在物理課程中融入課程思政的實踐與思考*

何 彪 李幼真 徐富新

(中南大學物理與電子學院 湖南 長沙 410083)

羅固基

(益陽市羊角中學 湖南 益陽 413045)

大學物理和大學物理實驗是高等學校普遍開設的兩門公共基礎課程,是理工醫等專業的必修課,選課學生人數眾多.在物理課程的教學中,除了傳授專業知識外,在課程中開展思政教育也是教學的重要方面,近年來,對如何在物理課程中融入思政元素,很多學校的教師從不同的角度進行了探索與嘗試[1-7].筆者認為,如何在物理課程中開展思政教育并沒有固定的模式,只要對培養學生愛國情懷、正確的價值觀、積極健康的心理等有益的方法和手段都是課程思政的范疇.至于課程思政的形式也可以多種多樣,可以將課程思政元素與課堂教學緊密結合,也可以在教室走廊等學習場所建設文化陣地,發揮環境育人的功能.本文結合物理學科特點及筆者的教學實踐,介紹了開展思政教育的一些探索與嘗試.

1 講好物理學家故事 感悟大師風范

在物理學的發展過程中,涌現了許多杰出的物理學大師,每個大師背后都有一段鮮為人知的故事,這些故事,都可以作為思政教學的素材,在教學中,適當地講述物理學家的故事,一方面可以讓學生感悟物理學大師的風范,另一方面大師們的崇高品德對學生是一種無形的激勵.在這些杰出的物理學大師中,有的展現了崇高的愛國主義精神;有的不懼權威,敢于打破常規,開創了物理學的新天地;有的治學嚴謹,堪為萬世楷模;有的“上陣父子兵”,父子都是物理學界的大師,堪稱科學界的傳奇……通過講述物理學家的故事,展現他們的偉大精神,既是課程教學的一部分,也是課程思政的重要形式.

1.1 通過物理學家故事 開展愛國主義教育

科學沒有國界,但科學家卻有自己的祖國.在物理學家中,有很多人都具有崇高的愛國精神,他們的故事,是進行愛國主義教育的鮮活素材,這些典型的人物有居里夫人、玻爾、錢學森等等.居里夫人的祖國是波蘭,盡管她很早就離開祖國去巴黎求學和工作,但她始終沒有忘記自己的祖國,當她在科學上取得巨大成就時——發現一種比鈾強400倍的放射性元素,她提議用她的祖國波蘭的名字構造新元素的名稱——釙(Polonium).尼爾斯·玻爾是丹麥著名的物理學家,作為量子力學的開山鼻祖,年輕時就以《偉大的三部曲》一舉成名,很多世界著名的大學都高薪邀請他去工作,但他一一謝絕,毅然地回到自己的祖國,為丹麥創建了著名的哥本哈根研究所,使之成為了世界物理學研究的中心,其拳拳愛國之心,令人欽佩.中國科學家錢學森,沖破美國的層層阻撓,毅然地回到剛剛誕生的新中國,為祖國的建設奉獻了自己的全部力量,其愛國情懷,天地日月可鑒.在教學過程中,適當地穿插一些科學家們報效祖國的故事,就是開展課程思政的有效途徑.

1.2 通過物理學家故事 培養學生的科學素養

培養學生的科學素養和創新思維,既是課程本身的教學目標,也是課程思政的重要組成部分.講述杰出物理學家們在治學育人上的故事,既可以激發學生的興趣,也可以對學生進行科學素養的熏陶.在物理學的發展歷史上,涌現出了眾多“德藝雙馨”的物理學巨匠,盧瑟福、倫琴就是典型代表.

盧瑟福出身貧寒,憑借獎學金從新西蘭遠赴英國留學,通過自身的不懈努力完成學業,他提出了原子的核式結構模型,由此獲得諾貝爾獎,其開創的用α粒子來研究原子結構的方法,有力地推動了科學的發展.他桃李滿天下,其學生和助手中有多人獲得諾貝爾獎,他的實驗室被譽為“諾貝爾獎幼兒園”.

物理學家倫琴,因發現X射線而獲得了第一個諾貝爾物理學獎,成就斐然但他并不居功自傲.相反,他一生謙虛謹慎,謝絕了貴族的封號,一直以普通學者的身份進行教學和科研工作;他淡泊名利,放棄了申請專利,使X射線的應用得到迅速發展和普及,造福于人類;他治學十分嚴謹,到目前為止,還沒有在他的論文中發現錯誤.

像盧瑟福、倫琴這樣品德高尚、治學嚴謹、成就斐然的科學家還有很多很多,他們的生平、事業、研究方法和研究成果都是很好的思政素材,在教學中適當講述他們的故事,對學生都是一種激勵與鼓舞,會起到潛移默化、潤物無聲的效果.

1.3 通過物理學家故事 展示“子承父業”的科學情懷

在物理科學的發展歷史上,有些父子、叔侄皆為物理學家,他們這種子承父業、勇攀科學高峰的故事是后人學習的榜樣,在課程教學中,穿插講述他們的故事,既可以激發學生投身科學的熱情,也是課程思政的重要形式.

英國物理學家約瑟夫·約翰·湯姆孫(Joseph John Thomson,1856-1940)在1897年發現了電子,因此榮獲了1906年的諾貝爾物理學獎,他的兒子喬治·佩吉特·湯姆森(George Paget Thomson,1892-1975)通過電子衍射實驗證明電子具有波動性,榮獲1937年諾貝爾物理學獎,父親發現電子是粒子,兒子發現電子是波,真是青出于藍而勝于藍.

英國物理學家威廉·亨利·布拉格(William Henry Bragg,1862-1942)與其兒子威廉·勞倫斯·布拉格(William Lawrence Bragg,1890-1971)因其在晶體衍射方面的杰出貢獻,獲得了1915年的諾貝爾物理學獎,是目前唯一一對同時獲獎的父子,獲獎時,勞倫斯年僅25歲,是迄今為止最年輕的諾貝爾獎得主,他們的故事,令后人敬仰.

一家人在物理學上取得重要成就的還有巴丁父子、玻爾父子、馬赫父子、赫茲叔侄、居里家族、拉曼家族等等.這些全家人獻身科學的故事,為我們留下了不朽的佳話,也是人類文明史上的寶貴財富.在教學中適當地講述一些物理學家的故事,既可以活躍課堂氣氛,又可以讓學生從中受到啟發和激勵.

2 探討科學倫理和醫學倫理 明辨科學價值

關于科學倫理問題,很早就有學者有過相關的研究與探討[8-10],只是當初未曾提高到課程思政的高度.在物理課程的教學中探討一下科學倫理既是現實的需要,也是課程思政的重要方面.

科學是一把雙刃劍,既可以造福于人類,也可能帶來災難.比如核能的開發利用為人類提供了能源,也可以制造毀滅性武器;互聯網技術為人類的交流提供了便利,但也埋下了侵犯隱私的隱患;基因技術開創了分子生物學的新領域,但也給人類倫理帶來了挑戰.為了避免科學造成災難,進行科學倫理教育、明辨科學價值顯得尤為重要.在教學過程中,教師在教授知識、思想、方法的同時,也要引導學生們探討科學倫理.愛因斯坦對科學倫理十分重視,他曾說:“如果你們想使你們一生的工作有益于人類,那么,你們只懂得應用科學本身是不夠的,關心人的本身,應當始終成為一切技術上奮斗的主要目標,關心怎樣組織人的勞動和產品分配這樣一些尚未解決的重大問題,用以保證我們的科學思想成果會造福人類,而不致成為禍害.”[11]他這里所說的讓科學工作有益于人類而不成為禍害就是科學倫理的重要方面.

科學倫理的另一個重要方面就是科學誠信.近年來,科技界出現的剽竊他人成果、論文數據造假等消息時有耳聞,給整個科技界的聲譽帶來了污點.教學中也發現,忽視或違背科學誠信的現象時有發生,比如有學生抄襲他人作業,在實驗中偽造實驗數據,在論文中不當引用等等.因此,對大學生進行科學倫理教育勢在必行,因為不管是大學學習還是走上工作崗位,實事求是、誠實守信都是必不可少的科學態度.在具體的教學實踐中,既可以在平常的教學細節中加以強調,也可以就科學倫理開展專題討論.比如在物理實驗中要求學生們如實記錄,不偽造、編撰實驗數據,并將其上升到科學倫理的高度加以探討.

醫學倫理是科學倫理的重要方面,對醫學專業的學生進行醫學倫理教育也是課程思政的內容之一.物理學的許多發展成果在醫學上有著重要的應用,各種醫療手段的運用一方面促進了醫療水平的提高,另一方面也會帶來醫學倫理方面的考量,因此在物理課程教學中融入醫學倫理內容很有必要.比如說血液檢測和輸血是現代醫療的重要手段,但此技術與患者的宗教信仰沖突時醫生該怎么辦?當教學對象為醫學專業的學生時,在物理課程中適當提及一下與之相關的醫學倫理問題供大家思考與討論,不僅讓課程內容與專業緊密結合在一起,也是開展課程思政教育的重要途徑.

3 講一點“積極心理學”內容 倡導幸福生活

強健的體魄、健康的心理也是大學教育的目標之一,如今,關注學生的心理健康,呵護學生的健康成長也是課程思政的重要組成部分.隨著生活節奏的加快,現代人們的生活壓力越來越大,心理問題也越來越多,因此,關注學生心理健康,開展心理教育,幫助他們塑造健康的心理成了教育的重要方面.為幫助學生克服心理方面的問題,哈佛大學為此開設了“積極心理學”(positive psychology)方面的課程,其中TalBen Shahar博士講授的“幸福課”是哈佛最受歡迎的選修課,聽課人數一度超過了哈佛的王牌課程“經濟學導論”.TalBen Shahar博士在課程中講述了自己在哈佛學習時不快樂的經歷,為探究原因,從計算機專業轉向心理學專業,發現了“積極心理學”這個全新的領域.為分享自身的經歷及幫助人們追尋快樂,他創設了積極心理學這門課程,該課程教導人們如何將積極心理學的研究成果應用于生活實際,在生活中追尋快樂,從而提升自己的幸福感.在課程教學中,適當地穿插一些心理學方面的內容,讓學生們接觸并了解積極心理學方面的課程,盡管不能立竿見影地解決所面臨的問題,但可以給他們一把開啟幸福之門的鑰匙.與此同時,教師如果能運用相關的方法給予學生正面的、積極的激勵和暗示,將會收到意想不到結果.也許你的一次不經意的表揚能在學生心里播下一顆希望的種子,你的一個微笑能讓人如沐春風,你那輕拍肩膀的手掌能撫平心靈的創傷,你那如太陽般熾熱的眼光能點燃行將熄滅的信念,你的一個善舉能在漉漉的雨季撐起一片晴空…….

在物理課程的教學中,盡管不能系統地講授積極心理學方面的知識,但可以向學生們引薦積極心理學的課程——哈佛幸福課,讓他們通過網絡資源系統地學習該課程.同時,教師也可以運用積極心理學的方法為學生營造一種積極的環境、培養樂觀的情緒、克服困難的勇氣,通過環境來改變人,讓積極的情緒來激勵人,讓學生們以一種積極的心態來面對學習和生活中的種種不確定因素,從而度過愉快的4年大學時光.

4 做好物理文化建設 發揮環境育人功能

教室和實驗室的文化氛圍也是課程的重要組成部分,良好的環境會給人一種積極愉悅的感受,不僅能讓學生有良好的身心體驗,更能開闊視野,激發靈感.

文化走廊是實驗室環境的重要方面,建設好文化走廊,可以充分發揮環境育人的功能.根據實驗室的場地情況,在4個樓層建設了4個專題的文化走廊,分別是物理學上的重要發現、世界著名的物理實驗室、杰出的實驗物理學家、物理學與人類文明,每個主題布置16塊展板.在物理學上的重要發現專題里,介紹了X射線、引力波、上帝粒子等10個對物理學有重要影響的發現;在世界著名的物理實驗室專題里,介紹了貝爾實驗室、合肥國家同步輻射實驗室等10個世界著名的實驗室;在實驗物理學家專題上,介紹了吳健雄、伽利略、居里夫人等15位實驗大師;在物理學與人類文明專題里,介紹了物理學在能源動力、信息傳輸處理、醫療技術等方面對人類文明發展的巨大貢獻.通過走廊文化展板的介紹,可以讓學生們了解物理學的發展歷史,感悟偉大物理學家的思想和人格魅力,目睹物理學對人類文明的巨大貢獻,洞察物理學研究的前沿領域.

我校在大學物理授課教室的旁邊,建設了近800 m2的演示物理實驗室,包括光學館、電磁館、力學館等多個模塊,在每個模塊中,購置了若干套演示實驗儀,同時用文化展板對物理規律和儀器加以闡述,通過演示儀器和展板,能直觀形象地展現出相應的物理現象,讓深奧難懂的物理變得看得見、摸得著、聽得到.通過物理演示實驗室,學生可以真實地感受和體驗物理之真、善、美,進而滌蕩心靈、啟迪智慧.總之,精心設計的物理實驗室文化是課堂教學的有益補充,在人才培養方面亦能起到潤物無聲的效果.

5 結束語

在物理類課程中融入思政元素既是時代的要求,也契合課程本身的特點.不管通過怎樣的模式和方法,只要能向學生傳遞正能量、培養正確的價值觀、促進學生身心健康成長的方式方法都是思政教育的重要方面.本文結合物理課程的特點和筆者的教學實踐,介紹了在教學實際中融入思政元素的一些具體做法,以供同行們參考.