物理學專業教學中課程思政的實踐路徑研究

秦麗溶 趙建偉 冉揚強 常俊麗

摘? 要：近年來，以習近平同志為核心的黨中央給廣大教育工作者提出一個新命題——課程思政，這也是給廣大教師提出的新要求。數學物理方法課程的教學團隊秉持“以學生為中心”的教育理念，在課程教學中，立足于遵循課程完整的知識體系，深入挖掘教學內容固有的思政元素，滲透辯證唯物主義的世界觀和方法論，凸顯時代新人的使命擔當，使學生潛移默化中接受主流價值的引領，讓立德樹人潤物無聲，探索知識傳授、能力培養與價值塑造多元統一的課程育人有效途徑。

關鍵詞：高校物理學;專業教學;課程思政;實踐路徑;思政元素

中圖分類號：G641? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2024）08-0169-04

Abstract： Curriculum ideology and politics is a new proposition put forward by the CPC Central Committee with General Secretary Xi Jinping as the core for educators in recent years， and also a new requirement for teachers. Based on the complete knowledge system of the Methods of Mathematical Physics course， course team uphold "student-centered" education concept to dig deep into the teaching content inherent ideological elements， permeate dialectical materialism world outlook and methodology， highlight the mission of new bear， and then make students accept the guidance of mainstream values imperceptibly. This paper explores the effective ways of multiple unified course education， that is， knowledge transmission， ability training and value shaping.

Keywords： University Physics; professional teaching; curriculum ideology and politics; practical path; ideological and political elements

課程思政是我國新時代“大思政”格局下提出的一種教育理念[1]。自2016年，課程思政提出以來，高校教師關于課程思政的概念和內涵、課程思政的重要性和必要性的認識不斷提升，各專業課教師也在不斷的教學實踐中積累著經驗。相較于人文社會學科，理工科尤其是物理學專業課程思政的建設，由于課程內容的特點，到目前為止，尚未有可有效操作的實施辦法，成為高校課程建設的重點與難點[2]。多年的調查表明，80%的大學生認為對自己成長影響最深的是專業課和專業課教師[3]。因此，能不能在專業課教學中放好思政“鹽”，將直接影響人才培養質量。

一? 數學物理方法教學中思政建設的必要性

數學物理方法[4-7]是物理學類專業極為重要的一門主干課程，是后續“四大力學”（理論力學、電動力學、熱力學統計物理學和量子力學）的前置基礎課，它能有效培養學生的數學建模能力和解決具體物理問題的能力。但由于數學物理方法是一門用純數學思維建立起來的學科，教學基本是用公式推導，技巧性高，計算量大，所得的結果往往是一個復雜的級數或積分，其中還避免不了使用特殊函數，是一門公認的教師難教、學生難學的課程。課程教學中，教師往往因注重公式定理的推導而忽視知識的應用和思想的引導，存在重視教“書”而忽視育人的傾向。本文以物理學專業數學物理方法的課程思政建設為例，闡述我們的認知和實踐策略。

二? 數學物理方法教學中課程思政的實踐路徑

數學物理方法課程教學團隊充分考慮到專業人才培養目標，以學生發展為中心[8]，樹立了“立德樹人、基礎扎實、能力多元”的課程目標（圖1）。

①知識目標。掌握數學物理方法的基本理論和方法，能夠利用數學物理方法的知識解決物理問題，為后續的專業課程的學習提供必要的數學工具。②能力目標。培養學生利用數學物理的研究方法解決復雜問題的綜合能力和科學思維，培養邏輯推理能力。③素質目標。培育具有辯證唯物主義世界觀和社會主義核心價值觀、有科學嚴謹的專業素質和創新精神的人才。

將課程思政教育理念基因式融入到數學物理方法課程的教學中，讓課程的專業性與價值引領相得益彰，是實現課程目標的關鍵。立足于遵循數學物理方法課程完整的知識體系，教學團隊深入挖掘課程內容固有的思政元素，通過作為教學主渠道的課堂和課程，以實現知識傳授、能力培養、價值塑造的多元統一[9-10]，探索出一條物理學專業課程思政建設的有效途徑，同時也可為其他專業實施課程思政提供借鑒。

（一）? 打造格物致知的品質課堂，強化課程思政的學理源點

數學和物理是兩個交叉性基礎學科，它們之間有著十分深刻的聯系。數學物理方法是物理和數學學習的橋梁和紐帶。課堂教學中，秉持數學物理相融合的思想，踐行“格物致知”精神，利用“問題導向六步教學法”（現實問題—學科問題—物理背景—數學求解—物理本質—闡釋問題）（圖2），將現實問題的解決與科學思維的培養結合起來，并借助數學畫圖軟件，使抽象的公式圖形化，建立起“數形結合”的直觀意義[6，11]，實現“學”與“用”內在的一體性，解決理論教學與實際應用脫節的問題，極大地提高學生的學習熱情，培養學生的科學思維和解決復雜問題的綜合能力。

比如，對于“齊次方程的分離變量法”一節[12]，可從一個吉他弦振動的現實問題出發，以“難道聲音真的能夠被看見？”的疑問，引入教學內容——兩端固定弦自由振動的定解問題。進而通過數學物理的有機融合，利用分離變量法對定解問題進行數學求解并動態模擬，最終解釋視頻現象。通過這個閉環式的教學過程，講透專業知識，構建以學科素養為目標的品質課堂，強化思政元素的學理內涵，引得課程育人的源頭活水。課后，注重思維方式的訓練，設計需要多個知識點的綜合性習題和教材相關的拓展研究內容，要求學生通過團隊互助方式進行深入的高階學習，提高學生解決問題的能力，體現課程本色，契合課程思政的核心內涵。

（二）? 聯合深挖知識體系的哲學思想，找準課程與思政的融點

數學物理方法課程主要講述三種典型偏微分方程的經典解法和理論，以及解析函數的積分理論與級數理論，并適當介紹特殊函數的一些基本知識與應用。雖然教學內容頭緒繁多，理論推導復雜，但教學本身就貫穿著自然科學的方法論：主要矛盾和次要矛盾、運動和靜止、穩定和變化、量變和質變及離散和連續的辯證關系等。教學團隊立足于遵循課程完整的知識體系，通過聯合西南大學馬克思主義學院的思政課教師集體備課，積極修訂課程教案，重構教學內容，形成了一套完備的課程思政教學體系，構建課程思政育人新格局。

比如對于三類數學物理方程的建立過程，就體現了抓住主要矛盾，舍棄次要因素，通過簡化問題層次，把握事物內在本質的哲學觀點。從實變函數發展到復變函數，它遵循著人們認識事物一般都是從簡單到復雜的規律，培養學生的理性精神——發展的觀點;另一方面，復變函數的自變量變成復數后，引起了質變，使得復變函數的概念與實變函數的概念有本質的區別，培養學生科學的方法論。數學物理方法課程的教學內容中充滿了辯證唯物主義思想和觀點，將課程中的辯證唯物主義世界觀和方法論準確自然地融入教學中，使學生在學習數學物理方法基本知識和理論的同時，也體會科學的思維方法和過程，使學生潛移默化中接受主流價值的引領。

（三）? 瞄準科技前沿的學科背景，選擇育人的最佳切入點

隨著科技的迅猛發展，數學物理領域的新思想、新方法不斷涌現。在課程體系設計中，處理好經典理論與學術創新的銜接問題，用現代科學技術展現經典原理的價值，激發學生興趣、開闊視野和提高創新意識;另一方面，我國由于各種原因在近代發展落后，對數學物理的貢獻很少，但隨著新中國的成立，各項事業迅速發展，選取我國科學家在數學物理的新發展中作出的重要貢獻，讓學生在行為體驗與情感體驗中產生共鳴，樹立正確的歷史觀，強化責任感和使命感。

例如，對于數學物理方法的教學重點——宏觀世界中存在的“弦”，如大跨度的橋梁和懸于兩根高壓電線桿間的電線，都可通過弦振動的經典波動方程對其進行研究。而微觀世界中，被稱為當代物理學六大前沿理論之一的弦理論[13]，或許是當今所有科學中最有爭議的大概念，它是想要統一相對論和量子力學的超級理論。通過適時地引入學術前沿，開闊學生的視野，激發學生探索未知、追求真理的熱情。

分離變量法是求解偏微分方程的經典解析方法。現代，求解偏微分方程的主要數值方法，是由我國數學家馮康在1965年獨立發明的有限元方法。該方法對數學物理中的各項研究起到了巨大的作用，尤其是有限元分析在CAD中的應用，大大提高了大飛機、大航母設計制造的成功率。將我國科學家在學科領域的新發展中作出的貢獻介紹給學生，增強民族文化自信和自豪感。

（四）? 搭建課程學習的網絡平臺，實現課程育人的全程互動

數學物理方法課程難度大，學生僅靠課堂上的45分鐘，難以獲得良好的學習效果。網絡學習平臺是課堂教學的補充和延伸，給學生提供了學習的選擇性和互動交流的平臺[14-15]。一方面，通過學習平臺，教師提前發布與課堂講解內容相關的高等數學和普通物理學的知識點供學生復習鞏固，為新課內容做好基礎知識和計算能力的準備，解決因學生基礎知識不扎實帶來的教學痛點，提高課堂效率;同時，網絡學習平臺還可以實現課后的在線學習、答疑、討論等，拓展了課堂教學的時空限制;另一方面，實踐線上線下“共思政”和課內課外“同育人”的德育理念，構筑“課程平臺的思政專題”，通過發布整理或撰寫的物理學家勵志故事、中國科技新進展、中外科技的比較等，為學生提供針對性的思政在線學習資源。

選取數學物理發展史上的著名人物，比如拉普拉斯、傅里葉、勒讓德和貝塞爾等，將其求索自然規律的事跡在網絡學習平臺展現出來，可以培養學生鍥而不舍的學習精神，強化數學意識。再比如，通過對受迫振動方程的研究，揭示同頻共振現象的原理之后，在平臺上介紹我國在橋梁建設方面的成就，以激發學生的民族自豪感。通過將課程教學延伸至全空間、全時段，充分發揮信息技術在促進課程育人方面的優勢，實現課程育人的全程互動。

（五）? 實施多元化的評價模式，保證課程思政的育人實效

有效的課程評價方式有利于教學效果和過程的診斷。根據專業課程的特點，將思想政治教育方面的引導融入課程評價，進行經常性、多層次、多角度的評價，不僅評價學生對數學物理方法課程在知識掌握方面的情況，還要評價其情感、素質、能力等方面的發展，如創新精神、科學嚴謹的專業素質和團隊協作能力等，強化學生的主觀能動性。

教學團隊通過“過程性評價40%（預習效果10%+課堂表現10%+課后作業10%+課程任務10%+分組討論10%+期中考試50%）+終結性評價（60%）”的多元化考核評價方式（圖3），重視過程、強化團隊意識的綜合性考核，提升了考核挑戰度。采取知識能力和素養相結合、自評和他評相結合、定性和定量相結合及標準化和個性化相結合的考核形式，將考核貫穿實施于課程教學的全過程，及時掌控及記錄學生的學習過程和學習情況， 建立學生學習檔案，以加強對學生的分類指導，實現精準促學，形成良好的學風，課程思政的教學效果顯著。

三? 數學物理方法課程思政的教學實踐成效

學校教學指導委員會專家對課程教學給出了高度評價，認為講授層次清晰，利用現代教育技術，讓抽象問題客觀化;從物理中講解愛國情懷，教學有很強的育人意識。通過數學物理方法的課程思政教學實踐，學生的課堂參與度、作業的認真程度、責任感都有明顯提升。近幾年學生期末評教結果均為優秀，同學們表示從最初的“恐懼”逐漸變成“主動學習”，對數學物理方法這門課程有了全新的認識;也有同學說：“老師講解透徹，關注學生，未來也要當這樣的老師。”

學生的自主學習意識明顯加強，科學探索能力和解決復雜問題的綜合能力得以提升，主動撰寫學習研修報告，積極參與小組探討并承擔分工任務，提升了團隊協作能力。截至2022年底，學生的課程學業成績合格率保持在91%以上;學生主動聯系團隊教師申報各級大學生創新訓練項目共7項，其中國家級1項、市級3項;獲重慶市大學生物理創新競賽一等獎1項、二等獎2項;截至2022年底學生參加數學建模競賽獲獎共68人次，尤其是2021年有58人獲獎，實現了歷史突破。這些成果說明學生的綜合能力和對課程的認可度顯著提升。

四? 結束語

課程思政不是思政課，每門課程的思政使命是不同的。本文以數學物理方法課程為例，探索了物理學專業課程思政建設的有效途徑。從專業課程自身的特點、思維方法、價值理念出發，深入挖掘了課程蘊含的思政元素和所承載的育人功能，為課程教學注入靈魂，讓本來就有機統一的二者結合得更加緊密，使學生在潛移默化中接受主流價值的引領、科學精神的熏陶、使命意識的浸潤，讓立德樹人潤物無聲，實現知識、能力、價值塑造的協同育人和多元統一。

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基金項目：教育部高等學校物理學類專業教學指導委員會2023年度教學研究項目“數學物理方法課程思政縱深化育人范式研究與實踐”（JZW-23-SL-09）;重慶市高等教育教學改革研究項目課程思政專項重點課題“課程思政與線上線下混合式教學相融合的物理學專業課程改革”（201010S）;重慶市高等教育教學改革研究項目“立足學生全面發展的專業基礎課程教學范式研究”（223065）;西南大學教師教學發展研究重點項目“教師線上線下教學混合式教學質量提升的實踐探討”（SWFZ202003）

第一作者簡介：秦麗溶（1979-），女，漢族，湖北宜昌人，博士，副教授。研究方向為物理學課程教學。

*通信作者：趙建偉（1979-），男，漢族，河北邢臺人，博士，教授。研究方向為物理學專業課程建設與管理。