“課程思政”視閾下的熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理課程教學(xué)改革與實(shí)踐

于 慧 張永梅 段美玲

(中北大學(xué)理學(xué)院 山西 太原 030051)

1 引言

“百年大計(jì)，教育為本.” 教育是國計(jì)，也是民生.《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》指出：“培養(yǎng)什么樣的人、怎樣去培養(yǎng)人、為誰培養(yǎng)人是教育的根本問題”[1].立德樹人，“將價(jià)值觀引領(lǐng)寓于知識(shí)傳授和能力培養(yǎng)之中，幫助學(xué)生塑造正確的世界觀、人生觀和價(jià)值觀，是人才培養(yǎng)應(yīng)有之義，更是必備內(nèi)容”[1].在當(dāng)今社會(huì)多元價(jià)值相互交織滲透的復(fù)雜背景下，“守好一段渠、種好責(zé)任田，使各類課程與思政課程同向同行，構(gòu)建全員全方位育人格局”刻不容緩[1].

熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理 (以下簡稱為“熱統(tǒng)”) 是高等學(xué)校物理專業(yè)的一門重要理論基礎(chǔ)課, 隸屬四大力學(xué).其任務(wù)是研究熱運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律，討論宏觀物質(zhì)系統(tǒng)與熱運(yùn)動(dòng)有關(guān)的物性以及熱物理性質(zhì)的演化．“熱統(tǒng)”不僅是固體、液體、氣體、等離子體理論和激光理論的基礎(chǔ)之一，它的概念和方法更是廣泛地滲透到了核物理、粒子物理、生物、化學(xué)、信息學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、人工智能與大數(shù)據(jù)等領(lǐng)域中.

在“大思政”格局下，“熱統(tǒng)”課程唯物辯證又獨(dú)具特色的研究方法、邏輯嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維、深邃厚重的歷史底蘊(yùn)、引領(lǐng)科技的基礎(chǔ)作用鑄就了該課程鮮明的思政特色.在“課程思政”視閾下的“熱統(tǒng)”課程教學(xué)改革對(duì)于提高學(xué)生分析和解決問題的能力、培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和探索未知、追求真理的責(zé)任感和使命感、樹立良好的價(jià)值觀、人生觀和世界觀具有十分重要的意義.

為了進(jìn)一步提升“熱統(tǒng)”課程教學(xué)品質(zhì)，充分發(fā)揮課程立德樹人的育人作用，提高高校人才培養(yǎng)質(zhì)量[1]，在多年來進(jìn)行的教學(xué)手段、教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容改革的基礎(chǔ)上，結(jié)合我校實(shí)際情況，我們對(duì)“熱統(tǒng)”課程的思政建設(shè)進(jìn)行了有益的探索與實(shí)踐.

2 課程思政視閾下熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理課程教學(xué)改革措施

2.1 課程教學(xué)目標(biāo)的重構(gòu)

教學(xué)目標(biāo)是教學(xué)活動(dòng)的出發(fā)點(diǎn)和最終歸宿，也是開展教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)的重要依據(jù).在課程思政視閾下，依據(jù)課程特色制定科學(xué)合理的課程目標(biāo)，明確課程的思政育人功能，是課程教學(xué)改革順利開展的基礎(chǔ).重新修訂的“熱統(tǒng)”課程教學(xué)大綱(表1)更注重對(duì)學(xué)生科學(xué)思維方法的訓(xùn)練和科學(xué)精神的培養(yǎng)，幫助學(xué)生塑造正確的“三觀”.

表1 熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理課程教學(xué)目標(biāo)的重構(gòu)

2.2 思政元素與課程教學(xué)內(nèi)容的融合

“熱統(tǒng)”課程內(nèi)容繁雜、綜合性強(qiáng)、物理思想深刻.為了能使思政教育和“熱統(tǒng)”課程有機(jī)結(jié)合起來，我們從課程自身的特色和優(yōu)勢出發(fā)，精研教材，深挖專業(yè)課程內(nèi)容所包含的思政元素及其內(nèi)涵，力圖做到在傳授專業(yè)知識(shí)的同時(shí)使思政教育潤“人”細(xì)無聲，于潛移默化中實(shí)現(xiàn)二者的滲透融合.例如，在討論熱力學(xué)第一定律、熱力學(xué)第二定律、黑體輻射等知識(shí)點(diǎn)時(shí)[2]，通過介紹其相應(yīng)的歷史背景和發(fā)現(xiàn)過程，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)“實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”“矛盾的普遍性和特殊性是對(duì)立統(tǒng)一的”“具體問題具體分析”“事物的變化發(fā)展是前進(jìn)性和曲折性的統(tǒng)一”等辯證唯物主義哲學(xué)觀的認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生從唯物的、辯證的角度去看待科學(xué)問題.在討論相變、二能級(jí)系統(tǒng)、黑體輻射、玻色愛因斯坦凝聚等知識(shí)點(diǎn)時(shí)，可以自然而然地引入我國在高溫超導(dǎo)、激光、量子科技、北斗導(dǎo)航等領(lǐng)域取得的舉世矚目的成就，激發(fā)學(xué)生的民族自豪感和愛國情懷；同時(shí)也告訴學(xué)生目前存在的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，激勵(lì)學(xué)生“探索未知、 追求真理、 勇攀科學(xué)高峰的責(zé)任感和使命感”[1]，為中華民族的偉大復(fù)興貢獻(xiàn)自己的力量.對(duì)于課程諸多知識(shí)點(diǎn)所涉及的重要?dú)v史人物，則通過挖掘其背后的歷史故事凝練出其突出的精神品格,引導(dǎo)學(xué)生深刻感悟先輩科學(xué)家們嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、精益求精、腳踏實(shí)地、堅(jiān)韌執(zhí)著、不怕失敗、淡泊名利,于危機(jī)中創(chuàng)新機(jī)，于變局中開新局的科學(xué)精神，與國家共命運(yùn)，為祖國、為人類無私奉獻(xiàn)的精神，樹立正確的人生觀和價(jià)值觀.部分課程內(nèi)容與思政融入點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表2所示.

表2 部分課程內(nèi)容與思政融入點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系

續(xù)表2

2.3 課程教學(xué)模式的改革

“熱統(tǒng)”課程始終堅(jiān)持“以學(xué)生發(fā)展為中心”的教學(xué)理念，多年來不斷進(jìn)行教育教學(xué)模式的改革.作為物理學(xué)專業(yè)必修的主干課程，它的理論性強(qiáng)、概念抽象、公式繁雜、數(shù)學(xué)推導(dǎo)多、學(xué)習(xí)難度大，這在一定程度上影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.課程思政視閾下，什么樣的教學(xué)模式才能更好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，寓“德”于教，實(shí)現(xiàn)思想啟迪和價(jià)值引領(lǐng)，是該課程教學(xué)改革面臨的重要內(nèi)容.

(1)基于“目標(biāo)問題導(dǎo)向”的線上線下復(fù)合式教學(xué)模式

“熱統(tǒng)”課程組從2013年開始采用基于“目標(biāo)問題導(dǎo)向”的“自學(xué)+小組討論+講授”相結(jié)合的教學(xué)模式.近年來,隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，又將“線上+線下混合式教學(xué)”“翻轉(zhuǎn)課堂”等新模式與之有機(jī)結(jié)合起來，形成了基于“目標(biāo)問題導(dǎo)向”的線上線下復(fù)合式教學(xué)模式，并將思政教育融合于整個(gè)教學(xué)過程中.該模式的教學(xué)過程如下：首先，每次課前，將本章節(jié)的教學(xué)PPT、根據(jù)本章節(jié)的教學(xué)目標(biāo)(包括知識(shí)目標(biāo)、能力目標(biāo)和德育目標(biāo))設(shè)計(jì)的“導(dǎo)向”問題、相關(guān)的思政材料及其他閱讀材料提前發(fā)布在學(xué)習(xí)通APP上，要求學(xué)生基于“導(dǎo)向”問題自學(xué)教材和相關(guān)材料，完成自測題目，提出疑難問題.接下來，課上組織學(xué)生以小組為單位采用合作探究的方式針對(duì)疑難問題進(jìn)行討論，在此過程中教師輔導(dǎo)并收集其中的共性問題.第三步，教師通過啟發(fā)、引導(dǎo)、師生互動(dòng)等方式精講課程重難點(diǎn)內(nèi)容和共性問題.第四步，精選有代表性的例題和思考題，從解題的思路、方法、步驟、技巧等方面進(jìn)行分析指導(dǎo)，加深學(xué)生對(duì)課堂所學(xué)的重難點(diǎn)的理解，提高解決實(shí)際問題的能力；最后，科學(xué)設(shè)計(jì)課后作業(yè)，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的內(nèi)化和綜合素質(zhì)的提升.整個(gè)教學(xué)過程的流程如圖1所示.新的教學(xué)模式既注重學(xué)生自學(xué)能力的培養(yǎng)、理論基礎(chǔ)的夯實(shí)及演繹、運(yùn)算能力訓(xùn)練，又注重激發(fā)創(chuàng)新思想和思維能力、傳遞科學(xué)精神.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣明顯增加，課堂氛圍更加和諧，教學(xué)效果得到有效提升.

圖1 熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理課程教學(xué)流程圖

(2)豐富多彩的教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)

作為課堂教學(xué)的有益補(bǔ)充，我們積極開展了形式多樣內(nèi)容豐富的教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)，如專題辯論、“熱統(tǒng)”原理應(yīng)用學(xué)生報(bào)告會(huì)、邀請(qǐng)交叉領(lǐng)域的教師作前沿進(jìn)展報(bào)告等.這些活動(dòng)全方位多角度地展現(xiàn)了“熱統(tǒng)”在概念、理論、方法上的發(fā)展以及取得的現(xiàn)代科技成就，在擴(kuò)充學(xué)生知識(shí)面的同時(shí)進(jìn)一步增強(qiáng)了學(xué)生的民族自豪感和自信心，強(qiáng)化了學(xué)生科技強(qiáng)國的責(zé)任感和使命感.

2.4 課程考核評(píng)價(jià)體系的優(yōu)化

課程思政的價(jià)值引領(lǐng)是一個(gè)潛移默化、慢慢滲透的過程.既往的“熱統(tǒng)”課程考核更注重對(duì)學(xué)生知識(shí)和能力的評(píng)價(jià)，而對(duì)涉及學(xué)生理想信念、價(jià)值理念方面的評(píng)價(jià)關(guān)注較少.在課程思政視閾下，改革現(xiàn)有評(píng)價(jià)方式，將課程思政納入考核評(píng)價(jià)體系，考慮課程思政育人“長期性、滯后性”的特點(diǎn)，構(gòu)建集 “知識(shí)、能力、思政素質(zhì)”評(píng)價(jià)三位一體的科學(xué)合理的新評(píng)價(jià)體系，對(duì)于檢驗(yàn)課程思政的實(shí)施效果、提升教師的思政教育能力、完善課程思政建設(shè)體系、促進(jìn)課程教學(xué)質(zhì)量不斷提升等都具有重要意義.“熱統(tǒng)”課程在考核評(píng)價(jià)體系的重構(gòu)過程中堅(jiān)持以 “育人”為導(dǎo)向，遵循全面評(píng)價(jià)、縱向評(píng)價(jià)和完善教學(xué)評(píng)價(jià)的原則[3]，建立了一個(gè)內(nèi)容多維、方式多樣、過程與結(jié)果并重的考核評(píng)價(jià)體系.

(1)全面評(píng)價(jià)原則

人才培養(yǎng)效果是評(píng)價(jià)課程思政成效的首要標(biāo)準(zhǔn)，而效果的好壞最終體現(xiàn)在學(xué)生的知識(shí)獲得、能力提升、情感認(rèn)同、價(jià)值理念、課堂內(nèi)外的行為表現(xiàn)等方面[4]，這些考核要素是全面貫穿于整個(gè)教學(xué)過程中的.基于對(duì)課堂教學(xué)環(huán)節(jié)的分解和教學(xué)質(zhì)量影響因素的分析，我們引入了包含教師、同學(xué)、學(xué)生本人在內(nèi)的多元評(píng)價(jià)主體，構(gòu)建了涵蓋出勤、課堂問答、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、隨堂測驗(yàn)、課后作業(yè)、期末考試、應(yīng)用報(bào)告、課外實(shí)踐等內(nèi)容的多維評(píng)價(jià)體系，采用過程性評(píng)價(jià)和結(jié)果性評(píng)價(jià)相結(jié)合、定性評(píng)價(jià)與定量評(píng)價(jià)相結(jié)合的綜合評(píng)價(jià)方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行全面評(píng)價(jià)，促進(jìn)學(xué)生思政素質(zhì)、學(xué)識(shí)和能力的全面發(fā)展.

(2)縱向評(píng)價(jià)原則

以學(xué)生在知識(shí)、能力和價(jià)值觀方面的縱向發(fā)展程度作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[3]，關(guān)注學(xué)生個(gè)體在原有基礎(chǔ)上的提高，減少橫向比較，充分肯定學(xué)生的進(jìn)步，持續(xù)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)能動(dòng)性，構(gòu)建“強(qiáng)激勵(lì)、促發(fā)展”的學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)模式.

(3)完善教學(xué)評(píng)價(jià)原則

構(gòu)建多元多維的教學(xué)評(píng)價(jià)體系，通過示范課、專家聽課、同行評(píng)課、座談會(huì)、問卷調(diào)查等方式提升教師的思政教育能力，改進(jìn)課程思政的教學(xué)和設(shè)計(jì)，優(yōu)化考核評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，完善課程思政建設(shè)體系，促進(jìn)“熱統(tǒng)”課程思政教學(xué)質(zhì)量的不斷提升[3].

3 課程思政視閾下熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理課程教學(xué)改革實(shí)踐與應(yīng)用

“熱統(tǒng)”課程思政教學(xué)改革實(shí)踐已經(jīng)在我校應(yīng)用物理學(xué)專業(yè)開展了兩學(xué)年，并取得了一定的成效.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣顯著提高，學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性明顯增強(qiáng)，學(xué)習(xí)成績進(jìn)步明顯，評(píng)教學(xué)生滿意度高、效果好.通過對(duì)2019級(jí)學(xué)生的問卷調(diào)查可以得知，思政融合的“熱統(tǒng)”課程教學(xué)改革受到了學(xué)生的普遍歡迎.在“你對(duì)將思政內(nèi)容融入到‘熱統(tǒng)’課程教學(xué)中的認(rèn)可程度”這一問題的調(diào)查中(圖2)，近92%的學(xué)生認(rèn)為“有必要”，其中20.4%的學(xué)生認(rèn)為“非常必要”，說明這種教學(xué)模式得到了絕大多數(shù)學(xué)生的認(rèn)可.在“對(duì)你影響最大的‘熱統(tǒng)’課程思政素材有哪些？(多選)”的調(diào)查中(圖3)，88.5%的學(xué)生認(rèn)為“專業(yè)知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用與科技前沿發(fā)展方面的素材對(duì)他們影響最大[5]，尤其是我國在高新技術(shù)領(lǐng)域所取得的突出成就極大地激發(fā)了他們的愛國熱情和民族的自豪感.32.4%的學(xué)生選擇了“其他”,認(rèn)為老師的授課方式對(duì)他們影響最大，有助于科學(xué)思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng).

圖2 “你對(duì)將思政內(nèi)容融入到‘熱統(tǒng)’課程教學(xué)中的認(rèn)可程度”統(tǒng)計(jì)圖

圖3 “對(duì)你影響最大的‘熱統(tǒng)’課程思政素材有哪些？(多選)”統(tǒng)計(jì)圖

4 結(jié)束語

課程思政建設(shè)呼喚我國高等教育教學(xué)改革的新思路，也對(duì)高校所有教師和各類課程提出了新要求.本文介紹了課程思政視閾下我校熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理課程在課程目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式和考核評(píng)價(jià)等4個(gè)方面的教育教學(xué)改革.初步實(shí)踐證明，思政教育與“熱統(tǒng)”專業(yè)課程的有機(jī)融合較好地提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)和學(xué)習(xí)效果，在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維與創(chuàng)新意識(shí)、塑造正確的價(jià)值觀等方面都具有良好的推動(dòng)作用，較好地完成了課程 “立德樹人”的根本任務(wù)，為提升熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理課程品質(zhì)和人才培養(yǎng)質(zhì)量提供了一條有效途徑.