李 政 丁益民 楊翔宇 向 倩(湖北大學(xué)物理與電子科學(xué)學(xué)院 湖北 武漢 430062)

1 引言

思想政治教育是古今中外普遍存在的統(tǒng)領(lǐng)社會、凝聚人心的一項特殊實踐活動，隨著我國走近世界舞臺中央，國際形勢與意識形態(tài)領(lǐng)域競爭日益嚴(yán)峻，思想政治教育工作的難度也逐漸增大.高校思想政治理論課是對大學(xué)生進(jìn)行思想政治教育的主渠道和主陣地，但同時也造成了一種狹隘的思想：“思想政治教育只能由思想政治理論課來完成.”基于此情形，2016年習(xí)近平主席在高校思想政治工作會議上專門講到：“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(xué)全過程，實現(xiàn)全程育人、全方位育人，努力開創(chuàng)我國高等教育事業(yè)發(fā)展新局面.”[1]即本文講的“課程思政”，意為從各專業(yè)學(xué)科課程中進(jìn)行思想政治教育.

目前各高校物理教師為探索實踐課程思政做出了不可磨滅的貢獻(xiàn)，研究內(nèi)容大多集中在大學(xué)物理思政資源的挖掘，如物理中的哲學(xué)、物理學(xué)家的故事、詩詞中的物理，亦或是中國傳統(tǒng)文化中的物理等.但隨著物理課程思政的逐步深入，通過碎片化式的思政資源進(jìn)行“蜻蜓點水”般的思政引申并不利于建設(shè)體系化的課程思政模式.

筆者認(rèn)為，應(yīng)以一種“一以貫之”的整體思路去挖掘物理思政資源，整合這些資源形成一種結(jié)構(gòu)化的大學(xué)物理系統(tǒng)的課程思政模式.HPS教育是“科學(xué)史(History of Science)、科學(xué)哲學(xué)(Philosophy of Science)和科學(xué)社會學(xué)(Sociology of Science)”的簡稱，基于HPS理念的課程思政，融入了物理學(xué)史、物理哲學(xué)和物理在實踐中的應(yīng)用3個維度，不僅給教師提供一種全局化的視角尋找、整合思政資源，同時也提供了一種物理思政的教學(xué)模式.因此本文嘗試以HPS的視角進(jìn)行大學(xué)物理課程思政的探索.

2 從《綱要》分析HPS視角進(jìn)行課程思政的可行性

20世紀(jì)末科學(xué)史和科學(xué)哲學(xué)對科學(xué)本質(zhì)的研究形成了一體化格局，國際科學(xué)教育界高度重視科學(xué)史、科學(xué)哲學(xué)和科學(xué)社會學(xué)的作用，提出了HPS概念，倡導(dǎo)以HPS的形式融入科學(xué)課程[2].HPS的核心是對于科學(xué)本質(zhì)的認(rèn)識，讓公眾在歷史、哲學(xué)和社會學(xué)語境中重新理解科學(xué)，形成對科學(xué)本質(zhì)的多維透視，以此促進(jìn)科學(xué)教育、推動科學(xué)知識的傳播、提高公眾的科學(xué)素養(yǎng)[3].

科學(xué)史在物理學(xué)中就是物理學(xué)史.但物理學(xué)史教育絕不是簡單闡述特定時間、特定人物發(fā)生的事件，更重要的是認(rèn)識到物理學(xué)家探索科學(xué)真理過程中遇到的矛盾及解決的物理方法，物理學(xué)家對物理規(guī)律的爭論和物理學(xué)家探索自然科學(xué)的態(tài)度及精神.從物理學(xué)史的角度來看，其符合《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》(以下簡稱《綱要》)中“從專業(yè)課程的文化、歷史等角度，增加課程的知識性、人文性”和“要注重科學(xué)思維方法的訓(xùn)練和科學(xué)倫理的教育，培養(yǎng)學(xué)生探索未知、追求真理、勇攀科學(xué)高峰的責(zé)任感和使命感”的精神[4].

科學(xué)哲學(xué)即物理學(xué)蘊(yùn)含的哲學(xué)思辨.自然科學(xué)應(yīng)用實證手段進(jìn)行研究后即從哲學(xué)中分化出來，可以說物理學(xué)起源于哲學(xué).而哲學(xué)又為物理研究者提供了科學(xué)信念和方法論的引導(dǎo)[5]，如堅信存在著一個可以認(rèn)識的普遍聯(lián)系的客觀世界，如哲學(xué)有關(guān)局部和整體、現(xiàn)象與本質(zhì)、特殊與一般等范疇和概念.馬克思主義哲學(xué)中的辯證唯物主義是唯物論和辯證法有機(jī)融合，唯物論承認(rèn)世界是可知的，并提供了一種世界觀，辯證法認(rèn)為物質(zhì)世界是普遍聯(lián)系和不斷運動變化的統(tǒng)一整體，它提供了一種方法論.可以發(fā)現(xiàn)馬克思主義哲學(xué)提供的世界觀和方法論與哲學(xué)本身對物理的思辨不謀而合，符合《綱要》中“要在課程教學(xué)中把馬克思主義立場觀點方法的教育與科學(xué)精神的培養(yǎng)結(jié)合起來”的精神理念.

科學(xué)社會學(xué)有兩層含義，從物理角度理解，即物理與社會的相互促進(jìn)性和物理學(xué)家在探索物理規(guī)律時所處時代由于生產(chǎn)工具和價值理念帶來的制約性.思政教育是黨領(lǐng)導(dǎo)廣大人民群眾進(jìn)行社會革命的重要成果和經(jīng)驗，思政教育要立足于每個時代的國情、世情、黨情、民情.物理學(xué)與思政教育的社會性、時代性是共通的.

如圖1所示，歷史、哲學(xué)、社會并不是割裂開來的，三者作為一個整體的概念，循序漸進(jìn)地進(jìn)行思政育人達(dá)到“潤物細(xì)無聲”的效果.

圖1 HPS三要素關(guān)系

3 基于HPS的物理課程思政模式

課程思政需要以潤物細(xì)無聲的形式達(dá)到育人目的，若過多地引入其他模式，難免會使物理課堂本末倒置浪費大學(xué)物理有限的課時，同時增加教師的反感和壓力.以HPS的核心要素為基礎(chǔ)，通過“明史—慎思—實踐”3個環(huán)節(jié)，不僅可以直接應(yīng)用于課堂，同時也可以成為尋找思政資源的整體思路.

了解人物所處歷史的時代背景、他人已經(jīng)做過的貢獻(xiàn)、物理學(xué)家探索物理規(guī)律的歷程、科學(xué)家遇到的矛盾和應(yīng)用的物理方法是明史的基本要素.理解時代的哲學(xué)背景及物理學(xué)家所具有的哲學(xué)信仰，物理概念及物理規(guī)律中的哲學(xué)韻味是慎思的關(guān)鍵所在.深入分析物理學(xué)對社會的促進(jìn)作用和物理學(xué)的時代意義，逐漸形成科學(xué)態(tài)度和責(zé)任，是實踐的最終目的.因此基于HPS的課程模式包含以下要素，如圖2所示.

圖2 HPS課程模式的基本要素

4 基于HPS的大學(xué)物理課程思政建構(gòu)——以“帶電粒子在磁場中的應(yīng)用”為例

4.1 明史

以“帶電粒子在磁場中的應(yīng)用”為例，教學(xué)過程中教師講述洛倫茲力的歷史，如表1所示.將歷史知識介紹給學(xué)生，可以增強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容的邏輯性，讓學(xué)生更加清楚教學(xué)內(nèi)容之間的前因后果與聯(lián)系[7]，學(xué)生可以切實明白規(guī)律的建成并非某個人一朝一夕完成的，從而形成學(xué)生不斷學(xué)習(xí)的價值觀.規(guī)律建成過程中涉及到的科學(xué)家的理論缺失或者被歷史遺忘的錯誤結(jié)論，又可以間接培養(yǎng)學(xué)生的批判思維：科學(xué)家并不一定都是正確的，教材只是收錄了正確結(jié)論，而目前教材中的內(nèi)容在百年之后也可能被證偽.

表1 洛倫茲力的歷史

4.2 慎思

理工科類課程教學(xué)中要把馬克思主義立場觀點方法與科學(xué)精神的培養(yǎng)結(jié)合起來，可以很容易聯(lián)想到馬克思主義哲學(xué)中的唯物辯證法.

矛盾的觀點是唯物辯證法的核心，它反映了事物之間相互作用、相互影響的一種特殊的狀態(tài).F=qE+qv×B，這個公式本身就含有“矛盾”的屬性，它即“簡單”又“復(fù)雜”.簡單在于，在均勻電場和恒定磁場中，作用在帶電粒子上的力就是庫侖力和洛倫茲力的簡單疊加.難在它的實際情況極其復(fù)雜：

其一，帶電粒子在外電場作用下運動會產(chǎn)生附加的感應(yīng)電磁場，意為外加電磁場與帶電粒子自身的運動是相互影響、相互耦合的.

其二外加電磁場實際上并非均勻恒定.

其三，粒子速度較大時，需要考慮相對論效應(yīng)[8].

講解矛盾的目的在于使學(xué)生深入了解物理規(guī)律的條件，考慮實際情況和特殊情況，進(jìn)一步理解物理中理想狀態(tài)、物理模型的深刻內(nèi)涵.

唯物主義承認(rèn)世界是可知的，否認(rèn)有全知者(神)存在，馬克思主義哲學(xué)唯物論指出物質(zhì)的唯一特性即客觀存在.在Lorentz創(chuàng)立經(jīng)典電子論后的5年，J.J.Thomsom即發(fā)現(xiàn)了電子的存在，宣告了源派超距作用以失敗告終，場論派最終勝利.場作為一種客觀存在的物質(zhì)，實現(xiàn)了電磁作用的近距機(jī)制，能夠讓學(xué)生更加實際地理解世界是物質(zhì)的，同時用歷史事實告訴學(xué)生們世界是可以認(rèn)識的，需要靠實踐實現(xiàn).

辯證法的總特征是聯(lián)系和發(fā)展，事物與事物之間、事物內(nèi)部各要素都存在聯(lián)系，事物的發(fā)展即是新事物戰(zhàn)勝舊事物.縱觀整個電磁學(xué)發(fā)展的19世紀(jì)，就是在尋找聯(lián)系、不斷發(fā)展、追求統(tǒng)一的過程.從Coulomb時期的靜電到Ampère的動電，從?rsted的電流磁效應(yīng)到Faraday的電生磁的逆效應(yīng)，從均勻恒定的特殊情況到變化的普遍情況，最后到Maxwell提出渦旋電場和位移電流統(tǒng)一電磁場理論，Lorentz創(chuàng)立經(jīng)典電子論將經(jīng)典物理推上了最高峰.用歷史的邏輯塑造學(xué)生世界不斷發(fā)展、新事物必將戰(zhàn)勝舊事物的馬克思主義的世界觀.

4.3 實踐

質(zhì)譜儀是通過利用不同離子具有不同質(zhì)量來分離和檢測不同同位素的儀器.如今，質(zhì)譜分析的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，如在航天領(lǐng)域可以進(jìn)行艙內(nèi)空氣監(jiān)控和醫(yī)學(xué)氣體監(jiān)測，刑事科技領(lǐng)域中通過識別不同元素和化合物進(jìn)行物證檢驗[9].

回旋加速器是高能物理中利用帶電粒子在磁場中的回旋運動研究原子核結(jié)構(gòu)的重要儀器.加速器的發(fā)明揭開了核物理學(xué)的序幕，也標(biāo)志著人類對物質(zhì)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識進(jìn)入了一個更深、更微觀的層次[10].

磁約束技術(shù),即帶電粒子初速度與磁場存在任意夾角時，帶電粒子沿螺旋線向前運動，即粒子被約束在一根磁力線上.此時，帶電粒子回旋中心(引導(dǎo)中心)只能沿磁感應(yīng)線做縱向運動，不能橫越，如圖3(a)所示.應(yīng)用此理論基礎(chǔ)將高溫等離子體約束在特定的磁場結(jié)構(gòu)中，如圖3(b)所示磁鏡，使其充分聚變.磁約束技術(shù)為受控?zé)岷朔磻?yīng)提供了理論和技術(shù)支持，而受控?zé)岷思夹g(shù)的成功，又會使得人類獲得幾乎取之不盡的能源.

5 結(jié)束語

基于HPS理念進(jìn)行課程思政目的在于探索一種整體而非碎片、深入育人而非淺顯引申的思政模式.“明史、慎思、實踐”既是整合大學(xué)物理思政資源的思路，也是進(jìn)行思政育人的課程模式，物理學(xué)史增加了課程的人文性、邏輯性，其中涉及人物的事跡及他們秉持的信仰有效浸染了學(xué)生的人生觀，物理哲學(xué)以馬克思主義立場觀點方法塑造了學(xué)生的世界觀，物理社會學(xué)從應(yīng)用實踐的實例中形成學(xué)生的價值觀和為社會主義建設(shè)的責(zé)任感使命感.基于HPS的高校物理課程思政是值得應(yīng)用推廣的.