饒益花，唐益群，管 亮，劉應傳，李 寰，鄧湘元，陳 鈾

(南華大學數(shù)理學院，湖南 衡陽 421001)

1 引言

2016年12月，習近平總書記在全國高校思想政治工作會議上提出：其他各門課都要守好一段渠、種好責任田，使各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協(xié)同效應[1]。2019年3月習總書記又在學校思想政治理論課教師座談會上提出：要挖掘其他課程和教學方式中蘊含的思想政治教育資源，實現(xiàn)全員全程全方位育人[2]。2020年6月，教育部部署《高等學校課程思政建設指導綱要》貫徹落實工作，全面推進高校課程思政建設，指導綱要中明確要求：公共基礎課要重點建設一批能提高大學生思想道德修養(yǎng)、人文素質、科學精神、憲法法治意識、國家安全意識和認知能力的課程，注重在潛移默化中堅定學生理想信念、厚植愛國主義情懷、加強品德修養(yǎng)、增長知識見識、培養(yǎng)奮斗精神，提升學生綜合素質[3]。

“課程思政”是指高校所有課程都有思想政治教育的功能，發(fā)掘高校各門課程所蘊含的思想政治教育元素和所承載的思想政治教育功能，有效融入課堂教學各環(huán)節(jié)，實現(xiàn)思想政治教育與知識體系教育的有機統(tǒng)一[4]。

《大學物理實驗》課程是高等理工科院校對學生進行科學實驗基本訓練的一門公共基礎課程，是理工科大學生進入大學后受到系統(tǒng)實驗方法和實驗技能訓練的開端，它對培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)和實踐能力、創(chuàng)造性思維能力起著重要的作用，在高校人才培養(yǎng)體系中具有十分獨特的地位，在思政教育中屬于隱形課程，側重于在知識傳授的過程中以潤物細無聲的方式對學生的思想進行教育和升華[5]。那么，《大學物理實驗》課程教學如何融入課程思政？如何將《大學物理實驗》課堂打造成知識傳授和價值引領有機結合的良好載體？本文從思政素材的挖掘和主題思政的教學融入兩方面來進行分析。

2 《大學物理實驗》課程思政素材的挖掘

1.1 《大學物理實驗》課程概況

物理學是研究物質的基本結構、基本運動形式、相互作用及其轉化規(guī)律的自然科學。在人類追求真理、探索未知世界的過程中，物理學展現(xiàn)了一系列科學的世界觀和方法論，深刻影響著人類對物質世界的基本認識、人類的思維方式和社會生活，物理學是人類文明的基石[6]。物理學本質上是一門實驗科學。首先，物理理論來源于實驗，不論是電磁學中的磁現(xiàn)象和靜電現(xiàn)象、歐姆定律的建立、法拉第電磁感應現(xiàn)象，還是光學中的光的干涉、衍射、偏振、及雙折射，都是先在實驗中被發(fā)現(xiàn)的。而且物理理論只有被實驗驗證后，才能被廣泛的接受，比如，麥克斯韋以一組簡潔的數(shù)學方程概括電磁場理論，十分優(yōu)美對稱，但當年卻難以令人信服，直到二十多年后，他預言的電磁波被赫茲的實驗證實，他的學說才成為舉世公認的電磁理論基礎[7]。

《大學物理實驗》是獨立學分課程，面對理工本科學生開課，開課量大面廣，課程教學內容都是從力學、熱學、光學、電磁學、近代物理精選的實驗項目，這些項目有的驗證了物理學理論、有的再現(xiàn)了奇妙的物理學現(xiàn)象、有的讓同學們掌握了一種實驗方法、有的學會了一種儀器的使用、有的學會了某種物理量的測量方法。課程的育人目標是引導學生樹立唯物主義世界觀，培養(yǎng)嚴謹求實的科學態(tài)度和學術道德，培養(yǎng)不斷探索、勇攀高峰、持之以恒、勇于創(chuàng)新的科學精神，培養(yǎng)學生的家國情懷和科學素養(yǎng)等。

我?！洞髮W物理實驗》課程進行混合式教學，課前會要求同學們參考教材、在線課程資源、仿真驗平臺進行預習[8-9]，了解實驗背景，實驗原理、實驗使用的儀器，通過觀看在線課程視頻大致了解實驗的操作過程和物理量的測量方法，撰寫預習報告。課堂上以學生為主體，針對同學們的預習情況，老師主導翻轉課堂教學，解決學習中的難點問題，并進行實驗的演示。課堂中同學們自主探索實驗，觀察實驗現(xiàn)象，測量并記錄實驗數(shù)據(jù)，得到實驗結果。課后進行分析總結，撰寫出合格的實驗報告。

1.2 《大學物理實驗》課程思政素材的挖掘

根據(jù)《大學物理實驗》教學內容、教學過程和課程的特點，課程思政素材的挖掘可以從三方面進行：

（1）從物理實驗的背景入手，挖掘科學精神素材

物理實驗的背景，即物理實驗項目對應的物理學理論探索的歷史過程，揭示了物理學的發(fā)展過程。物理實驗的探索和物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)過程是崎嶇的，有許多物理學家為了追求真理堅持不懈、不畏強權，他們的奉獻精神和科學精神是同學們學習的榜樣，所以，教師可以挖掘實驗背景蘊含的科學精神來作為素材。比如：古希臘時代，人們的思想長期被教會禁錮，當時亞里士多德主張物體的運動速度與外力成正比，重物下落比輕物快，所以多年來，人們一直把這個違背自然規(guī)律的學說當成不可懷疑的真理，直到1590年，伽利略勇敢的在比薩斜塔上做了“兩個鐵球同時落地”的試驗，從此推翻了亞里士多德“物體下落速度和重量成比例”的學說，糾正了這個持續(xù)了2000年之久的錯誤結論，建立了落體定律。并且，還在布魯諾因宣傳日心說被處火刑的情況下，和教廷抗爭，勇敢捍衛(wèi)哥白尼日心說，最終被軟禁，為科學獻身[10]。

（2）在《大學物理實驗》教學過程中，挖掘立德育人素材

《大學物理實驗》教學過程也蘊含了立德育人素材[12]。教學中課前實驗預習，要求提前了解實驗原理，使用實驗儀器，測量物理量等，其可以督促學生養(yǎng)成做事有計劃有準備的好習慣；實驗中要求操作規(guī)范、愛惜儀器、安全守紀、團結協(xié)作，以此增強學生的協(xié)作、安全和紀律意識；記錄數(shù)據(jù)時，要實事求是，不能隱瞞忽略、編造篡改數(shù)據(jù)，從而養(yǎng)成學生端正的實驗態(tài)度，實事求是、嚴謹?shù)闹螌W精神；實驗結束后，要關閉電源、整理器材、打掃衛(wèi)生，使學生養(yǎng)成一絲不茍、顧全大局、注意細節(jié)的良好素養(yǎng)；課后撰寫實驗報告，可以讓學生養(yǎng)成做事及時分析總結的好習慣。大學物理實驗課程課堂教學要求每一位學生都要動手操作儀器做實驗，觀察到實驗現(xiàn)象，期間，學生能通過物理現(xiàn)象分析物理本質，感受到物理與科技結合的魅力，獲得成就感，同時通過測量和驗證物理量，將理論聯(lián)系實際，對抽象的物理現(xiàn)象建立直觀的認識，進一步激發(fā)學習的興趣。實驗技能的累積會增強學生的能力和自信心，能夠讓學生以積極的心態(tài)投入到后續(xù)的專業(yè)課程學習中。

（3）物理學與哲學的天然淵源，使《大學物理實驗》自帶辯證唯物主義思政素材

一些物理學家還擁有哲學家的身份，如亞里士多德、伽利略、牛頓和愛因斯坦等。在物理學的發(fā)展史中，充滿著豐富的辯證法內容，有時甚至是不同哲學思想的交鋒[11]。物理理論來源于實驗并受實驗檢驗，因此，在大學物理實驗課程中，要始終貫穿實踐是檢驗真理的唯一標準的哲學思想和觀點。《大學物理實驗》課程與哲學的天然淵源，使得學生在本課程學習中能真正徹底地受到辯證唯物主義哲學觀的熏陶。

3 《大學物理實驗》教學過程主題思政素材的融入

思政素材如何融入課堂教學是提高思政成效的關鍵，理想的思政與教學融合莫過于如鹽入水，如春雨般潤物細無聲。這就需要老師們在課堂教學設計中巧妙穿插思政素材，或舉例、或類比，靈活使用教學手段[13]，不經(jīng)意中，將科學的人生觀、哲學觀和樂觀自信的氛圍帶進課堂，感染同學們，做到全過程育人?！洞髮W物理實驗》是理論與實踐結合、動手與動腦結合、發(fā)現(xiàn)問題與解決問題結合、觀察與實驗結合、思考與判斷結合、個性與共性結合的課程[10]，思政素材豐富多樣，適合開展多種主題的思政融入。

3.1 家國情懷融入

家國情懷是《大學物理實驗》課程思政中重點融入的內容[11]，眾所周知，物理學是在歐洲文化傳統(tǒng)中建立起來的，在緒論課教學過程中，教師要指出科學不分國界，并且把我國人們對物理學的探索和貢獻進行詳細闡述。中國古人在長期的生產(chǎn)生活中對物理現(xiàn)象進行了大量的觀察和探索，積累了豐富的經(jīng)驗知識，如在生產(chǎn)勞動中，用到了杠桿、滑輪等簡單機械，這即為力學科學的萌芽。春秋戰(zhàn)國時期，以《墨經(jīng)》為代表的的墨家，總結了大量的力學知識，例如力的概念、杠桿平衡、斜面的應用等。教師講述緒論課測量、誤差內容時，可插述一下我國古代對誤差的認識，如西漢時期，《淮南子，泰族訓》中：“寸而度之，至丈必差；銖而稱之，至石必過”，即一株一株地稱，稱到一石一定會有差錯，一寸一寸地量，量到一丈就一定會有差錯，此即樸素的誤差傳遞現(xiàn)象?！笆Q丈量，徑而寡失”（以石和丈來稱量，簡潔又少差錯）告訴人們如何選擇測量儀器，減少測量誤差[8]。講近代物理實驗“快速電子動量與電能的相對論光學仿真實驗”時，可用核探測技術對相對論理論進行驗證，可以介紹我國的核技術發(fā)展，如兩彈一星等，以及我國核物理學家錢學森、鄧稼先等在新中國成立初期，在祖國最需要的情況下沖破重重阻力，輾轉迂回，毅然回國、鞠躬盡瘁的故事，他們的大愛、大義和奉獻，是激揚家國情懷的最好實例?；蛘撸處熢谥v述熱敏電阻負溫度特性及熱敏電阻應用實驗時，可以融入疫情期間額溫槍的研制和使用，以此弘揚黨領導下的抗疫取得的勝利，激發(fā)學生愛國愛黨情懷，提升學生學習興趣，拓寬知識口徑。教師講述設計性實驗的特點——對科學實驗的全過程進行訓練時，可以用幾分鐘時間例舉當代國家級的大科學物理實驗，如核聚變、探月工程、北斗導航、深海探測、中國散裂中子源、神光2 號等開闊學生視野，進行愛國主義教育，并結合曾在我校物理實驗室學習過的校友-蛟龍?zhí)柛笨傇O計師胡震在深海探測等國家大科學方面的建樹，展示我國大科學項目物理實驗研究實力，激發(fā)同學們的學習興趣和時代責任感，激揚愛國情懷和民族自豪感，引導奮發(fā)圖強，注入蓬勃向上力量。

3.2 敢于質疑，勇于追求真理，敢于犧牲的科學精神融入

科學精神也是《大學物理實驗》課程思政的重要弘揚因素，在課堂教學中，教師應結合理論和實驗的歷史背景，展示科學家們不畏強權，不迷信權威的大無畏科學精神。前述伽利略、哥白尼就是科學精神的榜樣；再如在講述光的干涉實驗（牛頓環(huán)實驗）時介紹一下實驗背景，由于牛頓在學術界的權威和盛名，他提出的光的微粒說一直占主導地位，壓制了惠更斯的波動學說，直到楊氏雙縫干涉實驗，夫瑯和費的光柵衍射實驗及施維爾德用波動性對光柵衍射的成功解釋，科學界終于承認光也具有波動性，最后愛因斯坦提出光的波粒二象性，統(tǒng)一了對光的本質的認識，愛因斯坦不迷信權威，尊重實驗事實，敢于質疑，勇于追求科學真理。以此為了，鼓勵學生在學習過程中也要敢于質疑，努力探索，推陳出新，融入一代巨人的榜樣力量。

3.3 一絲不茍，精益求精，嚴謹?shù)闹螌W精神融入

《大學物理實驗》課程是一門和實驗數(shù)據(jù)高度相關的課程，在課堂教學中，教師要引導同學們從實驗背景或實驗現(xiàn)場數(shù)據(jù)的測量中養(yǎng)成一絲不茍，精益求精，嚴謹?shù)闹螌W精神。如密立根油滴實驗課程引入時，可講述密立根十一年如一日，從上千個油滴的測量數(shù)據(jù)中得到元電荷量，以此展示其持之以恒、堅持不懈、嚴謹?shù)闹螌W精神[10]。另一方面可在講述儀器操作時候，如光柵衍射實驗和三棱鏡頂角測量要用到分光計這個光學儀器，分光計的調節(jié)是需要耐心的，用對半調節(jié)法、逐次逼近法，需要反反復復多次調節(jié)，融入耐心、一絲不茍，精益求精、堅忍不拔的科學素養(yǎng)。還可在數(shù)據(jù)處理、實驗操作時融入尊重實驗數(shù)據(jù)，培養(yǎng)學生嚴謹求實的學術道德。

3.4 安全教育，團結協(xié)作精神融入

《大學物理實驗》課程需要同學們操作儀器，有些儀器容易破損，比如光學平臺實驗中的薄透鏡，平面鏡、光柵衍射的雙平面鏡、光柵、三棱鏡；有些儀器旋鈕操作需要細致，否則容易弄壞儀器，如穩(wěn)壓電源輸出電壓的調節(jié)，電壓表、電流表的調零；有些實驗需要同學們分組配合，如拉伸法測金屬絲楊氏模量實驗，操作時需要兩同學一組，相互配合，一同學加減砝碼，一同學操作望遠鏡讀出鏡尺數(shù)據(jù)；還有些儀器不按規(guī)則操作甚至會危及生命，如高壓電源等。對此，教師在操作演示的時候需要進行安全教育，同時培養(yǎng)同學們的團結協(xié)作精神。

3.5 樂觀、自信的人生觀融入

《大學物理實驗》課堂教學要求每一位學生都要動手操作儀器，切實觀察到實驗現(xiàn)象，從而深入感受物理與科技結合的魅力，獲得成就感。通過驗證和測量物理量，學生能將理論和實際聯(lián)系，進而對抽象的物理現(xiàn)象產(chǎn)生直觀的認識，充分激發(fā)學習興趣。實驗技能的累積會增強學生的自信心，并激勵學生以積極的心態(tài)投入后續(xù)專業(yè)課程學習中。課堂教學可以融入教師對課程的研究成果，比如講述拉伸法測金屬絲楊氏模量實驗的光杠桿測微小改變量方法時，可引入作者用現(xiàn)代電子技術和容柵傳感器對測微方法的改進，以及獲得的授權發(fā)明專利“一種容柵傳感數(shù)顯位移式楊氏模量測量儀”（專利號：201410656988.7）。講分光計提及一下本實驗室數(shù)字分光計的研究情況[14]，講光的干涉實驗提及一下本實驗室自制的儀器“近代光電等厚實驗儀”[15]等。

4 結論

課程思政是一種立德在先、樹人為本，促進學生全面可持續(xù)發(fā)展的教育理念，而大學物理作為高校理工科學生開設的公共基礎課程，蘊含著大量的思政元素，因此課程中開展思政教育十分可行且具有特色優(yōu)勢。本文以穩(wěn)恒磁場章節(jié)為例，介紹了在課堂中有效地融入愛國情懷、科學精神以及辯證唯物主義世界觀三方面的培養(yǎng)教育，最后指出開設思政教育所注意的問題：建好課程團隊，優(yōu)化教學方案，采取多元化的教學模式。在傳授知識的同時，要傳達給學生做人、做事、做學問的道理，實現(xiàn)知識傳授與價值引領有效統(tǒng)一，進而培養(yǎng)出德才兼?zhèn)涞纳鐣髁x建設者和接班人。