“三位一體”模式下力學課程思政教學設計與實踐*

侯志青 劉東州 (河北農業大學理學院 河北 保定 071001)

課程思政教育是近年來高校教學改革的重點，是新時代高等教育理念的創新，要求教師把“做人做事的基本道理、社會主義核心價值觀、實現中華民族偉大復興的理想和責任”融入教學過程，使各類課程與思想政治理論課同向同行[1],實現立德樹人.

力學是應用物理專業的專業基礎課，是物理專業大一新生進入大學的第一門專業課程,是后續專業課的基礎.對于剛踏入大學的大學生，大學是人生的一個重要轉折點，很多大學生在此階段樹立了人生目標，也是形成正確的世界觀、價值觀和人生觀的重要時期.而專業教師的引導作用也非常重要，結合本專業的特點對學生進行思政教育更具有實際意義.在專業課程中加入思政教育，不僅能激發學生學習專業課的興趣，還能培養良好的道德品質，樹立正確的人生觀、價值觀，有助于培養高素質的人才.

1 充分挖掘思政元素進行教學設計

力學課程思政的教學設計，以《高等學校課程思政建設指導綱要》為依據，科學設定教學目標，堅持以學生為本，將知識傳授、能力培養、價值塑造三位一體[2，3]，凝心聚力，集思廣益，充分挖掘課程蘊含的思政元素.力學中的思政素材很多，可以把“思”的方面和“政”的方面互相融合，達到“育人”的初心[4～7].筆者認為可以從以下幾個方面進行.

1.1 介紹中國科學家的愛國故事學習科學家的科學精神和愛國主義精神

在物理學的發展過程中，科學家堅持真理、勇于探索的科學精神值得學習，同時科學家的愛國主義精神更值得弘揚.所以，愛國奉獻精神是老一輩科學家傳承下來的寶貴精神.通過介紹科學家的愛國事跡，學生深刻體會科學家的科學精神和愛國情懷，鼓勵學生努力學習，立志把對國家和未來的期望轉化到學習和工作之中，在為國家爭榮譽做貢獻的過程中實現自我理想和價值.

講授力學的發展時，介紹我國近代力學奠基人錢偉長教授棄文從理的故事.“九一八”事變后，錢偉長為了國家立志“要造飛機大炮”，放棄歷史系，改讀物理系.錢偉長教授曾說：“我沒有專業，祖國需要就是我的專業；我從不考慮自己的得與失，祖國和人民的憂就是我的憂，祖國和人民的樂就是我的樂.”

講授質能方程應用時，介紹20世紀50至70年代的“兩彈一星”精神，他們為了中國的導彈事業在茫茫戈壁荒原奉獻自己的青春和生命.并向學生講述中國“導彈之父”錢學森放棄美國的優厚待遇，歷經五六年的周旋，沖破美國的重重阻撓，回到祖國的故事.錢學森曾說：“科學沒有國界，可是，科學家有祖國.”錢學森“惟愿此生常報國”值得每個青年學子學習.

1.2 介紹我國航天及軍事等領域發展和成就增加民族自信心和自豪感

隨著物理科學的研究，我國在航天、軍事等領域取得了很大的成績.通過介紹中國航天、軍事等技術的發展，學生深刻理解科學技術是強國、富國之源，科學技術改變了人們的生活也影響著我國在國際中的地位和作用，也為我們國家取得的輝煌成就感到驕傲和自豪，增加民族自信心和自豪感.

講授機械能守恒定律的應用時，讓學生運用機械能守恒定律推導第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度.然后以宇宙速度為切入點通過播放視頻介紹中國航天技術從無到有、躋身世界先進行列的輝煌成就.我國航天事業經歷了短短50多年的時間，取得了巨大的成果，學生在感嘆科技力量的同時增強民族自信心.

講授多普勒效應應用時，介紹雷達的監測原理以及中國隱身飛機的發展.近年來，中國新一代隱身無人機在技術上也有了重大突破，未來將出現能夠連續在空中飛行數個月甚至數年的新型無人機.軍事力量是國之重器，是固國之本，只有國家變得強大，人民才會安居樂業.我國軍事力量的強大，離不開科學技術的不斷創新.

1.3 介紹古今的發明創造鼓勵學生改革創新

現在很多高校都非常重視學生創新能力的培養，鼓勵學生創新.科學的發展就是不斷的創新過程.在力學課程中通過介紹古今的發明創造、創新理念等，使學生受到啟示，開拓學生的創新思維.

講授共振時，介紹中國古代的智慧發明——魚洗盆共振，我國古代的魚洗盆共振至今還被外國人稱奇，稱為“東方魔法”.學生通過觀看魚洗盆共振的奇妙景象的視頻，體會古代人的智慧.任何科學都來源于生活實踐，實踐出真知，要把古代人的鉆研精神用到平時的學習和生活中.

創新是非常重要的，有時候發現問題，提出創新性理念需要很大的勇氣和毅力.例如介紹相對論的發展，要想解決以太理論問題，必須拋棄經典的理論，提出開創性的新理論.這時候，就要有人敢于打破固有的枷鎖，進行革命性的創新.愛因斯坦打破僵局，提出了相對論.由于相對論是愛因斯坦獨自提出的，當時，很多科學家都反對，正因為愛因斯坦的堅持，才使相對論成為20世紀最偉大的科學理論.因此，在科學研究方面，堅持走自己的路是非常重要的.

1.4 物理與生活中的道德和法規相結合塑形立德

物理知識與生活中的道德、法律法規相結合.這樣既講授了理論知識，又向學生傳遞了正確的人生觀、價值觀，“潤物細無聲”中培養了學生良好的道德品質[3].

在講解動量定理時，可以介紹超速超載、高空拋物的危害，讓學生利用動量定理對超速超載、高空拋物進行解釋，這樣不僅應用物理知識解決了實際的問題，同時還讓學生體會到遵守法律、法規的重要性.由動量定理為切入點，拓展更深層次的人生哲理.力的沖量改變了物體的動量，即量積累到一定程度便可達到質變.哪怕是很小的力，只要堅持不懈的努力，也可以取得成功，所以才會有“滴水穿石”“鐵棒成針”.鼓勵學生們在學習和生活上遇到困難不要退縮，勇于克服困難，每天堅持進步一點點，4年后就會有華麗的蛻變.

在講解物體做圓周運動時，要受到向心力的作用，向心力始終指向圓心，即中心不變.可以聯想到一個團隊，團隊注重的是團結合作，只有每個成員初心不變，齊心協力，才能取得成功.同樣，一個家庭也是如此，夫妻同心，生活才會越來越好，通過挖掘更深層的含義，向學生傳遞正確的價值觀.

1.5 注重理論與實驗相結合培養學生實事求是的科學態度

任何物理理論都離不開實驗，實驗是檢驗理論是否正確的唯一標準.物理學本身就是一門以實驗為基礎的學科，力學中大部分理論都是通過實驗得出的.在課堂上，可以通過一些實驗演示或者視頻來加深對理論的理解.

在介紹物體直線運動時，先讓學生利用理論計算棒球和羽毛在真空中從同一高度落下的時間，兩者落地時間是相同的.實際中由于空氣阻力的存在，棒球先落地.如果要想驗證這一理論，必須要建立真空實驗室.現在，科學家已經有能力建立真空實驗室，播放真空實驗視頻，讓學生觀看棒球和羽毛球在真空中同時落下的實驗過程，驗證了理論的正確性.學生通過觀看視頻，深刻理解科學家堅持真理、勇于探索、實事求是的科學精神.

在講解質點運動時，教師可以布置作業，讓學生利用現有的工具設計一個簡單的實驗，測定重力加速度的數值，并且通過實驗得出實驗結論.學生在設計實驗、操作實驗、實驗分析的整個過程中，不僅明白物理實驗的重要性，還培養了創新能力、動手能力和分析能力.

2 課程思政教學實踐案例

為了提高課程思政教學效果，充分利用學校網絡教學平臺，在力學課堂教學中設計了引出課程、問題導入、課堂討論、課外研討等環節，采用多種教學手段和方法，將思政教育融入教學，取得了一定的成效.下面以伯努利方程為例具體分析討論課程思政的融入方法.

2.1 引出課程

在講授新課時，通過具體的歷史實例引出課程內容是非常重要的環節，不僅能夠吸引學生的注意力，提高學生學習的興趣，還具有歷史教育意義.以1905年鄂洛多克火車站慘案和1912年“奧林匹克號”和“豪克號”海難事故引入課程，教師通過播放幻燈片和一些歷史資料講述這兩件慘案.

通過講述這兩件歷史慘案，讓學生理解物理科學的重要性，一些看起來很“神奇”的事件都蘊含著一定的科學原理，科學就是撥開層層迷霧解開真相的過程，通過現象看本質.同時，學生也受到了教育，所有安全規則都是由事故教訓換來的，必須敬畏和遵守安全規則.

2.2 知識講解及應用

在課堂上，首先利用功能原理推導理想流體的伯努利方程

在此過程中，讓學生體會任何一個物理原理都是可以通過理論證明的.中學只會應用結論，大學學習的是證明物理原理的方法，更深層次的探討物理的本質問題.

介紹伯努利方程的應用：虹吸現象.教師設計情境實驗引出虹吸現象，讓學生利用伯努利方程解釋虹吸現象的原理.學生通過實驗，深刻理解虹吸現象的本質，能夠實現虹吸現象的充分必要條件是兩者存在高度差.這樣，不僅活躍了課堂氣氛，還讓學生懂得實踐的重要性，實踐出真知，實踐是檢驗科學真理的唯一標準.

以伯努利方程應用為切入點，通過幻燈片或者視頻介紹古代的發明——“公道杯”.教師介紹“公道杯”的來歷和結構原理，學生既體會古代人的智慧，提升了文化自信，又在潛移默化中明白了做人做事的基本道理，“知足者酒存，貪心者酒盡”，做任何事情，都要懂得知足常樂，不貪心，不強求不屬于自己的東西，從而達到了育人的目的.

在課堂討論環節，播放足球中經典的“香蕉球”和乒乓球中的旋轉球的視頻，讓學生解釋其形成的物理原因；解釋火車站或者地鐵站設立安全線的原因.學生在討論的過程中，既學到了物理知識，又體會到生活中處處有物理，物理和我們的生活息息相關.

2.3 課堂教學總結

伯努利方程是1726年丹尼爾·伯努利提出的，但是為什么還會發生1905年俄國的鄂洛多克車站大慘案和1912年的“奧林匹克號”和“豪克號”相撞事故？教師介紹歷史原因，雖然伯努利方程發現得比較早，但一直以來不被人們重視，也沒有人進行深入的研究.直到撞船事件發生后，一些科學家才想到了應用伯努利方程解釋事故原因.自此以后，伯努利方程才漸漸得到了重視，這個普遍性的原理才被人們熟知[8].

通過向學生介紹這段歷史，讓學生理解科學的重要性，如果人們足夠重視伯努利方程，也就不會有以后慘案的發生.歷史的教訓要時刻銘記，重視科學的研究，堅持追求真理，讓科學為人類的發展謀福利.

最后向學生介紹伯努利方程式的局限性，它只適合理想流體，不適用粘滯性的流體.對于粘滯性流體的性質，需要泊肅葉方程來解釋[9].讓學生理解任何理論都有局限性，科學的發展過程就是發現問題、解決問題，不斷地突破問題.同樣，任何一個人也不可能十全十美，所以我們吸取別人的長處彌補自己的短處，在學習和成長過程中不斷地充實和完善自己.

3 結束語

總之，力學課程蘊含著豐富的思政元素，作為專業教師，只有充分把握力學課程在實施課程思政中存在的特色優勢，才能夠充分發揮其優勢，有效融入思政教育.另外，在力學課程教學中融入思政教育，并不是機械的強加進去，思政課成了說教課，這樣容易引起學生的反感，而是很自然的融入整個教學過程中，“春風潤物”般影響學生的思想、世界觀、價值觀.