[摘  要]物理學是研究物體運動最普遍規律和物質基本結構的一門學問，同時也是許多自然科學和工程領域的理論基石，應用非常廣泛。大學物理是理工科高校眾多專業大一、大二學生的必修課，其教學目標是訓練學生用科學的思維方式分析和解決實際問題的能力。大學物理課程修習者群體龐大，將課程思政融入大學物理課程教學具有很大優勢。大學物理課程思政教學對新時代合格人才的培養，以及人生觀、價值觀的塑造有重要的影響力，因此，以大學物理教學為抓手開展課程思政，對全面提升本科教育教學水平、培養學生的愛國主義情懷和科學素養具有重要作用。

[關鍵詞]大學物理  課程思政  設計  元素

基金項目：2019年度陜西高等教育教學改革研究項目《地方師范院校課程思政協同育人路徑研究與實踐》（項目編號：19BZ052）。

引  言

物理學是理工科最重要的兩大基石之一，物理概念和物理規律的發現與發展過程能夠啟迪大學生的觀察能力與分析能力，激發學生的創新意識和創新潛力，使其樹立辯證唯物主義世界觀和科學方法論。在強調教育和教學相結合的當下，梳理和應用大學物理的思政元素具有不可替代的優勢。

大學物理課程思政設計研究現狀

各高校學者通過對大學物理課程思政的研究和大學物理教學中的實踐檢驗發現，不斷探索思政教育融入大學物理教學的有效途徑和實踐，非常符合全面保障大學物理課程思政建設的需求。所以，如何依托大學物理深化課程教育內涵，構建德育與智育的協同育人模式，是開展大學物理課程思政教學的關鍵問題。

針對大學物理課程思政的模式，一些高校已經根據本校的實際情況進行了探索和教學改革，涌現了多方面、多角度的理論探索和實踐成果。如，李輝等重點研討了大學物理與思政元素相互融合的教學問題；賀夢冬等針對高校物課程中思政教育內容的關鍵著力點進行了詳細探究；陳真英對大學物理課程中實施學科思政的特色優勢進行了論證；梅山孩對在大學物理教學中滲透課程思政的途徑，開展了深入研究；宋淑梅研究了大學物理課程思政的實施策略；倪涌舟對大學物理課堂滲透人文教育進行了深入研究。當前，有關高校物理課程思政教學實踐探索的論文仍在不斷涌現。

實操中，一些大學物理教師因對思政教育融入課程教學的意識與經驗不足，不能夠準確把握大學物理課程思政的切入點，還有一些教師在講授過程中只是按照大學物理史和物理學家的事跡進行課程思政教學，而從學生的視角來看，這樣的教學方法較為枯燥，不能取得良好的教學效果。

大學物理中課程思政元素的挖掘與梳理

大學物理的課程思政建設，可以看作是將物理知識教學和思政教育有機融合的一門全新課程。在設計大學物理課程思政時，應當從教學大綱開始進行整體規劃，以教學大綱為主線，結合課程教學目標將大學物理中豐富的思政元素與知識點有機融合，制訂科學合理的課程思政教育目標。同時，還要精心設計“課堂思政”教學案例，不僅要讓學生掌握大學物理的知識要點，還要達到潤物無聲的育人效果。

為了減少教師在課程思政要點和案例搜集方面的重復投入，準確挖掘、梳理和豐富大學物理課堂中的思政元素是思政教育有效進行的前提和基石。大學物理課程的知識系統中蘊藏了大量的思政元素。例如，可以追尋物理學家從生活實踐中發現物理規律的生動場面，致敬其精神品質，從品德培養、價值取向等方面實施思政教育；梳理物理學原理、技術在我國科研、國防等領域的優秀成果，通過“四個自信”培養學生的愛國護國意識；拓展物理定律、定理的人文內涵，用物理規則啟迪學生的思想；提煉物理知識的哲學內涵，如離散物質觀、概率因果觀等，用其對學生進行正確引導。

1.物理發展史中的思政教育元素

物理學史是一個巨大的寶庫，充分挖掘相關內容必能激發學生的學習興趣，幫助學生深化所學的課程知識。在大學物理體系中，許多重要定律、定理、原理和實驗都源于物理學家的貢獻，其中無不浸潤著他們懷疑、執著、勤奮、創新、專注、求精等方面的精神品質。故，結合有關史料，進一步發掘物理體系中的歷史人物事跡，是很好的思政育人素材。

在教授力學時，穿插、引入有關領域內我國科學家的事跡或時事熱點信息，可引發學生產生情感共鳴。例如，概述中國航天事業的發展，介紹航天科技奠基人錢學森先生的故事。錢先生于1955年決然從美國回國，次年擬定了《建立我國國防航空工業的意見書》，率領中國航天事業加速發展。錢先生識人善用，舉薦孫家棟擔綱衛星研制工作，這才有了1970年我國首顆衛星“東方紅一號”的發射。再后來，“神州五號”在2003年實現載人航天，“嫦娥一號”于2007年繞月探測，“嫦娥五號”在2020年帶回月壤樣品，“祝融號”在2021年開始了火星探索。

在講到帶電粒子在電磁場中的運動時，國際上有很多大科學裝置大顯神威，如歐洲利用強子對撞機發現了黑格斯粒子，解釋了質量的起源，對人類認識宇宙起到了巨大的推動作用。中國亦有許多國之重器，如北京正負電子對撞機、上海同步輻射光源和蘭州重離子加速器等，在國際上也占有重要地位。教師可通過介紹這些大科學裝置，激發學生探索未知的興趣，培養學生的民族自豪感和自信心。

又如，洛倫茲實際上早于愛因斯坦提出了洛倫茲變換公式，但他拘泥于已有概念，無法突破觀念上的束縛，而愛因斯坦卻能夠另辟蹊徑，提出對時空觀念的重新認識，建立了狹義相對論。教師可通過愛因斯坦和洛倫茲對待同一個公式理解的對比，培養學生的非常規思維能力、洞察力和創新精神。

2.大學物理工程應用中的思政教育元素

從蒸汽機、發電機、激光器，到原子能反應堆的發明，產業技術的每一個進步都與物理學的發展密切相關，物理學的每一次重大突破均帶來了產業技術的革命。分析大學物理知識圖譜，能整理出物理知識點與具體技術應用之間的關聯，理清物理知識與我國科研、國防、工農業、商業等領域取得優秀成果之間的因果關系，有利于對大學生進行“四個自信”的培養及愛國教育。

（1）聯系重大經濟建設工程。例如，在“勢能的應用”環節援引三峽大壩水電工程；在“核能的應用”環節援引30萬千瓦秦山核電站、400萬千瓦嶺澳核電站；在“動能的應用”環節援引我國大容量的酒泉風力發電基地。

（2）聯系重大技術成就。比如，就“電磁力的應用”引述我國先進的艦母電磁彈射器技術、高能電磁炮；就“激光的應用”引述我國武器級高能激光技術；就“電磁波的應用”引述華為公司的5G通信技術等。

（3）聯系重大科研項目。比如，介紹“量子物理的應用”時，可簡介中科院“墨子號”量子衛星通信實驗；在“電磁波的應用”簡介中，可引入我國500m大口徑“天眼”。

3.大學物理中的人文思政教育元素

物理學首先是科學，同時也是更深層次、高品位的科學文化。由于物理學與社會之間的互動和滲透關系越來越加強，社會學范疇的問題往往也能夠用物理的概念和方式來解決。Christine認為物理不僅僅是知識，還是科學的人生模型。這些定律既規范了物質的運動，又規范著我們人生中的行為。所以，通過對大學物理課程知識系統中的物理現象、定義、法則與基本原理進行對比剖析，就可以發現并豐富物理知識中的人文內容，從而挖掘出一些可以教育、指導大學生的思政素材。這些方法的實質就是在物質世界與人、自然界與社會、科學技術與人類社會之間搭建一個橋梁，用物理說明人或社會科學中的有關問題，從而擴展了大學物理的思政教育功能。

例如，重力勢能是取決于物體相對位置的能量，表達式為[EP＝mgh]。要增加重力勢能，必須做正功，使物體高度獲得正的增量，較大的重力勢能經過轉變會釋放出較大的動能。人的潛能是指一個人已經儲備但尚未表現出來的知識、經驗、體力和智力，潛能的釋放就如同勢能轉變為動能。在成長過程中，我們必須不懈努力，才能克服困難。正確方向下，付出得越多，潛力儲存就越大；站的平臺越高，成就的事業就越輝煌。再舉一個例子，“壓強作用原理”的人文內涵拓展具有兩個指導意義：其一，從力的作用視角來看，力作用的點和方向越集中，壓強就越大。這一點可以啟發學生傾全力干一事，才容易有突破性成果，同時教導學生理解“集中力量辦大事”的政策也是我國制度優越性之一。其二，從受力面積的角度來看，受力面積越大，壓力越小。該拓展可作為同舟共濟、團結互助等方面的育人引領，在面臨危險和嚴重危害時，需要大家共同面對，相互援手、同心合力。

4.大學物理中的哲學思政教育元素

作為牛頓的代表作，《自然哲學的數學基本原理》確立了現代古典流體力學的理論研究基礎。它不僅僅是“現代哲學”的重大成就，更是現代物理學的不朽之作。隨著科學技術的進一步發展，“自然哲學”的成果不斷豐富，而科學研究的重點內容與科學研究的方式又在逐步分離，物理也開始逐漸與哲學分離。當學科進一步分化以后，物理的進展將繼續為新哲學觀點的建立提供依據，推進哲學向前發展，同時哲學反過來對物理的進步有指導意義。馬克思辯證唯物主義哲學的蓬勃發展，同現代物理的蓬勃發展相輔相成。也正因為這樣，物理學中天然蘊含了豐富的馬克思主義哲學原理。

將物理學知識點和有關科學技術資料相結合，強調物理學知識點生成的流程與方式，學生能夠從中獲取一系列與辯證唯物主義認識論、方法論有關的科學思政材料，可對學生的學習和探究活動進行點撥，從而培養學生的興趣創造力。因此，“經驗—認知—再經驗—再認知”的科學研究方法論，集中體現在人類對光的本質認知與實踐過程中；重復試驗的方法充分體現在熱功當量的精確測量上；海王星的發現展示了“理論預測+演繹推理+實際觀察”的方法；受奧斯特“電生磁”效應的啟示，法拉第堅忍不拔，從而發現“動磁生電”的過程，演繹了“對偶思維+實驗”的模式；庫侖受牛頓萬有引力定律的啟發，通過多次實驗，最終建立庫侖定律，驗證了“類比思維+實驗”的方法；伽利略基于對物體在雙傾斜上運動的研究和科學的邏輯推導，提出了“慣性原理”所采用的“理想實驗方法”，等等。在許多物理學問題的科學研究中，研究對象往往被簡化。因此，“理念模式”有點電荷、粒子和理想氣體，以及準靜止過程、勻速直線運動等“理想過程”都體現了忽視次級原因、強調主要原因的“理想化方法”。

5.大學物理實驗中的思政教育元素

大學物理實驗作為大學物理的配套課程，其蘊含的思政元素非常豐富。大學生通過親自操作，可以體會實驗的樂趣、技能，以及嚴謹的作風要求。

“嚴謹的工作作風”應從實驗準備和實驗條件的細化開始。牛頓讓一束太陽光通過狹縫，發現了太陽的七彩色散；夫瑯禾費使太陽光通過圓孔，發現了太陽的吸收譜線。康普頓衍射發表后，引起了一些學者質疑，康普頓委派自己的學生在那些人的實驗室用他們自己的裝置進行復現，原因是那些人使用的射線波長太短，擊穿了實驗材料。這些例子鮮明生動，能夠給學生留下深刻印象。

在大學物理實驗教學中，應營造舒適穩定的操作環境，教師條陳實驗原理、技術及其由試驗向實驗的演變，鼓勵學生帶著疑問的思維思考實驗原理和過程，讓學生體會實驗的樂趣和成就感，激勵學生產生進行實操的動力，培植其創新精神。比如，德布羅意波的大膽預言和證實、泊松亮斑的推測和證實、原子模型在不斷試錯過程中的逐步確立，無不體現著物理學嚴謹的研究方法和科學的創新精神。

另外，教師也可以結合國情展開思政教育。比如，“長度的測量”是力學基礎實驗，主要教學目標是掌握游標卡尺、螺旋測微器的構造及測量原理，在講解游標卡尺和螺旋測微器的用途及其精度時，可以穿插介紹“大國工匠”尹鵬輝，他經過十年的苦心孤詣，借助一把游標卡尺控制了多種儀器零配件的精密尺寸。大學生作為祖國的棟梁之材，做任何事情都不能好高騖遠，必須秉承“工匠精神”，依靠刻苦扎實的努力和嚴謹務實的工作作風不斷努力。

大學物理教學中的思政元素應用

物理學的發展始終遵循科學發展的規律，其中蘊含著大量的思政元素。在大學物理教學中，融入課程思政的重點在“融”，要采取靈活的措施在課程中進行潛移默化的融合。雖然每一個教學節點的物理知識相對固定，但融入課堂的物理思政知識卻可以是多變的，在實際講授中教師需要根據學生的課堂反饋靈活調整。

1.創新呈現方式

課程思政的呈現方式十分重要，要充分利用互聯網優勢，將教學知識點和教學資源立體化、信息化。例如，在課堂中展示三維動畫、實操視頻、模擬仿真等進行增值服務，生動的展示便于學生理解知識點；或者在教材中呈現二維碼鏈接、提供微課視頻鏈接等，以便于學生課下觀看學習。

2.完善評價方式

課程思政本質上是個教育學問題，目標是在知識傳遞過程中實現觀念塑造。大學物理的課程思政要想做好，就需要一個科學的評價體系。這個評價體系可參照大學物理對工程教育認證畢業要求的支撐體系。一般，大學物理支撐工程知識、問題解析、研究等三項指標。以“問題解析”為例，對應的內容是：利用現代數學、自然科學和工程技術的基本原理，結合相關文獻的理論研究，去分析、識別和表達復雜的工程技術問題，并得出合理結果。需注意，學生有沒有問題分析的觀念、能不能對一些問題有正確的分類預判，能不能識別、表達有關原理并做出分析等。對問題分析觀念的評價，也是對課程思政的評價，恰好發揮了工程教育認證體系可量化考核、可跟蹤、能反饋的優勢。

3.大學物理思政素材庫的信息化建設

當前，專業課程教學與思政教育融合亟待解決的主要問題是：教師缺乏挖掘素材的能力和思政教育資源不足。對此，咸陽師范學院精心設計了大學物理課程思政教學案例，并建設了優質的“大學物理課程思政”教學案例共享資源庫。

挖掘、搜集、整合大學物理中的思政元素的工程量很大。在建立課程教學與思政教育融合的系統時，需要每個教師都投入大量的時間與精力，去積極主動發掘思政元素。學校還有計劃、有組織地安排專人從事素材庫建設和相關資源的有效整合，這樣不僅可以避免重復投入師資，而且還能加強課程思政元素與專業知識的融合，從而有效提升大學物理課程教學與思想政治教育的協同育人功能。

結  語

大學物理課程思政的建設是一個攻堅克難的過程，其中既包括大學物理知識本身的難度，也有教師課程思政實踐經驗不足的困難。高校物理學教學的道路自信、理論自信、體制自信和人文自信是做好思政工作的重要前提條件，可通過回溯物理學歷史、挖掘物理知識中的人文與哲學等方法，開展大學物理課程思政素材的挖掘和研究。同時，在大學物理課堂教學中，教師要對教學內容的呈現方式進行革新，不斷活躍課堂氣氛，提高學生掌握知識的能力，引領廣大青年學子形成正確的價值觀，養成認真務實的工作作風。學校要持續加強大學物理課程思政素材庫信息化建設，以解決課程思政建設中素材較少的問題。

在教育教學過程中，教師應引導學生進一步認識我國經濟社會出現的天翻地覆的變化，使其勇擔建設新時代的重擔，在中國共產黨的帶領下堅定中國特色社會主義道路，以崇高的志向磨礪奮斗精神，在人生道路上奮發向上、自強不息。

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（潘欣榮、吳凡：咸陽師范學院教育科學學院教育技術系）