课程思政融入大学物理的实践

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［摘要］目前，课程思政建设已经在全国所有高校、所有学科专业全面推进。如何才能切实有效地将“课程思政”落实到教学过程之中，已成为每一名高校教师必须思考的重要课题。以“大学物理”课程中“动能定理”的教学为例，采用PBL教学法和思维导图教学法，将科学精神、爱国主义教育、人生哲理、辩证唯物主义世界观等思政元素融入“大学物理”课程教学之中，对课程思政教学的设计进行了初步的探索与实践，为“大学物理”课程更好地开展思政教育提供参考。

［关键词］课程思政；大学物理；动能定理；问题导向学习；思维导图

一、引言

课程思政是以新时代中国特色社会主义思想为指导，以关于教育工作的重要论述为根本遵循，把“立德树人”作为教育根本任务的一种综合教育理念[1]。2020年5月28日，教育部向全国高校印发了《高等学校课程思政指导纲要》（以下简称《纲要》），提出课程思政建设要在所有高校、所有学科专业全面推进。《纲要》中要求高校和教师要将课程思政建设内容有机融入课程教学，并努力拓展课程思政建设的方法和途径[2]。“大学物理”课程作为高校理工科各专业一门重要的必修基础课，其主要任务在于为学生系统地打好物理基础，使学生初步学习科学的思维和研究问题的方法，并树立辩证唯物主义的世界观，在开拓思维、激发探索和创新精神、增强适应能力、提高和培养人才的科学素质和科学精神等方面，都起着重要的作用，是高校人才培养体系的重要组成部分[3]。因此，探索将课程思政切实有效地融入“大学物理”课程的方法和途径，提升课程育德教育的品质和水平，进而推进高校课程思政建设、提高人才培养质量，是新时期每一名高校物理教师必须思考和实践的课题。笔者以“动能定理”教学为例，对“大学物理”课程思政教学的设计进行了初步的探索与实践，尝试为“大学物理”课程开展思政教育提供参考。

二、“大学物理”思政采用的教学方法

（一）PBL教学法

PBL（Problem-BasedLearning）教学模式又称为问题式学习，通过预设蕴含教学内容的问题情境，引导学生们以小组为单位进行合作、讨论，共同解决问题，进而达到学习知识的目的[3，4]。相较于传统教学模式，PBL教学模式能够更加有效地激发学生的学习兴趣，提高自主学习能力，培养团队合作意识，锻炼科学思维和研究解决问题的能力。此外，该方法能够有效改善传统教学模式中教师主导、学生被动学习、学习兴趣不足等弊端[3]。在大学物理课程讲授过程中，运用PBL教学法结合当前国家在科学技术方面所取得的最新成果预设问题情境，不仅能够激发学生的学习兴趣、提高学生的科学素养，也能够激发学生的爱国情感，进行爱国主义教育。同时，学生们也能够体会到我国科学工作者们自力更生、艰苦奋斗、认真严谨、无私奉献的精神，启发学生学习他们的优秀品质，继承和发扬他们的光荣传统，为实现中华民族伟大复兴而努力奋斗。

（二）思维导图教学法

思维导图是由英国教育学家东尼博赞于20世纪60年明的一种实用型思维工具，是一种利用图表将发散性思维形象化的方法，将核心主题不断发散，辅助人们将问题形成科学有效的思维[5]。近年来，思维导图作为一种有效的辅助教学工具已经被国内外教育工作者们运用于实践教学之中[5，6]。基于思维导图的教学，能够使学生以教学内容为中心主题发散思维，联系相关知识点并进行适当的联想，进而实现知识的迁移、延伸和拓展，将记忆、学习、思考、运用相结合，变被动学习为主动学习，有利于学生深刻理解并系统掌握课程内容，提高学生的课堂学习效果。另一方面，思维导图可以辅助教师理顺教学思路，理清知识点之间的联系，加强对课程内容的全局掌控，进而使授课过程中心突出、层次分明、易于理解、可操作强，提升教师课堂教学效果[5，6]。在“大学物理”课程教学实践中，引入思维导图带领学生通过发散思维，建立新老知识点间的关联，能够加强并巩固课堂教学成果。同时，从所学知识点出发，进一步发散思维，关联一些思政元素，例如基本的哲学理论、人生哲理等，引导学生进行思考和讨论，在培养学生的科学思想、科学素养、科学精神的同时，促进学生形成良好的世界观、人生观和价值观。

三、“大学物理”课程思政教学实践

（一）课程引入

播放“天问一号”探测器发射升空视频及项目研发人员采访视频。通过视频播放集中学生注意力，激发学生学习兴趣，使学生快速进入课堂学习状态。基于视频内容，创建蕴含课程内容的问题情境，教师引导学生通过自主思考、互相讨论在解决问题的过程中复习课程前置知识点，提出与新课相关的疑问，产生学习热情，进而引入课程内容。问题情境：“天问一号”探测器在被长征五号遥四运载火箭成功送入预定轨道后，将在地火转移轨道飞行约7个月到达火星附近，届时通过“刹车”完成火星捕获，进入环火轨道，并择机开展着陆、巡视等任务，进行火星科学探测。在着陆任务中，探测器将通过气动减速、降落伞减速、动力减速和着陆缓冲等四个阶段完成减速着陆[7，8]。请学生们思考并分组讨论，“天问一号”火星探测器在火箭加速上升阶段以及降落伞减速阶段所受合力做功对探测器动能的影响？师生互动：通过总结视频和问题情境内容，对学生进行爱国教育，同时引导学生体会并学习研发人员展现出的使命感、社会责任感和科学精神；引导学生回顾“功”和“动能”等知识点，使学生在对问题的分析及讨论过程中发现外力做功会使物体动能发生改变，从而启发学生对“功”和“动能”改变之间的关系产生疑问和思考，进而引入“动能定理”课程内容。

（二）课程知识点讲授

1.质点动能定理。在任意一个惯性系中,质点所受合力F对质点所做元功为由（5）和（6）式可知，合力对质点所做的功等于质点动能增量，这就是质点动能定理。2.质点系动能定理。我们进一步将质点模型推广到质点系模型，推导质点系动能定理。由上述内容可以给出对动能定理物理意义的理解：动能定理是能量守恒定律的一种具体表现形式，阐明了做功的过程是能量转化的量度，建立起过程量（功）和状态量（动能）之间的联系。

（三）课程小结

教师运用思维导图（见图1）以动能定理为核心主题引导学生进行发散思维，对课程内容进行总结，启发并引导学生在思维导图中所列物理知识点的基础之上继续发散思维、适当联想，关联人生哲理、辩证唯物主义世界观和方法论等思政教育内容，培养学生的世界观、人生观和价值观。

四、“大学物理”课程思政总结

（一）课程引入阶段

通过视频和问题情境的内容使学生了解我国首个火星探测器“天问一号”的名称来由、研发过程、运行历程、研究任务以及重要意义等内容。“天问一号”火星探测任务是中国继“嫦娥系列”月球探测任务后的又一大航天探测工程。其名称中的“天问”源自屈原的长诗《天问》，表达了中华民族对真理追求的坚韧与执着，体现了对自然和宇宙空间探索的文化传承，寓意探求科学真理征途漫漫，追求科技创新永无止境。同时，对研发人员的采访内容展现出了新一代航天人的使命感、社会责任感以及自力更生、严肃认真、艰苦奋斗、无私奉献的科学精神。通过这些内容，使学生了解目前中国在航空航天技术领域所取得的成就，激发学生的爱国主义情怀、国家自豪感和献身科学技术领域的热情，培养学生的科学精神、科学素养和爱国奉献的道德情操[7，8]。

（二）课程小结阶段

如思维导图（见图1）所示，教师引导学生以动能定理为核心主题发散思维、适当联想，可以启发学生发现这一定理及相关物理知识点蕴含的丰富人文社科知识和人生哲理，可以有如下归纳。1.量的积累引起质变。质点动能定理说明了力在空间上的积累（功）会引起质点状态（动能）的变化，这是量的积累引起质变的一种表现形式。量变质变规律是唯物辩证法的基本规律之一，其揭示出量的积累是任何事物发展的必要准备，没有一定程度量的积累，就不能引起事物性质的变化，就不能推动事物的发展[9]。我国古人也对这一规律有着很多精辟的表述，例如《荀子·劝学》中的“故不积跬步，无以至千里，不积小流，无以成江海”。在做事情时，要做好准备工作，脚踏实地、循序渐进，认真做好每个细节，才能达到目标并取得最好的成果。例如，学生在学习“大学物理”课程时，要注重在课下完成课程预习、复习以及作业习题，同时要注意总结发现问题并及时处理问题，通过这些平时的积累并结合课上的认真听讲，才能够有效提高物理知识水平，培养科学素养。2.具体问题具体分析。功是过程量，对于某一运动过程，力对质点做功的值与质点所行经的路径有关。因此，在运用动能定理研究质点经历某一运动过程后动能增量的问题时，我们要对质点具体的运动路径进行具体分析，才能给出正确的答案。此外，物理定律是有适用范围的，我们应该根据不同研究对象具体的性质特征，合理采用适用的物理定律，这样才能顺利地解决问题。比如，牛顿定律能够很好地解决宏观低速物体的动力学问题，但是却不能用来研究微观高速物体的问题。这些事例体现了具体问题具体分析原则在物理学中的应用。具体问题具体分析是辩证方法论的基本原则之一，是辩证唯物主义的一条基本要求和重要原理，是马克思主义的一个重要原则和活的灵魂，是人们正确认识事物的基础，是人们正确解决矛盾的关键。具体问题具体分析要求我们在处理事情时要根据事情不同的情况采取不同的措施，不能一概而论[10]。在“大学物理”的学习以及科学研究过程中，我们要坚持具体问题具体分析的原则，这样才能保证我们能够正确运用所学物理知识解决科学问题。3.团结就是力量。由质点系动能定理并结合当前全国人民共同抗击肺炎疫情的时事背景，可以联想到团结就是力量这一道理。国家可以看作是质点系，而国家中的每位公民则可以看作是质点。2020年初的肺炎疫情严重影响了人们的生产生活，影响了国家的正常发展。面对疫情，全国人民众志成城、团结一致，以各自方式相互协作、共克时艰，就是每个质点在对国家这一大质点系做“正功”，所汇集成的强大“正能量”克服了疫情所产生的影响，使疫情得以有效控制、使复工复产在短时间内实现，为国家的持续健康发展注入强劲的“动能”。由此可见，团结就是力量，团结能够从人民群众凝聚出强大的力量，克服国家发展所遇到的任何阻碍和困难，进而实现中华民族伟大复兴的目标。

五、结束语

本文以动能定理为例，对如何在“大学物理”课程教学中引入课程思政进行了探索与实践。在立足课程本身所要讲授的物理知识基础上，笔者尝试运用PBL教学法和思维导图教学法，将爱国主义教育、科学精神、辩证唯物主义世界观和方法论等思政元素有机地融入教学过程之中，以发挥大学物理教师在思想政治教育中的作用。总而言之，大学物理课程思政建设是一项长期且艰巨的工作，如何更好地将课程思政落实到大学物理课堂教学之中，以保证“立德树人”的教育目标得以实现，还需要每一名物理教师在今后教学实践中不断地钻研与探索。

参考文献

［1］韩宪洲.深化“课程思政”建设需要着力把握的几个关键问题［J］.北京联合大学学报(人文社会科学版),2019,17(2):1-6+15.

［2］朱国贤,谢木标,陈静,湛志华,潘荣楷.无机化学教学中“课程思政”教育的探索与实践［J/OL］.大学化学:1-6［2020-09-15］.

［3］杜明润,李泽朋.提升大学物理课堂教学效果的探讨［J］.教育教学论坛,2020(14):302-304.

［4］张春丽.PBL教学模式在大学物理教学模式中的应用研究[J].教育教学论坛,2017(30):185-186.

［5］杨慧.思维导图在大学物理化学课程教学中的应用探究［J］.课程教育研究,2020(16):168.

［6］李鹏.应用思维导图提高大学物理教学有效性的研究［J］.黑龙江科学,2019,10(1):78-79.

［7］赵昕宇.火星，中国来了！[J].高科技与产业化,2020(08):9.

［8］冯华,刘诗瑶,左潇,王翔宇.“天问一号”启程，我们为什么要去火星［J］.决策探索(上),2020(9):24-25.

［9］张映辉,陈宝玖,殷燕.结合物理实验讲授唯物辩证法的3个典型案例［J］.物理实验,2020,40(3):27-30.

［10］刘凯亚.以马克思主义方法论指导大学生思想政治教育［J］.天中学刊,2020,35(4):152-156.

作者：杜明润 李泽朋 单位：中国民航大学理学院