趙文麗 曹學成 孫豐偉 厲桂華 叢曉燕 高 峰

(山東農(nóng)業(yè)大學信息科學與工程學院 山東 泰安 271018)

1 引言

2016年12月7日至8日，全國高校思想政治工作會議在北京召開，習近平總書記在會議上強調(diào)，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，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].講話內(nèi)容引起了全國各高校教師的熱烈討論，如何將思想政治教育融入各類課程，實現(xiàn)立德樹人教育目標，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，成為高校教學實踐的新的重要的課題.2020年5月28日，教育部下發(fā)的《高等學校課程思政建設(shè)指導綱要》指出：“公共基礎(chǔ)課程要重點建設(shè)一批提高大學生思想道德修養(yǎng)、人文素質(zhì)、科學精神、憲法法治意識、國家安全意識和認知能力的課程”[2]，這一綱要充分表明公共基礎(chǔ)課擔負著思政育人的重要任務.

大學物理系列課程是農(nóng)業(yè)院校理、工、農(nóng)林等本科各專業(yè)必修的公共基礎(chǔ)課，以培養(yǎng)學生的科學精神、科學方法、探索精神和創(chuàng)新意識等科學素質(zhì)為目標，具有科學性強、知識覆蓋面大、受益學生多等特點.學生通過大學物理課程的學習，能夠理解并熟悉自然界物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、相互作用及其運動的基本規(guī)律，為后續(xù)專業(yè)課程的學習奠定必要的物理基礎(chǔ)知識及實驗能力，是進行“課程思政”的良好載體[3].

2 大學物理課程思政教學的現(xiàn)狀

當前，全國高校都在轟轟烈烈地搞課程思政，但是課程思政無論內(nèi)容上還是形式上都很難找到統(tǒng)一的標準，課程思政的建設(shè)猶如“摸著石頭過河”，一直在探索之中.由于長期形成的教學習慣，教師在大學物理教學中一般只注重知識的講授，即使想進行思政教育，由于教師受所學專業(yè)和所授學生專業(yè)的制約，也存在心有余而力不足的情況.在傳授物理知識時，“在哪里進行思政教育？什么時候切入思政教育？如何結(jié)合專業(yè)開展課程思政教學？”對這些問題，許多任課教師把握不準，這說明教師平時雖然有專業(yè)知識的累積，但對于政治、哲學、傳統(tǒng)文化、文科知識儲備和所授學生專業(yè)的學習還遠遠不夠，因此，不能把優(yōu)質(zhì)的思政素材精準地運用到教學中.部分任課教師沒有認識到課程思政對于培養(yǎng)學生的重要性，在思想上不夠重視，缺乏在平常教學中融入思政教育的意識和經(jīng)驗，也沒有大膽改革教學方式的動力和勇氣，導致在傳播知識的同時忽略了對學生進行思想政治教育的熏陶，錯過了大學生價值觀形成的最佳時機，白白丟棄了思想政治教育的重要陣地.

針對上述問題，本文以流體力學為例，通過深入挖掘物理課程思政元素，對大學物理課程進行精心的教學設(shè)計，通過將思想政治元素無痕融入大學物理的課堂教學當中，力圖做到 “教書”和“育人”的統(tǒng)一，在傳授知識、培養(yǎng)能力的同時，實現(xiàn)對學生的價值塑造，使學生在“專業(yè)成才”的同時，也能夠“精神成人”.

3 流體力學中的思政教學設(shè)計

3.1 通過流體模型的建立過程了解主要矛盾和次要矛盾的辯證關(guān)系

在“理想流體的運動”這一節(jié)開始，首先討論流體的主要性質(zhì)為“流動性”“可壓縮性”和“黏滯性”，進而考慮到在某些運動情況下，后兩種性質(zhì)可以忽略，給出了理想流體的定義，接著推導出理想流體的伯努利方程.這個過程中主要抓住了流體的“流動性”這個主要矛盾來研究，使問題得以簡化.第二節(jié)要考慮有黏滯阻力的流體的運動，黏滯流體要維持流動，必須考慮黏滯阻力引起的能量耗損，流體“黏滯性”便不能再忽略，從而對理想流體的伯努利方程修正，得到了黏滯流體的伯努利方程[4].引導學生完成了“理想”與“實際”之間的過渡，理想流體與黏滯流體的對比學習體現(xiàn)了物理思維的特征，讓學生學到一種基本邏輯方法，體會從“特殊”到“一般”的思維歷程，培養(yǎng)學生建立物理模型的能力.然而，上述“黏滯流體”就是實際流體嗎？一般的情況下，水流實際運動更為復雜.在水流運動中，應該是確定性和隨機性并存，恒定流中存在著局部非恒定流，即具有相對性.由此可見，無論分析什么自然現(xiàn)象，都要有辯證思維，不能絕對化，要能夠在變化中看到其普遍的性質(zhì)，又能夠在整體中洞悉其局部變化的規(guī)律[5].

3.2 通過伯努利方程明確實踐是檢驗真理的唯一標準

馬克思主義強調(diào)：“實踐是檢驗真理的唯一標準”，而整個物理體系的構(gòu)建過程都充分體現(xiàn)了這一觀點,流體力學也不例外.伯努利方程是流體力學中最重要的公式，它描述的是穩(wěn)定流動的理想流體在同一流管中不同位置的高度、壓強以及流速之間的關(guān)系，其本質(zhì)是能量守恒原理.這一部分授課可以從一個課堂小實驗開始，實驗流程如表1所示.

表1 流體力學課堂實驗——嘴向掌心吹氣

學生在這個實驗中的不同階段獲得不同的感受，實驗結(jié)束之后，大部分學生自然會提出為什么會有這樣的實驗結(jié)果，帶著這樣的疑問引入伯努利方程的推導過程，最后學生才發(fā)現(xiàn)原來吹出氣流流速不同，壓強就會不同.如果氣流是密封的，則不管流速快慢，吹出的熱氣流都可以抵達掌心；如果氣流不密封，則流速慢的時候，熱氣也可以抵達掌心；如果流速快，則氣流壓強小，熱氣來不及抵達掌心時，周圍壓強較大的涼空氣就會流過掌心.因此，不同的實驗條件，感覺會有差異.事實上，人們對客觀世界的認識本身就是一個不斷完善和發(fā)展的過程，在認識的過程中，我們要注重實踐與認識相結(jié)合，在實踐中不斷檢驗認識、豐富認識和發(fā)展認識；同時，要學會把已掌握的知識運用并指導于實踐，充分運用馬克思主義哲學的科學理論去指導實踐.這樣的課堂可以讓學生們切身體會到“實踐是檢驗真理的唯一標準”的唯物主義認識論[6].

3.3 通過生活實例培養(yǎng)學生的社會責任感

從伯努利方程可以得出一個推論：同一個水平流管中流速小的地方，壓強大，流速大的地方則壓強小.解釋這個推論可以引入很多生活實例,比如狹管效應、火車站臺的黃線設(shè)置等， 2021年發(fā)生的“長賜號”擱淺事故就是一個生動的實例.2021年3月24日，日本制造的“長賜號”巨型集裝箱船在蘇伊士運河擱淺，超過200艘輪船堵在河道里，在6天之后才再次通行，一些分析人士認為，“長賜號”帶來的整體損失可達每天100億美元.這次事件發(fā)生的原因和流體力學伯努利方程有著密切的關(guān)系.

在航道寬度受到限制的水域中(類似蘇伊士運河)，如果船舶偏至某一側(cè)航行，則船首排開的水，分向左右兩側(cè)，近岸一側(cè)舷的水因受到岸壁阻擋擴散不開.同時一部分需要從船底流過的水也因為水淺而流動不暢.因此在船首近岸形成高水位，因而船首近岸一側(cè)的水流速度慢，壓力大，產(chǎn)生轉(zhuǎn)船力矩推船首向河中心偏轉(zhuǎn)，即岸推現(xiàn)象.而在船尾，由于船體靠近岸壁，近岸側(cè)截面小，流速增大，水壓力下降.加上螺旋槳正轉(zhuǎn)時是吸入水流排向船尾，面向船首螺旋槳內(nèi)側(cè)形成低水位，水流速度大，壓力下降.由此產(chǎn)生了橫向吸引力，將船尾向岸壁靠攏，產(chǎn)生岸吸現(xiàn)象，如圖1所示.

圖1 “長賜號”擱淺原理圖

考慮到當天運河上的大風，只要“長賜號”略微偏離河道中線，舵手就無法糾正“首岸推、尾岸吸”的運動.顯然，船舶就會在狹窄的運河中偏轉(zhuǎn)，在螺旋槳推力作用下，由于船舶前沖的巨大慣性就產(chǎn)生橫堵運河的后果了.事故調(diào)查結(jié)束后，蘇伊士運河管理局宣布了“長賜號”擱淺事故調(diào)查報告，稱事故責任全在“長賜號”船長身上.在課堂教學中，通過引入這樣一個生動的反面事例強化學生學好專業(yè)基礎(chǔ)課的意識，愛崗敬業(yè).

3.4 通過傳統(tǒng)文化元素融入 提升學生的文化自信

從黏滯流體的伯努利方程可以得出一個推論：敞口渠道必須有一定的高度差，才能使水在渠道中做穩(wěn)定流動，即俗語講的“水往低處流”.講解這部分的時候可以自然引入《老子》中的“上善若水”篇，老子講到水甘心停留在最低洼、最潮濕的地方，滋潤萬物而不居功自傲，清靜無為而又無所不為，文中列舉出7個“善”，都是受到水的啟發(fā).老子認為擁有最高德行的人就像水一樣，具有寬廣的胸懷、謙遜的品格、與世無爭的情操、寬厚誠實的作風，這些最接近于“大道”的本質(zhì)，是人類最應該效仿的德行.人如果能夠使自己的品格如水一般，就能與“大道”協(xié)調(diào)，就會避免紛爭、痛苦和煩惱，也就能生活得輕松愉悅.授課過程中可以充分挖掘我國傳統(tǒng)文化中的優(yōu)秀思政元素，對學生進行潤物無聲的教育.

4 結(jié)束語

大學物理中蘊含著豐富而極具哲理的思政元素和思政案例，物理課是引入思政教育的極佳平臺，只要物理教師勇于探索、善于思考、勤于總結(jié)，就能夠凝煉出優(yōu)秀的思政案例，讓學生在大學物理課堂上獲取物理知識的同時，增長生活智慧，拓寬個人胸懷，啟迪升華人生.