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大學物理課程思政的教學實踐

2021-10-25 14:22:37崔茂松
科學與財富 2021年25期
關鍵詞:教學實踐課程思政

摘 要:當前物理課程思政過程中,出現思政點與學科特點不相符,思政內容與教學內容不相容,思政過程太突兀等問題。筆者以《靜電場中的導體》這節課為例,合理挖掘思政點,嘗試著實現課程思政時的特點相符、內容相容、過程自然,為有效開展大學物理課程思政提供借鑒,從而實現大學物理課程知識與精神價值的有機統一。

關鍵詞:大學物理;課程思政;教學實踐

一、教學內容簡介

《靜電場中的導體》屬于大學物理電磁學部分,本節課共包括三部分的內容:靜電平衡、靜電平衡時導體上的電荷分布和尖端放電及靜電屏蔽。(內容關系見右圖)內容之間層層遞進,由原理到原理分析再到原理應用,體現了很強的邏輯關系和物理學科特點。教學內容與生活現象聯系緊密,尤其是尖端放電及靜電屏蔽部分,在現實生活和生產實踐中有廣泛的應用,能夠充分體現“物理來源于生活,物理服務于生活”的理念。

二、課程思政點的挖掘

基于《靜電場中的導體》這節課的內容特點和課程思政的要求,本節課思政點的挖掘應以生活現象為突破口,把握中國元素,緊貼學科歷史,體現思想精神。

(一)以英雄事跡引入,激發興趣又培養精神

《中國機長》這部電影是改編自“中國民航英雄機長”劉傳建的英雄事跡,在電影中有一段飛機穿過電閃雷鳴的云層情節。但根據科學家研究發現,閃電的電壓非常強,可達10萬到1億伏特,電流則在1萬到20萬安培之間。飛機在如此強的電壓下,是否能夠安全通過?這是一個現實問題。而這個問題可用靜電屏蔽的原理進行解釋。因此,可將電影情節在課堂中播放出來,讓學員認識飛機所處的惡劣環境和機組成員面臨的困境。引導學員質疑電影情節設置的科學性,最后通過知識學習,用原理解釋現象后,讓學員認識到英雄機長嫻熟高超的駕駛技能、臨危不懼的心理品質和英勇頑強的英雄氣質,向英雄致敬,向英雄學習。

(二)介紹古人智慧,增強文化自信

避雷針是尖端放電的一種應用,并且在生產生活中經常見到。人們通常認為避雷針是由美國科學家富蘭克林發明的。但在我國古籍里早就已經出現了類似避雷裝置的使用記載。如唐代的《炙轂子》、《唐會要》等書都提到過,按照這些記載,我國最早使用避雷裝置的時間比富蘭克林發明避雷針的時間早1800多年。而武當山“雷火煉殿”奇觀和古代宮殿殿頂上的吞脊獸就是最好的證明。教學中可通過對吞脊獸的簡單介紹,讓學員認識到我國古代文化的博大精深,增強民族自豪感,從而更加堅定強調的文化自信。

(三)講物理學家故事,培育弘揚科學家精神

“法拉第籠”是以電磁學的奠基人、英國著名物理學家邁克爾.法拉第的姓氏命名的一種用于演示等電勢、靜電屏蔽和高壓帶電作業原理的設備。此款設備源自法拉第曾經冒著被電擊的危險,做了一個聞名于世的實驗——法拉第籠實驗。在講靜電屏蔽時,通過“法拉第籠實驗”故事,讓學員認識科學家勇于探索、獻身科學的精神。

(四)穿插辯證思想,適時進行教育

教學中注重對學員辯證唯物主義思想的培養。比如對于尖端放電現象,在生產生活中既有利的一面也有弊的一端,可讓學員認識到事物總具有兩面性,既對立又統一。再比如,在解釋飛機穿過雷電層的安全性后,可讓學員知道飛機在實際飛行中是要避開雷雨天氣,樹立安全意識,認識理論與現實的差距,做到具體問題具體分析。

三、課程思政的實施過程

為了體現課程思政的具體過程和實施細節,筆者以講稿的形式將課堂教學過程中的課程思政過程呈現出來。

(一)課堂引入中的課程思政

大家看過《中國機長》這部電影沒?這部電影是改編自“中國民航英雄機長”劉傳建的英雄事跡。電影里有一段飛機穿過雷雨層的情節,這段情節讓人驚心動魄,我們來回顧一下。(播放視頻:飛機穿越積雨云)電影中的這一穿云情節是虛構出來的,其實那天天氣風和日麗,電影為了達到驚險刺激的效果,就進行了一些藝術加工。制片方的這種藝術加工有沒有科學依據?現實中飛機能不能安全通過電閃雷鳴的云層?

(二)知識講授中的課程思政

1.尖端放電現象會給生產生活帶來諸多不利,比如高壓輸電過程中由于尖端放電會白白浪費很多電能,尖端放電現象也會對導航、通信等系統造成干擾。但任何事物都具有兩面性,它也有可利用的一面。比如避雷針就用到了尖端放電的原理。

2.避雷針最早是在我國使用的。在中國古人的智慧中,有許多精巧的設計,不但外形精美,科技含量更是高超,比如大殿殿頂最高處的吞脊獸,看似在大搞“避雷”的封建迷信,其實背后卻有“防雷”的實效。大殿屋脊上的吞脊獸就起到避雷針的作用,大家下來可以查閱相關資料,了解吞脊獸的避雷原理,感受我國古人的智慧。我國古代建筑師在17世紀就發明、應用了避雷針,而西方建筑物是在18世紀后期才開始安裝避雷針的。大家是不是覺得我國古代文化的博大精深,更加堅定強調的文化自信呢。

3.靜電屏蔽現象最早是由英國物理學家法拉第進行研究的,他還為此專門設計一個金屬籠,并邀請朋友前來觀看實驗。當法拉第鉆入籠中,給鐵籠通以高壓電流時,籠內的他卻安然無恙,后來人們把這種金屬籠叫做法拉第籠。我們要學習法拉第這種獻身科學的精神,但他并非是盲目的以身試險,而是經過認真研究、科學論證后才確保了萬無一失。法拉第籠的原理就是靜電屏蔽,盡管金屬籠外表面通有強電流,但金屬籠屏蔽了外電場,使其內部電場為零,從而確保了籠內人的安全。

4.相信通過前面的學習,大家就能解答:飛機能不能安全穿過雷電層的問題。(學員解答)看來,電影《中國機長》的那段穿云情節設置的也是有科學依據的。當然,電影是一種藝術,它來源于生活又高于生活,從理論上講飛機是可以穿過雷電層,但實際在飛行中還是要避開雷雨天氣。劉傳建的英雄事跡我們都很熟悉,當時他所處的環境也很惡劣,但他依然能夠沉著冷靜地駕駛飛機安全著陸,真是無愧英雄的稱號,我們應該學習他那種英勇無畏的精神。

四、總結

本文以大學物理課程中的《靜電場中的導體》為例,通過課程內容和課程特點,深入挖掘課程思政點,并以講稿的形式展現課程思政實施過程。通過一節課,完整呈現大學物理課程思政的教學實踐過程,從而拋磚引玉,為其它教學內容實施課程思政提供借鑒,為大學物理教師在實施課程思政時提供思路。

參考文獻:

[1]戴曄,白麗華.“課程思政”在大學物理教學中的探索與實踐[J].大學教育,2019.08:84-86.

[2]宋亞菊,劉延.電磁學課程思政初探[J].湖北第二師范學院學報,2020,37(8):82-85.

作者簡介:

崔茂松(1989.01—),男,陜西安康,碩士研究生,研究方向:物理教學,科學素質。

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