光學課程翻轉課堂思政元素的融入*

李玉強 張麗 蘇欣

(伊犁師范大學物理科學與技術學院 新疆 伊寧 835000)

1 引言

2020年5月，《高等學校課程思政建設指導綱要》的發布吹響了高校課程思政建設的集結號，為課程思政建設提供了明確目標、基本要求和學科分類指導[1]．近年來，國內高校在物理專業課程思政的育人育才方面進行了深入探討，在傳統面對面課堂教學模式下的課程思政要素的凝練、融入和實證研究取得了長足發展[2, 3]．然而，新冠肺炎疫情導致大規模線上教學模式的推廣應用，將會持續對教學模式產生影響[4]．隨著線上線下混合式教學模式的不斷融合發展，研究者開展了物理實驗[5]、大學物理[6]、力學[7]等物理專業課程思政與教學模式融合的實證研究．據統計, 疫情之后，有超過76%的教師愿意繼續采用線上教學模式，學生中更愿意選擇線下或線上線下相結合教學模式的比例分別為42%和43%[8]，表明教師和學生均有積極意愿參與線上線下混合式教學改革．然而，物理專業課程教學內容的邏輯自洽性，在實現立德樹人、潤物無聲、育人育才目標教學重構的實施難度較大，這也意味著“常態化”的課程思政建設是一個“一直在路上”的狀態[9]．

近年來，隨著信息技術和智能手機的普及以及“碎片化”泛在學習理念模式的推廣，起源于MOOC線上線下混合式翻轉課堂教學模式的小規模限制性在線課程(Small Private online Courses， SPOC)，因其契合班級日常管理的特點，引起了教育工作者的廣泛關注和實證研究．本文以地處西部邊疆地區的伊犁師范大學所探索的，契合本校學生學情和學校專業課程教學改革總體布局的，基于移動學習的超星爾雅平臺光學課程翻轉課堂教學設計和改革為依托，將課程思政元素有機融入課前、課中和課后教學過程，形成邊疆地區具有校本特色的課程思政設計，這對豐富物理類課程思政建設無疑是有益的．

2 課程思政設計

伊犁師范大學光學課程翻轉課堂教學改革設計基于超星爾雅平臺實施．該教學模式分為課前、課中和課后3個階段，教學實踐表明該教學模式可顯著提升班級成績和提高課堂教學效果[10]．課程思政的建設圍繞立德樹人根本目標，在注重教師“三全育人”示范作用的基礎上，課前、課中和課后結合專業教學目標從不同角度、不同層次融入思政元素．

課前在線學習階段主要融入中國現代科技的發展和介紹中國物理學家的視頻，引起學生思考、了解知識背景和形成課程知識點討論等．課中凝練討論階段結合授課內容引入涉及中華傳統文化的古詩詞、成語故事和諺語，深入挖掘物理現象和理論建構時所依托的馬克思主義哲學原理，引申出個體和集體關系，構建中華民族共同體意識等．課后鞏固拓展階段結合課程思政知識點的遷移設計習題進行強化．

從教學實踐上來看，通過注重教師示范作用、引入中國現代科技和網絡熱點、傳承中華傳統文化、講述物理學家故事、融入馬克思主義哲學教育和筑牢中華民族共同體意識等6個方面，利用超星爾雅平臺面向授課班級學生定向定時推送網絡資源形成小規模限制性授課班級的話題討論熱點的營造；利用復習課章節知識點梳理凝練形成知識體系和利用歸納、類比等方式提煉思政元素反哺專業知識的理解；設計編排課程思政內涵的例題和課后習題等，形式多樣課程思政素材的儲備和“信手拈來”的教學融合是實現高質量課程思政建設的重要基礎．

3 課程思政元素

課程思政元素的融合是全方位的．教學設計既要關注課程思政元素與課程專業內容的關聯性，也要深刻認識到教學活動的參與者——任課教師自帶的“三全育人”思政屬性，全面提升課程的育人育才功效．

3.1 注重教師示范作用

教師的言傳身教是最好的教育．教師除了擔任課程主講教師進行課程思政教學實踐以外，課外尚需完成一定的教科研工作，部分教師還兼任著班主任、輔導教師和行政管理等和學生密切相關的工作．教師的思維方式、業務能力、為人處世、工作作風和工作態度等方方面面都是課堂內外對學生有重要影響的課程思政元素．課程思政元素一方面涵蓋了教師團隊進行相關教學設計進而應用于課堂教學各個環節，另一方面，學生也在課堂內外通過觀察和審視教師個體和團隊進而學習和模仿形成課程思政元素，可以說教師自身天然的具有課程思政屬性．因而，任課教師要不斷提升自身修養和專業技能，踐行扎根邊疆、艱苦奮斗、甘于奉獻的胡楊精神，以自身良好的師德、文明的習慣、嚴謹的作風、和藹的態度教育和引導學生．

3.2 引入中國現代科技和網絡熱點

移動互聯網絡是學生實時獲得國內外科技進展和信息的重要渠道．教師通過爾雅平臺有選擇地向學生推送時事熱點，宣傳我國最新科技發展，激發學生學習熱情，樹立胸懷祖國、攻堅克難、獨立自主的時代擔當精神，引導學生把愛國情懷和時代擔當內化為學習動力．例如，美國對我國高端芯片產業的打壓、高端光刻機的禁運、美國無理對我國部分高校的所謂制裁、我國北斗定位導航系統、新冠肺炎抗疫等熱點焦點，對學生有很強的沖擊效果和教育價值．另外，我國雖然在部分領域尚有“卡脖子”問題有待突破，但我國在航空航天(運載火箭、神舟載人、天宮空間站、嫦娥探月、悟空暗物質探測、祝融火星探測)和大型儀器(天眼工程、量子保密通信、高鐵、基建)等科技和民生領域的巨大突破，背后科研團隊及其優秀代表，如孫家棟、歐陽自遠、南仁東、潘建偉等科學家自強不息、追求真理、勇攀高峰的精神，引導學生樹立正確的思想觀念，進而激發強烈的愛國和學習熱情．

3.3 傳承中華傳統文化

中華傳統文化交織著人文素養和自然科學的共同發展．自然科學和古詩詞、成語故事以及諺語俗語等傳統文化瑰寶相結合，具有中華文化傳承、人文素養提升和自然科學知識挖掘的多重教育內涵，在多民族地區的教學實踐尤其具有教育意義．

詩詞是中華傳統文化中的精粹，以詩詞為載體挖掘物理內涵，使學生在學習物理知識的同時感悟中華文化之美．例如，我們可以在“紙帳白如雪，上有坐客影．一白不自由，黑光蕩無定”中與文天祥(宋)一同品鑒影子舞．在“綠樹陰濃夏日長，樓臺倒影入池塘”中與高駢(唐)一起感悟平面鏡成像原理；在“空山不見人，但聞人語響”中與王維(唐)一塊探討光波和聲波的衍射現象；在“潭清疑水淺，荷動知魚散”中與儲光羲 (唐)一道品味光的折射；在“燈前桁衣疑不亮，月下穿針覺最難”中與庾信(北周)共同研習光度學知識；在“一道殘陽鋪水中，半江瑟瑟半江紅”“香爐初上日，瀑水噴成虹”中與白居易和孟浩然(唐)共同領悟光的色散；在“天街小雨潤如酥，草色遙看近卻無”中與韓愈(唐)攜手探究光學儀器的分辨本領等光學問題．

成語故事是中華文化的智慧凝結，承載著“小故事大道理”的教育意義．例如，形影不離包含著物體和影子的關系；坐井觀天、鑿壁偷光等蘊含著光的直線傳播規律；猴子撈月、杯弓蛇影蘊藏著光的反射和平面鏡成像；囊螢映雪表征著光照度的疊加等物理內涵．除此之外，我們不但要學習匡衡、車胤和孫康克服困難，努力學習文化知識的精神，也要學習故事主人公樂廣善于思考，通過調查獲得問題正確解決途徑的精神．

諺語是勞動人民生產生活實踐經驗的凝練，具有富含哲理、指導實踐的特點．例如，“身正不怕影子斜”“坐井觀天——所見甚少”“蛤蟆坐井底——只看見碗大的天”映射著光的直線傳播規律；“豬八戒照鏡子——里外不是人”呈現著光的反射和平面鏡成像規律的表征；“日暈三更雨，月暈午時風”“星星眨眼，下雨不遠”體現著光的折射現象；“只聞其聲，不見其人”“門縫里看人——把人看扁了”蘊含著光和機械波的衍射問題；“日出一點紅，不雨便是風”“朝霞不出門，晚霞行千里”體現著光的散射現象．“戴眼鏡喝奶茶——越喝越朦朧”蘊含著光學系統成像中單心光束的保持和破壞，十分貼合學生的日常生活．

3.4 講述物理學家故事

光學學科發展史上物理學家的故事構成了豐富的課程思政素材．托馬斯·楊、普朗克、愛因斯坦等科學家勇于直面和挑戰權威，追求科學真理的精神值得我們學習．從教材內容分布來看，近代以來光學學科的發展鮮見中國學者提名，以此為切入點激勵學生勇于面對落后、刻苦學習、奮發圖強．面對國外對我國科學技術封鎖的歷史，中國科學技術的發展和進步，王大衍、蔣筑英、母國光、嚴濟慈等物理學家艱苦奮斗的科學精神，勇往直前的崇高品德，任勞任怨的工作態度，舍小家為大家的愛國故事介紹和宣傳，以此激發學生的家國情懷和價值觀的形成；提高學習興趣，激發求知欲望和學習動力以及加強科學倫理教育．

3.5 融入馬克思主義哲學教育

我校馬克思主義基本原理課程是光學課程的前置課程之一．馬克思主義哲學是當代中國的指導思想，是廣大青年學生認識和改造世界的有力武器．

馬克思主義唯物論告訴我們，人眼看不見摸不著的電磁波也是物質存在的一種形式，與實物一樣具有能量和動量．在現在光學發展史上，愛因斯坦提出光子具有一定的能量和動量，在此基礎上，運用能量和動量守恒定律闡釋了光電效應和康普頓效應．

馬克思主義認識論告訴我們，實踐是檢驗真理的唯一標準．當我們運用半波帶法處理菲涅爾圓盤衍射明暗相間同心圓環衍射花樣時，關于泊松亮斑(艾里斑)經典故事的簡單回顧，蘊含著透過現象認識本質，從感性認知上升到理性認知．

馬克思主義辯證法的三大規律是指導我們認識和改造世界的有力武器，比如，光的波粒二象性深刻體現了對立統一規律．人類對光本性的認知蘊含著豐富的哲理，從牛頓微粒說到惠更斯波動說再到愛因斯坦光量子假說，關于光本性認知的發展歷程及其典型實驗和理論發展，構建了光學課程波動光學和近代光學的核心知識點，其螺旋式上升的發展歷程也契合著量變質變規律和否定之否定規律．

做好大學物理和中學物理教學內容的有機銜接是提高物理教學效果的有效策略，教師要注重牢牢把握傳授知識點相似但認知高度不同，契合特殊規律和一般規律的特點．比如從光的平面反射和折射成像規律中引出單心光束的保持和破壞等概念和規律，教師在學生已經掌握的物理現象和規律基礎上深入淺出地引入新的物理認知，從特殊到一般，從具體到抽象，從簡單到復雜層層深入，使學生能更快更好地掌握專業課程新知識．

3.6 筑牢中華民族共同體意識

光的干涉現象，無論是雙光束干涉、多光束干涉還是光的衍射，蘊含著深刻的個體(局部)與集體(整體)的辯證關系．光的干涉現象中，明暗相間的干涉圖像是各相干光束共同作用的結果，滿足相干條件的各光束能夠獲得穩定的干涉圖樣．在楊氏雙縫干涉實驗和法布里波羅干涉實驗中，當各相干光束之間相位差同步，干涉強度最大(干涉相長)，恰如個體與集體之間保持“同相(向)同頻(行)”，才能發揮個體作用為集體做出最大貢獻．反之，當個體與集體“反相(向)異頻(行)”則會提供反作用進而破壞整體效果．通過類比，積極引導學生個人發展要順應和自覺融入時代發展主流，成就個人理想抱負并且為集體為國家做出自己應有的貢獻．積極引導物理師范專業學生要不斷加強思想道德修養和師范生基本技能訓練，爭做“四有”好老師．引導應用物理學專業學生勇攀科學高峰，樹立科技報國的使命當擔．在西部邊疆地區，引導學生從我做起筑牢中華民族共同體意識，各民族要像石榴籽一樣緊緊抱在一起；牢固樹立中華民族是我國各民族相互依存，共同發展凝聚而成的；各民族一道共同締造了偉大的祖國，共同捍衛祖國統一的堅定意識；每一個人都要與新時代“同向同行”，自覺為中華民族偉大復興，為實現中國夢貢獻青春力量．

4 結束語

思政元素與專業課程的融合是全方位的，需要將課程思政元素結合學科專業特點和學生學情融入到教學實踐各環節，積極引導學生將個人與社會和國家的發展調整為同向同行，實現立德樹人教育目標．課程思政要靈活多樣地契合學生學情進而實現傳授專業知識和價值引領的有機融合．基于泛在學習理念，通過超星爾雅平臺翻轉課堂課程思政元素的有機融入，實現線上和線下，課內和課外有效結合，激發了學生學習興趣，提高了教育質量和教學水平．