醫工融合專業大學物理課程思政教學改革實踐
——以“量子物理第一節”為例

吳琴

(廣東醫科大學生物醫學工程學院 廣東 東莞 523808)

1 引言

在新工科和新醫科的建設背景下，醫工融合的理念應運而生[1～3].國務院2015年發布的《中國制造2025》綱領文件，明確將生物醫藥及高性能醫療器械視為我國制造業發展的十大重點領域之一[4].為順應國家對醫療器械的重點發展趨勢，實現健康中國的需求，我校在原有的生物醫學工程專業基礎上，成功申報了另一醫工融合新興專業——智能醫學工程.這兩個典型的醫工融合專業涵蓋醫學、工程學、物理學、生物學、人工智能等多個學科領域，不僅要求學生理論知識扎實， 而且要求學生具有很強的實踐動手能力和自主創新能力.作為醫學院校，在生物醫學工程和智能醫學工程人才培養上有自身的獨特優勢，能為學生提供較為系統的醫學類課程教育，完善學生臨床知識體系，但是工程基礎相對薄弱，科研投入不足，在創新意識和創新能力培養上受到很大制約.為適應新工科人才培養需求和未來科技發展，推進醫工融合專業人才培養的課程思政教學改革創新尤為重要.

大學物理是我校生物醫學工程和智能醫學工程專業本科生的一門核心基礎必修課程，其知識體系涉及自然科學的所有領域，具有基礎性強、相關知識應用性廣的特點，而且無論是教學內容還是教學目標，都非常適合進行思想政治教育[5～8].比如，物理知識體系中的每個定理、定律和理論的發現、形成、修正和完善等過程都是辯證唯物主義認識論的生動展示；而大學物理課程教學旨在培養學生應用所學物理知識來解決實際問題的能力，具有科學素養和創新精神，這些也恰是思想政治教育的目標之一.此外，越來越多的物理學發展推動科技進步的具體案例，特別是中華兒女在該領域取得的驕人成績，又給大學物理課程提供了豐富的思想政治資源.因此，大學物理課程是實施課程思政的有效載體和平臺.在醫工融合背景下，如何推動專業知識教育與思想政治教育深度融合，構建課程思政強磁場，讓大學物理課程思政成為真正意義上有情有義、有滋有味的教育，仍需每一位大學物理教師積極探索和實踐.

2 大學物理課程思政建設現狀分析和反思

從2020年開始，我校物理授課教師有意識地開展課程思政教學活動，經過兩年多的努力，大學物理課程思政建設已獲得校級和省級立項達3項，并制作成具有自身特色的省級大學物理課程思政示范課堂.然而，在課程思政實施過程中，仍然存在一些亟待解決的問題和不足.

2.1 大學物理課程思政目標不明確

目前在我校大學物理的課程中，對融入思政教育沒有明確的規定，缺乏對該門課程中思政教育系統的長遠規劃和明確目標，缺少詳細的思政教育目標.而教學大綱是指引教師實施教學過程的方向標，因此，我們首要任務是對原來的教學大綱進行修改，并根據專業人才培養目標要求，既要有文化知識目標和能力目標，又要有思政目標，充分挖掘物理知識中的思政元素.

2.2 大學物理授課教師的思政意識和能力有待提高

課程思政最終要通過授課教師這一關鍵主體發揮橋梁紐帶作用，但理科教師普遍對開展課程思政的思想認識存在束縛，視野不夠開闊，缺乏挖掘思政素材的能力和科學系統的思政教育切入，“不知怎么融入、什么時候融入思政元素”，也很少關注學生的思想動態.如何把思政元素潛移默化地融入教學過程的每一個環節，這就需要授課教師在平時多方位進行思政素材的積累，切實提高授課教師的思想政治教育素養和課程思政意識的責任擔當.

2.3 大學物理課程思政元素融入形式過于單一

多數教師在實際課堂課程思政教學中，仍采用講授型單向教學模式，忽略了學生的主體作用，學生全程屬于被動思政狀態，從而導致學生學習思政積極性不高，難以觸動學生的內心深處.因此，為了充分調動學生主動思政的積極性，授課教師在教學實踐中可利用網絡把線上與線下、課堂內與課堂外教學結合起來，實現全方位育人.比如，教師可在課前和課后把與授課內容相關的思政素材發布到超星學習通平臺或班級學習群，讓學生總結其精髓，并通過多種渠道各種方式(讀后感、PPT或短視頻等)反饋；在傳統課堂的教學中，根據授課內容和授課要求，以案例穿插式、專題嵌入式、隱性滲透式、討論辨析式等多種形式將思政元素融入.這不僅改變了傳統的單一說教模式，使課程思政教學過程變得更立體生動，也更能充分地調動學生主動思政的積極性.

3 量子物理第一節課程思政教學設計

量子物理是大學物理近現代物理部分的兩大基礎理論之一，很多技術方面的創新都離不開量子理論的發展，量子物理與人們的日常生活也日益接近，極大地改變了我們的生活，如激光技術、核磁共振成像技術、晶體管與信息技術、掃描隧道顯微鏡等等.作為新時代背景下醫工融合的新興專業，更要學好量子物理這一章內容.下面我們就量子物理第一節“黑體輻射普朗克量子假設”的教學作如下設計.

3.1 課堂教學目標和思政育人目標

3.1.1 教學目標

(1)知識目標：了解量子理論產生的背景和發展簡史，以及經典理論的局限性；掌握黑體、熱輻射的概念、黑體輻射規律，以及普朗克的量子假設.

(2)技能目標：理解量子理論的重要性，通過了解量子理論在量子保密通訊和醫學領域的應用，認識到量子理論在科技發展中的巨大潛力，初步具備解釋高新技術產品中(無接觸體溫測量儀、熱像儀、電子顯微鏡等)如何運用量子理論的能力.

3.1.2 思政育人目標

(1)明確量子理論的建立是許多物理學家共同努力的結晶，了解量子理論建立過程中的歷史故事(以愛因斯坦、普朗克為例)，培養學生辯證唯物主義思想和大膽假設、小心求證的科學精神.

(2)了解我國在量子技術特別是量子保密通訊領域的研究現狀、所處國際地位，了解國內量子領域知名科學家(以潘建偉院士為例)的故事，提升學生的民族自信，堅定學生的四個自信(特別是文化自信)，培養學生通過努力學習為實現中國夢不斷奮斗的愛國主義精神.

3.2 專業教學與思政教育的融合設計

3.2.1 課前思政

在超星學習通平臺發布全球首顆量子科學實驗衛星 “墨子號”以及網上熱賣的“量子”產品的簡介，并發帖展開討論：(1)墨子號的命名由來和主要用途是什么？(2) “量子” 概念產品真的用上了量子科技嗎？到底什么是量子科技？采用案例穿插的方式，融入中華優秀歷史文化、科學精神(創新精神)類型、四個自信(特別是文化自信)的思政元素；提高學生辨別真偽高科技的能力.

3.2.2 課中思政

(1)通過圖片、視頻等簡單介紹量子理論在電子顯微鏡和核磁共振成像等先進技術中的重要應用.采用隱性融入的方式，結合新時代我國在量子計算和量子信息等領域取得的重大突破，大力增強學生的民族自豪感.

(2)量子論誕生的歷史背景和發展史充滿了創新思維和哲理，列舉物理學家為量子論的誕生各自作出的偉大貢獻.采用隱性和案例結合的方式融入思政元素，引導學生樹立學無止境的辯證唯物主義觀點，培養學生實事求是、嚴謹治學的科學態度.以愛因斯坦為例，通過展現物理學家偉大的人文精神，告訴莘莘學子，成功離不開奮斗和創新；當然，通過介紹量子理論的建立過程中許多科學巨匠的貢獻，培養學生團隊合作和堅持不懈的科學精神.

(3)通過視頻介紹19世紀中后期西方國家根據觀察鋼水的顏色估算出鋼水的溫度，從而引出本堂課的重點內容之一：熱輻射.并提出問題引發學生討論并得出結論：鐵塊在加熱時顏色如何變化？輻射能量與溫度、發光顏色的精確數學關系是什么？夏天穿深色衣服涼快還是淺色衣服涼快些？為什么？黑體一定是黑色的嗎？引出黑體模型的物理意義是什么？ 通過黑體這種理想化模型向學生隱性滲透自然辯證法的物理思想方法，讓學生理解主要矛盾和次要矛盾的辯證關系.

(4)通過呈現不同溫度下輻出度隨波長的變化曲線，引導學生通過對比的方法得出黑體輻射實驗的特點.設置問題：測溫計的原理是什么？ 結合疫情當下普遍采用的無接觸式體溫測量儀，介紹黑體輻射實驗定律在實際生活中的應用.采用案例穿插的方式，結合偉大的抗疫精神(尊重科學)，融入創新精神，以及學以致用、增強解決實際問題能力等內涵的思政元素.

(5)在介紹普朗克的量子假設時，以討論辨析和案例穿插結合的方式融入思政元素，培養學生探索未知、追求真理、永攀科學高峰的責任感和使命感；培養學生在科學的基礎上大膽假設，小心求證的科學精神.并設置課后思考題：既然能量是量子化的，為什么在宏觀世界中觀察不到能量分立的現象呢？問題的關鍵在哪？激發學生進一步深入學習探索的興趣，培養學生理論聯系實際的能力.

3.2.3 課后思政

教師在超星學習通平臺發布我國量子領域知名科學家潘建偉院士的故事以及在量子通訊領域取得的成績等素材，并讓學生以文檔、短視頻等形式提交觀后感.以案例和隱性的滲透方式，提升學生的民族自信，堅定學生的四個自信(特別是文化自信)，培養學生通過努力學習為實現中國夢不斷奮斗的愛國主義精神.

3.3 教學反思

量子物理的突出特點是緊扣近現代史和當今科技發展前沿.我們在教學過程中擺脫教材的束縛，本著突出基礎保持教學內容的先進性和前沿性，同時融入思政元素把德育與科學知識有機地融合，寓教于無形的原則.該課堂教學設計中，充分利用量子物理概述部分知識點內容新穎，其理論和實驗成果是近現代物理學巨匠智慧的結晶，在當今生活中也有著廣泛應用的特色.將專業知識等教學內容與思政元素有機結合，選擇當前量子物理的前沿研究熱點為案例，讓學生更有代入感；采用隱性滲透、案例講授、討論辨析等形式巧妙融入諸多思政元素，啟發學生對科學素養的思考，力求起到“潤物細無聲”的效果.

4 結論

大學物理作為醫工融合專業的核心基礎課程，在推進“新工科”建設、培養“醫工融合”所需的創新型復合型人才方面具有不可替代的作用.本文通過分析我校大學物理課程思政的教學現狀，根據醫工融合專業特色和大學物理課程特色，對醫工融合專業的大學物理課程思政教學改革進行了研究和實踐，探索以學生為中心的課程思政教學方法和教育模式，有效提升了課程的教學效果.