大學物理課程思政的挖掘與實踐

石家榕

[摘? ? ? ? ? ?要]? 大學物理課程具有嚴謹的科學邏輯，同時也蘊含著豐富的哲學邏輯，在應用型本科院校中，該課程作為絕大多數專業的公共基礎課，具有受眾范圍廣、學習時間長等特點。因此，在大學物理課程中融入辯證唯物主義教育、我國科技成果及科學家的介紹等思政內容，既可以補充本課程內容，又能培養學生正確的自然觀和價值觀，自然而然地使“顯性教育”和“隱性教育”相結合，從而實現立德樹人的根本任務。

[關? ? 鍵? ?詞]? 大學物理;課程思政;應用型本科院校

[中圖分類號]? G641? ? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? ? ? ?[文章編號]? 2096-0603（2022）19-0051-03

習近平總書記在學校思想政治理論課教師座談會上明確提出，教育工作者培養人的目標就是要培養社會主義的建設者和接班人，同時指出教育工作者應挖掘各類課程以及教學方式中的思政元素，落實立德樹人的根本任務[1]。教育部進一步對高等學校建設課程思政教學改革提出了具體的實施綱要，要求在知識傳授與能力培養的同時，注重對學生價值觀的引導[2]。近年來，我國高等院校積極響應國家號召，努力探索新時代的教育改革之道，并逐步推進全學科的課程思政建設。

物理學旨在揭示自然界物質及其運動規律[3]，并為自然科學的發展提供了基礎。辯證唯物主義的自然觀[4]、人類社會及科學技術的進步都離不開物理學的發展。大學物理課程是以物理學基礎為基本內容的一門公共必修課，是大部分理工科專業的先導課程。在以山西能源學院為例的應用型普通本科院校中，2021級就有共計57個專業，超1770人次，接近90%的學生需要進行為期兩個學期共計128個課時的大學物理課程的學習。因此，這門課程不僅具有嚴謹的科學邏輯，還蘊含著豐富而深刻的哲學邏輯，并且在可以與各類理工科專業相兼容的同時，又具有較高的覆蓋面，其本身的學科特點決定了在教學過程中與思政教育相融合的高度適配性。

一、課程思政元素的挖掘

在傳統大學物理教學中更加注重知識的傳授和能力的培養，重點培養學生的科學素養并為專業課的學習奠定基礎。但在教學過程中，長時間、高強度的邏輯分析與推導，容易給學生留下枯燥無味的刻板印象，在某種程度上缺乏人文關懷。

為實現立德樹人的根本任務，豐富大學物理課程教學內容，吸引學生積極主動地探尋物理奧秘，基于大學物理的學科特點，在其與思政教育相結合的研究和實踐中發現，可以從以下三個方面來實現課程思政建設。

（一）融入辯證唯物主義教育

物理學中蘊含著豐富的辯證唯物主義思想。例如，質點運動學理論表明了物質運動的絕對性與靜止的相對性。在研究機械振動時，由于復雜的機械振動可以分解為若干個簡諧振動，所以我們重點研究簡諧振動，這充分體現了抓住事物的主要矛盾，分析重點問題從而解決問題的原則。能量守恒與轉換定律表明各種形式的能量可以相互轉換，從而揭示了各種運動形式的多樣性、客觀性以及統一性。同時結合電磁場這種特殊物質的存在，說明物質是第一性的，我們不能脫離物質而談能量[5]。而電磁場理論的建立，更是辯證唯物主義在自然科學發展中的充分體現，其有力地揭示了電磁現象的多樣性和統一性。靜電場的“有源無旋”特性、磁場的“無源有旋”特性及電磁感應現象表明了電磁現象既對立又統一，甚至可以相互轉化的事實。從雷電和指南針引發思考，到麥克斯韋總結出電磁現象及規律，并預言電磁波的存在，最終被赫茲用實驗得以證實，電磁理論的發展過程也證明了實踐和認識之間的關系，即物理學是通過實踐、認識、再實踐、再認識而得以發展的，在表明了實踐決定認識的同時，也說明了正確的認識對實踐的發展具有促進作用。19世紀末，在經典物理學被奉為“絕對真理”的同時，黑體輻射和邁克爾遜-莫雷實驗這兩朵烏云給經典物理學帶來了揮之不去的陰影，通過深入研究，物理學家們創造性地提出了相對論和量子力學，從而進一步完善了物理學，這告訴我們認識具有上升性，螺旋式上升是事物發展的特點，在表明實踐是檢驗真理的唯一標準的同時，也告訴我們真理和謬誤既對立又統一，真理會被實踐和認識能力限制，在一定條件下，真理與謬誤可以相互轉化。

學生在思政課上對辯證唯物主義已經有了較為學術性的認知，而通過在大學物理教學中融入辯證唯物主義的教育，不僅可以加深學生對物理學原理及發展的深刻認識，還進一步加強了學生對辯證唯物主義的理解，從而促使其樹立正確的物質觀、自然觀和價值觀。

（二）融入我國科技成果的介紹

應用型普通本科院校的培養目標是培養高級應用型人才，因此，在教學過程中，理論知識的傳授和相關應用的介紹都具有獨特的價值。物理學是科學技術的基石，我國眾多令世人矚目的科技成果都離不開物理學原理的應用。大學物理課程中，在介紹物理學原理的同時，可以有機地融入國產科技成果的介紹與分析。例如，在力學中講解變質量體系的力學分析時融入長征系列火箭的發射事例，來具體分析該系統下的動力學方程[6]。在萬有引力定律中融入我國航天科技的發展及取得的成果，實際分析在太空科研領域中萬有引力定律的應用。在角動量守恒定律中融入我國武裝直升機的研制歷程，并以直升機為例來分析機翼與尾槳工作時，整個系統角動量的變化情況，也可以融入陀螺儀等器件的工作原理來具體分析角動量守恒的實際應用，并指出我國在激光陀螺儀方面取得了巨大成就;在電磁學理論中，通過介紹我國古代的四大發明之一司南、西漢末期《春秋考異郵》中記載的早期摩擦起電現象、北宋沈括還發現了磁偏角等[7]，來說明我國古代在電磁學領域的研究曾走在世界前列。我國現代的特高壓輸電技術、電磁彈射、電磁炮、全磁懸浮人工心臟等成就屬于世界領先水平;在光學領域中，通過向學生介紹我國夏、商、西周時期的銅制平面鏡、球面鏡及西漢時期的“透光鏡”，讓學生知曉我國歷史悠久、技術精湛的制鏡技術。并向學生介紹早在西周時期我國就發明了“陽燧取火”，這在《淮南子》《論衡》等古代著作中都有記載。我國古代在光的直進性、月食、色散、平面鏡成像、球面鏡成像、小孔成像等光學方面的研究一直處于世界前列。而在現代，FAST射電望遠鏡、神光裝置、激光聚變、光學雷達遠距離成像等光學科研及裝置也處于世界頂尖行列;在量子力學中融入我國發射的世界首顆量子衛星“墨子號”等的介紹，來展示我國在量子領域“彎道超車”的壯舉。3474C7BE-F1A4-4F47-A922-BC2102D7B2C6

要培養社會主義未來的建設者和接班人，應該培養學生樹立“知中國，服務中國”的崇高理想。我國自古以來就擁有絢爛的文明，雖然近代衰落了一段時間，但是中華人民共和國成立后又取得了眾多令世人矚目的科技成果，將這些科技成果有機地融入大學物理課程中，在豐富課程內容的同時，更能使大學物理課程成為增強青年學生文化自信、科技自信的“助推劑”，從而促使學生樹立科研報國、科技強國的信心和志向。

（三）融入我國科學家事跡的介紹

在悠久歷史和絢麗文化的歷史長河中，我國涌現出了一大批優秀的科學家，他們不僅為我國科技事業做出了杰出貢獻，而且在世界科技史上留下了屬于中國的印記。大學物理課程中融入這些大師的介紹，在升華課程教學的同時，也可以激發學生的學習興趣。例如，我國古代著名科學家、思想家墨子在《墨經》中就有關于對幾何光學的研究記錄，同時還對杠桿、滑輪、重心等的研究都有所記錄。在科學研究的同時，墨子還提出了“兼愛”“非攻”“節葬”“節約”等觀點豐富和促進了我國思想文化的發展。東漢思想家王充對力學、熱學、電磁學、聲學等的研究都記錄在《論衡》一書中。王充不僅在物理學方面成就斐然，還對當時的社會進行了批判，為后來魏晉的自然派哲學打下了基礎，極大地促進了社會的發展。北宋的沈括在《夢溪筆談》中詳細記錄了他對磁學、光學、聲學等的研究。元代科學家趙友欽在《革象新書》中詳細記錄了大量光學實驗。古代科學家們在進行科學研究的同時，從未忘記自己的社會責任，對當時的社會現象也進行了關注和批判，促進了社會進步。相較于古代科學家而言，現代科學家們則擁有更加強烈的愛國主義情懷。“兩彈一星”功勛獎章獲得者錢學森，師從著名航天工程學家馮·卡門，先后于麻省理工學院、加州理工學院擔任教授，這樣一位在美國可以享受頂級待遇的科學家，冒著生命危險回到祖國，為我國的航天科技、導彈技術的發展做出了卓越貢獻;另一位“兩彈一星”功勛獎章獲得者郭永懷，也是放棄國外優厚待遇，投身建設祖國，為我國核武器事業的發展做出了極大的貢獻，甚至在生命的最后一刻都在想著怎么把科研絕密文件保護好;被譽為我國“力學之父”的錢偉長，他在考入清華大學時理科成績不及格，而在九一八事變爆發后，毅然決定要從事物理研究，一句“國家的需要，就是我的專業”激勵了一代又一代中國人。

大多數物理學家均有著超乎常人的堅毅品質，我國的科學家不僅敢于直面困難，還能在祖國需要的時候勇于擔當甚至為國犧牲，正是這些科學家的無私奉獻，才有了如今國家的繁榮昌盛，這些愛國科學家應該被當代青年銘記并成為學習的榜樣。講好我國優秀科學家們的故事，在促進課程進行的同時，也能啟發學生思考如何在祖國的建設中實現自己的人生價值，這也應該是大學物理課程落實立德樹人根本任務的重要

一環。

二、課程思政實踐舉例

在介紹量子力學基礎中的實物粒子的波粒二象性時，從愛因斯坦的光量子理論開始引入，指出靜止質量為零的光子同時具有波動性和粒子性。提出本節的核心問題：靜止質量不為零的實物粒子，如電子、質子、中子甚至宏觀運動物體是否也具有波動性，即是否一切物質均具有波粒二象性。

針對這一問題，1924年法國青年博士研究生德布羅意在愛因斯坦光的波粒二象性的啟發下，提出一切物質都具有波粒二象性的論述，并因此獲得1929年諾貝爾物理學獎。在前人的基礎上，德布羅意給出了物質的波粒二象性關系即德布羅意方程：

E=hv （1）

P=（2）

物質波的提出顛覆了人們的世界觀，就連愛因斯坦也將此評價為“揭開了自然界巨大帷幕的一角”。1927年，戴維孫—革末及湯姆遜在物質波的啟發下，分別通過電子衍射實驗證明了電子的波動性。1967年，約恩還給出了電子單縫衍射及多縫衍射的實驗圖樣，為德布羅意的論述提供了強有力的證明。物質波的提出不僅在物理學界具有里程碑式的重大意義，也蘊含著豐富的辯證唯物主義思想。實物粒子具有波動性說明世界是物質的，物質是運動的，我們不能脫離物質而談論能量和動量。德布羅意的理論是基于愛因斯坦光量子理論而提出的，證明意識是社會歷史和自然界長期發展的產物，正確的意識可以促進事物的發展。戴維孫—革末實驗有力地證明了德布羅意的論述，德布羅意、戴維孫、湯姆孫等人也因此獲得了諾貝爾物理學獎，這充分體現了實踐是檢驗真理的唯一標準。

從普朗克、德布羅意到海森堡、薛定諤，量子力學被逐漸豐富發展起來，而我國對量子力學的研究起步較晚，卻發展迅速，同時也涌現出了一大批優秀的科學家。被譽為“中國的量子力學之父”的潘建偉院士，放棄外國拋來的橄欖枝，毅然決然地回到祖國，在中科大組建了自己的實驗室，從事量子信息等方面的研究，在他的帶領下，我國成功發射了世界首個量子衛星“墨子號”，成功研制了世界首個量子計算機，從此我國的量子技術彎道超車，處于世界領先地位。潘院士在科研道路上迎難而上、勇于開拓、實事求是的精神值得所有學者學習，同時他在面對德國媒體的采訪時表示：“我們熱愛科學，但我們更愛祖國。”中國人的愛國主義情懷被體現得淋漓盡致。

三、結語

如今，我們正處于實現中華民族偉大復興的關鍵時刻，高等教育的責任不僅是要培養國家所需要的專門人才，還要向青年學生傳遞正確的價值觀，引導學生樹立扎根中國、艱苦奮斗的高尚理想。在應用型普通本科院校中，大學物理課程有著豐富的思政元素，在課堂上融入思政教育、講好中國故事，不僅有利于辯證唯物主義、愛國主義教育，還能增強青年人才道路自信和文化自信，而且也豐富了課程內容，提升了學生的學習興趣，促進了大學物理課程的有效開展。為此，學校和教師都有義務促進課程思政建設，實現“顯性教育”和“隱性教育”的有機統一，切實做好中國特色社會主義教育，完成立德樹人的根本任務。

參考文獻：

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[5]張洪欣.電磁場理論與實踐中的唯物辯證法思想[J].高教學刊，2020（7）：191-193.

[6]蔣最敏，魏心源.在大學物理力學中的課程思政實踐[J].物理與工程，2021，31（3）：92-96.

[7]張之翔.我國古代在電磁學方面的成就[J].物理，1990（11）：646，693-694.

◎編輯 栗國花3474C7BE-F1A4-4F47-A922-BC2102D7B2C6