五維度建構富有課程特色的大學物理課程思政

陳真英 孫立萍 謝文彬 謝冰 彭富平

[摘 要]課程思政是新時代黨和國家對高等教育提出的新要求。文章針對大學物理課程思政實施難點，以質點動力學教學為例，基于物理事實、物理分析、物理實驗，從五個維度建構富有課程特色的大學物理課程思政：一是分析相關高科技應用，強化科技強國、創新興邦理念;二是講述物理學家故事， 傳遞正能量，實現精神引領;三是引入蘊含物理原理和思政主題的生活案例，深化安全紀律法制教育;四是穿插相關物理論辯，塑造學生美好的精神境界;五是充分利用物理實驗，培養學生的科學精神和職業素養。從五個維度挖掘思政素材，找準切入點，將思政之“鹽”溶入物理教學之“湯”，從而高效實現物理課程的育人價值和功能。

[關鍵詞]課程思政; 大學物理; 課程特色; 五維度;質點動力學教學

[中圖分類號] G641 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2022）01-0120-04

課程思政是指挖掘各門課程所蘊含的思想政治教育元素和所承載的思想政治教育功能，融入課堂教學各個環節，實現思想政治教育與知識體系教育的有機統一，實現所有課堂的育人功能、所有教師的育人職責。課程思政是高校落實“立德樹人”根本任務，鑄就教育之魂的理念創新和實踐創新[1]。

一、課程思政是新時代黨和國家對高等教育提出的新要求

教育是國之大計、黨之大計。高校肩負為黨和國家培養人才的重任，是黨和國家思想政治工作的前沿陣地和重要端口，是影響和感染青年學子的重要思想平臺，是正確理解馬克思主義理論的重要渠道。因此，十八大以來，黨和國家對高校思政教育建設高度重視，并做出了一系列重大決策部署。

例如，2014年習近平總書記在同北京師范大學師生代表座談時曾號召全國廣大教師要做“有理想信念、有道德情操、有扎實知識、有仁愛之心”的好老師，為發展具有中國特色、世界水平的現代教育，培養社會主義事業建設者和接班人做出更大貢獻[2]。由此可見，在教學中滲透思政教育是新時代對教師的要求，是黨和國家對教師的要求，是“四有”好教師在教學工作中的具體體現。

習近平總書記在全國高校思想政治工作會議、全國教育大會、學校思想政治理論課教師座談會等重要會議上，多次強調要加強高校思想政治教育，要抓住教師隊伍“主力軍”、課程建設“主戰場”、課堂教學“主渠道”，讓所有高校、所有教師、所有課程都承擔好育人責任，使各類課程與思政課程同向同行，形成協同效應，構建“三全育人”大格局[3-5]。

2020年6月，教育部印發的《高等學校課程思政建設指導綱要》號召所有高校深入貫徹習近平總書記關于教育的重要論述和全國教育大會精神，落實“立德樹人”根本任務，充分挖掘各類課程思政資源，發揮好每門課程的育人作用，全面提高人才培養質量，有效推進高校課程思政建設。

因此，近年來，各高校緊緊圍繞落實“立德樹人”這一根本任務，在構建高校思政工作大格局的進程中，開啟“破墻”試點，探索在知識傳授過程中實現價值引領，將思政工作深刻融入教育教學的全過程和各個環節，實現從“思政課程”到“課程思政”的創造性轉化，掀起了課程思政教學改革的熱潮。

作為理工專業的基礎必修課，《大學物理》同樣蘊含育人的功能和價值。大學物理教師肩負教書育人的使命，應義不容辭地投身于大學物理課程思政教學改革，為大學物理教學注入新的生機和活力，為國家培養品學兼優的人才。

二、大學物理課程思政的實施難點分析

目前，與人文社科類課程相比，作為理工科類課程的大學物理，其課程思政工作開展相對比較滯后，實踐中存在以下主要困難。

（1）大學物理以自然知識為研究對象，物理知識本身不帶有任何政治傾向，具有客觀性，因而蘊含的思政教育資源相對不太飽滿、隱藏較深且分布零散，需要教師深度發掘，這是實施大學物理課程思政的主要難題。

（2）從大學物理中挖掘出來的思政素材還需要與專業教學有機融合，以達到潤物細無聲、潛移默化的效果，這無疑進一步加大了大學物理課程思政的實施困難。

（3）大學物理教師的教學任務過重，他們沒有足夠的時間提升自身的思政水平和思政教育能力，且大學物理教學課時數不斷被削減，部分大學物理教師課前缺乏足夠的能力和精力來精心設計大學物理課程思政教學，課堂中也無暇顧及課程思政。

（4）課程思政是高校落實“立德樹人”根本任務，鑄就教育之魂的理念創新和實踐創新，目前大學物理課程思政的具體實施策略和實施路徑還不太成熟，也不夠清晰，還處在探索階段，沒有現成的捷徑可走。

（5）少部分大學物理教師“三全育人”理念不足，只專注于講授物理知識技能，認為思政教育是思政課教師的任務，再加上部分理工科學生對思政內容不感興趣，忽視思想政治素養的提高。

由于以上五個原因，目前大學物理課程思政教學改革還未全面深入展開。建構富有課程特色的大學物理課程思政是目前大學物理教師所面臨的艱巨而又刻不容緩的任務，迫切需要一套切實可行的實施方案。

三、大學物理課程思政的課程特色定位

物理學是研究物質的基本結構、相互作用及其運動規律的科學，它來源于生活、服務于生活，思政教育工作也來源于生活、服務于生活，因而物理教學與思政教育之間存在相融相通之處。大學物理教師只有充分挖掘和利用兩者之間的相融相通之處，立足課程特色，有效實施思政教育，才能真正地將大學物理課堂打造成知識傳授和價值引領有機結合的良好載體和平臺。

大學物理課程思政的課程特色定位主要包含兩點：一是大學物理課程思政必須以物理事實、物理分析為基礎，要真實可信，不能牽強附會、生搬硬套，切忌專業教育和思政教育 “兩張皮”;二是充分發揮大學物理實驗的課程思政優勢，大學物理實驗是深化和實踐多種思政觀念的最優平臺，可充分利用其實施多主題的思政教育。總之，大學物理課程思政必須要基于物理事實、物理分析和物理實驗而展開。

四、五維度建構富有課程特色的大學物理課程思政

筆者在多年大學物理教學實踐中一直堅持不懈地思考和探索課程思政的可行性方案，獲得了一些心得體會。

筆者在開啟物理新章節的教學時，一般從五個維度來建構課程思政：一是介紹相關高科技應用，二是講述、傳遞物理學家正能量的相關故事，三是引入蘊含物理原理和思政主題的生活案例，四是穿插相關物理論辯，五是發揮物理實驗能實踐和深化多種思政觀念的優勢平臺作用。從這五個維度出發，挖掘思政素材，找準切入點，不失時機地滲透思政教育，不局限于教材，將歷史的、時代的、社會的正能量引入課堂，讓學生不僅能學到知識、提升本領，而且能實現人格熏陶、心靈滋養、境界開拓、追求升華，更好地促進學生成長成才。下面筆者以質點動力學教學為例，詳細介紹如何通過五維度建構富有課程特色的大學物理課程思政。

維度1：分析相關高科技應用，強化科技強國、創新興邦理念

每一次物理理論的飛躍都會隨之誕生新的科技。高新技術極大地推動了社會經濟的發展，也成為當今世界綜合國力競爭的制高點。因此，教師在講授物理理論知識時，可不失時機地介紹與其相關的高科技應用。介紹我國領先的科技，讓學生深感自豪;而介紹處于劣勢的科技，則會激發學生的責任感和使命感。總之，科技強國和創新興邦理念會在春風化雨般的科技介紹中被悄然根植于學生的心田。

例如，在教學質點動力學內容之前，筆者首先讓學生復習描述質點運動狀態的四個物理量（即位矢、位移、速度、加速度），啟發學生用這些知識點分析GPS導航定位原理并推導其定位公式。接著給學生介紹導航技術已廣泛應用于軍事國防、精密授時、汽車導航、大氣觀測、地理勘探等領域，成為國民經濟的支撐技術和國家綜合國力的體現;列舉美國曾在海灣戰爭中對伊拉克的交通、電力、通信等樞紐部門使用具有定位功能的導彈進行精準打擊，使得伊拉克的交通、電力、通信一夜之間陷入癱瘓[6]，或者介紹1993年的中國“銀河號”事件——中國“銀河號”貨船在印度洋公海正常行駛時，美國為了攔下它，竟然選擇關停它附近的GPS，失去GPS導航功能的“銀河號”貨船只能被別人卡著脖子在海上苦等苦熬整整33天[7]。讓學生明白：擁有自主研發的定位科技對國家領土、經濟、公共安全是何等重要，大國重器絕不能受制于人，并順勢向學生介紹我國自行研制的北斗衛星導航系統，從中讓學生體會到北斗人攻堅克難、奮勇拼搏所取得的舉世矚目的輝煌業績。

導航技術離不開導航衛星，衛星的升空離不開火箭的發射。筆者在給學生講授與火箭升空技術聯系密切的動量守恒定律時，先啟發學生利用動量守恒原理推導火箭在不考慮重力及空氣阻力的情況下能達到的最大速度公式（即齊奧爾科夫斯基公式），再讓學生依據推導公式分析控制火箭發射速度的關鍵措施，最后再介紹短短幾十年我國火箭技術從單級到多級，從近程到遠程，從小到大，從無到有，從一窮二白到躋身世界前列，推動了我國航天技術飛速發展，在提高我國國際地位、維護國家安全等方面發揮了不可替代的作用。總之，通過介紹這些高科技應用可強化學生科技強國、創新興邦的信念，增強學生的民族自豪感和自信心，激發學生的責任感和使命感，從而使學生端正學習態度，樹立遠大志向，為報效祖國而努力奮斗。

維度2：講述物理學家故事，傳遞正能量，實現精神引領

物理學的發展凝聚著無數物理學家的心血，每位偉大的物理學家的故事無不是一份生動感人的德育素材。物理學家堅持不懈、一絲不茍、實事求是、勇于創新的科學精神，淡泊名利、樂于奉獻、大公無私、勤奮執著的崇高品德，恪盡職守、兢兢業業的工作態度及其可歌可泣的愛國故事等，均可潛移默化地塑造學生美好的精神境界[8]。因此，教師在介紹物理原理定律時，可給學生講述相關物理學家的感人故事，以此感染和激勵學生，并傳遞正能量，實現精神引領。

例如，在講解牛頓運動定律時，筆者給學生講述了創立微積分和經典力學的物理學家、數學家牛頓的故事。筆者講述牛頓過于專注實驗而把懷表當成雞蛋來煮的趣事來教育學生對待學習要熱愛專注[9] ;講述疫情期間牛頓勤奮鉆研的故事：1665年，一場可怕的瘟疫在英國倫敦流行，大學被迫停課，當時23歲的牛頓只能回到鄉下莊園里，他在家呆了整整18個月，而在居家隔離的這段時期牛頓的發明創造達到了頂峰，在這段時期里，他潛心鉆研開普勒、阿基米德、伽利略等前輩的論著，并發明了微積分，發現了牛頓運動定律、萬有引力定律以及光的色散規律等（牛頓一生中最偉大的幾個成就）[10]，以此教育學生要感恩新冠疫情期間克服各種困難并用心血和生命守護我們的醫護人員、人民警察等，激勵學生在疫情期間即使宅在家里也應努力提升能力、蓄積力量、學好本領，將來報效祖國。

又如，在講授利用動量守恒原理推導火箭最大速度公式并順勢介紹我國火箭技術后，可給學生講述“中國航天之父”“火箭之王”錢學森的故事，以此教育學生要熱愛祖國、樂于奉獻。錢學森從小熱愛祖國，熱愛科學，后到美國留學，成為當時世界一流的火箭專家。新中國成立后，他毅然放棄美國優渥的生活和先進的科研條件，積極要求回國參與建設，一度受到美國的阻撓和迫害，五年后他終于回到祖國。他長期擔任中國火箭、導彈和航天器的技術領導職務，為國家做出了杰出貢獻，曾獲“國家杰出貢獻科學家”稱號和“兩彈一星”獎章，被譽為人民科學家。錢學森對黨和國家的熱愛、忠誠和奉獻的崇高精神值得我們學習[11] 。

維度3：引入蘊含物理原理和思政主題的生活案例，深化安全紀律法制教育

物理源于生活，又應用于生活，當代物理的影響已經遍及人類活動的各個領域。日常生活中總能找到許多同時蘊含物理原理和思政主題的生活案例，教師可利用物理原理分析其內在的本質和可能引發的后果，并在此基礎上開展思政教育，讓學生心悅誠服地認同、接受，并遵守相關的法制紀律。

例如，在教學質點動量及動量定理時，筆者引入備受社會關注的“東莞高空墜落的蘋果砸傷女嬰”這一真實案例，引導學生結合案例利用動力學知識計算分析為什么高空墜落的蘋果會對人體造成致命的傷害，然后設計相關題目讓學生訓練：若案例中蘋果的質量為0.25 kg，它從30樓墜落擊中地面行人的要害部位，設每層樓高約3.0 m，蘋果所受空氣阻力與其速度的平方成正比，其比例系數為0.0016，試計算此蘋果撞擊人體前瞬間的速度和動量，并結合計算數據分析高空拋物的危害。從廣泛關注的真實案例出發，引導學生分析蘋果的受力，依據牛頓第二定律列出蘋果下落的運動微分方程，然后用分離變量法計算出蘋果的速度與下落高度之間的關系式，并由此計算出蘋果撞擊人體前瞬間的速度和動量，最后依據計算結果強調說明高空墜落的蘋果即使質量較小，但落地時速度（v）很大，動量（p）很大，再加上與人體的撞擊時間（[Δt]）又很短，依據動量定理，蘋果對人體的打擊力（F）將會很大，因此會對人體造成致命的傷害。法律規定：高空墜物造成人身傷亡和重大財物損失等嚴重后果會涉及犯罪，被追究刑事責任。因此，我們一定要杜絕此類行為發生。

又如，講授牛頓運動定律時，筆者結合生活設計如下練習題：我國高速公路最高車速限制為120 km/h，設某人駕車正以此速度沿平直高速公路行駛，剎車時輪胎與路面的摩擦系數約為0.7，司機反應時間約0.5 s。請計算此車行駛時的安全車距。汽車原來的速度v0=120 km/h≈33.3 m/s，反應時間t1=0.5 s，汽車做勻速直線運動的位移為s1=v0t1=33.3×0.5 m=16.7 m。汽車剎車后做勻減速直線運動，滑行時間為t2=[Δva=0-33.3-0.7×9.8]≈4.8（s），汽車剎車后滑行的位移為s2=v0t1+[12]a[t22]≈79.9 （m），所以汽車行駛時的安全車距為s=s1+s2=16.7 m+79.9 m=96.6 m。考慮到人的反應時間存在區別等其他因素，《中華人民共和國道路交通安全法》規定：機動車在高速公路上行駛，車速超過每小時100公里時應與同車道前車保持100米以上的距離。雨天路滑，摩擦因素減小，若要確保不發生追尾事故，則必須適當降低行駛速度或增加跟車距離。這種讓學生親自動手利用物理原理分析計算，用科學數據來解釋高空拋物的危險以及造成追尾事故的根本原因的做法，能讓學生心悅誠服地認同并接受有關高空拋物、保持車距、限速行駛等法制紀律的約束。這樣的教學，在講解物理知識的同時開展高效的法制教育，能讓學生深刻理解制定法制紀律的根本原因，從而對法制紀律條款有深刻的認同感。學生一旦懂得法制紀律背后的“理”，就會在社會生活中自覺遵紀守法，維護社會的安全穩定。

維度4：穿插相關物理論辯，塑造學生美好的精神世界

探索宇宙和征服自然的物理學發展歷程中，出現了許多蘊含豐富思政元素的論辯，物理教師可適時將相關論辯穿插在物理知識的講解中，這樣既可緩解枯燥的理論學習帶來的壓力，又可感染和激勵學生，塑造學生美好的精神境界。

例如，在講授質點角動量定理和角動量守恒定律時，筆者先讓學生利用此原理分析為什么地球在近日點的速度比遠日點的速度大，接著引入有關天體宇宙結構和運行的兩種學說（地心說與日心說）之間的論辯。“地心說”主張地球是宇宙的中心，太陽、月亮和行星都在各自圓形軌道上圍繞地球運轉。“地心說”曾是神圣不可侵犯的教條，而布魯諾、伽利略、哥白尼等依據實驗觀測提出的“日心說”則主張太陽才是宇宙的中心，地球和其他行星圍繞太陽運轉。“日心說”在當時被視為異端邪說，哥白尼、伽利略、布魯諾等天文學家都或多或少遭到教會的迫害，布魯諾甚至被活活燒死。但后來事實證明“日心說”是正確的，300年后羅馬教皇公開宣布為伽利略平反。通過了解這段物理學史上的論辯，學生會被伽利略、布魯諾、哥白尼敢于挑戰權威、堅持真理的精神深深打動，并認識到理論源于實踐，不管經歷多少艱難曲折，其正確性必須以實踐檢驗為標準，從而樹立了馬克思主義認識論的基本觀點。這些有趣震撼的物理論辯，能帶給學生崇高美好的心靈體驗，有助于塑造學生美好的精神境界。

維度5：充分利用物理實驗，培養學生的科學精神和職業素養

大學物理實驗是蘊含思政元素最豐富的實踐平臺，擁有實施課程思政的獨特優勢。大學物理教師要以物理實驗知識技能為載體加強思政教育，使學生的實驗技能及思政水平同時得到融合提升，同時培養學生的科學精神和職業素養。例如，筆者在教學碰撞實驗前精心準備，確保實驗場地干凈整潔舒適，儀器擺放規整，設備性能正常，并提前15分鐘在實驗室等候。這何嘗不是教師以身作則，展示良好的服務意識、對工作精益求精的體現。實驗前，筆者要求學生做好預習并完成預習報告，沒有預習報告的一律不準進實驗室，以此培養學生做事有計劃、有準備的習慣。學生的實驗數據必須通過審核，若發現有偽造數據的則進行嚴厲處罰，以此培養學生實事求是和誠信的品德。實驗過程中筆者演示并反復強調要安全規范地操作，以免讓滑塊掉落地上損壞儀器，以此來強化學生的安全規范操作意識。要求學生在實驗過程中不要隨意走動、講話，實驗結束后要拔掉電源，保持儀器規整，桌面干凈整潔，拖鞋擺放整齊，以此讓學生養成講規矩、守紀律的好品德。對實驗過程中協作和諧、實驗效率高的小組進行表揚并給予加分，以此培養學生的團結協作能力，促進學生樹立大局意識。在實驗誤差范圍內，學生的實驗數據與動量守恒原理一致，說明動量守恒定律的正確性，據此進一步向學生說明理論必須接受實踐檢驗的馬克思主義哲學觀。讓學生仔細分析實驗誤差的來源，并提出減小實驗誤差的措施，以此培養學生開拓創新的精神。總之，物理實驗課程在培養學生科學精神、創新意識、實踐能力方面具有其他課程不可替代的作用。通過物理實驗課程學習所獲得的能力和素養，是學生今后勝任任何領域工作所需要的優秀特質[12]。因此，教師要充分發揮大學物理實驗這個實踐平臺的獨特作用，對學生進行科學方法、科學精神等方面的嚴格訓練，在實踐中培養學生求真務實、團結協作、樂于奉獻、鍥而不舍、開拓創新等優秀品質，使學生成為一名具有良好科學素養和人文素養的應用型人才。

綜上，在開啟每一章節的物理教學時，教師應深度挖掘思政素材，不失時機地滲透思政教育，將科技強國、創新興邦、發奮圖強、報效祖國、樂于奉獻、攻堅克難、嚴謹求實等多種美好思政理念根植于學生心田，將思政之“鹽”溶入物理教學之“湯”，從而有效實現物理課程的育人價值和功能。

總之，大學物理課程思政任重道遠，需要教師繼續探索和實踐，不斷挖掘積累課程思政素材，不斷在教學中有機融入思政教育，為國家培養品學兼優的人才。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 許瑞芳.一體化視角下高校課程思政建設的四個維度[J].中國高等教育，2020（8）：6-8

[2] 習近平.做黨和人民滿意的好老師[N].人民日報，2014-09-10（2）.

[3] 張爍.把思想政治工作貫穿教育教學全過程 開創我國高等教育事業發展新局面[N].人民日報，2016-12-09（1）.

[4] 張爍.堅持中國特色社會主義教育發展道路 培養德智體美勞全面發展的社會主義建設者和接班人[N].人民日報，2018-09-11（1）.

[5] 張爍.用新時代中國特色社會主義思想鑄魂育人? ?貫徹黨的教育方針落實立德樹人根本任務[N].人民日報，2019-03-19（1）.

[6] 諾頓，謝瑞夫，布萊特，等.特別的人民，特別的國家：美國全史[M].黃少婷，譯.上海：上海社會科學院出版社，2018.

[7] 楊文鶴.二十世紀中國海洋要事[M].北京：海洋出版社，2003.

[8] 陳真英，孫立萍，楊昌億，等.立德樹人視域下大學物理課程中的思政資源探析[J].西部素質教育，2018（22）：1-2，5.

[9] 周海霞.世界數學名人精選[M].長春：吉林出版集團有限責任公司，2014.

[10] 楊澍清.物理學簡史[M].蘭州：甘肅人民出版社，2017.

[11] 萬春錦，張漢卿.科學家故事文庫：錢學森的故事（上）[M].長春：時代文藝出版社，2009.

[12] 陳真英，謝冰，謝文彬，等.立德樹人格局下大學物理課程實施課程思政的特色優勢研究[J].高教學刊， 2019（21）：61-63.

[責任編輯：黃春香]

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