課程思政視域下物理學類課程教材建設路徑與思考

摘" 要：教材是課程育人的載體，優秀教材建設對提升課程培根鑄魂的作用具有重要價值。該文首先分析物理學類專業課程教材建設面臨的主要問題，基于首屆全國教材建設獎（高等教育類）物理學類獲獎教材的描述性分析，著重從教材內容、教材功能、教材形式三個角度分析物理學類專業課程教材的建設要點，探討新形勢下專業教材建設的創新路徑，包括教材內容要重視理論聯系實際、教材需兼具傳授知識和思政育人功能、重視數字教材建設等，有助于提升物理學類專業課程教材的育人成效。

關鍵詞：物理學類;課程教材;首屆全國教材建設獎;課程思政;教材建設

中圖分類號：G640" " " 文獻標志碼：A" " " " " 文章編號：2096-000X（2025）04-0064-04

Abstract： Textbooks are the carrier of curriculum education， and the construction of excellent textbooks has important value in enhancing the role of curriculum cultivation and soul building. This article first analyzes the main problems faced by the construction of physics professional course textbooks. Based on the descriptive analysis of the physics award-winning textbooks of the first National Textbook Construction Award（Higher Education）， it focuses on analyzing the key points of the construction of physics professional course textbooks from three perspectives： textbook content， textbook function， and textbook form. It explores three innovative paths of professional textbook construction under the new situation， includingthe integration of theory with practice in textbook content， both functions of imparting knowledge and ideological and political education， and the construction of digital textbooks. The discussion is helpful to enhance the educational effectiveness of physics courses and textbooks.

Keywords： Physics; curriculumtextbooks; First National Textbook Construction Award; curriculum ideology and politics; textbookconstruction

2020年，教育部印發《高等學校課程思政建設指導綱要》，明確要求“推進習近平新時代中國特色社會主義思想進教材進課堂進頭腦”[1]。2018年教育部高校教指委編寫的《普通高等學校本科專業類教學質量國家標準》中指出，物理學類專業人才培養目標主要是“為從事物理學及相關學科前沿問題研究打下基礎，同時培養能夠將物理學應用于現代高新技術和社會各領域的復合應用型人才”[2]。課程教材是高校落實立德樹人根本任務的重要載體[3]。因此，推進專業課程教材建設是適應國家對物理基礎學科人才需求而亟待解決的問題。2021年7月，國家教材委員會印發《習近平新時代中國特色社會主義思想進課程教材指南》[4]，強調“課程教材集中體現黨和國家意志，是育人的載體”，要進一步提升課程教材鑄魂育人價值，必須將習近平新時代中國特色社會主義思想落實到課程教材中，進行統籌設計、系統安排。隨著社會發展和全球形勢變化，我國在關鍵科技領域的“卡脖子”問題暴露了基礎學科的薄弱，因此國家對基礎學科人才培養提出了更高要求，課程思政視域下物理學類專業課程教材建設面臨新的發展機遇和挑戰。

一" 物理學類專業教材建設面臨的主要問題

物理學在自然科學中處于基礎地位，是人類在探索自然過程中形成的以實驗為基礎的一門學科。從19世紀力學運動規律建立，到熱學、電磁學、光學等理論發展，再到20世紀相對論、量子力學的誕生，物理學理論已發展成一個完整嚴謹的知識體系。作為知識傳播的媒介，物理學專業課程教材也體現學科知識的系統性、邏輯性、嚴謹性強的特點。然而，要適應國家對物理基礎學科人才的更高需求，傳統教材面臨著亟待改革的問題。

（一）" 教材內容缺乏理論知識與現代科技成果和實際應用的結合

目前，物理學類專業課程教材普遍重視物理學基礎理論知識體系的系統和邏輯，從章節劃分、重點難點布局、習題和課外資料等多個方面開展建設，幫助學生夯實學科理論基礎。但是許多教材只關注知識本身，對于物理知識與現代科技發展的聯系，特別是與我國社會主義現代化建設成就的結合較少，導致學生對物理基礎知識在實際應用中的重要性認識不足，缺乏學習興趣和動力，不利于培養學生實踐能力及攀登科學高峰的責任感和使命感。近年來，我國九年義務教育和高中階段開展教學改革，已開始注重理論知識與實際應用的緊密結合，從教材內容到中高考題目的設計，均體現了理論知識與我國最新科技成果相關聯的內容，對學生實踐創新能力培養十分有益。因此，高等教育本科專業課程教材的改革已經迫在眉睫。

（二）" 教材需要加強思維訓練和思政育人功能

大學本科階段教材中的物理基礎理論如力學、熱學、原子物理學等歷經2～3個世紀的發展和積累，教材內容的體系化建設已經相對成熟，學生通過教材可以掌握現有的學科知識。然而與其他學科特點不同，物理學除了需要注重知識的學習，思維的培養也非常重要。眾所周知，物理學基礎理論的發展不是一蹴而就，有些物理規律的獲得過程復雜而曲折，其誕生和發展就是不斷發現問題、解決問題的過程，每個階段都體現著科學家對問題的原始思考。學習用馬克思主義的立場觀點去認識科學發展史本身就是課程學習的一部分。但是這一點在目前專業教材建設中往往被忽略，大部分教材只重視知識本身，沒有融入科學史，缺少對物理概念和規律誕生發展過程的分析以及科學家的思考。

（三）" 教材形式仍以紙介為主

目前，物理專業課程教材普遍是以紙介形式傳承和發展。伴隨信息技術的發展，學習者對教材形式的需求逐漸多樣化，教師對教材媒介也有了新需求，因此傳統紙介教材遇到了更多的挑戰。特別是對物理學專業而言，學科理論知識難度大且較為枯燥，研究對象往往大到宇宙天體、小到粒子夸克，這些宏觀和微觀的研究對象和物理過程僅通過傳統紙介書本傳遞的信息量是有限的，讓學生產生深刻而直觀的認識程度是有限的。因此，以人才培養為目標，專業教材應突破紙質媒介的束縛，建設數字化資源或新形態教材，以適應信息化時代人才培養的新需求，提高專業課程教材育人成效。

二" 物理學類獲獎教材的描述性分析

2021年9月首屆全國教材建設獎評選結果發布[5]，其中高等教育類優秀教材399項，包括特等獎4項、一等獎80項和二等獎315項。這些優秀教材“價值導向鮮明、教育理念先進、質量水平高、社會評價好”[6]，引領新時期高校課程教材的建設方向。在首批優秀教材中，理工農醫類教材共計233項，其中物理類優秀教材共7項，包括一等獎2項，二等獎5項。7項教材的主要適用范圍均為本科生，其中6項教材由高等教育出版社出版，1項由清華大學出版社出版。獲獎教材的基本信息見表1。

這些獲獎教材的編寫團隊均為在物理學教學和科研領域深耕多年的權威專家。編寫者數十載堅持不輟創新教材內容和形式，適應國家對基礎學科人才培養的需求，推動著物理學科的發展。基于對物理學類專業教材現狀和問題的思考，以獲獎教材為例，分析課程思政視域下物理學類課程教材建設的途徑和方法。

（一）" 教材內容上重視理論聯系實際

首先，探討獲獎教材在教材內容上實現理論實踐結合的典型做法。《數學物理方法》由梁昆淼先生著，1960年6月第1版，2020年11月第5版。這本教材將物理問題轉化為數學問題，最終又回歸到解決物理問題，是理論聯系實踐的典范。書中選用大量實際問題作為數學模型的應用案例，幫助學生在面對實際問題時，能夠抽絲剝繭、看清本質，訓練科學思維，培養數學工具分析和解決物理問題的能力。《原子物理學》由楊福家院士著，1985年8月第1版，2019年11月第5版。教材堅持物理教學中的實驗與理論并重的思想，遵循“實驗—理論—實驗”規律進行教材整體構思和章節編排。《力學》由張漢壯教授主編，2009年12月第1版，2019年10月第4版。教材建設了大量實物和虛擬演示實驗與教材知識點實現了緊密結合。

《大學物理學（第四版）力學、熱學》《大學物理學（第四版）電磁學、光學、量子物理》《物理學（第七版）》和《普通物理學（第七版）》教材是國內眾多高校理工科專業學習物理學基礎課程的經典教材。《大學物理學（第四版）力學、熱學》《大學物理學（第四版）電磁學、光學、量子物理》由張三慧先生編著，教材中選用大量現代物理研究實例，如全球定位系統、宇宙探測、雷達測速等，同時大量引用我國從古到今的技術應用案例，如北京天文臺天線陣、長征火箭、神舟飛船等，有助于學生民族自豪感和責任心的提升[7]。例如，該教材第一章“質點運動學”主要講授經典力學中物理的機械運動規律。第1.1節參考系，引用汽車在“珠峰公路”上行進過程講述參考物的概念。珠峰公路是攀登珠穆朗瑪峰的必經之路，是1978年西藏自治區政府克服重重困難修建而成。第1.3節加速度，分析“長征三號甲”運載火箭發射第四顆北斗導航試驗衛星的加速過程;第1.5節拋體運動，以河北曹妃甸吹沙造地的工作實景為例，講述拋體運動軌跡。教材在每個章節末介紹科學家的治學態度、開創精神，有利于培養學生的科學素養。《物理學》由東南大學等七所工科院校編著，走過四十余年，至今已修訂到第七版。教材將學科新成果以及涉及中國元素的內容例如長江三峽大壩、中國環流器二號、托卡馬克裝置等融進教材，在注重理論聯系實際的同時，起到潛移默化的育人作用。

從以上分析可以看到，這些獲獎教材在教材內容建設方面樹立了理論實踐結合的典型示范，重視物理學基礎理論與現代科技成果、實際應用的結合，有利于學生完成知識建構，提高知識運用實踐能力，發展專業素養。

（二）" 融合科學史重視學科思維訓練和課程思政育人

課程思政教材建設是近年來落實課程思政的重要建設內容。接下來分析獲獎教材在教材課程思政育人方面的做法。《原子物理學（第五版）》教材“特別提倡智能的培養”“培養自學能力、思維能力、表達能力、研究能力和組織管理能力”[8]。為了幫助學生構建原子物理學知識體系，章節中關于原子物理學史的內容篇幅占全書總字數的88%，涉及重要科學人物186人次[9]。《電動力學》由郭碩鴻先生著，1979年2月第1版，2008年6月第3版。該教材通過電磁場運動規律和狹義相對論的學習，幫助學生更深刻領會電磁場的物質性，樹立正確的辯證唯物主義世界觀[10]。《力學（第四版）》教材側重梳理經典力學規律及發展歷程的邏輯關系，通過90余個典型案例體現力學規律的應用性，幫助學生循序漸進構建力學知識體系，提升學科思維能力。

下面以《原子物理學（第五版）》為例，分析專業知識和科學史有機融合培養學科思維的方法。該教材第一章“原子的位形：盧瑟福模型”主要講授盧瑟福原子結構模型的基礎知識。在章節之初引用恩格斯和金斯的名言，引發讀者關于原子的思考。第一節是背景知識。首先闡述電子的發現歷史，從1833年法拉第提出電解定律到1897年湯姆孫確認電子存在的重要實驗，引用湯姆孫實驗的實景照片和放電管示意圖讓讀者對這一重要實驗形成更加直觀的認識。第二到第五節依次是盧瑟福模型的提出、盧瑟福散射公式、盧瑟福公式的實驗驗證以及行星模型的意義及困難。第一章教材內容編排思路可概括為“發現電子的實驗—提出理論模型—進一步實驗驗證—分析存在問題”，可以看出，這樣的內容布局讓物理概念和規律的發展過程一目了然，對問題的闡述邏輯清晰，層次分明。教材內容的設置符合循序漸進的認知規律，也符合理論聯系實驗的學科特點。教材中引用了20個與盧瑟福模型相關的歷史事件，涉及17位科學家，這些一手的科學史資料充分體現物理學史與專業知識的有機融合，幫助學生掌握原子物理學的發展脈絡，訓練學生的學科思維和創新意識。

（三）" 教材形式上重視信息化數字資源建設

首屆獲獎的7項物理學類教材均為紙質教材，利用出版社的網絡平臺，多以在紙質教材中嵌入二維碼等方式鏈接教學資源，包括電子教案、課件、題庫、考試等。《力學（第四版）》教材建設了大量的數字化資源，包括實物演示、動畫演示、增強現實（AR）演示等[11]，是物理類專業教材演示化教學的典范。與教材建設同步建設的“力學”慕課資源，與教材學習有機融合，課程與教材同步動態發展。《原子物理學（第五版）》《大學物理學（第四版）力學、熱學》《大學物理學（第四版）電磁學、光學、量子物理》《物理學（第七版）》等教材也建設有課外閱讀材料、科學家故事、演示視頻等多種媒體資源。

與靜態、單一的文本教材相比，利用信息技術對教材進行立體化建設，實現教材的可持續發展，是富媒體時代對教材改革創新提出的新要求。在教材中嵌入二維碼，將數字資源或課程資源鏈接到教材中，是目前技術較成熟、容易實施的建設途徑。通過二維碼外鏈的學科知識，超出傳統紙質媒介的限制，大大增強了物理類教材的可讀性和趣味性，為學生提供了更加多樣、立體、豐富的學習體驗。建設新形態教材，驅動智慧教學是未來進一步落實課程思政、實現教材育人的發展方向。教材既是課程的依據，也是課程的成果，課程建設與教材改革是相互促進、融合發展的[12]。作為互聯網時代的原住民，當代學生已熟悉并適應了云端學習的方式。因此，配合線下、線上、線上線下混合式等多種教學模式的發展，教材鏈接課程的教學視頻、考試、教學資料等，滿足學生隨時隨地學習的需求。新形態教材基于數字化概念開發，學生在使用教材過程中的學習態度、行為等均可通過數據來反映，這為課程多元化評價提供了數據基礎和技術手段，有助于推動“以學生為中心”教學理念和現代教育理論的發展，提高人才培養成效。

三" 物理學類專業教材建設的思考

物理學是古老的基礎性學科，對于人類社會的發展具有重要的決定性影響，每一次物理學上的重大發展和突破都會引發新領域、新技術的發展。從“人造太陽”等大國重器的制造研發到芯片“卡脖子”等問題的突破解決，都離不開物理基礎學科的發展。中華文化源遠流長，中國人民從古至今有很多舉世聞名的發明創造。改革開放四十多年來，我國社會主義建設產生了豐碩科技成果。將這些應用案例和現代科技成果引入物理學基礎理論的教學中，體現以目標為導向的OBE（Outcome-based education，縮寫為OBE）教學理念，可以幫助學生提高學習興趣，促進對基本知識的深刻理解和應用。在專業教材中把中國故事講好，有助于培養學生的民族自豪感和勇攀科學高峰的責任感。

物理學科的知識體系具備清晰的層次和嚴密的邏輯，因此，目前大多數物理類專業課程教材的編寫主要遵從循序漸進的原則進行內容編排。實際上，人類獲得物理規律的歷史往往對學生具有啟發性，了解科學史，幫助學生掌握物理規律發展過程，同時逐漸完成知識體系框架的自我構建。物理學史中涉及大量有趣的科學故事，包含著科學巨匠的科學精神和治學態度。當然，物理規律的發展是曲折的，有時甚至是反復的。如果完全從歷史的角度編寫教材，可能需要較大篇幅編寫。將物理學史有機融入教材內容，用馬克思主義立場觀點方法分析科學史的發展，弄清歷史演變的來龍去脈，有利于幫助學習者建立嚴謹的物理邏輯思維，讓教材同時體現知識體系的邏輯性與歷史性[11]，是實現教材育人的有效途徑之一。

綜上所述，基于對物理學專業教材現狀以及首屆全國教材建設獎獲獎教材的分析，新時期物理學類教材應充分考慮物理學科特點、學習者認知規律和信息技術應用等因素，實現專業教材立德樹人的重要載體功能。在教材中將物理基礎知識與現代科技成果、我國社會主義建設成就等緊密聯系，理論聯系實際，幫助學生認識物理學對現代科技發展的支撐作用，適應國家對基礎學科專業人才的更高需求;將科學史與教材內容深度融合，幫助學生用馬克思主義立場觀點方法分析解決問題，用蘊含科學精神的故事滋養學生;將信息技術與教材形態深度融合，開展教材數字化資源建設和新形態教材的研發，創新教材育人思路，依托數據基礎和技術手段，實現智慧教學，面向未來培養基礎學科人才。

參考文獻：

[1] 教育部關于印發《高等學校課程思政建設指導綱要》的通知[EB/OL].[2020-5-28]https：//www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2020-06/06/content_5517606.htm.

[2] 教育部.普通高等學校本科專業類教學質量國家標準[Z].2018.

[3] 楊祥，王強，高建.課程思政是方法不是“加法--金課、一流課程及課程教材的認識和實踐[J].中國高等教育，2020（8）：4-5.

[4] 國家教材委員會關于印發《習近平新時代中國特色社會主義思想進課程教材指南》的通知[EB/OL].[2021-7-21].https：//www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2021-08/25/content_5633152.htm.

[5] 國家教材委員會.國家教材委員會關于首屆全國教材建設獎獎勵的決定[EB/OL].[2021-10-09]http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A26/s8001/202110/t20211012_571686.html

[6] 完善教材表彰激勵機制 推動教材建設高質量發展——國家教材委員會辦公室負責人就首屆全國教材建設獎評選工作答記者問[EB/OL].[2021-10-12].http：//www.moe.gov.cn/jyb_xwfb/s271/202110/t20211012_571662.html.

[7] 張三慧.大學物理學[M].4版.北京：高等教育出版社，2018.

[8] 楊福家.原子物理學[M].5版.北京：高等教育出版社，2019.

[9] 楊再石，王炎森.物理學史與教材內容結合的典范[J].教材通訊，1991（3）：24-26.

[10] 郭碩鴻.電動力學[M].3版.北京：高等教育出版社，2008.

[11] 張漢壯.力學[M].4版.北京：高等教育出版社，2019.

[12] 王磊，倪牟翠，張漢壯.課程與教材融合發展促進一流本科教學建設[J].大學物理，2018，37（10）：38-40，65.

基金項目：河北省實驗教學和教學實驗室建設研究項目“虛擬仿真實驗提升物理基礎學科人才創新能力的研究”（冀教高函（2024）8號）;河北省高等教育教學改革研究與實踐項目“課程思政視域下新形態物理學類專業課程教材的研究與實踐”（2021GJJG008）

第一作者簡介：關麗（1978-），女，漢族，河北正定人，博士，教授，博士研究生導師。研究方向為發光材料制備與機理。