張夢月 李 政

(文華學(xué)院基礎(chǔ)學(xué)部 湖北 武漢 430070)

2016年12月全國高校思想政治工作會議在北京召開，習(xí)近平主席講到：“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(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]教育部在2020年5月28日印發(fā)了《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》(簡稱《綱要》)，為各大高校進(jìn)行思政教育、立德樹人提供了關(guān)鍵性的引領(lǐng)作用．由此可見，課程思政將成為高等教育的長期性和關(guān)鍵性工作．

《綱要》中講：“以愛黨、愛國、愛社會主義、愛人民、愛集體主義為主線，進(jìn)行中國優(yōu)秀傳統(tǒng)文化教育.”[2]那么中國物理學(xué)史便具有天然的優(yōu)勢．中國物理學(xué)史融合了科學(xué)與人文，打破了傳統(tǒng)大學(xué)物理課堂的“文理壁壘”：中國物理學(xué)史建立的過程及其涉及到的愛國物理學(xué)家，可以發(fā)揮課堂的人文價值，根植學(xué)生的愛國主義；而各個物理學(xué)家所攻堅的科研領(lǐng)域又呼應(yīng)了大學(xué)物理中的知識點(diǎn)．因此將中國物理學(xué)史融入到大學(xué)物理的課堂，對學(xué)生的思想引領(lǐng)和價值引領(lǐng)至關(guān)重要．

1 回國拓荒 躬耕基礎(chǔ)教育

1.1 人物介紹

第一批回國拓荒的物理學(xué)家介紹如表1所示(按照回國先后順序排列).

表1 第一批回國拓荒的物理學(xué)家

1.2 回望歷史

20世紀(jì)20年代，這些留歐美后回國的物理學(xué)者，創(chuàng)辦了中國最早的物理學(xué)機(jī)構(gòu)，并以自己的機(jī)構(gòu)為主陣地開啟了中國最早的物理學(xué)本科教育，在中國本土進(jìn)行了最早的物理學(xué)探索，如夏元瑮在北大開啟物理學(xué)本科教育，饒毓泰在南開創(chuàng)立物理系，胡剛復(fù)在南京高師創(chuàng)立物理系．

1.3 思政育人切入點(diǎn)

第一批回國拓荒的代表人物蘊(yùn)含的思政育人切入點(diǎn)如表2所示.

表2 第一批代表人物蘊(yùn)含的思政育人要素

1.4 教學(xué)策略

創(chuàng)建歷史情境，從學(xué)生已知的歷史知識為出發(fā)點(diǎn)，遵循“有因有果”的原則，切勿為了彰顯教師的博聞強(qiáng)識，對歷史“張口就來”，最后導(dǎo)致“教師不知道在說什么，學(xué)生不知道教師在講什么”的結(jié)局．將歷史情境放在正課后，學(xué)生深入地理解知識點(diǎn)后，才能意識到先驅(qū)者所做事情的重要性、艱巨性．

在講完X射線的衍射后，可向?qū)W生提問：“中國第一位對X射線有突出貢獻(xiàn)的學(xué)者是誰？”從而回望歷史：胡剛復(fù)是1909年首批被錄取的庚款留美學(xué)生．進(jìn)而講解胡剛復(fù)師從杜安教授測量X射線，同年進(jìn)入哈佛大學(xué)師從杜安教授專攻X射線光譜方面的研究，他利用測定普朗克常量h的X射線分光計，和由高壓蓄電池組的電流激發(fā)Coolidge管產(chǎn)生穩(wěn)定的X射線源，精確地測定了金屬物質(zhì)的臨界吸收頻率、臨界電離頻率，以及與X射線有關(guān)的最高特征輻射頻率．1918年獲得博士學(xué)位后回國，先后在12所大學(xué)擔(dān)任物理系主任、理學(xué)院院長，為中國培養(yǎng)了多位物理大家，如吳有訓(xùn)、施汝為、何增祿等．

在學(xué)完普朗克假設(shè)、黑體輻射公式后告訴學(xué)生，近代的一位中國物理學(xué)者也為量子物理做出了貢獻(xiàn)，為中國人爭了光，他就是葉企孫．1912年民國成立，庚款計劃繼續(xù)進(jìn)行，葉企孫就在1918年考取庚款赴美芝加哥大學(xué)物理系就讀，專攻普朗克常量和磁導(dǎo)率的研究，并利用X射線連續(xù)譜短波限法測量了普朗克常量．

X射線連續(xù)譜存在一個最小波長λmin，稱為量子極限，其數(shù)值只依賴于外加電壓V，如果一個電子場中獲得的動能Ek=1 eV，當(dāng)其到達(dá)靶子能量會全部轉(zhuǎn)化成輻射能，由此產(chǎn)生的最大能量顯然是

那么

葉企孫和帕爾默(H.hpalmer)在教授杜安(W.Duane)的指導(dǎo)下，采用方解石晶體，提高X射線強(qiáng)度，用了較窄的狹縫(λmin的測量誤差小)，從而大大提高了測量精度，他們測量的普朗克常量

?=(6.556±0.009)×10-34J·s

此值被國際物理學(xué)界沿用16年之久．

葉企孫同時是一位熱愛祖國、擁護(hù)中國共產(chǎn)黨的科學(xué)家，在抗日戰(zhàn)爭中，他和他的學(xué)生也為抗戰(zhàn)做出了自己的貢獻(xiàn)和犧牲．1937葉企孫及其學(xué)生在天津從事抗日活動，組織地下軍火工廠，為冀中游擊區(qū)制造炸藥和地雷，給抗日根據(jù)地裝配和輸送無線電收發(fā)報機(jī)．他的學(xué)生熊大縝為根據(jù)地制造了大批量地雷、手榴彈、復(fù)裝子彈、擲彈筒彈，受到冀中軍區(qū)司令員呂正操的多次嘉獎．

2 播撒種子 筑牢物理根基

2.1 人物介紹

第二批回國進(jìn)入各高校任教的物理學(xué)家介紹如表3所示(按照回國先后順序排列).

表3 第二批回國進(jìn)入各高校任教的物理學(xué)家

2.2 回望歷史

在1924至抗戰(zhàn)期間回國的這批學(xué)者，進(jìn)入了第一批回國者創(chuàng)辦的物理研究機(jī)構(gòu)，壯大了師資力量，開展了物理學(xué)的本科、研究生教育，依托各大高校將物理學(xué)的種子灑在了中國大地．并且國內(nèi)的物理教育、科研機(jī)構(gòu)也有所發(fā)展，中國物理學(xué)科的百年基業(yè)已初步奠定[3]．

2.3 思政切入點(diǎn)

第二批回國的代表人物蘊(yùn)含的思政育人切入點(diǎn)如表4所示.

表4 第二批代表人物蘊(yùn)含的思政育人要素

2.4 教學(xué)策略

康普頓效應(yīng)指在散射X射線中除有與入射波長相同的射線外，還有波長比入射波長更長的射線，叫做康普頓效應(yīng)，康普頓因此獲得了1927年諾獎．實際上康普頓在1923年5月發(fā)表的關(guān)于康普頓效應(yīng)的文章并沒有受到物理學(xué)界的廣泛支持和認(rèn)可，因為他只用到了一種散射物質(zhì)：碳，缺乏普適的實驗證明．吳有訓(xùn)在康普頓的指導(dǎo)下，歷時7個月，獲得了15種元素所散射出來的X射線光譜圖．后康普頓將吳有訓(xùn)的散射圖和自己石墨散射的X射線光譜圖并列，作為證實自己理論的重要依據(jù)，于1924年在加拿大多倫多的國際物理學(xué)術(shù)大會上宣讀了他和吳有訓(xùn)聯(lián)名撰寫的論文《被輕元素散射時鉬Kα線的波長》，康普頓這才受到了廣泛的支持和認(rèn)可．以至后來的很長時間，一些國家依然把康普頓效應(yīng)寫成“康普頓-吳有訓(xùn)”效應(yīng)，以此紀(jì)念吳有訓(xùn)為“康普頓效應(yīng)”所做出的貢獻(xiàn)[4]．

在粒子物理章節(jié)或者在物理前沿課程，亦或是“測量物質(zhì)吸收系數(shù)”的大學(xué)物理實驗課程中，可向?qū)W生介紹中國近代物理奠基人：趙忠堯．

趙忠堯1927年赴美國加州理工學(xué)院師從諾獎得主密立根．在密立根給的課題“硬γ射線通過物質(zhì)時的吸收系數(shù)”中，通過實驗發(fā)現(xiàn)硬γ射線通過硬元素測出來的吸收系數(shù)比通過輕元素測出來的吸收系數(shù)高出40%，大量能量不翼而飛．為了研究能量去哪里了，趙忠堯經(jīng)過大量實驗，觀測到硬γ射線在轟擊重元素時會產(chǎn)生一對正負(fù)電子對，而這對電子對在被激發(fā)后會立即湮滅．可以說趙忠堯是發(fā)現(xiàn)反物質(zhì)并且觀測到正反物質(zhì)湮滅現(xiàn)象的世界第一人．但由于當(dāng)時物理學(xué)界沒人相信電子可以帶正電，連密立根也不相信并扣下了他的實驗論文．直到1937年作為趙忠堯的同班同學(xué)，安德森(Philip Warren Anderson)因為正電子而獲得諾貝爾物理學(xué)獎，1983年安德森承認(rèn)，正是因為趙忠堯的啟發(fā)，他才在1932年用云霧室測出了正電子的軌跡[5]．

3 生根發(fā)芽 造就百年基業(yè)

3.1 涉及人物

中國物理學(xué)會成立后及抗戰(zhàn)期間高校培養(yǎng)出來的學(xué)生如表5所示.

表5 中國物理學(xué)會成后及抗戰(zhàn)期間高校培養(yǎng)出來的學(xué)生

續(xù)表5

3.2 回望歷史

經(jīng)過表1和表3中的兩批物理學(xué)者開拓荒林，近代中國已經(jīng)逐步培養(yǎng)一批畢業(yè)生，他們恰恰也是近代物理乃至新中國成立后各個物理分支專業(yè)中的先驅(qū)人物．

3.3 思政切入點(diǎn)

近代中國培養(yǎng)出的一批物理專業(yè)先驅(qū)人物代表蘊(yùn)含的思政育人切入點(diǎn)如表6所示.

表6 近代中國培養(yǎng)出的第一批物理專業(yè)先驅(qū)人物思政育人要素

3.4 教學(xué)策略

在普通物理的“等離子體與受控核聚變”章節(jié)，教師會給學(xué)生介紹前沿物理：受控核聚變的展望．我們知道要使核聚合在一起，就必須具備很高的能量克服庫侖斥力的作用，等離子體由于自身的優(yōu)勢是核聚變的首選反應(yīng)物，但實現(xiàn)高溫、高密度的等離子體，并將其長時間約束在一起并非易事．激光慣性約束便是一種方法，而激光慣性約束核聚變這種方法的創(chuàng)始人，便是我國物理學(xué)家王淦昌．

王淦昌畢業(yè)于清華，留學(xué)于德國，任教于西南聯(lián)大．新中國成立后，被秘密受命參與到原子彈的研制工作中，隱姓埋名17年．原子彈研制成功后，王淦昌在1978年后開展強(qiáng)流電子束慣性約束核聚變和氟化氪(KrF)激光慣性約束核聚變的基礎(chǔ)性研究工作，為后來的慣性約束聚變獲取核能做出了開創(chuàng)性工作，而這一研究項目作為一個獨(dú)立的主題，被列入了國家“863”計劃．王淦昌3次與諾獎擦肩而過，本可以在國外潛心研究學(xué)術(shù)獲得至高榮譽(yù)，但他卻說：“我的祖國正在遭受苦難，我要回到祖國為她服務(wù)．”

4 結(jié)束語

一路走來，篳路藍(lán)縷．一代代中國物理學(xué)家為了科技報國，嘔心瀝血，為了科技強(qiáng)國，鞠躬盡瘁．將這一艱辛的過程作為大學(xué)物理課程思政的資源及教學(xué)策略，可以堅定學(xué)生愛國、愛黨、愛人民、愛社會主義的決心，可以植根學(xué)生建設(shè)社會主義、建設(shè)祖國的責(zé)任感．其次，現(xiàn)代物理學(xué)家和現(xiàn)代中國物理發(fā)展的現(xiàn)狀也具有挖掘的意義，如薛其坤院士及其團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)的量子反?；魻栃?yīng)、華中科技大學(xué)教授羅俊測量的萬有引力常量G．總之，講好中國故事，培養(yǎng)學(xué)生愛國主義，堅定四個自信．