陳 琳，尹芬芬，陳 艷，金 慧

(銅仁學(xué)院 大數(shù)據(jù)學(xué)院，貴州 銅仁 554300)

1 引言

習(xí)近平總書記在全國高校政治思想工作會(huì)議上強(qiáng)調(diào)，要充分用好課堂教學(xué)這個(gè)主渠道，各類課程要與思政課程同向同行，構(gòu)建全方位協(xié)同育人的思政教育體系。高等教育是為國家培養(yǎng)高素質(zhì)的社會(huì)主義事業(yè)接班人，要求學(xué)生在身心素質(zhì)、思想政治素質(zhì)、專業(yè)知識與能力等全面發(fā)展，為此，專業(yè)課程教學(xué)不能僅停留在具體知識和技能層面，而要上升到思想認(rèn)識和哲學(xué)反思的層面，促進(jìn)學(xué)生專業(yè)知識與思想認(rèn)知融會(huì)貫通。物理學(xué)是研究物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)科學(xué)，在西方曾被稱為自然哲學(xué)，每一次物理學(xué)理論的重大創(chuàng)新都來源思想的革新，而物理學(xué)的發(fā)展又為人類思想進(jìn)步提供了必要的科學(xué)基礎(chǔ)。經(jīng)典物理建立始于歐洲文藝復(fù)興時(shí)期人文主義，現(xiàn)代物理學(xué)的相對論和量子力學(xué)則源于康德、黑格爾、馬赫等哲學(xué)思想的啟迪，馬克思主義唯物辯證法直接運(yùn)用了能量守恒等物理規(guī)律，物理與哲學(xué)關(guān)系緊密，因此，大學(xué)物理理論和實(shí)驗(yàn)開展課程思政具不僅有必要而且有優(yōu)勢[1]。近年來，課程思政已然成為大學(xué)物理和大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究的熱點(diǎn)問題[2-7]。本文分析了大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程元素中的教學(xué)目標(biāo)，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程思政教育的內(nèi)容分為7類，討論了教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等課程元素挖掘與應(yīng)用。

2 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程思政目標(biāo)

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是幾乎所有理工科專業(yè)的公共基礎(chǔ)課，不僅教學(xué)對象廣，而且是基礎(chǔ)中的基礎(chǔ)，主要包括力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)及近代物理實(shí)驗(yàn)，介紹物理量的基本測量方法，要求學(xué)生掌握時(shí)間、長度、質(zhì)量、電壓、電流強(qiáng)度、磁場強(qiáng)度等物理量測量，掌握數(shù)據(jù)處理和誤差分析，學(xué)會(huì)利用物理實(shí)驗(yàn)方法解決實(shí)際的科學(xué)研究和工程技術(shù)問題，養(yǎng)成科學(xué)思維習(xí)慣和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度。與其他文科類通識課程相比，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)因?yàn)槟軌蛱峁╆P(guān)于自然界感性和理性認(rèn)識，如果在其中滲透唯物辯證法教育，能夠起到事半功倍效果；與其他理工科專業(yè)課程相比，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)因?yàn)樯婕傲?、熱、光、電等各種自然現(xiàn)象及其規(guī)律，在本課程中開展思政教育，則更容易培養(yǎng)學(xué)生的大局觀和普遍聯(lián)系思維方法。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程思政的目標(biāo)是使學(xué)生初步樹立馬克思主義辯證唯物主義的世界觀和實(shí)踐檢驗(yàn)真理認(rèn)識論，培養(yǎng)愛國愛社會(huì)的家國情懷，學(xué)會(huì)運(yùn)用物理學(xué)的科學(xué)思維方法分析實(shí)際問題，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)態(tài)度和精益求精的工匠精神，深刻理解黨的理論、方針、政策。

3 大學(xué)物理學(xué)實(shí)驗(yàn)課程思政內(nèi)容

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程思政元素很豐富，可歸納為7 個(gè)方面的內(nèi)容：

3.1 培養(yǎng)馬克思主義的哲學(xué)思維

馬克思主義主義包括唯物辯證法、科學(xué)社會(huì)主義和政治經(jīng)濟(jì)學(xué)，唯物辯證法是總結(jié)前輩哲學(xué)思想并吸收物理學(xué)能量守恒定律等自然規(guī)律形成的優(yōu)秀哲學(xué)思想，和物理學(xué)有著密不可分的天然聯(lián)系，因此在大學(xué)物理和大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中滲透唯物辯證法，可以使思政教育達(dá)到事半功倍的效果。另外從學(xué)科和專業(yè)教學(xué)角度看，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)不能只停留在具體的知識和技能層面，而應(yīng)該升華到思想和哲學(xué)認(rèn)識層面。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)通過讓學(xué)生親手進(jìn)行大量實(shí)驗(yàn)，觀察宏觀與微觀物質(zhì)現(xiàn)象，總結(jié)物理運(yùn)動(dòng)規(guī)律，每次課堂都充分體現(xiàn)了“物質(zhì)是第一性的、意識是第二性的”這樣的哲學(xué)認(rèn)識；通過測量物理量之間的相互關(guān)系，比如測量線脹系數(shù)、溫度電阻特性等，揭示世界普遍聯(lián)系觀點(diǎn)；通過測量多變量之間變化關(guān)系，分析引起實(shí)驗(yàn)誤差的各種因素，或者物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的波動(dòng)性和粒子性，都可以揭示事物的主要矛盾和次要矛盾。于是通過仔細(xì)梳理物理知識和唯物辯證法的有機(jī)結(jié)合點(diǎn)，將物理思想適當(dāng)驗(yàn)收和拓展，能夠引導(dǎo)學(xué)生從更深層次理解從黨的哲學(xué)思想。

反過來，物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中融入唯物辯證法的哲學(xué)教育，不僅激發(fā)學(xué)生探索未知世界的好奇性，而且可以引導(dǎo)學(xué)生用更全面的眼光看待科學(xué)問題，避免“只見樹木，不見森林”，清晰認(rèn)識科學(xué)的作用和局限性?？茖W(xué)技術(shù)是一把雙刃劍，比如核能和基因技術(shù)等，它可能極大地促進(jìn)人類進(jìn)步，也可能使人類毀滅。

3.2 愛國主義教育

教育學(xué)生愛國愛社會(huì)。人們常說，“科學(xué)無國界，科學(xué)家都有自己的祖國”，科學(xué)家中愛國故事很多，通過科學(xué)家的故事，以及科學(xué)家所做的科學(xué)研究對保家衛(wèi)國和國家繁榮的實(shí)際價(jià)值，激發(fā)培養(yǎng)學(xué)生愛國熱情，引導(dǎo)學(xué)生理性愛國；例如居里夫人將她發(fā)現(xiàn)的新元素命名為“釙”表達(dá)對祖國的思念，而后回國建立研究所，為波蘭的核物理發(fā)展做出貢獻(xiàn)；錢學(xué)森冒險(xiǎn)回國建立中國導(dǎo)彈研究事業(yè)；楊振寧、李政道等科學(xué)家雖身處他鄉(xiāng)卻心系祖國，回國建立研究所，為國家科學(xué)發(fā)展做出重大貢獻(xiàn)；也可以介紹中國科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)物理方面所做的貢獻(xiàn)激發(fā)學(xué)生愛國情懷，同時(shí)我們可以指出中國在科學(xué)研究和先進(jìn)武器研究方面不足，鼓勵(lì)學(xué)生為國奮斗。

3.3 培養(yǎng)求真務(wù)實(shí)、敢于創(chuàng)新的科學(xué)精神

科學(xué)教育的目的，是教育學(xué)生崇尚科學(xué)，反對迷信，勇于探索和堅(jiān)持科學(xué)真理。自然和社會(huì)是極其復(fù)雜的，人類對科學(xué)真理的認(rèn)識從來不是一蹴而就的，而是階梯式曲線上升的，在探索自然規(guī)律，追求真理的過程中，需要求真務(wù)實(shí)的態(tài)度和敢于創(chuàng)新的勇氣，甚至是奮不顧身的犧牲精神。物理實(shí)驗(yàn)發(fā)展史上，哥白尼、伽利略、牛頓、湯姆生、盧瑟福等科學(xué)家獻(xiàn)身科學(xué)研究的事跡，都是對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)精神教育的好素材。

3.4 培養(yǎng)學(xué)科思維方法

大學(xué)教育不只是傳授知識和技能，重要的是培養(yǎng)學(xué)生的思維方法，思維方法往往比具體的知識更重要，一個(gè)受過高等教育的人工作幾十年后，很多具體的都忘記了，大學(xué)期間學(xué)到的思維方法卻會(huì)影響人的一生。物理實(shí)驗(yàn)課程指導(dǎo)學(xué)生觀察物理現(xiàn)象，測量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，尋找科學(xué)規(guī)律，運(yùn)用物理規(guī)律解決生活生產(chǎn)問題，充分體現(xiàn)物理學(xué)的透過現(xiàn)象看本質(zhì)的思維特征。建立物理模型，就是教育學(xué)生如何抓住事物的主要矛盾忽略次要矛盾；測量物理量的變化關(guān)系就是尋找事物的普遍聯(lián)系等。物理實(shí)驗(yàn)中注重學(xué)科思維培養(yǎng)，就是在潛移默化地引導(dǎo)學(xué)生如何做人、怎樣做事。

3.5 培養(yǎng)精益求精的工匠精神

物理實(shí)驗(yàn)研究往往是單調(diào)乏味的，只有熱愛，具有精益求精的科學(xué)品質(zhì)，在前人基礎(chǔ)上將實(shí)驗(yàn)做到極致，才能發(fā)現(xiàn)新的物理現(xiàn)象和規(guī)律。物理實(shí)驗(yàn)通過嚴(yán)格實(shí)驗(yàn)要求，規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度。還可以利用科學(xué)史進(jìn)行精神激勵(lì)，比如法拉第10 年如1 日的反復(fù)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)定律，以及居里夫人從幾噸的礦渣中分離出幾毫克鐳的故事，都是思政教育最佳素材，激勵(lì)學(xué)生以科學(xué)家為榜樣，在實(shí)驗(yàn)課中精益求精，把每個(gè)實(shí)驗(yàn)做到最好。

3.6 培養(yǎng)重觀察、善思考、勤動(dòng)手的工作方法

觀察和分析能力是理工專業(yè)最重要的能力，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)從最簡單的物理實(shí)驗(yàn)入手，培養(yǎng)學(xué)生仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，通過多組對比實(shí)驗(yàn)尋找物理規(guī)律，久而久之，學(xué)生慢慢養(yǎng)成透過現(xiàn)象看本質(zhì)的思維習(xí)慣。

3.7 培養(yǎng)團(tuán)結(jié)協(xié)作精神

課程是培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作精神的最好載體，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)通常采用2 人一組或多人一組形式進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)中需要大家分工合作，實(shí)驗(yàn)考核如果采用小組考核方式，則能促進(jìn)組內(nèi)成員更加精密合作，共同完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、操作和數(shù)據(jù)測量。利用分組合作完成教學(xué)任務(wù)的形式，要重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作精神，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)心他人、樹立與集體和社會(huì)共同成長的發(fā)展理念。

4 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)融入課程思政方法

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程思政要充分運(yùn)用好原理講解和學(xué)生實(shí)踐兩個(gè)環(huán)節(jié)，恰當(dāng)采用講解法和行為引導(dǎo)法對學(xué)生進(jìn)行思想品德培養(yǎng)：

4.1 講解法

講解法就是在講解實(shí)驗(yàn)原理時(shí)，畫龍點(diǎn)睛似的點(diǎn)明思想主題教育，例如在長度測量實(shí)驗(yàn)中，講解了千分尺和游標(biāo)卡尺原理時(shí)提醒學(xué)生從細(xì)微處開展科學(xué)研究、要有精益求精的工匠精神；講解建立單擺的簡諧振子模型時(shí)，點(diǎn)明分析事物要抓住主要矛盾；講解光電效應(yīng)原理時(shí)介紹勒納的研究成果，引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的科學(xué)史觀等等。

4.2 行為引導(dǎo)法

教師示范引領(lǐng)是課程思政的最有效的方式，在實(shí)驗(yàn)課程中教師務(wù)必要細(xì)致、嚴(yán)謹(jǐn)，要以精湛的實(shí)驗(yàn)技能和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)难芯繎B(tài)度影響學(xué)生，每次實(shí)驗(yàn)課前對儀器進(jìn)行精心調(diào)試，掌握準(zhǔn)確的儀器參數(shù)。在實(shí)驗(yàn)過程中嚴(yán)格要求學(xué)生規(guī)范操作實(shí)驗(yàn)儀器，細(xì)心觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，認(rèn)真讀取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，科學(xué)處理數(shù)據(jù)，總結(jié)實(shí)驗(yàn)規(guī)律，同樣也是在言傳身教培養(yǎng)學(xué)生良好品質(zhì)。

4.3 問題驅(qū)動(dòng)學(xué)生自主探究法

問題驅(qū)動(dòng)學(xué)生自主探究，即教師向?qū)W生提出問題，學(xué)生自己查閱資料，或開展實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐，在自我學(xué)習(xí)基礎(chǔ)獲得心靈感受，促進(jìn)心智成長。

5 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程思政案例

前面分析了大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程思政的目標(biāo)、內(nèi)容和實(shí)施方法，要想課程思政和課程教學(xué)內(nèi)容有機(jī)融合，達(dá)到潤物細(xì)無聲的效果，還需仔細(xì)設(shè)計(jì)課程思政的最佳切入點(diǎn)，下面光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)為例，說明大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)如何開展課程思政：

案例1：光電效應(yīng)測普朗克常數(shù)教學(xué)設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分析：光電效應(yīng)量子理論解釋是量子力學(xué)建立的重要?jiǎng)?chuàng)新，1921 年愛因斯坦因此獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，分析其理論建立過程可以作為經(jīng)典的課程思政素材。我們做了下面的教學(xué)設(shè)計(jì)：

5.1 教學(xué)目標(biāo)：

測定光電效應(yīng)的規(guī)律，加深對光的量子性的理解。

學(xué)習(xí)驗(yàn)證愛因斯坦光電方程的實(shí)驗(yàn)方法，并測定普朗克常數(shù)。

了解關(guān)于光電效應(yīng)科學(xué)史，樹立正確的科學(xué)史觀，理解光電方程的物理含義，加深對唯物辯證法的理解；通過仔細(xì)測量截止頻率和不同條件的光電流，培養(yǎng)細(xì)致嚴(yán)謹(jǐn)、精益求精的科學(xué)精神；通過小組形式，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。

5.2 教學(xué)方法

講授、討論和學(xué)生實(shí)踐。

5.3 教學(xué)過程

5.3.1 課程引入

問題導(dǎo)入：今天我們通過實(shí)驗(yàn)方法研究光電效應(yīng)規(guī)律，有誰知道光電效應(yīng)理論怎樣建立起來的？

學(xué)生討論回答，教師補(bǔ)充赫茲發(fā)現(xiàn)光電效應(yīng)，以及勒納對光電效應(yīng)的研究。

教師總結(jié)：勒納在物理學(xué)研究尤其是陰極射線研究方面做出了突出貢獻(xiàn)，曾獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，但是他是一個(gè)激進(jìn)的民族主義者。同學(xué)要辯證認(rèn)識科學(xué)家歷史作用，正確利用科學(xué)知識為人類和發(fā)展做貢獻(xiàn)。

5.3.2 課程講解

學(xué)生討論回答光電效應(yīng)的宏觀規(guī)律，檢驗(yàn)預(yù)習(xí)效果：具體內(nèi)容略

問題討論：光電效應(yīng)有哪些現(xiàn)象經(jīng)典理論無法解釋的，應(yīng)該如何改進(jìn)？

學(xué)生生回憶愛因斯坦對光電效應(yīng)理論解釋，教師進(jìn)行補(bǔ)充講解。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：此處略。

實(shí)驗(yàn)方法和步驟：此處略。

5.3.3 操作指導(dǎo)

學(xué)生鏈接實(shí)驗(yàn)裝置圖，預(yù)熱，調(diào)零，進(jìn)行相關(guān)量測量，教師分別指導(dǎo)，檢查實(shí)驗(yàn)操作是否規(guī)范，數(shù)據(jù)是否正確和充分。

5.3.4 課堂總結(jié)

愛因斯坦光電效應(yīng)理論的核心是光由大量的光子構(gòu)成，說明光具有粒子性，由光的干涉、衍射現(xiàn)象顯示光同時(shí)具有波動(dòng)性，說明光具有波粒二象性，再次證明辯證唯物主義哲學(xué)的正確性；光電效應(yīng)理論的建立啟發(fā)我們，科學(xué)研究要敢于突破傳統(tǒng)思維的束縛，孜孜不倦追求科學(xué)真理，不迷信權(quán)威。

本次課通過實(shí)驗(yàn)方法驗(yàn)證了光電效應(yīng)規(guī)律，測量了普朗克常數(shù)，了解到如何利用飽和電流隨光強(qiáng)的變化，請同學(xué)思考2 個(gè)問題：

A 除光電效應(yīng)，還有沒有其他方法測量普朗克常數(shù)？

B 怎樣利用光電效應(yīng)測量光強(qiáng)度，測量裝置應(yīng)包括哪幾個(gè)主要部分？：

6 結(jié)論

大學(xué)物理和大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是所有理工科專業(yè)的工程課程，教學(xué)對象比較廣，一般在一年級或者二年級開出，這段時(shí)間正是學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后思想發(fā)展和形成的關(guān)鍵時(shí)期，因此大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)應(yīng)與大學(xué)物理理論課程密切配合，共同實(shí)施好思政教育，幫助學(xué)生正確理解和運(yùn)用黨的基本思想、方針政策，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的科學(xué)精神，養(yǎng)成科學(xué)的思維習(xí)慣，解決好為誰學(xué)、怎樣學(xué)的思想問題，為后續(xù)的學(xué)習(xí)和工作奠定扎實(shí)的思想方法和知識技能基礎(chǔ)。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，蘊(yùn)含豐富的思政教育元素，每一臺儀器、每一張圖表都可以作為思政教育的素材，老師需要做的，就是精心梳理物理知識與思想教育的內(nèi)涵聯(lián)系，在恰當(dāng)時(shí)間選擇恰當(dāng)方式對學(xué)生進(jìn)行思想啟發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)踐塑造良好的思想品質(zhì)和思維品質(zhì)，努力成為德智體美勞全面發(fā)展的社會(huì)主義建設(shè)者。