王申浩 史 博 韓佳佳 麻曉敏 單會會 王保明

(陸軍炮兵防空兵學(xué)院基礎(chǔ)部 安徽 合肥 230031)

大學(xué)物理課程作為一門理工科的科學(xué)文化類必修課程,其基本理念、基本理論、科學(xué)思想、特色方法將為軍隊院校學(xué)員學(xué)習(xí)機電類課程、專業(yè)課乃至終身學(xué)習(xí)奠定必要的物理基礎(chǔ),在培養(yǎng)軍事人才創(chuàng)新思維和科學(xué)素養(yǎng)上起支撐作用,有利于學(xué)員科學(xué)的自然觀、人生觀和唯物主義世界觀的形成[1].

近年來,我院進行了智慧校園建設(shè),智慧校園平臺已搭建完成,電子終端已經(jīng)覆蓋教員和學(xué)員,這為教員教學(xué)策略的實施提供了必要的硬件保障.在大學(xué)物理課程教學(xué)過程中,遵循學(xué)員的認知規(guī)律和大學(xué)物理課程內(nèi)容特點,針對知識目標的教,采用了課前、課中、課后整體設(shè)計模式.實踐表明,這種線上和線下混合式教學(xué)模式對學(xué)員的知識掌握是有效的[2].素質(zhì)目標是課程目標的一部分,且素質(zhì)目標的實現(xiàn)是融合到知識傳授的整個過程中的,所以針對知識目標的教學(xué)方法對素質(zhì)目標的培養(yǎng)也應(yīng)該具有參考價值.

大學(xué)物理課程蘊含著豐富的物理學(xué)思想、物理學(xué)方法、物理學(xué)史、馬克思主義哲學(xué)觀、我國前沿科技成就和軍事應(yīng)用等獨特的思政元素,這些對素質(zhì)目標的實現(xiàn)都起著重要的作用[3].近年來,為服務(wù)好我院大學(xué)物理課程教學(xué),大學(xué)物理課程教學(xué)團隊已經(jīng)建立了課程思政元素庫、素材庫、案例庫等電子資源.在實際教學(xué)過程中,教員習(xí)慣于在課堂授課環(huán)節(jié)將某一思政元素與知識點或案例結(jié)合起來進行課程思政,忽視了將課程思政與混合式教學(xué)模式聯(lián)系起來,忽視了課程思政的效果評價[4-6].在大學(xué)物理教學(xué)過程中,能否借鑒知識目標學(xué)習(xí)的方法,對大學(xué)物理課程中蘊含的思政元素進行教學(xué)設(shè)計,將這些豐富而又獨特的思政元素融入到混合式教學(xué)的全過程,進而有效地進行課程思政呢?

本文從大學(xué)物理課程思政元素特點和課程具體內(nèi)容入手,設(shè)計課程思政要素框架,圍繞一個或幾個思政目標,基于智慧化教學(xué)平臺,進行課前深入預(yù)習(xí)環(huán)節(jié),課中討論拓展環(huán)節(jié),課后反饋評價環(huán)節(jié),形成“三位一體”混合式的課程思政教學(xué)設(shè)計.

1 課程思政設(shè)計思路

依據(jù)教育部印發(fā)的《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》[7]和中央軍委訓(xùn)練管理部下發(fā)的軍隊院校教育大綱,服務(wù)于《陸軍炮兵防空兵學(xué)院人才培養(yǎng)方案》的總目標和科學(xué)文化分目標.以立德樹人、為戰(zhàn)育人作為教學(xué)的中心環(huán)節(jié),結(jié)合知識內(nèi)容,從政治認同、家國情懷、科學(xué)素養(yǎng)和道德修養(yǎng)4個方面,依托陸軍炮兵防空兵學(xué)院的智慧教育平臺從課前、課中和課后3個方面設(shè)計課程思政,尤其發(fā)揮物理課程特色優(yōu)勢,注重科學(xué)思維方法的訓(xùn)練,培養(yǎng)學(xué)員探索未知、追求真理的科學(xué)精神,激發(fā)學(xué)員的家國情懷和使命擔當,樹立大國自信,增強民族自豪感和自信心.基于此,大學(xué)物理課程思政實施是非常必要和重要的,其過程為以下3個方面:

(1)科學(xué)素養(yǎng)的培塑包括思維方法的訓(xùn)練和科學(xué)精神的培養(yǎng)等,滲透、貫穿于教學(xué)的全過程,實現(xiàn)物理知識教學(xué)與思政教育的有機融合;

(2)政治認同、家國情懷和道德修養(yǎng)方面可結(jié)合具體教育內(nèi)容進行挖掘,做到自然融入、如鹽入水、潤物無聲,相關(guān)素材和案例通過智慧教學(xué)平臺下發(fā);

(3)教員通過自身敬業(yè)、嚴謹、仁愛等素質(zhì),以“身教”潛移默化地影響和培養(yǎng)學(xué)員的道德修養(yǎng).

圖1是基于智慧教學(xué)平臺的大學(xué)物理課程思政教學(xué)設(shè)計方案流程圖.

2 課程思政實施過程

2.1 課前階段

教員在備課階段要設(shè)計本次課的思政要素框架,精選案例,充分挖掘與知識內(nèi)容貼合的思政元素要點,進而有效達成思政目標.大學(xué)物理課程思政目標可以歸納為以下4個方面.

2.1.1 政治認同

主要包括愛國主義、集體主義、社會主義和習(xí)近平新時代中國特色社會主義思想[8].結(jié)合我院人才培養(yǎng)要求,教員在備課環(huán)節(jié)要注重深入研究黨的百年奮斗史和新中國史、改革開放史、社會主義發(fā)展史、軍史中的案例并結(jié)合大學(xué)物理課程中的知識點,突出教學(xué)過程中的“黨味”和“戰(zhàn)味”,進而達成政治認同的思政目標.

例如通過改革開放史的學(xué)習(xí)了解我國基礎(chǔ)科學(xué)、先進技術(shù)和軍事實力的騰飛,如高鐵、航天技術(shù)、量子通信和航母的發(fā)展等.將這些鮮活的案例與具體的知識點結(jié)合起來,感受中國速度,樹立大國自信,增強民族自豪感和自信心.

2.1.2 家國情懷

大學(xué)物理課程相關(guān)理論背后涉及眾多科學(xué)家的故事,通過深入挖掘這些素材并恰當?shù)卦谡n堂中引入可以激發(fā)學(xué)員的愛國情懷,培養(yǎng)學(xué)員為人民服務(wù)的人生觀.例如在講授“火箭飛行原理”時,可以介紹我國科學(xué)家錢學(xué)森放棄國外優(yōu)厚待遇,沖破重重阻力,毅然回到祖國,為我國導(dǎo)彈事業(yè)做出了巨大貢獻.在學(xué)習(xí)“狹義相對論的動力學(xué)”時,可以介紹我國科學(xué)家鄧稼先為我國原子能事業(yè)做出的巨大貢獻.大學(xué)物理課程拓展應(yīng)用部分的許多案例也可以有效達成家國情懷這一思政目標.例如在“感生電動勢”講授過程中,由金屬探測器的工作原理可以拓展到排雷英雄杜富國的英勇事例,強化學(xué)員的使命擔當.

2.1.3 科學(xué)素養(yǎng)

科學(xué)素養(yǎng)是大學(xué)物理課程思政的主陣地,包括科學(xué)思維方法的訓(xùn)練、科學(xué)素質(zhì)和科學(xué)精神的培養(yǎng).在進行概念理解、理論分析、解題應(yīng)用的過程中,可以培養(yǎng)學(xué)員抽象與概括、分析與綜合、歸納與演繹等邏輯思維能力,使學(xué)員學(xué)會應(yīng)用物理學(xué)發(fā)展過程中建立的理想模型、類比、歸納演繹、定性或半定量分析以及科學(xué)的實驗研究方法,提高思維能力和分析、解決問題的能力;通過物理理論的“溯源通今”過程,融入物理學(xué)中蘊含的馬克思主義哲學(xué)思想,如自然規(guī)律是相互聯(lián)系的,實踐是檢驗真理的唯一標準,認識事物的過程遵循波浪式前進、螺旋式上升的規(guī)律等[3,8];另外,物理學(xué)史中包含著豐富的科學(xué)精神,如法拉第對科學(xué)事業(yè)的熱愛,使他能夠堅持不懈,終于發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象;又如在對泊松亮斑的介紹過程中,感受菲涅爾追求真理過程中不盲從權(quán)威,實事求是的科學(xué)態(tài)度[3,8].

2.1.4 道德修養(yǎng)

科學(xué)理論的嚴謹,科學(xué)發(fā)展的創(chuàng)新,科學(xué)工作者的默默奉獻以及求真務(wù)實的工作態(tài)度等思政元素可以與大學(xué)物理課程具體知識點結(jié)合,進而達成提升學(xué)員道德修養(yǎng)這一思政目標.如在“狹義相對論”的學(xué)習(xí)中,可以拓展愛因斯坦在二戰(zhàn)結(jié)束后,不倦地反對把原子能用于大規(guī)模的戰(zhàn)爭屠殺,反映出愛因斯坦獻身科學(xué),探索自然規(guī)律的目的是造福人類;如在“剛體定軸轉(zhuǎn)動的角動量”的學(xué)習(xí)中,通過對我國激光陀螺奠基人高伯龍院士的介紹,使學(xué)員感受我國科學(xué)家愛國、奉獻、求實和奮斗的精神[8];在學(xué)習(xí)制冷劑、熱機的工作原理,電磁場等內(nèi)容時,引導(dǎo)學(xué)員在生活中要珍惜資源、節(jié)約用電,愛護地球家園.在康普頓效應(yīng)的學(xué)習(xí)過程中,通過拓展我國科學(xué)家吳有訓(xùn)的貢獻,領(lǐng)悟淡泊名利的處世態(tài)度.另外,教員工作和生活中所展現(xiàn)的自身素質(zhì)和品德同樣能夠激發(fā)學(xué)員看齊追隨的意識,潛移默化中感化和培塑學(xué)員的道德品質(zhì).綜合以上,大學(xué)物理課程思政涉及的思政元素及可以達成的思政目標如表1所示.

表1 大學(xué)物理課程思政涉及的思政元素及達成的思政目標

2.2 課中階段

課中階段,教員對課前通過平臺發(fā)布的預(yù)習(xí)材料的預(yù)習(xí)效果進行點評和總結(jié),通過預(yù)習(xí)效果的總結(jié),針對性地做好知識的講解和思政目標的達成.

在知識傳授和思政目標達成的過程中,要綜合應(yīng)用演示實驗、仿真、動畫和教研室建設(shè)的各種信息資源庫等教學(xué)資源,從而實現(xiàn)課堂再現(xiàn)物理現(xiàn)象、形象化物理理論、宏觀化微觀物理過程,啟迪學(xué)員深化物理過程和物理思想的認識和理解,貫徹啟發(fā)式教學(xué)思想,靈活運用導(dǎo)學(xué)式、研討式、問題式、翻轉(zhuǎn)課堂等多種教學(xué)手法,引導(dǎo)學(xué)員獨立思考,加強教學(xué)的深層互動,在潛移默化中實現(xiàn)大學(xué)物理課程思政的科學(xué)素養(yǎng)目標.例如,在學(xué)習(xí)“牛頓運動定律”時,通過牛頓第一定律的建立過程,感受科學(xué)思維方法的重要性.在“動量定理”的學(xué)習(xí)過程中,通過對平均沖力的估算,學(xué)會解決“原始問題”的能力,養(yǎng)成良好的思維能力.

學(xué)員在獲取知識的同時,可以精選案例,提升學(xué)員政治認同、家國情懷和道德修養(yǎng).例如,同樣在“牛頓運動定律”部分,在分析力與運動的關(guān)系時,可以結(jié)合東風(fēng)導(dǎo)彈的飛行案例,樹立軍人的自豪感和敢打必勝的信心.在“動量定理”的學(xué)習(xí)過程中,介紹空軍一架戰(zhàn)機升空后遭鳥撞擊,飛行員王建東規(guī)避居民區(qū),3 s后飛機墜毀的案例,說明中國軍人臨危不懼、沉著冷靜的品質(zhì)以及始終將人民利益放在第一位的可貴精神.

2.3 課后階段

針對課程思政的實施效果,可以從教員思政設(shè)計評價和學(xué)員素質(zhì)評價兩個方面進行.針對教員思政設(shè)計評價可以就一次課或者一個階段進行評價.教員思政設(shè)計評價可以通過3個方面進行評價:一是領(lǐng)導(dǎo)聽查課后對教員的思政設(shè)計進行評價、反饋;二是通過期末思政設(shè)計的更新情況和相關(guān)的研究情況進行評價;三是通過在課程思政競賽中的表現(xiàn)進行評價.基礎(chǔ)課程對學(xué)員素質(zhì)的影響是隱性的、長期的,因此難以在短時間內(nèi)進行評價.目前,大學(xué)物理課程對學(xué)員素質(zhì)提升的評價主要通過以下兩個方面:一是課堂上和作業(yè)中,學(xué)員對物理方法的運用情況、思維嚴謹性的改進情況;二是對考試試卷進行改革,注重能力、素質(zhì)和應(yīng)用的考查,統(tǒng)計得分情況進行評價.

按照學(xué)習(xí)—研究—實時反饋—評價的思路進行課程思政一體化改進,從以下幾個方面著力:一要進一步對課程思政相關(guān)的文件和精神進行研究學(xué)習(xí),不斷改進設(shè)計思路;二要通過相關(guān)課題的研究和定期討論,更新思政內(nèi)容;三要通過課堂教學(xué)實施反饋思政效果,對融入不夠貼切或效果差的設(shè)計進行改進;四要通過考試改革,評價課程思政在素質(zhì)提升方面的效果,再通過評價結(jié)果指導(dǎo)研究和實施.

3 “熱力學(xué)第二定律”課程思政設(shè)計

熱力學(xué)第二定律闡述的實際熱力學(xué)過程在宏觀上表現(xiàn)出的不可逆性,其微觀本質(zhì)是一切自然過程總是朝著分子運動無序增大的方向進行,而熵是系統(tǒng)分子熱運動無序性的一種量度.圍繞熱力學(xué)第二定律和熵這兩個知識點,可以設(shè)計多個方面的思政元素,通過混合式教學(xué)模式,有效達成不同的思政目標.

3.1 課前階段

結(jié)合熱力學(xué)第二定律的內(nèi)容所描述的不可逆性,在課前預(yù)習(xí)階段可以布置預(yù)習(xí)思考題并通過平臺下發(fā),例如:查閱我國古代詩詞中描述自然現(xiàn)象按照某一方向進行的詩句;結(jié)合玻爾茲曼熵的內(nèi)容,查閱玻爾茲曼熵提出的歷史過程,以及玻爾茲曼熵的提出對人類社會進步的貢獻.

3.2 課中階段

在課中環(huán)節(jié),可以結(jié)合學(xué)員的預(yù)習(xí)和“熱力學(xué)第二定律”的內(nèi)容,討論描述自然過程按照一定方向進行的詩句,例如“逝者如斯夫,不舍晝夜”“君不見高堂明鏡悲白發(fā),朝如青絲暮成雪”等.通過這些詩詞,感悟時光易逝,引導(dǎo)學(xué)員要珍惜青春時光,努力奮斗;在學(xué)習(xí)玻爾茲曼熵的過程中,簡要介紹熵提出的歷史過程,從中讓學(xué)員感受到玻爾茲曼對真理的執(zhí)著追求以及人類對真理的認識過程并不是一蹴而就的,而是螺旋上升、不斷前進的;在學(xué)員對熵有了較為深入的理解之上,可以進一步闡述熵的理論揭示了任何事物和過程都是有序和無序的辯證統(tǒng)一.這種對立統(tǒng)一互為滲透,并在一定條件下可以互相轉(zhuǎn)化.一般而言,在事物產(chǎn)生和發(fā)展過程中,主要是從無序向有序轉(zhuǎn)化.而在衰老死亡過程中,主要是從有序向無序轉(zhuǎn)化.這兩種過程并不是截然分開的,而是辯證統(tǒng)一的[9].以上案例的學(xué)習(xí)可以提升學(xué)員的科學(xué)素養(yǎng)和道德修養(yǎng).

最后利用熵增加原理啟示學(xué)員:構(gòu)建和諧社會必須是包容和開放的,相反如果這個社會是封閉的,那么這個社會必然不可能走向和諧,只能走向混亂.特別是當今全球化的背景下,各國都與世界有著緊密的聯(lián)系,誰也不可能離開世界獨立存在.在這種背景下,習(xí)近平總書記提出“一帶一路”、人類命運共同體的偉大構(gòu)想正是奉行開放發(fā)展、合作共贏的理念.以上案例的學(xué)習(xí)可以提升學(xué)員的政治認同和為之奮斗的信心和決心.

3.3 課后階段

在課后環(huán)節(jié),可以讓學(xué)員進一步結(jié)合玻爾茲曼熵的理論,思考熵與生命、熵與能量的關(guān)系,并通過平臺下發(fā)問題,收集學(xué)員反饋,進行思政評價.圖2是基于智慧教學(xué)平臺的“熱力學(xué)第二定律”課程思政教學(xué)設(shè)計方案的流程圖.

圖2 基于智慧教學(xué)平臺的“熱力學(xué)第二定律”課程思政教學(xué)設(shè)計方案流程圖

4 結(jié)束語

本研究基于我院智慧教學(xué)平臺,圍繞大學(xué)物理課程知識的內(nèi)涵和外延,深入挖掘大學(xué)物理課程包含的思政元素,從課前、課中、課后一體化設(shè)計思政元素,將思政元素融入到混合式教學(xué)的全過程,而不是僅僅在課堂授課環(huán)節(jié)就某一個知識點與思政元素相聯(lián)系.圍繞大學(xué)物理課程眾多而又獨特的思政元素,我們提煉出了大學(xué)物理課程可以達成4個方面的思政目標:政治認同、家國情懷、科學(xué)素養(yǎng)和道德修養(yǎng),給出了基于智慧教學(xué)平臺的大學(xué)物理課程思政教學(xué)設(shè)計方案,并以“熱力學(xué)第二定律”為例具體進行了課前、課中、課后一體化教學(xué)設(shè)計.