楊則金

（浙江工業(yè)大學理學院，國家級物理實驗教學示范中心，浙江 杭州310023）

0 引言

高等院校課堂教學融入課程思政內容是當前的一個重要工作[1]，高等教育階段學生的心智發(fā)育尚未完全成熟，此階段恰逢學生集中學習時期，因此確有必要融入社會主義核心價值觀等思想和關心國家大事等政治內容，形成熱愛祖國、熱愛共產黨的優(yōu)良品德，樹立為人類文明和社會進步而努力學習的目標。大學物理實驗課程是理工科專業(yè)學生的必修課，浙江工業(yè)大學約有三分之二的本科生來源于本省，在近些年高考選考物理的方案下選考物理的學生數(shù)量大幅度下降[2]，上好大學物理實驗課難度增大[3]，大學教師不得不補齊學生本應中學階段學會的物理知識，而且還要講授大學階段應掌握的基礎知識，因此教學過程融入思政內容課時緊張，物理實驗課程融入思政內容無疑比理論課程難度更大，任課教師在講解完實驗理論和原理后還要手把手指導一個班30人動手操作測量，工作量無疑翻了數(shù)倍。由于教書育人是一個潤物無聲的過程，因此本文基于教學研究的實踐重新梳理了教學方案和內容，以適應立德樹人的新的教學大綱要求。

1 物理實驗課程中所蘊含的思政內容

1．1 美學思想

物理實驗課程應該更多融入其自身學科特色和屬性的思想，物理學是自然科學的基礎，其原理和理論均來源于實驗，因此需要學生領悟實驗課程的重要性，必須從思想上重視物理實驗，在這樣的思想指導下，學生必然就認真完成每次實驗課，無形之中就潛移默化地改變了學生的認知。弱相互作用下宇稱不守恒的實驗恰如斷臂維納斯，猶如物理學晴朗的天空出現(xiàn)的白云，點綴了物理學的天空。在牛頓環(huán)和邁克爾遜干涉儀實驗中形成的圓形條紋是物理美的集中體現(xiàn)，展示了物理科學固有屬性的美學形式。物理學的美學特性體現(xiàn)在其運動行為上，如雨后的彩虹和落日的晚霞，均是瞬態(tài)的畫面，其原理隱藏在這些美麗畫面的深處，能夠欣賞物理學的美的人必具有與眾不同的文化水平，因此是一種特殊的高貴美，不是人人都具有欣賞的眼光。這樣無形之中就培養(yǎng)了學生高雅的藝術品位和審美情趣，提高了其內在的科學氣質。狄拉克方程和海森堡方程簡潔優(yōu)美，如出水芙蓉、亭亭玉立、一塵不染、嘆為觀止。諾貝爾將其一生的財富全部捐給對人類文明與進步做出杰出貢獻的人才，體現(xiàn)了其人格魅力的美麗光輝。分光計實驗中的分立譜線就能啟發(fā)學生如何透過現(xiàn)象看本質，啟迪學生的智慧，體驗物理現(xiàn)象美妙的同時更要體會到追本溯源的過程就是美的享受，必定能夠找到柳暗花明又一村的感覺。牛頓運動定律和愛因斯坦質能方程，這些方程表現(xiàn)出了統(tǒng)一的思想，也表現(xiàn)了非常簡約明了的美學思想。微觀物體的波粒二象性行為，同樣也具有優(yōu)美的哲學思想，體現(xiàn)著矛盾的主次方面和相互依存的思想。在宇宙數(shù)不清的星球中哈勃望遠鏡迄今還未找到一個像地球這樣適合生命存在的天體，地球是人類共同的家園。

1.2 堅持真理的思想

物理學可以培養(yǎng)學生很多優(yōu)秀的品質，包括實事求是、堅持真理、不畏強權，這些都是正人君子所具備的品德思想。錢學森就是集眾多優(yōu)秀品質于一身的杰出代表，在美國威逼利誘等手段下仍然堅持至誠報國的崇高思想，科學無國籍，科學家有國籍，效忠于自己的祖國是天經地義的責任和義務。物理實驗課程非常容易將眾多學科屬性的內容傳授給學生，例如，實驗測量的測不準關系就是很能體現(xiàn)辯證統(tǒng)一的哲學思想以及實事求是的精神，再將盡量測得準的思想聯(lián)系起來，兩者之間就體現(xiàn)了追求真理永無止境的思想。日心說與地心說的理論爭議中，就很充分地體現(xiàn)了不畏強權的思想，真理面前人人平等。這就要求學生在實驗中不能編造實驗數(shù)據(jù)自欺欺人，做一個受教師尊敬的學生。

物理學是啟迪人類智慧的實驗師，是培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神的人生導師。在20世紀，物理學的博士往往稱之為哲學博士，說明物理學人才也具有哲學知識。在密立根油滴實驗中就可以使學生身臨其境地體會到追本溯源的科學思想，教育學生要認清事物現(xiàn)象與本質的關系，外在與內在的關系，內因決定外因的實質，物理實驗課程容易將以上樸素的辯證思想傳授到學生的心智中。轉動慣量實驗中質點和質心的概念就是要求學生擅于運用化繁為簡的哲學思想。累積放大法以及對稱測量法等測量都蘊含著測不準以及如何想方設法測得準的哲學思想。

1.3 政治因素

物理學研究的是不以人的意志為轉移的客觀事實，而政治學則反映的是人的思想活動和意識形態(tài)，是主觀的認識。在物理學活動中可能會摻雜進來一些非物理學的內容。很多人學術造假晉升院士的現(xiàn)象屢見不鮮，學而優(yōu)則仕的思想濃厚，有辱院士稱號。教師可將物理學家的人生信念融入祖國的命運中進而成就自我的事跡感染學生，我國在研制核武器時條件極其艱苦，郭永懷乘坐的飛機臨近降落時突然失控，但是其與警衛(wèi)等隨從人員僅僅擁抱，乃至飛機殘骸著火燃燒都沒有將資料燒毀，體現(xiàn)了其高度的政治責任心和政治素養(yǎng)。人類需要利用物理學的發(fā)展帶來的便利，例如，我國已經實現(xiàn)了可控核聚變反應。很多科學家也呼吁要和平利用核能。物理學里面同樣包含著政治學[4]。錢學森視美國的高官厚祿如糞土也從另外一個側面反映出美國對科技人才的重視。我國在研發(fā)出來新冠肺炎疫苗以后就大量支援其他國家抗疫，體現(xiàn)了大國擔當。屠呦呦的瘧疾藥方更是根治了人類的疾病。袁隆平研制的水稻高產技術解決了人類的糧食危機。反觀西方國家一直對我國采取各種技術封鎖，反而使我國科技水平實現(xiàn)了更快的發(fā)展和進步。二戰(zhàn)期間很多歐洲的科學家反對戰(zhàn)爭迫不得已逃命到美國，美國因此快速的積累了科技實力。由此可見科學與政治有著千絲萬縷的聯(lián)系。因此學校要教育學生向周恩來學習，為中華之崛起而讀書，而不是為移民到美國去而讀書。

1.4 文學藝術思想

物理學中包含著數(shù)學、哲學、政治學等多個學科，這些思維活動相互交織與糾纏，最終決定了思維主體的行為。高校的教育確實已經到了需要提高學生政治思想的關鍵時期。歌德在光學領域有較高的建樹，這為其文學創(chuàng)作提供了思想的洞察力，學會了認識人的本來面目。只有培養(yǎng)文理兼修的學生才能將愛國之志與報國之情融入祖國現(xiàn)代化建設的偉大征程中去。很多物理學家極其熱愛文學藝術，就是將物體的運動規(guī)律升華到文藝境界，例如，守恒定律就說明了變化與永恒的關系，這正如人際交往要守信與尊重事實的關系。在邁克爾遜干涉儀的實驗測量中，著重講解該儀器的艱難研制過程和對科學發(fā)展的巨大貢獻，自然就喚醒了思想迷茫的學生的學習興趣，使其由懵懂的、得過且過的自我意識升華到精益求精、不畏艱辛的新的境界，因而達到了教書育人的效果，該儀器的讀數(shù)裝置與游標卡尺和螺旋測微器的思想一致，是觸類旁通的精密測量技巧，因而就將實驗室內其他光學儀器的讀數(shù)裝置就統(tǒng)一起來了。該儀器本身就是一件精美的藝術品，包含著科學智慧。儀器的制作過程體現(xiàn)了邁克爾遜的矢志不渝的精神，其科學故事永遠的激勵著學生要不斷地超越自我。如果學生養(yǎng)成了貪圖名利的思想，那么勢必背離了為人民服務的宗旨。

機械振動駐波的形成與李莎茹圖形的合成測量具有一定的相似性，這些實驗教育學生宇宙萬物不是沒有規(guī)則的隨機運動，是互相制約、相互聯(lián)系的對立與統(tǒng)一的整體，正如人際交往需要一定的公序良俗一樣，要有包容的胸懷?！赌档ねぁ返淖髡邷@祖就是屢次進諫反而受到迫害，當遠大抱負與腳踏實地無法融合之時，隨即就將精力轉移到寄托其家人的哀思之中，當其寫到“賞春香還是你舊羅裙”一時難以抑制其內心的悲痛之情，痛哭流涕，這其實也是其家國情懷的一個集中體現(xiàn)，表現(xiàn)了其憂國憂民的至情的感受。陀螺儀的實驗就體現(xiàn)了萬變不離其宗的哲學思想，也蘊含著一定的處世哲學，例如，人與自然和諧發(fā)展是永恒不變的主題。曹雪芹本人沒有經歷家族由盛到衰的巨大轉變和奇苦、至郁的人生經歷，是很難寫出一部經典巨著《紅樓夢》來的。此時人們就不由得傳授給了學生文化自信的先進思想，體會到沒有輕而易舉的成功?！都t樓夢》的藝術價值早已超出了文學范疇，其體現(xiàn)的思政元素很多，例如，探春理家就說明家和萬事興的道理，教育學生要善于協(xié)作，集體攻關大的科學工程。

1.5 塑造學生熱愛祖國的價值品質

祝融號火星車的智能著陸、載人航天飛行器的成功發(fā)射、FAST天眼的成功建造等鼓舞人心，通過觀看視頻資料教育學生要有甘當鋪路石的決心和心懷大我的忠心。學好物理實驗是走向成功的唯一捷徑。青年是祖國的未來，需要勇于承擔責任，擁有家國情懷。課程思政的最好教育方式就是切實解決學生的學習和生活等方面的困難，飽暖思學政。輔導員通過調查學生飯卡的消費情況等可以有針對性的發(fā)放助學金，任課教師通過學生的學習成績可以及時的發(fā)現(xiàn)暫時落伍的學生，班主任通過學生是否經常參加集體活動可以知道學生是否存在性格等方面的自卑心理和極端思想等問題，切實的做到了如何培養(yǎng)人才的問題。

大學物理實驗可以有效地實施挫折教育，培養(yǎng)學生的自信心和意志力。很多實驗就很考驗學生的耐心和專注力，因為很多物理實驗往往是反復試錯后才能夠全面的掌握，不斷的培養(yǎng)學生的成功體驗，引領學生自發(fā)地完成物理實驗。在分光計的實驗測量中，通過提前告訴學生實驗的現(xiàn)象，加之分步講解的策略，學生如果具有耐心并且時間充裕，是可以獨立完成的。牛頓環(huán)、邁克爾遜干涉儀等典型的光學實驗都可以在結論的引導下獨立完成。結合這些光學實驗，闡述新能源領域的發(fā)展趨勢，尤其是光伏行業(yè)核心技術的突破，引導學生學好物理，做一個對社會有用的人，由此就完成了對學生立德樹人的培養(yǎng)工作，也就回答了為誰培養(yǎng)人才的問題。教學中引入我國光學專家王大珩的驕人貢獻激勵學生。再根據(jù)光的傳播特性，適時引出獲得諾貝爾獎的引力波等前沿課題，增加學好物理學的興趣，為黨育人，為國育才。

實驗教學要重點講解我國物理學家的政治抱負，側重弘揚他們的一絲不茍、無私奉獻、隱姓埋名、淡泊名利、堅持不懈、開拓創(chuàng)新的精神、品德、事跡，大力宣傳愛國主義教育，激發(fā)學生的愛國情懷、培養(yǎng)學生的奉獻精神、塑造學生的科學素養(yǎng)。有國才有家，要時刻教育青年學生的家國意識。二戰(zhàn)日本戰(zhàn)敗后，日本首相仍然參拜靖國神社，企圖顛覆侵略的事實，篡改學生教材。當代學生們已很難體會到饑寒交迫，乃至路有凍死骨的苦日子了，如果不及時地進行素質教育，勢必造成學生素質松散缺乏奮進的精神。學校也要讓大學生定期舉行升國旗、唱國歌等儀式，接受更加直觀的愛國主義教育。信念的力量是巨大的，沒有信念的人如同行尸走肉。核彈與氫彈等尖端科技成果均是我國科學家自主研發(fā)，消滅了西方列強始終想要打壓我國的野心。華為等公司研制的現(xiàn)代5G等先進設備再次受到西方列強的封鎖，而我國急需的芯片等核心元件受到西方國家的禁售，中興通訊等公司曾經受到美國無理的巨額罰款，這些都培養(yǎng)了學生的危機意識、安全意識。中科大要求全校學生至少要堅持做三年物理實驗的培養(yǎng)方法充分體現(xiàn)了物理實驗課程的重要性。

物理實驗儀器是物理原理、定律的載體，也是物理學家科學精神的象征，傳播著物理學特有的文化，是直觀的教學素材，具有不可替代的教學效果。通過物理實驗的操作訓練，可以為學生創(chuàng)造身臨其境的物理環(huán)境，體驗科學家科學活動的獨特過程和走進科學家的心理世界。舉例說明國產的C919飛機、高速列車等，說明只要堅持創(chuàng)新，發(fā)揮自身的制度優(yōu)勢，必然能夠做出優(yōu)于西方的技術和儀器設備，學生們也必然能夠做到制度自信。尖端儀器是集科學原理、精密加工、先進制造等多個方面于一身的綜合體，學習過程也是領悟科學思想和創(chuàng)新精神的過程，也就將人才培養(yǎng)、科學研究與社會服務以及文化傳承等先進的教學目標融入課堂教學環(huán)節(jié)當中，培養(yǎng)了又紅又專的高素質人才。同時也實現(xiàn)了由知識到能力再到創(chuàng)新的轉變，培養(yǎng)了學生過硬的本領、塑造了學生的職業(yè)操守。

鼓勵學生努力學習，將論文與專利寫在祖國大地上。汽車行業(yè)的產業(yè)趨勢就是智能駕駛，由計算機軟硬件實施操控，那么此時必然涉及傳感器等儀器。測量固體導熱系數(shù)的實驗就使用了傳感器技術，就可以培養(yǎng)學生學以致用的探索精神，通過學習有限的知識，產生無限的能力，由此就非常巧妙的回答了為誰培養(yǎng)人才的問題，也融入了立德樹人的教學內涵，充分地體現(xiàn)了新時代社會主義核心價值觀念的主體思想。每一次科技革命都極大地推動了社會生產力的進步，雖然人類的文明史僅有數(shù)百年，但已經取得了巨大的成就，此是全世界人民競爭與協(xié)作、對立與統(tǒng)一的必然結果。

1.6 客觀的思政載體

課程思政要做到如鹽入味和隱性教育的有機統(tǒng)一，協(xié)同育人。西漢戴圣《禮記·文王世子》：師也者，教之以事而喻諸德也。教師在教學生“謀事之才”的同時，更要傳授學生“立世之德”。 在物理實驗中以喻為教，使抽象的理論轉化為具體可感的儀器實物，用實踐啟發(fā)學生思索，更好地進行道德教育。我國半年前構建了76個光子100個模式的量子計算原型機“九章”，實現(xiàn)了具有實用前景的“高斯玻色取樣”任務的快速求解，增強了學生的自豪感和成就感，培養(yǎng)了學生的責任擔當和使命感，傳授了工匠精神，也回答了培養(yǎng)什么人才的根本問題。

將物理文化、批判思維、理論聯(lián)系實際的能力全面融合在物理實驗的課堂教學過程中，培養(yǎng)學生養(yǎng)成自主學習以及終身學習的習慣，這些思政資源不但可以教會學生做人做事的基本道理，還可以培養(yǎng)學生的人文情懷和文化品位，達到基礎通識課的教學目標，為實現(xiàn)“三個面向”的目標而努力，也達到“四有好教師”以及“四個引路人”等的基本要求。學好基礎課，可以夯實學業(yè)基礎，達到適應交叉新興學科發(fā)展的要求，也就自然有了用武之地。教師要將粉筆頭子和筆桿子掌握在自己手里，確保學生的政治素質過硬、思想意識形態(tài)過關。

物理實驗課程可將通識教育的方法論和價值觀融入教學中。牛頓在1687年發(fā)表的《自然哲學的數(shù)學原理》介紹了物體運動普遍遵循的萬有引力定律和三大運動定律。這個理論成果勢必啟發(fā)了1912—1914年間波爾、弗朗克、赫茲等幾人從事的原子結構的科學實驗。由此可以體會到站在巨人的肩膀上的重要性以及持之以恒的重要性，這正如屠呦呦從中醫(yī)藥古籍書中尋找思路的道理一樣，要善于挖掘和提煉實驗數(shù)據(jù)背后隱藏的普適規(guī)律，總結出適用于學科特色的方法，走有學科特色的科學研究之路，不忘歷史，從失敗和成功中學習，要堅持唯物主義的辯證思想，也就是要堅持科學文化自信。培養(yǎng)學生的合作精神比實驗本身還要重要。李政道與楊振寧合作研究獲得諾貝爾獎以后從此決裂的故事令人惋惜。邁特納（Lise Meitner，1878—1968年）解釋了哈恩（Otto Hahn，1879—1968年）的實驗現(xiàn)象助其單獨獲得了諾貝爾化學獎，兩人合作了一輩子，然而哈恩在獲獎后只是說邁特納是他的一個助手。邁特納與哈恩的化學教育背景相得益彰，共同發(fā)現(xiàn)和解釋清楚了核裂變的現(xiàn)象，開創(chuàng)了原子能時代。

2 小結

筆者在多年的實踐教學過程中不斷地融入課程思政內容，將物理實驗課的思政要素充分的挖掘出來并傳授給學生，培養(yǎng)了學生自覺運用馬克思主義的基本原理指導學習的習慣，將新時代社會主義核心價值觀念根植于學生的內心，使得學生成長為健全人格的社會主義事業(yè)的建設者和接班人。