在大學(xué)物理中實施課程思政的研究與實踐

摘 ?要 ?物理學(xué)發(fā)展史是一部人類科技發(fā)展史，其中蘊含曲折艱難的科學(xué)發(fā)展過程，科學(xué)家勤奮嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)精神和辯證唯物主義哲學(xué)思想，為課程思政的開展提供良好平臺。為了使大學(xué)物理課程思政在立德樹人的根本任務(wù)中充分發(fā)揮優(yōu)勢，通過集體調(diào)研、集中討論、互相聽評課等環(huán)節(jié)，整理并挖掘大學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容中的思政元素，并將其融入課堂教學(xué)，探索大學(xué)物理課程思政的新途徑，以惠及更多的課程和學(xué)生。

關(guān)鍵詞 ?課程思政；大學(xué)物理；感生電場；思政元素

中圖分類號：G641 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2023）04-0112-04

Research and Practice of Implementing Ideo-

logical and Political Education in Curricu-lum into College Physics//FU Jing

Abstract ?The development history of physics is a

history of human science and technology， which con-

tains a tortuous and difficult scientific develop-ment process， scientists diligent and rigorous scientific spirit and dialectical materialism philo-

sophy， providing a good platform for the development

of ideological and political education in curricu-lum. In order to give full play to the ideological and political elements of College Physics course in the fundamental task of establishing morality and cultivating people， through collective research， centralized discussion， mutual listening and evalua-

tion of courses and other links， sort out and exca-vate the ideological and political elements of Colle-

ge Physics teaching content， and integrate them into classroom teaching， explore new ways of ideological and political aspects of College Physics course， so as to radiate to more courses and students.

Key words ?ideological and political education in

curriculum; college physics; induced electric field;

ideological and political elements

Authors address ?Department of Fundamental Scien-ce， Jilin University of Architecture and Technology， Changchun， China， 130000

0 ?引言

2016年，黨中央召開全國高校思想政治工作會議，提出要高度重視大學(xué)生的思想政治教育工作，堅持把立德樹人作為中心環(huán)節(jié)，把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過程，實現(xiàn)全員育人，全程育人，全方位育人的“三全育人”新格局。黨中央的號召為高校的專業(yè)課程建設(shè)指明了方向。高校大學(xué)生的思想政治教育工作不能只依賴于思想政治課，專業(yè)課程也要起到思想政治的教育功能，要與思想政治課一道，共同踐行立德樹人的根本任務(wù)。

物理學(xué)是研究物質(zhì)運動的一般規(guī)律和物質(zhì)基本結(jié)構(gòu)的學(xué)科，是其他各自然科學(xué)學(xué)科的研究基礎(chǔ)。物理學(xué)的發(fā)展史堪比人類科學(xué)的發(fā)展史，蘊含了多方面的思政元素，例如，科學(xué)家的勤奮嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)精神、解決問題時的唯物辯證的思維方法和科技引領(lǐng)時代發(fā)展的作用，這些資源使大學(xué)物理課程具有開展課程思政的天然優(yōu)勢。

1 ?大學(xué)物理課程思政建設(shè)思路

專業(yè)課程的課程思政建設(shè)首先應(yīng)該以專業(yè)課程知識的傳授為前提，在完成課程的知識目的、能力目標(biāo)等基礎(chǔ)上，挖掘其中蘊含的思政教育元素。實現(xiàn)三位一體的育人目標(biāo)。

具體說，可以通過以下三個方面開展課程思政教育。

1.1 ?介紹物理學(xué)發(fā)展歷程，尤其是科學(xué)定律的發(fā)現(xiàn)過程，引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的世界觀、科學(xué)觀，傳播辯證唯物主義思想

在介紹光的本性時，引入光的粒子性和波動性之爭的歷史，告訴學(xué)生科學(xué)上沒有平坦的大道，科學(xué)經(jīng)歷的是一條非常曲折、非常艱難的道路，堅定學(xué)生的學(xué)習(xí)信心，這對學(xué)生的成長是非常有益的。

1.2 ?通過科學(xué)家的故事開展勵志教育，弘揚科學(xué)精神

中國古代的墨子提出了力的概念，指出力是物體運動的原因，如果沒有力的作用，物體將一直運動下去，不會停止，這個觀點比牛頓的慣性定律早1 000多年。通過科學(xué)家的故事培養(yǎng)學(xué)生求真務(wù)實、勇于探索的科學(xué)精神，提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

1.3 ?結(jié)合我國的科技發(fā)展成果，增強(qiáng)學(xué)生的民族自信心和自豪感，激發(fā)學(xué)生的愛國主義情懷

在講“質(zhì)點系的動量守恒定律”時，講解我國“神舟”十二號順利返回地球，宇航員身體狀態(tài)良好，空間站階段首次載人飛行任務(wù)取得圓滿成功的事跡。通過介紹我國的航天事業(yè)的發(fā)展，讓學(xué)生真切體會到我國的綜合國力和國際地位。借此機(jī)會讓學(xué)生明白，中國在航天領(lǐng)域取得重大成績與中國共產(chǎn)黨領(lǐng)導(dǎo)下新時代中國特色社會主義道路是分不

開的。

2 ?課程思政元素挖掘

該課程的思政元素是由吉林建筑科技學(xué)院大學(xué)物理金課建設(shè)團(tuán)隊通過集體調(diào)研、集中討論、互相聽評課等工作，最終確定下來的。這些內(nèi)容已經(jīng)整理成一份文檔供相關(guān)課程選用，以惠及更多課程和學(xué)生。大學(xué)物理內(nèi)容對應(yīng)的課程思政元素如表1

所示。

3 ?課程思政在教學(xué)中的實踐舉例

3.1 ?角動量守恒

在大學(xué)物理的教學(xué)內(nèi)容中，角動量守恒是力學(xué)部分的非常重要的概念。這個概念對于大一的學(xué)生來說，是一個比較抽象不易理解的概念，因此，在教學(xué)中常常使用很多演示實驗加強(qiáng)學(xué)生對于角動量守恒定律的直觀理解。

列舉生活中角動量守恒的應(yīng)用，例如：花樣滑冰運動員在張開手臂的過程中旋轉(zhuǎn)速度會加快；高臺跳水運動員在蜷曲身體的過程中旋轉(zhuǎn)速度也會加快；直升飛機(jī)為了防止機(jī)身旋轉(zhuǎn)需要安裝尾翼等。同時，利用茹科夫斯基轉(zhuǎn)椅在課堂上可以起到很好的教學(xué)互動的效果。除此之外，在自然界中也有天然的角動量守恒的例子，比如行星繞恒星的公轉(zhuǎn)等，其中，脈沖星轉(zhuǎn)速很快，是一個很好的角動量守恒的例子。脈沖星是旋轉(zhuǎn)的中子星，1967年被喬瑟琳·貝爾首次發(fā)現(xiàn)，因其不斷地發(fā)出電磁脈沖信號而得名，是20世紀(jì)60年代天文的四大發(fā)現(xiàn)之一。但是，此項發(fā)現(xiàn)的諾貝爾獎卻給了她的導(dǎo)師休伊什，被認(rèn)為是諾貝爾獎歷史上最不公平的結(jié)果之一，有人稱此事件為“沒有貝爾的諾貝爾”。

喬瑟琳·貝爾在安東尼·休伊什（Antony Hewish）門下攻讀博士學(xué)位。當(dāng)時，一種名為“類星體”的天體剛剛被天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)。作為休伊什教授的研究生，觀測和記錄的工作自然落到了喬瑟琳·貝爾的頭上。她負(fù)責(zé)記錄數(shù)據(jù)的紙，一天就能達(dá)到30米的高度，其龐大的工作量可見一斑。開始觀測后不久，喬瑟琳·貝爾便發(fā)現(xiàn)了一種奇妙的電波，這種電波所發(fā)出的脈沖頻率約為每1.3秒1次，而這種脈沖信號在當(dāng)時的天文學(xué)常識中是不存在的，之前從未被人發(fā)現(xiàn)過。相同頻率的脈沖信號在接下來的幾天內(nèi)頻繁地出現(xiàn)。嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膯躺铡へ悹柦?jīng)過仔細(xì)的數(shù)據(jù)分析，這個不同尋常的電波源正是從太空而來。1974年，休伊什教授卻以“在發(fā)現(xiàn)脈沖星的決定性作用”為由被授予了諾貝爾物理學(xué)獎，而喬瑟琳·貝爾卻被排除在了名單之外。這次授獎在國際天文學(xué)界和英國媒體之間掀起了軒然大波，被認(rèn)為是諾貝爾獎歷史上的一樁丑聞。但是，喬瑟琳·貝爾并沒有因為此事放棄對科學(xué)真理的追求，44年之后，在2018年11月4日，喬瑟琳·貝爾被美國授予“特別突破獎”，而她也被人們親切地稱之為“脈沖星之母”。此次諾貝爾獎的重大錯誤可以啟發(fā)學(xué)生要具有治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、一絲不茍的科學(xué)精神和嚴(yán)謹(jǐn)縝密、堅韌頑強(qiáng)的學(xué)術(shù)態(tài)度。

3.2 ?感生電場的應(yīng)用

電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)是電磁學(xué)領(lǐng)域的重大成就之一，為電工學(xué)和電子技術(shù)學(xué)奠定了基礎(chǔ)，為人類獲得巨大而廉價的電能和進(jìn)入無線電通信的信息時代開辟了道路。感生電場是電磁感應(yīng)的重要內(nèi)容之一，是工科學(xué)生必須掌握的物理知識。

感生電場即在變化的磁場周圍會激發(fā)出感生電場。在此，引入麥克斯韋提出感生電場的歷史過程：麥克斯韋在垂直于磁場的方向放入一個環(huán)形線圈，當(dāng)改變磁感應(yīng)強(qiáng)度大小后，發(fā)現(xiàn)線圈中產(chǎn)生了電流。于是麥克斯韋思考是什么力量推動了電荷做定向運動而形成電流。經(jīng)過無數(shù)次的實驗，在1856年，麥克斯韋大膽提出一個假設(shè)：變化的磁場使它周圍的空間中產(chǎn)生了一個新的電場，正是這個電場推動電荷的運動。麥克斯韋把這種新的電場叫感生電場。正是由于感生電場的提出，人們對于電磁學(xué)的研究在19世紀(jì)達(dá)到了一個巔峰，使人們從蒸汽機(jī)時代邁入信息化、電氣化時代。通過重溫科學(xué)發(fā)展的歷程，感受新理論提出的震撼力量，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和堅韌的科學(xué)精神。

將感生電場與生活和工業(yè)生產(chǎn)相聯(lián)系，講解世界上最大的粒子加速器位于侏羅山地下100米的區(qū)域，為它建設(shè)的環(huán)狀隧道長達(dá)27公里，幾乎橫跨瑞士和法國兩地。也就是說，一個成年人徒步從粒子加速器的頭走到尾，足足需要耗費至少2個小時，即使是坐車也需要花費半小時左右，可想而知它有多長。據(jù)報道，2022年，我國將建設(shè)世界上最長的料子加速器，全長可達(dá)100米。同時，日本也在研究建設(shè)新一代大型加速器，但在尖端物理學(xué)研究領(lǐng)域，日本有可能被中國甩在后面。增強(qiáng)學(xué)生的科技自信心和民族自豪感，鼓勵學(xué)生努力學(xué)好專業(yè)知識，在科研中充分發(fā)揮勇于創(chuàng)新的科學(xué)精神。

4 ?結(jié)束語

大學(xué)物理是理工科大學(xué)生的一門必修課程，在培養(yǎng)大學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)、文化自信、愛國情懷等方面發(fā)揮著特有的課程思政功能，具有一定的優(yōu)勢，使大學(xué)物理課程成為開展課程思政的良好載體和平臺，實現(xiàn)育人的成效。廣大的物理學(xué)教師都應(yīng)該積極履行立德樹人的根本任務(wù)，將課堂作為主渠道，大學(xué)物理課程作為主要媒介，不斷深化課程思政教學(xué)改革，充分挖掘大學(xué)物理課程中蘊含的思政功能，探索出一條適合大學(xué)物理課程教學(xué)特點的課程思政新途徑。

5 ?參考文獻(xiàn)

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