周 玲 成鳴飛 彭 菊

（南通大學，江蘇 南通 226019）

近幾年來，習近平總書記多次強調要堅持把立德樹人作為中心環(huán)節(jié)，把思想政治工作貫穿教育教學全過程，[1]廣大教師要做學生錘煉品格的引路人，做學生學習知識的引路人，做學生創(chuàng)新思維的引路人，做學生奉獻祖國的引路人，[2]因此要實現(xiàn)全程、全方位育人的目標，就需要在加強思想政治工作的同時，發(fā)揮好其他課程的育人作用。

大學物理課程作為理工醫(yī)類的基礎必修課，課程思政在高校的人才培養(yǎng)體系中具有十分獨特和重要的地位。在課程思政目標的指引下，許多高校都在積極進行大學物理課程思政的探索，對如何在哲學視域下領悟物理學科的核心素養(yǎng)，[3]以及如何發(fā)揮大學物理課程的育人功能[4]進行全面的闡釋。大學物理素材真實自然，有助于學生在學好專業(yè)知識的同時，修煉自己的精神內核，開啟智慧，啟迪思想，感化心靈。大學物理的思政素材豐富多樣，適合開展多主題的思政教育，有利于各種思政的核心價值根植于學生心田，外化于學生的實際行動。思政教學需要春風化雨、潤物無聲，學科知識與思政元素相結合只有不斷雕琢才能越做越好。因此，本文旨在探索如何將思政元素自然地融入實際教學，真正將課程思政的目標落實在教學內容中。

一、總體思路和教學設計

兩年前，我校組建了大學物理教學團隊。通過大家的智慧，充分挖掘思政元素，形成新的教學設計。通過信息技術與教育教學的深度融合，新的教學設計已在2020年上半年新冠疫情期間線上教學、下半年線上線下相結合的教學中使用。經過反復實踐，形成了課程思政的總體思路：以“知識傳授、能力培養(yǎng)、價值引領”為導向，將馬克思主義哲學思想、科學精神和理想信念融入課程教學中。通過提升課程的思想性、文化性和內涵性，使教學的過程成為引導學生學習知識、錘煉心志、涵養(yǎng)品行和培養(yǎng)能力的過程，幫助學生樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀，堅定“四個自信”，增強使命擔當，實現(xiàn)潤物細無聲的全方位育人功能。教學設計采用線上和線下混合式教學。線下課堂教學利用豐富多彩的思政元素，開展多主題的思政教育。具體從六個方面設計思政內容：物理學故事激發(fā)人生情懷；物理學思想引領世界觀；物理學發(fā)展感受人類文明；物理學拓展塑造價值追求；物理學知識點燃思想火花；物理學素養(yǎng)構建科學精神。線上采用“慕課+課堂派”的模式。[5]利用慕課平臺，在我校大學物理在線課程中實現(xiàn)課程思政。思政內容在講解視頻、拓展視頻和互動討論中都會涉及。講課視頻功能與線下課堂教學相同，增加的拓展視頻（物理學家生平、物理科技、物理前沿等）進一步培養(yǎng)學生的思想道德情懷，互動討論進一步培養(yǎng)學生正確的思維方法和價值觀。利用課堂派網(wǎng)上直播授課的彈幕、在線答題功能，可以將思政元素和案例與學生進行有效互動，讓課程思政入眼、入腦、入心，從而提高思政育人效果。

下面以黑體輻射的課堂教學為例，對大學物理課程思政進行教學實踐。

二、課程思政教學實踐——以黑體輻射為例

黑體輻射是19世紀末導致經典物理學體系發(fā)生根本性變革的一個重要實驗，它在開啟量子物理大門的過程中起著舉足輕重的作用。在這一過程中有矛盾沖突，有思想火花，有哲學思辨，因此我們可以以經典物理的困難、量子概念的提出和發(fā)展為教學主線，以馬克思主義哲學思想、物理學大師的科學精神、科學思維方法和愛國情懷為思政融入點展開教學。

1.課程引入

近年來，“量子”已成為一個網(wǎng)絡熱詞，究竟什么是量子呢？通過短視頻，快速一睹量子世界，激發(fā)學生的探究欲。然后從19世紀末20世紀初，經典物理學晴朗的天空飄來兩朵小小的烏云（邁克耳孫——莫雷實驗和黑體輻射）入手，引入經典物理學理論不能解釋的實驗事實，揭示經典物理學面臨的危機。提問：換做你是物理學家，該保持科學精神、實事求是，還是不拘小節(jié)、敷衍了事？角色代入，增加體驗感，激發(fā)好奇心。

該如何認識量子呢？引入量子物理中研究方法：了解黑體輻射等實驗事實→經典理論解釋的困難→提出新的假設和理論→新理論對實驗事實的解釋。

2.課程講解

（1）19世紀的前沿熱點——黑體輻射

a.黑體的概念

黑體是理想模型。提問：經典物理學中討論過哪些理想模型？既然自然界真正完全的黑體不存在，為什么還要研究黑體？其意義在哪里？闡述建立黑體模型的意義和蘊含的科學思維方式。

b.輻射的概念

辨析輻射與反射的區(qū)別，從實例理解輻射能量與溫度和波長關系。實例1：熱輻射與冶煉；實例2：熱輻射與額溫槍。提問：生活中還能找到哪些與熱輻射有關的實例呢？引入反映輻射能量與波長和溫度關系的兩個物理量——單色輻出度和輻出度。

c.黑體輻射實驗

介紹黑體輻射的實驗裝置，給出黑體輻射的單色輻出度隨波長和溫度變化的實驗曲線，以及由實驗曲線得到兩條實驗定律：斯特藩——玻耳茲曼定律和維恩位移定律，分析經典的維恩公式和瑞利——金斯公式解釋黑體輻射的困難。

（2）危中尋機，化危為機——普朗克的能量子假設

a.能量子假設的提出

普朗克仔細研究維恩公式和瑞利——金斯公式，利用豐富學識用內插法在兩個公式之間湊出一個經驗公式，與實驗曲線符合得很好，因此公式很快得到承認。

如何從理論上推導出這個公式？普朗克經歷了一生中最緊張的幾個星期，遍尋經典物理學各種方法，都以失敗告終。最終深入研究提出能量子假設。

b.能量子假設的內容

由普朗克的能量子假設得到了新的黑體輻射公式，與經驗公式一致，很好地解釋了黑體輻射現(xiàn)象。

c.科學界的質疑，普朗克的困惑

普朗克這個工作的意義在于它大膽脫離了經典物理學的軌道，但是能量由連續(xù)變化突然變?yōu)椴贿B續(xù)變化，這樣一種不合常規(guī)的行為，換來的是科學界的質疑，畢竟經典理論給人們的思想打下的烙印太深了。

能量子假設與經典物理學能量連續(xù)分布的理論完全背離，也使普朗克心存不安，他為融合量子理論與經典理論的矛盾奮斗了15年之久，最終不得不放棄這種努力。

（3）陽光總在風雨后——新思想的發(fā)揚光大

一個新思想的提出，還有待于具有遠見卓識的人去進一步發(fā)展，這個人就是愛因斯坦。愛因斯坦打破了原有的觀念，提出了光量子的假設，從而成功解釋了經典理論所無法解釋的另外一個現(xiàn)象——光電效應。由此引入接下來光電效應的內容。此后，再經過玻爾、德布羅意、薛定諤等年輕物理學家的努力，普朗克的量子理論得以發(fā)揚光大，最終導致量子物理的建立。

（4）盡處生機袞袞新——新的量子產業(yè)革命

介紹量子物理和相對論的發(fā)展催生的兩次量子革命，以及我國近年來在量子科技領域的先機。

3.思政融入點

（1）馬克思主義哲學思想

量子的創(chuàng)立從黑體輻射開始，處處體現(xiàn)著馬克思主義的哲學思想。量子物理中的研究方法就是一個從實踐到認識，再到實踐的過程，體現(xiàn)著馬克思主義的認識論。用熱輻射的知識分析新冠疫情期間廣泛使用的額溫槍的原理，將理論與實踐相結合，反映了馬克思主義的實踐觀。普朗克的能量子假設與黑體輻射實驗的符合，驗證了實踐是檢驗真理的唯一標準。科學界對普朗克能量子假設的質疑，說明人的認識不是直線，而是螺旋式上升的。普朗克的困惑說明人的認識具有反復性。最終新思想的發(fā)揚光大，又告訴我們任何事物的發(fā)展都是前進性和曲折性的統(tǒng)一，這正是馬克思主義的唯物辯證法。通過馬克思主義哲學思想的滲透，可以讓學生認識到在前進的道路上難免會遇到挫折，不要害怕挫折，要經歷住風險的考驗，道路是曲折的，而前途是光明的。

（2）物理學家的科學精神

馬克斯說過：在科學上沒有平坦的大道，只有不畏勞苦沿著陡峭山路攀登的人，才有希望達到光輝的頂點。量子概念的提出閃耀著普朗克不畏艱險的奮斗精神、有根據(jù)的懷疑精神和革故鼎新的創(chuàng)新精神，以及于危機中創(chuàng)新機，于變局中開新局的膽識。這種膽識來自敏銳的洞察力，豐富的學識，而機遇總是垂青有準備的頭腦。古人云：讀書貴能疑。正是懷疑精神和創(chuàng)新精神導致了理論上和技術上的重大突破。縱觀整個量子物理的建立過程，就是一個又一個奮斗、懷疑、創(chuàng)新的過程。作為青年學生，同樣也要具備這些科學精神：要學會不滿足已有認識，不斷追求新知；不滿足現(xiàn)有的方式方法，根據(jù)實際需要或者實際情況，不斷進行改革；不墨守成規(guī)（規(guī)則、方法、理論、習慣），不盲目效仿別人的想法和做法，敢于打破原有框架，探索新規(guī)律新方法，不迷信書本權威，敢于根據(jù)事實和自己的思考，提出質疑。

（3）科學思維方法

量子物理的建立過程也是科學思維方法傳承和發(fā)展的過程。黑體是一個理想模型。理想模型是為了便于研究，在忽略了次要因素之后建立起來的一種高度抽象的理想客體。力學中的質點和剛體，熱學中的理想氣體都是理想模型。所以這是經典物理學常用的科學研究方法——理想抽象化方法，反映了經典物理追求簡單性的美學觀點。黑體模型也是這種科學思維方法的傳承。通過闡述為什么研究熱輻射要以黑體為研究對象，研究黑體這個理想模型的意義在哪里，可以讓學生明白所有的理想與抽象都不是脫離實際的存在，而是以客觀實際為基礎，既高于現(xiàn)實、超越現(xiàn)實，但又是合乎邏輯的現(xiàn)實推斷和假設。以后即便遇到物理學之外的任何復雜問題，都要學會善于從諸多因素中找出主要因素，忽略次要因素，先解決主要矛盾，再解決次要矛盾。量子概念提出以后，科學思維方法由追求簡單性向探索復雜性發(fā)展。經典思維的特征是客觀、確定，而量子思維的特征則是跳躍、不確定。不同于傳統(tǒng)的客觀的研究對象，在信息文明的時代，人們還需要面對信息技術和人的思維。因此量子思維也是適合信息社會的思維方式。[6]通過這部分內容的學習可以使學生領會到我們不僅要有思維方式的傳承，也要有思維方式的突破。量子的思維方式，可以讓學生從根本上適應新的時代。

（4）愛國主義精神和使命擔當

經過二十幾年的發(fā)展，我國在量子科技領域已經具備了強勁的國際競爭力。我們的生活已經與量子物理的產品緊密聯(lián)系在一起。特別是近幾年國際上首顆量子科學實驗衛(wèi)星“墨子號”的成功發(fā)射，世界上首條量子保密通信網(wǎng)“京滬干線”的建成開通，量子計算原型機“九章”的橫空出世，使得“量子”一詞離我們的生活不再遙遠。這些激動人心的事件可以大大激發(fā)學生的愛國熱情和民族自豪感，增強“四個自信”。同時也如習近平總書記所指出的：我國在量子科技領域具備科技實力和創(chuàng)新能力的同時，也存在不少短板和挑戰(zhàn)。由此可以激勵學生增加社會責任感和使命感，做到努力學習、刻苦鉆研，自覺把個人的前途命運與國家的前途命運聯(lián)系在一起，為中華民族的偉大復興貢獻自己的一份力量。

通過這部分內容的學習，可以看到科學家們在追求真理的過程中，科學得到發(fā)展，社會得到進步，個人實現(xiàn)價值！同樣身為年輕人，同學們也要樹立遠大理想，以奮斗之豪情、奏青春之樂章。不僅要學好知識，也要培養(yǎng)自己堅強的意志，建立危中尋機的意識，以及不畏困難、求真創(chuàng)新的精神，最終做到追逐夢想，不負韶華。

三、小結

本文以黑體輻射為例，探討了將大學物理課程與思政教育相結合的具體實踐。大學物理具有完整的知識體系，也是思想政治教育的“富礦”，因此它能培養(yǎng)學生的科學思維、培養(yǎng)學生運用物理規(guī)律解決實際問題的能力，同樣也能在探究自然規(guī)律的過程中悟出很多人生哲理，激發(fā)愛國情懷，通曉思想政治中的真理。大學物理的課程內容是教學之本，也是課程思政的內容載體，而中國特色的哲學社會科學體系就是“活水之源”，也是課程思政的靈魂所在。通過深挖教學內容、創(chuàng)新教學方法、拓展傳播載體，必能有效傳遞課程思政的核心價值，實現(xiàn)專業(yè)課程與思政課程同向同行。