陳翼翔

(浙江傳媒學(xué)院媒體工程學(xué)院 浙江 杭州 310018)

習(xí)近平總書記在全國高校思想政治工作會議上強調(diào)：把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過程，要求教師正確引導(dǎo)學(xué)生的世界觀、人生觀和價值觀，并指出各類課程要與思想政治理論課同向同行，形成協(xié)同效應(yīng)，這也正是課程思政的重點建設(shè)目標(biāo)[1].而且目前正在廣泛開展一流課程建設(shè)，課程思政正是一流課程建設(shè)的底色，要加強一流的大學(xué)物理課堂建設(shè)必須善于加入思政元素，提高教學(xué)質(zhì)量[2].大學(xué)物理科學(xué)性強、覆蓋面大，包容性廣，是開展課程思政的良好載體和平臺[3].通過科學(xué)的設(shè)計將思政內(nèi)容體現(xiàn)于課堂教學(xué)中，在知識傳授時將知識背后所蘊含的科學(xué)理論、認知過程、科學(xué)家的科學(xué)精神和家國情懷等內(nèi)容傳遞給學(xué)生，踐行“立德樹人”的歷史使命[4、5].

本校的大學(xué)物理教學(xué)團隊基于教學(xué)改革實踐，對于思政理念和物理原理的有機融合做了一些嘗試，以期能夠潤物無聲地培養(yǎng)學(xué)生良好的理論素養(yǎng)和求實求是的學(xué)習(xí)態(tài)度，獲得了一些經(jīng)驗.本文就基于前期開展的課程思政視頻微課設(shè)計的經(jīng)驗，提煉了一些典型的思政元素和教學(xué)案例，希望能為促進相關(guān)課程的思政建設(shè)提供思路.

1 課程思政微課設(shè)計的基本理念

黨的十八大提出，倡導(dǎo)富強、民主、文明、和諧，倡導(dǎo)自由、平等、公正、法治，倡導(dǎo)愛國、敬業(yè)、誠信、友善，積極培育和踐行社會主義核心價值觀.十九大報告指出，要以培養(yǎng)擔(dān)當(dāng)民族復(fù)興大任的時代新人為著眼點，強化教育引導(dǎo).我們的課程思政設(shè)計主要理念就是契合社會主義核心價值觀，從中找出能夠和課程結(jié)合的要點，融入課程培養(yǎng)目標(biāo)中，做好學(xué)生健康成長的指導(dǎo)者和引路人.具體而言分為以下幾個方面：

第一點，文明.本課程內(nèi)容中講述了人類在物理學(xué)發(fā)展過程中的探索故事，體現(xiàn)了以人為本的物質(zhì)文明和精神文明的發(fā)展歷程，尤其重點體現(xiàn)了科學(xué)工匠精神.其中包含了中華五千年文明古國的歷史長河中科學(xué)進步的優(yōu)秀代表人物的科學(xué)故事，充分尊重古今中外的優(yōu)秀文明成果.

第二點，富強.講解物理學(xué)對科技進步的促進作用，特別是與中國社會科技發(fā)展的具體案例結(jié)合，是中國人民科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化，物質(zhì)生活現(xiàn)代化的具體體現(xiàn)，展現(xiàn)了我們黨的正確決策和偉大創(chuàng)舉.所列舉到的最新的科研成果既體現(xiàn)了中國科學(xué)人勇于創(chuàng)新的精神，實現(xiàn)共同富裕的決心，也體現(xiàn)了中國與世界各國共享和平，和諧發(fā)展的偉大胸襟.

第三點，愛國.講述相關(guān)領(lǐng)域愛國科學(xué)家的感人故事來感染和激勵學(xué)生，愛祖國、愛人民.讓學(xué)生樹立充分的文化自信，體會中華民族深沉的文化積淀，要將個人的價值實現(xiàn)與推動國家的繁榮昌盛對接起來，保證個人夢想與國家夢想牢固結(jié)合.

第四點，敬業(yè).任課教師身體力行，通過將課堂教學(xué)內(nèi)容與課程實驗和課外競賽相結(jié)合，以言傳身教鼓勵幫助學(xué)生獨立學(xué)習(xí)、開拓創(chuàng)新.充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，為他們未來職業(yè)道路上愛崗敬業(yè)的職業(yè)道德素質(zhì)養(yǎng)成提供準(zhǔn)備.

而且，物理學(xué)概念中蘊含著自然法則之美，通過巧妙的課堂內(nèi)容設(shè)計幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)其外在公式之美和內(nèi)在為科學(xué)奉獻之美.基于這些基本理念，我們進行了思政視頻微課的設(shè)計和制作，取得了一些經(jīng)驗.

2 課程思政微課設(shè)計的具體案例

2.1 教學(xué)設(shè)計一——牛頓力學(xué)定律

該知識點通過對牛頓三大力學(xué)定律的講解，讓學(xué)生理解其中的原理以及應(yīng)用實例.其中的思政設(shè)計具體包含以下幾個方面：

(1)本課包含了古希臘哲學(xué)家、科學(xué)家亞里士多德對于力與物體運動之間關(guān)系的理解，也有伽利略、牛頓對于力學(xué)方面所作科學(xué)貢獻的講解，對于科學(xué)家的科研事跡和科研精神較為全面的講授.通過對多位科學(xué)家前后相承的科研經(jīng)歷為線索進行講解，引出了物理學(xué)研究是一個追求真理的漫長過程，激勵學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)家們的科研精神，樹立正確的治學(xué)態(tài)度，有勇于奉獻的決心和耐心.

(2)以生活實例引題講解，將書本中抽象的理論公式與實際生活中的常見應(yīng)用結(jié)合，比如以高速運動的卡車剎車停車非常困難為例說明牛頓第一定律中蘊含的慣性與質(zhì)量的關(guān)系.又如，通過中國航天員太空授課演示實驗中(圖1)，在無重力作用下單擺發(fā)生了圓周運動，在沒有外界阻力時可以一直保持下去，與地面上的現(xiàn)象顯著不同，說明了牛頓第一定律的原理.這樣的教學(xué)組織方式通過一些鮮活的例子說明了在生活中較難看到的抽象的物理原理，充分體現(xiàn)了在伽利略當(dāng)時那樣的實驗條件下得到這個結(jié)論的困難性，也體現(xiàn)了現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展到太空失重環(huán)境下做實驗對于科學(xué)理論驗證的正面反饋作用.讓學(xué)生理解到科研對于人類生活和人類文明的正向促進作用，引導(dǎo)學(xué)生建立正確的世界觀和科學(xué)觀.

王亞平太空授課視頻——單擺運動

(3)理論講授了力的合成，并且以斜拉橋為例，借助視頻片段探討其中的力學(xué)原理，以這樣生動活潑的方式幫助學(xué)生理解物理理論.并且通過視頻展示中國橋梁建設(shè)的偉大成就，中國的已建梁橋、拱橋、斜拉橋和懸索橋的跨越能力，均領(lǐng)先世界同類橋梁.這能夠增強學(xué)生的國家認同感和科學(xué)研究的自信心.其中蘊含的物理學(xué)原理就是勞動人民智慧的結(jié)晶，并且理論研究最終能為實踐所用.

(4)通過這些準(zhǔn)確生動的例子，可以充分增強學(xué)生的愛國主義情感，增加國家認同、政治認同和文化認同.而且充分體現(xiàn)了物理課程的時代性，既是科學(xué)理論的講解，又是思想情操的升華，促進學(xué)生科學(xué)精神的養(yǎng)成.將科學(xué)理論學(xué)習(xí)和社會主義建設(shè)相結(jié)合，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性.

2.2 教學(xué)設(shè)計二——電磁感應(yīng)定律

該知識點主要關(guān)于電磁感應(yīng)定律的原理及其應(yīng)用，有助于學(xué)生理解科研的基本規(guī)律和科學(xué)技術(shù)對人類的重大意義.其中的思政設(shè)計具體包含以下幾個方面：

(1)從問題出發(fā).利用央視《開講啦》節(jié)目中高鐵研發(fā)工程師介紹時速600 km的高鐵磁懸浮列車的視頻引起大家對于高速列車的思考，高鐵磁懸浮列車會用到哪些物理知識？生活中應(yīng)用普遍的電磁爐的工作原理是什么？通過設(shè)問引出課程內(nèi)容，并在之后回答.讓學(xué)生感悟科學(xué)是人類創(chuàng)造發(fā)明和創(chuàng)新的基礎(chǔ)，科學(xué)技術(shù)可以大大改善我們的生活，推動社會的進步.

(2)回顧前課奧斯特的電生磁實驗，不僅僅講述實驗本身，而且介紹該實驗打破了之前電磁獨立研究的思維方式，是科研思維上的一種進步.進一步引起對已知內(nèi)容的反向思考：磁能否生電？其中包含了對于科研過程和科研方式的總結(jié)，對于學(xué)生的學(xué)習(xí)和科研有很好的指導(dǎo)意義.關(guān)于電磁感應(yīng)定律原理的講解不僅可以讓學(xué)生了解電磁現(xiàn)象及其規(guī)律，而且可以幫助學(xué)生養(yǎng)成科學(xué)的思考習(xí)慣(圖2)，基于現(xiàn)象，不斷思考，總結(jié)規(guī)律.

圖2 科學(xué)的思考習(xí)慣

(3)對科學(xué)家法拉第科研經(jīng)歷的講解，讓學(xué)生了解到所謂的天才都是一步一個腳印，只有踏實、努力、勤奮才能取得成功.再從法拉第在研究中所做的一系列實驗和思考，傳遞給學(xué)生任何一個科學(xué)規(guī)律的產(chǎn)生都很不容易，是來自于科學(xué)家們不懈的付出和努力，這些科學(xué)家們的研究成果值得我們?nèi)W(xué)習(xí)和珍惜.

(4)講解完基本原理后，指出電磁感應(yīng)定律的發(fā)現(xiàn)，讓人類進入了電氣應(yīng)用的時代，此時回頭講解電磁爐的科學(xué)原理，讓學(xué)生理解電磁學(xué)知識的發(fā)展給我們的生活生產(chǎn)帶來了多大的便利.并利用視頻材料了解我國正在籌建的時速600 km的高鐵磁懸浮列車以及電磁科技上的重要貢獻和取得的矚目成果.讓學(xué)生體會到電磁感應(yīng)定律的廣泛應(yīng)用，我們現(xiàn)在的生活之所以如此美好、便利，就是因為我們正在享受這些優(yōu)秀的科研成果.引導(dǎo)學(xué)生崇尚科學(xué)，為我國的科技進步和取得的諸多成就而感到自豪，更加熱愛祖國，明白身上的時代使命.

2.3 教學(xué)設(shè)計三——衍射光柵

該知識點主要關(guān)于光柵衍射的物理原理及其應(yīng)用.在課程中結(jié)合實驗演示和物理學(xué)原理的實踐應(yīng)用，讓學(xué)生充分理解理論概念，并且樹立愛國思想，增強科研自信.

衍射光柵課程思政設(shè)計思路圖如圖3所示.

圖3 衍射光柵課程思政設(shè)計思路圖

在此設(shè)計中以實驗為核心展開，強調(diào)實驗和理論的相互促進關(guān)系，其中的思政設(shè)計具體包含以下幾個方面：

(1)本課的基本立意就在于物理是一門實驗科學(xué)，因此通過與課程配套的分光計光柵實驗的演示展示，讓學(xué)生充分理解理論與實踐結(jié)合的重要意義.而且對學(xué)生提出要求，以認真嚴謹?shù)膽B(tài)度在課后完成分光計的實驗并且記錄其現(xiàn)象，幫助學(xué)生養(yǎng)成正確的、科學(xué)的實驗觀.以案例講解的方式引入課題，在課程開始時通過物理學(xué)家牛頓的三棱鏡實驗，引出分光現(xiàn)象和對于光學(xué)本質(zhì)的思考，然后通過美國科學(xué)家里滕豪斯首次制成透射光柵，說明了科學(xué)實驗對物理理論發(fā)展的促進作用，是理論進步的根本和基礎(chǔ).又由德國科學(xué)家夫瑯禾費的科學(xué)實驗和結(jié)論引出對于夫瑯禾費衍射的理論講解.既能夠順利過渡到夫瑯禾費衍射理論的講解，而且這樣的方式易于讓學(xué)生理解科學(xué)實驗對于科學(xué)理論發(fā)展的重要意義.其中還蘊含著對科學(xué)家科學(xué)事跡的介紹，有利于激發(fā)學(xué)生的科學(xué)精神.

(2)結(jié)合光柵實驗原理圖進行物理理論的講解，引出光柵衍射公式.引起學(xué)生對于光柵分光現(xiàn)象和其中物理參數(shù)關(guān)系的思考.不僅僅是單調(diào)的物理公式的講解，而是結(jié)合具體的實驗現(xiàn)象，拓展學(xué)生的思維.其中引入了筆者實驗室的光柵衍射實驗現(xiàn)象視頻介紹(圖4)，鼓勵學(xué)生動手實踐、自己觀察，提升學(xué)生對科學(xué)的興趣.

圖4 光柵衍射實驗視頻

(3)邏輯上循序漸進，通過對于實驗現(xiàn)象的觀察，自然引發(fā)學(xué)生對于光柵分光光譜的思考，促進學(xué)生主動思考，調(diào)動學(xué)習(xí)的積極性.此處采用了講授的方式，引用了中國科學(xué)院長春光機所為我國科研事業(yè)所作貢獻為實例，充分體現(xiàn)了科學(xué)家們的愛國熱情和刻苦專研的工匠精神.而且通過長春光機所對大型高精度衍射光柵刻劃系統(tǒng)研制成功的新聞視頻，從科研成果的取得，印證了中國科研的世界領(lǐng)先水平，增強學(xué)生對祖國科研實力的認可和科學(xué)自信心，喚起學(xué)生的民族自豪感和自尊心，激勵學(xué)生為實現(xiàn)“中國夢”而努力.

(4)引用了nature雜志上前沿的科研成果，讓學(xué)生明白一個道理.雖然光柵的研究已經(jīng)有較長歷史和較為成熟的手段，但是還是可以在研究上出陳創(chuàng)新，實現(xiàn)新的研究方法的突破，以此激勵學(xué)生夯實基礎(chǔ)，創(chuàng)新爭先.

(5)舉例講解了光柵衍射在生活上的應(yīng)用，菜場的牛肉有時候會看到上面出現(xiàn)綠色或者其他顏色，是由于肌肉纖維被切斷的斷面上形成了很多排列規(guī)則的凹凸結(jié)構(gòu)，光線容易發(fā)生反射式光柵衍射的光學(xué)效應(yīng).并且留有關(guān)于煙花眼鏡的課后問題，讓學(xué)生自行查閱資料，充分實現(xiàn)課堂互動.體現(xiàn)了科學(xué)研究是為了人類更好的生活，表明了科學(xué)研究中的人文情懷和社會責(zé)任.

2.4 其他設(shè)計

除了以上這些案例，在講解質(zhì)能關(guān)系時，既有對于愛因斯坦科學(xué)經(jīng)歷的講解，也有對于質(zhì)能方程偉大意義的概述.正面引導(dǎo)學(xué)生的科研態(tài)度.而且，結(jié)合視頻講解了中國兩彈研究的歷史，讓學(xué)生體會科學(xué)家們攻堅克難、自我犧牲的精神，充分激發(fā)了學(xué)生的愛國情懷，學(xué)習(xí)科學(xué)家們永攀高峰，不畏艱難的斗志.對于共振的物理原理講解時，利用聲音震碎玻璃杯和美國塔克姆大橋的斷裂為引子引入課題，通過課程講解讓學(xué)生了解到共振現(xiàn)象的益處和可控之處，對于科學(xué)研究的目的進行思考，促使良好的科研倫理形成.在光學(xué)發(fā)展歷史的講解中，提到了胡克、牛頓、惠更斯等人的學(xué)術(shù)交鋒，這些學(xué)術(shù)的爭論促進了科學(xué)進步，告訴學(xué)生要有大膽質(zhì)疑的科學(xué)精神，有勇于向舊的思想、舊的理論挑戰(zhàn)的勇氣和決心.對中國科學(xué)家在光學(xué)科研領(lǐng)域突出貢獻的講解，引述了王大珩院士和中國天眼Fast首席工程、天文學(xué)家?guī)熌先蕱|的事跡介紹，利用視頻材料了解他們的經(jīng)歷，他們用科學(xué)的態(tài)度對待科學(xué)，是后輩青年學(xué)者的榜樣.

3 結(jié)束語

課程思政的落實需要各位高校教師的嘗試和努力，在建設(shè)過程中要深刻領(lǐng)會習(xí)近平總書記的重要講話精神，本著傳播知識，塑造靈魂的時代使命，培養(yǎng)好學(xué)生的理論素養(yǎng)和愛國熱情[6].本文根據(jù)具體物理課堂教改建設(shè)提升課程質(zhì)量的實踐，凝練了幾個與大學(xué)物理知識點融合較好的思政教學(xué)案例，希望能夠為大學(xué)物理課程思政的教學(xué)探索提供一定的參考.