閆紅霞 葛桂賢

摘要為了達成為黨育人，為國育才的教學(xué)目的，本文提出了將物理學(xué)史和大學(xué)物理實驗項目相結(jié)合制作微視頻開展思政教學(xué)的方法。并以“霍爾效應(yīng)”實驗為例展示該方法的具體實施細節(jié)，以期在完成專業(yè)內(nèi)容教學(xué)的同時，為“三全育人”和“課程思政”提供一種思路。

關(guān)鍵詞 課程思政 大學(xué)物理實驗課 教學(xué)改革

中圖分類號：G424文獻標識碼：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.21.043

Exploration and Practice of Ideological and Political Education in College Physics Experiment

YAN Hongxia， GE Guixian

（College of Science， Shihezi University， Shihezi， Xinjiang 832003）

AbstractIn order to achieve the teaching purpose of educating people for the party and for the country， this paper puts forward the method of making micro video to carry out ideological and political teaching by combiningthe history of physics with college physics experiment project. Taking the "Hall effect" experiment as an example to show the specific implementation details of this method， in order to provide a way of thinking for "three complete education" and "curriculum ideological and political" while completing the professional content teaching.

Keywordscurriculum ideological and political； college physics experiment course； teaching reform

大學(xué)物理實驗課是高等學(xué)校對理工農(nóng)醫(yī)類學(xué)生進行科學(xué)實驗基本訓(xùn)練的必修基礎(chǔ)課程，是本科生進入大學(xué)后接受系統(tǒng)實驗方法和實驗技能訓(xùn)練的開端。物理實驗課程覆蓋面廣，具有豐富的實驗思想、方法、手段，是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)實驗?zāi)芰?、提高科學(xué)素質(zhì)的重要手段。另外，它在培養(yǎng)學(xué)生嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識和理論聯(lián)系實際、綜合應(yīng)用科技知識的能力等方面具有其他課程不可替代的作用。

大學(xué)物理實驗課因為面對的學(xué)生多，是思想政治教育不可或缺的陣地。大學(xué)物理實驗的實驗項目中蘊含著豐富的科學(xué)思想，是培養(yǎng)學(xué)生正確的人生觀價值觀的利器。大學(xué)物理實驗課就是讓學(xué)生由認識到實踐的課程，是培養(yǎng)學(xué)生的社會主義核心價值觀的一個渠道。[1]

課程思政中如何避免專業(yè)課程內(nèi)容與思政教育“兩張皮”，避免生拉硬套，努力讓思政內(nèi)容被學(xué)生自然的接受，入腦入心，是亟須解決的問題。[2]本文提出了把物理學(xué)史與實驗內(nèi)容相融合制作成微視頻的方法開展思政教育，并以“霍爾效應(yīng)”實驗為例，詳細講述了該方法如何巧妙的將思政元素融入大學(xué)物理實驗課中，做到傳授知識的同時立德樹人的效果。

1大學(xué)物理實驗課思政教育的方法

大學(xué)物理實驗課傳授的專業(yè)知識是一代代物理學(xué)家歷經(jīng)千難萬險總結(jié)出來的客觀規(guī)律，是不含有思政色彩的。然而這些知識的發(fā)現(xiàn)總結(jié)的過程有可能會對學(xué)生的思想觀念產(chǎn)生影響。在漫長的物理學(xué)發(fā)展歷史中，物理學(xué)家們探索物理規(guī)律的方法以及他們的優(yōu)良品質(zhì)和科學(xué)精神是培養(yǎng)學(xué)生積極向上的人生觀和社會責(zé)任感的思政教育元素。[3]挖掘和展示這些思政元素，并以合適的形式推送給學(xué)生是一種可行的思政教育方法。

大學(xué)物理實驗課分為三個環(huán)節(jié)，學(xué)生課前預(yù)習(xí)，教師課中講授并指導(dǎo)學(xué)生動手實驗，學(xué)生課后處理數(shù)據(jù)得出結(jié)論。這三個環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣，缺一不可。課前預(yù)習(xí)是課中實驗的前提，通過實驗獲得數(shù)據(jù)又是得到結(jié)論的必經(jīng)階段。每個階段的學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)環(huán)境不同，使用的教學(xué)方法和教學(xué)手段也應(yīng)有所不同。由于動手實驗環(huán)節(jié)必須在實驗室進行，受地點的限制，所以盡可能把課堂時間留給學(xué)生做實驗，那么課前預(yù)習(xí)和課前講解就是教師進行思政教育的最優(yōu)階段。

課前預(yù)習(xí)是學(xué)生在教室外利用教材和網(wǎng)絡(luò)資源自主學(xué)習(xí)的階段，面對一個新的實驗項目，學(xué)生需要了解實驗?zāi)康?、實驗儀器、實驗原理、實驗方法和實驗的注意事項這些基本的知識，這個環(huán)節(jié)是學(xué)生為實驗課做準備的階段，對實驗的正常運行至關(guān)重要。預(yù)習(xí)階段依靠的是學(xué)生的主觀能動性，而物理學(xué)史是針對物理專業(yè)的同學(xué)開設(shè)的課程，非物理專業(yè)的同學(xué)這方面的知識儲備不足，常會導(dǎo)致他們對所要做的實驗來龍去脈了解不夠。導(dǎo)致他們看到的現(xiàn)象就定格在此時此刻，是孤立的，[4]導(dǎo)致學(xué)習(xí)興趣不高，動力不足，預(yù)習(xí)不充分，進而影響實驗的效果，自然也就達不到思政教育的作用。我們把相關(guān)知識的物理學(xué)史以微視頻的方法推送給學(xué)生，視頻中的故事跌宕起伏，引人入勝，受到學(xué)生的歡迎。學(xué)生看到知識背后的一點一滴之后，了解到物理知識輾轉(zhuǎn)曲折、千絲萬縷的來歷，知道了知識的起點和發(fā)展過程，更深入的理解了實驗的意義和價值，擁有了學(xué)習(xí)的興趣和探索的欲望。在學(xué)生主動學(xué)，主動聽的時候思政教育就同步完成了。

在課堂講授環(huán)節(jié)，教師再次點撥學(xué)生向科學(xué)家學(xué)習(xí)，不畏艱難，勇于嘗試。鼓勵學(xué)生自己動手實驗，規(guī)范記錄數(shù)據(jù)。當(dāng)實驗中遇到問題時，和學(xué)生一起認真仔細的排查原因，示范解決問題的方法。數(shù)據(jù)處理與總結(jié)階段，嚴格要求學(xué)生認真仔細的計算數(shù)據(jù)，有理有據(jù)的得出結(jié)論。如果數(shù)據(jù)和自己預(yù)想的不一樣，理性分析，多方面謹慎的查找產(chǎn)生誤差或者錯誤的原因。

2以霍爾效應(yīng)實驗為例思政教育的實踐

霍爾效應(yīng)定義了磁場和感應(yīng)電壓之間的關(guān)系，所以被很多大學(xué)選為大學(xué)物理實驗課的實驗項目，我們把霍爾效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)歷史做成一個微視頻，投放到課程建設(shè)系統(tǒng)里，供學(xué)生預(yù)習(xí)時自由查看，以節(jié)約課堂時間。視頻中主要介紹了霍爾24歲時作為一個在讀博士生，在閱讀麥克斯韋所著的《電磁學(xué)》的第二卷時，注意到這樣一段話：“作用在穿過磁力線的有電流流過的導(dǎo)體上的機械力，不是作用在電流上的，而是作用在流過電流的導(dǎo)體上的?！迸c此同時，瑞典物理學(xué)家愛德朗認為磁場作用在一固定導(dǎo)體中的電流上，與它作用在自由移動的導(dǎo)體上是完全相同的。注意到這兩位物理學(xué)家見解的差異，霍爾請教了自己的導(dǎo)師羅蘭教授，得到了羅蘭的鼓勵和支持，他決定用實驗來回答磁場對于在導(dǎo)線中通過的電流到底有沒有影響？霍爾設(shè)想，如果在固定導(dǎo)體中的電流本身會受到磁場的作用，電流會被吸引到導(dǎo)體的一側(cè)，因此導(dǎo)體的電阻應(yīng)該增加。于是霍爾把0.51mm粗的銀絲做成截面是三角形的0.9m長的細絲，施加電源，通以電流，并置入方向和電流方向垂直的磁場中，用可以精確到百萬分之一的惠斯通電橋測量銀絲電阻的變化。霍爾測到了電阻值的增加。然而他想到這可能是由于磁極的熱效應(yīng)的影響，于是他小心的排除了熱效應(yīng)的影響，電阻值增加的現(xiàn)象消失了。此后，他又改變了磁場的方向和大小進行測量，結(jié)論是磁場沒有引起螺旋銀絲的電阻的變化，[5]實驗失敗了。

但是，霍爾認為磁場不影響導(dǎo)體的電阻值，并不代表對流經(jīng)導(dǎo)體的電流沒有影響，或許磁場使電流產(chǎn)生了偏轉(zhuǎn)的趨勢?；魻柦?jīng)過認真思考，將電流類比為水流，如果有某種場具有吸引水流的作用，把這個場靠近通有水流的一根管子，那么水會明顯的壓向水管的一側(cè)管壁，但是由于水本身不會被壓縮，所以不會沿著壓力的方向運動，結(jié)果只是側(cè)向壓力的改變。此時，如果有細管沿壓力的方向聯(lián)通水管的兩側(cè)，那么就會有水流從壓力大的一側(cè)流向壓力小的一側(cè)。以此類推，對電流來說，如果磁場對電流有作用，那么在垂直于電流和磁場的方向上導(dǎo)體兩側(cè)也應(yīng)該存在電勢，如果在導(dǎo)體兩側(cè)加上電路應(yīng)該會有電流流過。于是，霍爾搭建了一個實驗線路（圖1），把金箔窄條安裝到玻璃板上，然后沿其長邊通上電，在其垂直方向上加上磁場，然后用檢流計測量金箔短邊兩側(cè)是否有橫向電流通過，結(jié)果檢流計的指針有明顯的偏轉(zhuǎn)。隨后，他為了尋找影響橫向電流大小的因素，分別改變通過金箔的電流的大小，改變磁場的強度，進行了一系列的實驗，并認真記錄下了實驗數(shù)據(jù)?；魻栃?yīng)的發(fā)現(xiàn)受到了人們的重視，著名的英國物理學(xué)家開爾文認為，霍爾的發(fā)現(xiàn)可以和法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)相比擬。

從這個介紹霍爾效應(yīng)的歷史的視頻中，學(xué)生有望潛移默化的感受到以下幾個要素。

2.1勤于思考的習(xí)慣

實踐證明，光會學(xué)習(xí)還不夠，還必須善于思考，唯有思考才能將知識內(nèi)化，才能學(xué)的實。進而為創(chuàng)新服務(wù)，為學(xué)科交叉融合服務(wù)?；魻栐谧x書的時候，對書中的結(jié)論不是全盤接受，而是想一想為什么。這種勤思、善思、敢思的習(xí)慣會在不知不覺中影響到學(xué)生。古人說處處留心皆學(xué)問，教育學(xué)生做生活中的有心人，處處留心觀察，常常細心思考，無論是從未遇見的新鮮問題還是司空見慣的普遍現(xiàn)象，都要刨根問底，多思多問。

2.2不迷信權(quán)威

霍爾當(dāng)時是位在讀的學(xué)生，而麥克斯韋已經(jīng)是著書立說受人尊敬的物理學(xué)家了，在這種情況下，霍爾敢于對權(quán)威的言論提出質(zhì)疑，不把書上的知識當(dāng)作金科玉律，全盤接受，是值得我們學(xué)習(xí)的。無論在學(xué)習(xí)還是生活中，我們不要輕易把思考的權(quán)力交給別人，人非圣賢，孰能無過，再偉大的科學(xué)家也有可能有錯誤。無論聽到誰說什么，不能貿(mào)然的選擇信或不信，支持或反對，而是要親自驗證一下。俗話說：紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行。實踐是檢驗真理的唯一標準?；魻柦o我們做出了榜樣。因為只有時刻要保持獨立的思想，才能明辨是非。

2.3嚴謹認真的工作作風(fēng)

霍爾在實驗之初，發(fā)現(xiàn)了銀絲電阻的變化，但是他謹慎的思考并通過實驗排除熱效應(yīng)的影響，得到結(jié)論是銀絲的電阻沒有變化。和實驗預(yù)想的不同，實驗看似失敗了。但是，也正是這個失敗的實驗，促進了他進一步思考，才得以靠近真理。正如毛澤東所說的我們要謙虛謹慎，戒驕戒躁，因為嚴謹代表著嚴肅，謹慎和精細的工作態(tài)度。態(tài)度嚴謹了，就會注意細節(jié)，把事情做細，做好，做實。才有可能找到事情的真相。認真是卓越的前提，毛澤東說過，世界上怕就怕認真二字。認真對待學(xué)習(xí)、工作和生活，才能不斷進步，獲得知識和學(xué)問。

2.4堅忍不拔的精神

正如培根所說，逆境中造就的美德是堅忍。實驗失敗后，霍爾并沒有輕易放棄，他認真思考，轉(zhuǎn)換思路，把電流類比為水流，設(shè)計出了新的實驗，并取得了成功。這種咬定青山不放松的精神會在學(xué)生心中留下印記，并進而影響他們。遇到問題，真的像霍爾一樣想盡辦法了嗎？因為自認為做不到就放棄，是失敗者最容易找到的借口?；魻栯m然歷經(jīng)失敗，而繼續(xù)下去的前景撲朔迷離，依然在摸索前行，就是因為這種百折不撓的精神，才使他發(fā)現(xiàn)了霍爾效應(yīng)。經(jīng)過這個故事的學(xué)習(xí)，學(xué)生也許會在將來遇到困難時想一下，如果是霍爾遇到這樣的問題，他會怎么做？這個問題的答案會激勵人繼續(xù)向前。

3教師的言行和思政教育

教書與育人是一個辯證的、統(tǒng)一的過程，在教學(xué)的過程中，必然滲透著對學(xué)生思想、靈魂的影響。[7]當(dāng)霍爾找到羅蘭教授討論問題時，羅蘭給予了及時的肯定，鼓勵和指導(dǎo)，這是霍爾前進的一大動力。羅蘭的行為驗證了羅森塔爾效應(yīng)，他對霍爾的信任和期待使霍爾更加自信的去探索真理。教師對學(xué)生正向的期許和鼓勵會推動學(xué)生向陽光積極的方向發(fā)展。

一線教師是思政教育的第一責(zé)任人。開展課程思政的前提是教師有課程思政的意識，積極主動的挖掘?qū)I(yè)知識里的思政元素。并以學(xué)生樂于接受的方式傳送給學(xué)生是教師的本職工作。教師的言談舉止，教師對課堂的敬業(yè)程度以及教師對實驗結(jié)果的嚴謹程度都會潛移默化的影響到學(xué)生。這就要求教師以身作則，嚴于律己，精心準備每一堂課，仔細批閱每一份作業(yè)，認真傾聽和處理學(xué)生的每一次求助。唯有如此教學(xué)方法和教學(xué)手段才能發(fā)揮作用。

4教學(xué)方法的示范與輻射作用

如何在自己的課堂上開展學(xué)生喜聞樂見的思政教育是一個值得探索的問題。我們提出并實踐了把物理學(xué)史和大學(xué)物理實驗課相結(jié)合制作微視頻的方案。學(xué)生可以利用較短的時間從生動形象的微視頻中了解到知識發(fā)展的過程，對知識產(chǎn)生興趣。進而提高課堂上的學(xué)習(xí)效率和課后數(shù)據(jù)分析的嚴謹度。與此同時，實事求是的作風(fēng)，嚴謹?shù)膶W(xué)風(fēng)，堅忍不拔的精神也會像種子一樣在學(xué)生心中生根發(fā)芽。古羅馬哲學(xué)家盧克萊修曾說過一句非常精辟的話：“沒有比站在真理的高峰上，回望來時路上的層巒疊嶂、煙霧和曲折更愉快的了。”[8]物理學(xué)史和物理實驗課的結(jié)合既開展了思政教育也提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。我們的探索與實踐為理工科的實驗課程開展思政教育提供了一種新的思路。

基金項目：2021年石河子大學(xué)“課程思政”示范課程建設(shè)，大學(xué)物理實驗A（編號：GZ007920）

參考文獻

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[3]黃麗，劉偉龍，趙海發(fā)等.“同向同行”的大學(xué)物理實驗課程思政教學(xué)設(shè)計與探索[J].物理與工程，2019，29（Z1）：37.

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[7]楊琴.大學(xué)物理教學(xué)中“課程思政”及仿真實驗相結(jié)合的探索——以等厚干涉牛頓環(huán)實驗為例[J].物理通報，2021，1：33.

[8]弗蘭西斯.培根著.培根隨筆[M].龔勛，譯.北京日報出版社，2017.