)目標(biāo)主要分為知識(shí)目標(biāo)、能力目標(biāo)及情感目標(biāo);希望學(xué)生能利用學(xué)到的物理知識(shí)來解決實(shí)際問題，具有科學(xué)精神和物理素養(yǎng)，而這些也恰好是思想政治教育的目標(biāo)之一。在大學(xué)物理教學(xué)中，物理學(xué)發(fā)展過程中科學(xué)家們的探索故事可以用來豐富學(xué)生的知識(shí)、提高他們的物理素養(yǎng)。而物理學(xué)推動(dòng)科技進(jìn)步、推進(jìn)中國(guó)發(fā)展的具體案例，特別是中華兒女在物理學(xué)領(lǐng)域取得的成就，如天眼、高鐵、北斗導(dǎo)航等，又給大學(xué)物理教學(xué)提供了連綿不絕的思想政治資源。

（二）在黑體輻射這節(jié)課中開展課程思政的教學(xué)設(shè)計(jì)

雖然在大學(xué)物理這樣一門邏輯性非常強(qiáng)的理科課堂上實(shí)施思想政治教育非常重要，但我們必須清楚地認(rèn)識(shí)到物理教學(xué)畢竟不是純粹的思想政治教學(xué)，而且物理教師也不是專業(yè)的思想政治教師，授課教師要想做到在傳授物理知識(shí)和培養(yǎng)學(xué)生能力的過程中無痕地融入思想政治教育，既讓學(xué)生在大學(xué)物理課堂上學(xué)到物理知識(shí)，又讓學(xué)生不抵觸思想政治教育，達(dá)到潤(rùn)物細(xì)無聲的教學(xué)效果，一個(gè)好的教學(xué)方法和好的教學(xué)設(shè)計(jì)就顯得格外重要。

大學(xué)物理的近現(xiàn)代物理部分主要包含量子物理和相對(duì)論。而量子物理是整個(gè)大學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容中最抽象、最晦澀難懂、學(xué)生最難學(xué)的一個(gè)章節(jié)。授課教師要想讓學(xué)生毫無負(fù)擔(dān)地接受這部分內(nèi)容，要想充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，第一節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)至關(guān)重要。黑體輻射作為量子物理的第一節(jié)課內(nèi)容，筆者就這節(jié)課的教學(xué)作了如下設(shè)計(jì)。

1.教學(xué)內(nèi)容的引入。為了使學(xué)生能夠從非常熟悉的經(jīng)典物理順利地轉(zhuǎn)入晦澀難懂的量子物理的學(xué)習(xí)，我們需要一個(gè)好的過渡。而19世紀(jì)末到20世紀(jì)初，經(jīng)典物理發(fā)展過程中出現(xiàn)的兩朵烏云就提供了這樣一個(gè)很好的契機(jī)，授課教師可以從當(dāng)時(shí)物理學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀自然而然地帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入量子物理的學(xué)習(xí)。

19世紀(jì)末期，物理學(xué)已經(jīng)發(fā)展成了一門非常完善的學(xué)科。一切物理現(xiàn)象似乎都能夠從以力、熱、光和電磁為支柱的物理學(xué)知識(shí)理論體系中找到滿意的答案，物理學(xué)家們都感到物理學(xué)已大功告成;但開爾文卻提到物理學(xué)天空的兩朵烏云，物理學(xué)后續(xù)的發(fā)展歷程表明，恰恰是這兩朵小小的烏云，引起了物理學(xué)的一場(chǎng)大變革[4] （P196-200）。

思政點(diǎn)：在授課過程中，可以實(shí)時(shí)指出19世紀(jì)末物理學(xué)界普遍存在一種驕傲自滿的社會(huì)現(xiàn)象，古語(yǔ)曰“滿招損，謙受益”，同時(shí)也要指出學(xué)海無涯、學(xué)無止境的辯證唯物主義觀點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生任何時(shí)候都要保持一種謙虛謹(jǐn)慎的學(xué)習(xí)態(tài)度，不要放過任何問題，因?yàn)榧?xì)節(jié)決定成敗，任何問題都有可能是決定性因素。物理學(xué)中許多重大進(jìn)展就是基于這種實(shí)事求是、嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的科學(xué)態(tài)度發(fā)現(xiàn)的：在探究“以太”是否存在的實(shí)驗(yàn)中，邁克耳遜和莫雷測(cè)量的結(jié)果與19世紀(jì)末物理學(xué)家們利用經(jīng)典物理原理得出的結(jié)論不相符，但他們并沒有隱瞞，而是帶動(dòng)全世界的物理學(xué)家們研究不符的原因;正如我們現(xiàn)在所知，恰恰正是這些與預(yù)期不符的實(shí)驗(yàn)結(jié)果引發(fā)了相對(duì)論的誕生，授課教師可借此進(jìn)一步促使學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的作風(fēng)[5]。

在教學(xué)中，授課教師也要使學(xué)生明白，任何物理學(xué)的知識(shí)理論都不會(huì)也永遠(yuǎn)不會(huì)是終極的真理，一定會(huì)存在它的局限性和尚未搞清楚的問題，我們要想解決舊的物理理論存在的問題[6]，就必須突破傳統(tǒng)觀念的束縛，提出一些新的觀點(diǎn)，建立一套新的理論，從而推動(dòng)科學(xué)不斷地向前發(fā)展。授課教師還要告誡學(xué)生不要迷信權(quán)威，要勇于探索真理，形成正確的科學(xué)觀。

緊接著可以簡(jiǎn)單介紹下量子物理這部分內(nèi)容的發(fā)展歷程，以及它在物理學(xué)中的重要性和具體應(yīng)用，引起同學(xué)們的學(xué)習(xí)興趣。

普朗克的能量子概念解決了經(jīng)典理論無法解釋黑體輻射規(guī)律的困境，揭開了量子物理的序幕。一百多年來，量子物理經(jīng)過愛因斯坦、德布羅意、薛定諤等眾多物理大師的努力，初步建立了一套完整的量子力學(xué)理論[7] （P154-157）。

教學(xué)過程中，授課教師也要指出量子物理在近代物理學(xué)與科學(xué)技術(shù)，乃至國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占據(jù)了非常重要的地位，比如量子物理的知識(shí)理論已廣泛應(yīng)用于基本粒子直至黑洞等各個(gè)尺度的研究，在實(shí)際應(yīng)用中，原子彈、量子計(jì)算機(jī)、核電、激光超導(dǎo)技術(shù)等，均以量子理論為理論基礎(chǔ)，毫無疑問，沒有量子物理就沒有近現(xiàn)代的科學(xué)技術(shù)[7]。

思政點(diǎn)：任何一門學(xué)科或者理論僅靠一個(gè)人的力量是無法完成的，它需要一批人堅(jiān)持不懈地孜孜耕耘才能完成，愚公移山、眾人劃槳開大船的實(shí)例在生活中非常多，授課教師要著重強(qiáng)調(diào)團(tuán)隊(duì)合作是非常重要的，而且還需要堅(jiān)持不懈地努力。

2.教學(xué)活動(dòng)的開展。要介紹黑體輻射，我們就必須從熱輻射開始講起，那人類為何要研究熱輻射？研究熱輻射有什么現(xiàn)實(shí)意義？中國(guó)是否有這方面的研究呢？這就必須講到歐洲工業(yè)革命時(shí)鋼鐵冶煉的歷史背景，借此引導(dǎo)學(xué)生了解物理學(xué)是從實(shí)踐中來，又到實(shí)踐中去的一門學(xué)科，物理理論可以用來指導(dǎo)實(shí)踐。

在介紹熱輻射時(shí)，授課教師可以舉加熱爐火的例子，隨著持續(xù)加熱，火焰從暗紅色變成赤紅色、黃白色、白色。那中國(guó)對(duì)此是否也有研究呢？此時(shí)，可以順勢(shì)引入“爐火純青”的成語(yǔ)，此成語(yǔ)在唐·孫思邈的《四言詩(shī)》和清·曾樸《孽?；ā分卸加薪榻B，介紹我們先人也開展過此項(xiàng)研究，同時(shí)也指出其不足點(diǎn)。

思政點(diǎn)：在上面的教學(xué)過程中，通過爐火純青這個(gè)成語(yǔ)的引入，不僅宣揚(yáng)了中華民族的優(yōu)秀傳統(tǒng)文化，很多同學(xué)的民族自豪感也油然而生，而且?guī)椭瑢W(xué)們?cè)鰪?qiáng)了文化自信。在介紹為何開展熱輻射的研究時(shí)，我們可以引導(dǎo)學(xué)生學(xué)以致用，物理學(xué)從生活中來，又到生活中去，理論可以指導(dǎo)實(shí)踐，不僅提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也強(qiáng)調(diào)了科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力。

在介紹Stefan-Boltzmann定律和Wien displacement定律時(shí)，可以就熱輻射在生活中的廣泛應(yīng)用展開教學(xué)，比如測(cè)高溫、紅外追蹤，科學(xué)家還可以根據(jù)Wien displacement定律計(jì)算出太陽(yáng)的表面溫度[7]。

思政點(diǎn)：根據(jù)紅外測(cè)溫技術(shù)在生活中的應(yīng)用，引導(dǎo)學(xué)生去研究紅外測(cè)溫槍的工作原理，目前紅外測(cè)溫的研究現(xiàn)狀，還有哪些問題亟待解決，可以如何改進(jìn)，等等，進(jìn)一步教導(dǎo)學(xué)生學(xué)以致用，并且去探究物理原理。

在介紹利用經(jīng)典理論解釋黑體輻射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的困難時(shí)，許多物理學(xué)家從經(jīng)典物理學(xué)理論出發(fā)，卻發(fā)現(xiàn)理論公式和實(shí)驗(yàn)曲線不符。按維恩公式畫的曲線，短波方向與實(shí)驗(yàn)曲線符合得很好，遺憾的是在長(zhǎng)波方向偏差較大;按瑞利-金斯公式畫出的曲線在長(zhǎng)波區(qū)域與實(shí)驗(yàn)相符，但在短波區(qū)域完全不符，這就是物理學(xué)史上有名的“紫外災(zāi)難”;雖然用經(jīng)典物理學(xué)理論研究熱輻射得出的兩個(gè)公式都與實(shí)驗(yàn)不符，但是他們?cè)谖锢韺W(xué)史上仍然具有非常重大的意義，這是因?yàn)樗鼈兠黠@地暴露了經(jīng)典物理學(xué)的缺陷。

思政點(diǎn)：在這部分教學(xué)中，繼續(xù)強(qiáng)調(diào)實(shí)事求是的重要性，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是、嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的科學(xué)素養(yǎng);告訴同學(xué)們不好的數(shù)據(jù)不可怕，隱瞞篡改數(shù)據(jù)才可怕[5];如果當(dāng)時(shí)玻恩等科學(xué)家隱瞞了熱輻射的真實(shí)數(shù)據(jù)，那么就不會(huì)有之后普朗克提出量子假設(shè)，也不會(huì)有現(xiàn)在的量子力學(xué)及其應(yīng)用。

在接下來的教學(xué)中，我們可以通過介紹普朗克的貢獻(xiàn)來引領(lǐng)學(xué)生繼續(xù)對(duì)量子物理進(jìn)行探究。

普朗克利用內(nèi)插法提出了一個(gè)全新的公式：普朗克并不滿足于找到一個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式，他經(jīng)過深入分析和研究，用一個(gè)能量不連續(xù)的諧振子假設(shè)，推導(dǎo)出黑體輻射公式，與實(shí)驗(yàn)符合得非常好。普朗克能量子假設(shè)具有劃時(shí)代的意義，但在20世紀(jì)初，經(jīng)典物理學(xué)家對(duì)此理論的懷疑和非難也接踵而來，普朗克的工作幾乎無人問津，普朗克自己也感到不安[7] （P366-370）。

思政點(diǎn)：引導(dǎo)學(xué)生明白科學(xué)精神就是精益求精、較真、不滿足于現(xiàn)狀、突破固有理論、探索新知的物理精神，科學(xué)的探索永無止境。要突破固有的思維模式，轉(zhuǎn)換思路，才有更好的創(chuàng)新。任何新理論的產(chǎn)生都不是一帆風(fēng)順的，所以我們?cè)诮虒W(xué)中要著重強(qiáng)調(diào)：首先，任何問題的提出都是科學(xué)家們?cè)诶碚撆c實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生嚴(yán)重矛盾沖突時(shí)的好奇心下驅(qū)使的;其次，研究新理論可能要打破常規(guī)、富有創(chuàng)造性精神;最后，理論的成型建立可能要面對(duì)眾人的質(zhì)疑，只有堅(jiān)定科學(xué)的研究真理才能有所作為，將新理論流傳下來。

普朗克常數(shù)是近代物理學(xué)中最重要的常數(shù)，中國(guó)物理學(xué)開山鼻祖——葉企孫在1921年測(cè)出的普朗克常數(shù)，被國(guó)外沿用了16年之久。葉企孫在戰(zhàn)火紛飛的年代學(xué)成歸國(guó)，創(chuàng)建了清華大學(xué)物理系，為中華人民共和國(guó)的科技大廈培養(yǎng)了一批批人才。通過介紹中華兒女為近代物理所作出的貢獻(xiàn)，他們不顧個(gè)人安危，為中華民族的崛起和偉大復(fù)興而奮不顧身的精神，不知不覺中感動(dòng)了學(xué)生，增強(qiáng)了他們奮起直追、報(bào)效祖國(guó)的家國(guó)情懷。

三、結(jié)語(yǔ)

大學(xué)物理是一門受益面廣泛的公共基礎(chǔ)課，授課教師可以將大學(xué)物理中物理理論的發(fā)展過程和優(yōu)秀科學(xué)家的創(chuàng)新精神引入課堂，努力實(shí)現(xiàn)在物理知識(shí)的傳授中強(qiáng)調(diào)價(jià)值引領(lǐng)，將思想政治教育融入大學(xué)物理課程的教學(xué)過程，做到一方面給學(xué)生講授了科學(xué)知識(shí)，另一方面也培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)探索精神。這樣，我們就可以在傳授知識(shí)、培養(yǎng)能力的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生的價(jià)值塑造，實(shí)現(xiàn)“教書”和“育人”的有效結(jié)合。

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Abstract： This paper analyzes the urgency of carrying out “curriculum ideological and political education”. In order to better integrate ideological and political education into College Physics teaching， and realize value guidance while imparting physics knowledge， this paper takes the cultivation of scientific spirit in physics as the breakthrough point， and takes the specific teaching content of “black-body radiation” in modern physics as an example to elaborate how to carry out ideological and political education in modern College Physics teaching. This paper expounds the advantages of integrating “curriculum ideological and political education” in College Physics， and discusses the teaching design integrated with “curriculum ideological and political education” in the lesson about “black-body radiation”.

Key words： “curriculum ideological and political education”; College Physics; modern physics