石家榕

[摘? ? ? ? ? ?要]? 大學(xué)物理課程具有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)邏輯，同時(shí)也蘊(yùn)含著豐富的哲學(xué)邏輯，在應(yīng)用型本科院校中，該課程作為絕大多數(shù)專業(yè)的公共基礎(chǔ)課，具有受眾范圍廣、學(xué)習(xí)時(shí)間長(zhǎng)等特點(diǎn)。因此，在大學(xué)物理課程中融入辯證唯物主義教育、我國(guó)科技成果及科學(xué)家的介紹等思政內(nèi)容，既可以補(bǔ)充本課程內(nèi)容，又能培養(yǎng)學(xué)生正確的自然觀和價(jià)值觀，自然而然地使“顯性教育”和“隱性教育”相結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)立德樹(shù)人的根本任務(wù)。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 大學(xué)物理;課程思政;應(yīng)用型本科院校

[中圖分類號(hào)]? G641? ? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]? A? ? ? ? ? ? ? ? ? ?[文章編號(hào)]? 2096-0603（2022）19-0051-03

習(xí)近平總書記在學(xué)校思想政治理論課教師座談會(huì)上明確提出，教育工作者培養(yǎng)人的目標(biāo)就是要培養(yǎng)社會(huì)主義的建設(shè)者和接班人，同時(shí)指出教育工作者應(yīng)挖掘各類課程以及教學(xué)方式中的思政元素，落實(shí)立德樹(shù)人的根本任務(wù)[1]。教育部進(jìn)一步對(duì)高等學(xué)校建設(shè)課程思政教學(xué)改革提出了具體的實(shí)施綱要，要求在知識(shí)傳授與能力培養(yǎng)的同時(shí)，注重對(duì)學(xué)生價(jià)值觀的引導(dǎo)[2]。近年來(lái)，我國(guó)高等院校積極響應(yīng)國(guó)家號(hào)召，努力探索新時(shí)代的教育改革之道，并逐步推進(jìn)全學(xué)科的課程思政建設(shè)。

物理學(xué)旨在揭示自然界物質(zhì)及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律[3]，并為自然科學(xué)的發(fā)展提供了基礎(chǔ)。辯證唯物主義的自然觀[4]、人類社會(huì)及科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步都離不開(kāi)物理學(xué)的發(fā)展。大學(xué)物理課程是以物理學(xué)基礎(chǔ)為基本內(nèi)容的一門公共必修課，是大部分理工科專業(yè)的先導(dǎo)課程。在以山西能源學(xué)院為例的應(yīng)用型普通本科院校中，2021級(jí)就有共計(jì)57個(gè)專業(yè)，超1770人次，接近90%的學(xué)生需要進(jìn)行為期兩個(gè)學(xué)期共計(jì)128個(gè)課時(shí)的大學(xué)物理課程的學(xué)習(xí)。因此，這門課程不僅具有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)邏輯，還蘊(yùn)含著豐富而深刻的哲學(xué)邏輯，并且在可以與各類理工科專業(yè)相兼容的同時(shí)，又具有較高的覆蓋面，其本身的學(xué)科特點(diǎn)決定了在教學(xué)過(guò)程中與思政教育相融合的高度適配性。

一、課程思政元素的挖掘

在傳統(tǒng)大學(xué)物理教學(xué)中更加注重知識(shí)的傳授和能力的培養(yǎng)，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)并為專業(yè)課的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。但在教學(xué)過(guò)程中，長(zhǎng)時(shí)間、高強(qiáng)度的邏輯分析與推導(dǎo)，容易給學(xué)生留下枯燥無(wú)味的刻板印象，在某種程度上缺乏人文關(guān)懷。

為實(shí)現(xiàn)立德樹(shù)人的根本任務(wù)，豐富大學(xué)物理課程教學(xué)內(nèi)容，吸引學(xué)生積極主動(dòng)地探尋物理奧秘，基于大學(xué)物理的學(xué)科特點(diǎn)，在其與思政教育相結(jié)合的研究和實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，可以從以下三個(gè)方面來(lái)實(shí)現(xiàn)課程思政建設(shè)。

（一）融入辯證唯物主義教育

物理學(xué)中蘊(yùn)含著豐富的辯證唯物主義思想。例如，質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)理論表明了物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的絕對(duì)性與靜止的相對(duì)性。在研究機(jī)械振動(dòng)時(shí)，由于復(fù)雜的機(jī)械振動(dòng)可以分解為若干個(gè)簡(jiǎn)諧振動(dòng)，所以我們重點(diǎn)研究簡(jiǎn)諧振動(dòng)，這充分體現(xiàn)了抓住事物的主要矛盾，分析重點(diǎn)問(wèn)題從而解決問(wèn)題的原則。能量守恒與轉(zhuǎn)換定律表明各種形式的能量可以相互轉(zhuǎn)換，從而揭示了各種運(yùn)動(dòng)形式的多樣性、客觀性以及統(tǒng)一性。同時(shí)結(jié)合電磁場(chǎng)這種特殊物質(zhì)的存在，說(shuō)明物質(zhì)是第一性的，我們不能脫離物質(zhì)而談能量[5]。而電磁場(chǎng)理論的建立，更是辯證唯物主義在自然科學(xué)發(fā)展中的充分體現(xiàn)，其有力地揭示了電磁現(xiàn)象的多樣性和統(tǒng)一性。靜電場(chǎng)的“有源無(wú)旋”特性、磁場(chǎng)的“無(wú)源有旋”特性及電磁感應(yīng)現(xiàn)象表明了電磁現(xiàn)象既對(duì)立又統(tǒng)一，甚至可以相互轉(zhuǎn)化的事實(shí)。從雷電和指南針引發(fā)思考，到麥克斯韋總結(jié)出電磁現(xiàn)象及規(guī)律，并預(yù)言電磁波的存在，最終被赫茲用實(shí)驗(yàn)得以證實(shí)，電磁理論的發(fā)展過(guò)程也證明了實(shí)踐和認(rèn)識(shí)之間的關(guān)系，即物理學(xué)是通過(guò)實(shí)踐、認(rèn)識(shí)、再實(shí)踐、再認(rèn)識(shí)而得以發(fā)展的，在表明了實(shí)踐決定認(rèn)識(shí)的同時(shí)，也說(shuō)明了正確的認(rèn)識(shí)對(duì)實(shí)踐的發(fā)展具有促進(jìn)作用。19世紀(jì)末，在經(jīng)典物理學(xué)被奉為“絕對(duì)真理”的同時(shí)，黑體輻射和邁克爾遜-莫雷實(shí)驗(yàn)這兩朵烏云給經(jīng)典物理學(xué)帶來(lái)了揮之不去的陰影，通過(guò)深入研究，物理學(xué)家們創(chuàng)造性地提出了相對(duì)論和量子力學(xué)，從而進(jìn)一步完善了物理學(xué)，這告訴我們認(rèn)識(shí)具有上升性，螺旋式上升是事物發(fā)展的特點(diǎn)，在表明實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，也告訴我們真理和謬誤既對(duì)立又統(tǒng)一，真理會(huì)被實(shí)踐和認(rèn)識(shí)能力限制，在一定條件下，真理與謬誤可以相互轉(zhuǎn)化。

學(xué)生在思政課上對(duì)辯證唯物主義已經(jīng)有了較為學(xué)術(shù)性的認(rèn)知，而通過(guò)在大學(xué)物理教學(xué)中融入辯證唯物主義的教育，不僅可以加深學(xué)生對(duì)物理學(xué)原理及發(fā)展的深刻認(rèn)識(shí)，還進(jìn)一步加強(qiáng)了學(xué)生對(duì)辯證唯物主義的理解，從而促使其樹(shù)立正確的物質(zhì)觀、自然觀和價(jià)值觀。

（二）融入我國(guó)科技成果的介紹

應(yīng)用型普通本科院校的培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)高級(jí)應(yīng)用型人才，因此，在教學(xué)過(guò)程中，理論知識(shí)的傳授和相關(guān)應(yīng)用的介紹都具有獨(dú)特的價(jià)值。物理學(xué)是科學(xué)技術(shù)的基石，我國(guó)眾多令世人矚目的科技成果都離不開(kāi)物理學(xué)原理的應(yīng)用。大學(xué)物理課程中，在介紹物理學(xué)原理的同時(shí)，可以有機(jī)地融入國(guó)產(chǎn)科技成果的介紹與分析。例如，在力學(xué)中講解變質(zhì)量體系的力學(xué)分析時(shí)融入長(zhǎng)征系列火箭的發(fā)射事例，來(lái)具體分析該系統(tǒng)下的動(dòng)力學(xué)方程[6]。在萬(wàn)有引力定律中融入我國(guó)航天科技的發(fā)展及取得的成果，實(shí)際分析在太空科研領(lǐng)域中萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用。在角動(dòng)量守恒定律中融入我國(guó)武裝直升機(jī)的研制歷程，并以直升機(jī)為例來(lái)分析機(jī)翼與尾槳工作時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)角動(dòng)量的變化情況，也可以融入陀螺儀等器件的工作原理來(lái)具體分析角動(dòng)量守恒的實(shí)際應(yīng)用，并指出我國(guó)在激光陀螺儀方面取得了巨大成就;在電磁學(xué)理論中，通過(guò)介紹我國(guó)古代的四大發(fā)明之一司南、西漢末期《春秋考異郵》中記載的早期摩擦起電現(xiàn)象、北宋沈括還發(fā)現(xiàn)了磁偏角等[7]，來(lái)說(shuō)明我國(guó)古代在電磁學(xué)領(lǐng)域的研究曾走在世界前列。我國(guó)現(xiàn)代的特高壓輸電技術(shù)、電磁彈射、電磁炮、全磁懸浮人工心臟等成就屬于世界領(lǐng)先水平;在光學(xué)領(lǐng)域中，通過(guò)向?qū)W生介紹我國(guó)夏、商、西周時(shí)期的銅制平面鏡、球面鏡及西漢時(shí)期的“透光鏡”，讓學(xué)生知曉我國(guó)歷史悠久、技術(shù)精湛的制鏡技術(shù)。并向?qū)W生介紹早在西周時(shí)期我國(guó)就發(fā)明了“陽(yáng)燧取火”，這在《淮南子》《論衡》等古代著作中都有記載。我國(guó)古代在光的直進(jìn)性、月食、色散、平面鏡成像、球面鏡成像、小孔成像等光學(xué)方面的研究一直處于世界前列。而在現(xiàn)代，F(xiàn)AST射電望遠(yuǎn)鏡、神光裝置、激光聚變、光學(xué)雷達(dá)遠(yuǎn)距離成像等光學(xué)科研及裝置也處于世界頂尖行列;在量子力學(xué)中融入我國(guó)發(fā)射的世界首顆量子衛(wèi)星“墨子號(hào)”等的介紹，來(lái)展示我國(guó)在量子領(lǐng)域“彎道超車”的壯舉。3474C7BE-F1A4-4F47-A922-BC2102D7B2C6

要培養(yǎng)社會(huì)主義未來(lái)的建設(shè)者和接班人，應(yīng)該培養(yǎng)學(xué)生樹(shù)立“知中國(guó)，服務(wù)中國(guó)”的崇高理想。我國(guó)自古以來(lái)就擁有絢爛的文明，雖然近代衰落了一段時(shí)間，但是中華人民共和國(guó)成立后又取得了眾多令世人矚目的科技成果，將這些科技成果有機(jī)地融入大學(xué)物理課程中，在豐富課程內(nèi)容的同時(shí)，更能使大學(xué)物理課程成為增強(qiáng)青年學(xué)生文化自信、科技自信的“助推劑”，從而促使學(xué)生樹(shù)立科研報(bào)國(guó)、科技強(qiáng)國(guó)的信心和志向。

（三）融入我國(guó)科學(xué)家事跡的介紹

在悠久歷史和絢麗文化的歷史長(zhǎng)河中，我國(guó)涌現(xiàn)出了一大批優(yōu)秀的科學(xué)家，他們不僅為我國(guó)科技事業(yè)做出了杰出貢獻(xiàn)，而且在世界科技史上留下了屬于中國(guó)的印記。大學(xué)物理課程中融入這些大師的介紹，在升華課程教學(xué)的同時(shí)，也可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。例如，我國(guó)古代著名科學(xué)家、思想家墨子在《墨經(jīng)》中就有關(guān)于對(duì)幾何光學(xué)的研究記錄，同時(shí)還對(duì)杠桿、滑輪、重心等的研究都有所記錄。在科學(xué)研究的同時(shí)，墨子還提出了“兼愛(ài)”“非攻”“節(jié)葬”“節(jié)約”等觀點(diǎn)豐富和促進(jìn)了我國(guó)思想文化的發(fā)展。東漢思想家王充對(duì)力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、聲學(xué)等的研究都記錄在《論衡》一書中。王充不僅在物理學(xué)方面成就斐然，還對(duì)當(dāng)時(shí)的社會(huì)進(jìn)行了批判，為后來(lái)魏晉的自然派哲學(xué)打下了基礎(chǔ)，極大地促進(jìn)了社會(huì)的發(fā)展。北宋的沈括在《夢(mèng)溪筆談》中詳細(xì)記錄了他對(duì)磁學(xué)、光學(xué)、聲學(xué)等的研究。元代科學(xué)家趙友欽在《革象新書》中詳細(xì)記錄了大量光學(xué)實(shí)驗(yàn)。古代科學(xué)家們?cè)谶M(jìn)行科學(xué)研究的同時(shí)，從未忘記自己的社會(huì)責(zé)任，對(duì)當(dāng)時(shí)的社會(huì)現(xiàn)象也進(jìn)行了關(guān)注和批判，促進(jìn)了社會(huì)進(jìn)步。相較于古代科學(xué)家而言，現(xiàn)代科學(xué)家們則擁有更加強(qiáng)烈的愛(ài)國(guó)主義情懷?！皟蓮椧恍恰惫转?jiǎng)?wù)芦@得者錢學(xué)森，師從著名航天工程學(xué)家馮·卡門，先后于麻省理工學(xué)院、加州理工學(xué)院擔(dān)任教授，這樣一位在美國(guó)可以享受頂級(jí)待遇的科學(xué)家，冒著生命危險(xiǎn)回到祖國(guó)，為我國(guó)的航天科技、導(dǎo)彈技術(shù)的發(fā)展做出了卓越貢獻(xiàn);另一位“兩彈一星”功勛獎(jiǎng)?wù)芦@得者郭永懷，也是放棄國(guó)外優(yōu)厚待遇，投身建設(shè)祖國(guó)，為我國(guó)核武器事業(yè)的發(fā)展做出了極大的貢獻(xiàn)，甚至在生命的最后一刻都在想著怎么把科研絕密文件保護(hù)好;被譽(yù)為我國(guó)“力學(xué)之父”的錢偉長(zhǎng)，他在考入清華大學(xué)時(shí)理科成績(jī)不及格，而在九一八事變爆發(fā)后，毅然決定要從事物理研究，一句“國(guó)家的需要，就是我的專業(yè)”激勵(lì)了一代又一代中國(guó)人。

大多數(shù)物理學(xué)家均有著超乎常人的堅(jiān)毅品質(zhì)，我國(guó)的科學(xué)家不僅敢于直面困難，還能在祖國(guó)需要的時(shí)候勇于擔(dān)當(dāng)甚至為國(guó)犧牲，正是這些科學(xué)家的無(wú)私奉獻(xiàn)，才有了如今國(guó)家的繁榮昌盛，這些愛(ài)國(guó)科學(xué)家應(yīng)該被當(dāng)代青年銘記并成為學(xué)習(xí)的榜樣。講好我國(guó)優(yōu)秀科學(xué)家們的故事，在促進(jìn)課程進(jìn)行的同時(shí)，也能啟發(fā)學(xué)生思考如何在祖國(guó)的建設(shè)中實(shí)現(xiàn)自己的人生價(jià)值，這也應(yīng)該是大學(xué)物理課程落實(shí)立德樹(shù)人根本任務(wù)的重要

一環(huán)。

二、課程思政實(shí)踐舉例

在介紹量子力學(xué)基礎(chǔ)中的實(shí)物粒子的波粒二象性時(shí)，從愛(ài)因斯坦的光量子理論開(kāi)始引入，指出靜止質(zhì)量為零的光子同時(shí)具有波動(dòng)性和粒子性。提出本節(jié)的核心問(wèn)題：靜止質(zhì)量不為零的實(shí)物粒子，如電子、質(zhì)子、中子甚至宏觀運(yùn)動(dòng)物體是否也具有波動(dòng)性，即是否一切物質(zhì)均具有波粒二象性。

針對(duì)這一問(wèn)題，1924年法國(guó)青年博士研究生德布羅意在愛(ài)因斯坦光的波粒二象性的啟發(fā)下，提出一切物質(zhì)都具有波粒二象性的論述，并因此獲得1929年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。在前人的基礎(chǔ)上，德布羅意給出了物質(zhì)的波粒二象性關(guān)系即德布羅意方程：

E=hv （1）

P=（2）

物質(zhì)波的提出顛覆了人們的世界觀，就連愛(ài)因斯坦也將此評(píng)價(jià)為“揭開(kāi)了自然界巨大帷幕的一角”。1927年，戴維孫—革末及湯姆遜在物質(zhì)波的啟發(fā)下，分別通過(guò)電子衍射實(shí)驗(yàn)證明了電子的波動(dòng)性。1967年，約恩還給出了電子單縫衍射及多縫衍射的實(shí)驗(yàn)圖樣，為德布羅意的論述提供了強(qiáng)有力的證明。物質(zhì)波的提出不僅在物理學(xué)界具有里程碑式的重大意義，也蘊(yùn)含著豐富的辯證唯物主義思想。實(shí)物粒子具有波動(dòng)性說(shuō)明世界是物質(zhì)的，物質(zhì)是運(yùn)動(dòng)的，我們不能脫離物質(zhì)而談?wù)撃芰亢蛣?dòng)量。德布羅意的理論是基于愛(ài)因斯坦光量子理論而提出的，證明意識(shí)是社會(huì)歷史和自然界長(zhǎng)期發(fā)展的產(chǎn)物，正確的意識(shí)可以促進(jìn)事物的發(fā)展。戴維孫—革末實(shí)驗(yàn)有力地證明了德布羅意的論述，德布羅意、戴維孫、湯姆孫等人也因此獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，這充分體現(xiàn)了實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。

從普朗克、德布羅意到海森堡、薛定諤，量子力學(xué)被逐漸豐富發(fā)展起來(lái)，而我國(guó)對(duì)量子力學(xué)的研究起步較晚，卻發(fā)展迅速，同時(shí)也涌現(xiàn)出了一大批優(yōu)秀的科學(xué)家。被譽(yù)為“中國(guó)的量子力學(xué)之父”的潘建偉院士，放棄外國(guó)拋來(lái)的橄欖枝，毅然決然地回到祖國(guó)，在中科大組建了自己的實(shí)驗(yàn)室，從事量子信息等方面的研究，在他的帶領(lǐng)下，我國(guó)成功發(fā)射了世界首個(gè)量子衛(wèi)星“墨子號(hào)”，成功研制了世界首個(gè)量子計(jì)算機(jī)，從此我國(guó)的量子技術(shù)彎道超車，處于世界領(lǐng)先地位。潘院士在科研道路上迎難而上、勇于開(kāi)拓、實(shí)事求是的精神值得所有學(xué)者學(xué)習(xí)，同時(shí)他在面對(duì)德國(guó)媒體的采訪時(shí)表示：“我們熱愛(ài)科學(xué)，但我們更愛(ài)祖國(guó)?！敝袊?guó)人的愛(ài)國(guó)主義情懷被體現(xiàn)得淋漓盡致。

三、結(jié)語(yǔ)

如今，我們正處于實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的關(guān)鍵時(shí)刻，高等教育的責(zé)任不僅是要培養(yǎng)國(guó)家所需要的專門人才，還要向青年學(xué)生傳遞正確的價(jià)值觀，引導(dǎo)學(xué)生樹(shù)立扎根中國(guó)、艱苦奮斗的高尚理想。在應(yīng)用型普通本科院校中，大學(xué)物理課程有著豐富的思政元素，在課堂上融入思政教育、講好中國(guó)故事，不僅有利于辯證唯物主義、愛(ài)國(guó)主義教育，還能增強(qiáng)青年人才道路自信和文化自信，而且也豐富了課程內(nèi)容，提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)了大學(xué)物理課程的有效開(kāi)展。為此，學(xué)校和教師都有義務(wù)促進(jìn)課程思政建設(shè)，實(shí)現(xiàn)“顯性教育”和“隱性教育”的有機(jī)統(tǒng)一，切實(shí)做好中國(guó)特色社會(huì)主義教育，完成立德樹(shù)人的根本任務(wù)。

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◎編輯 栗國(guó)花3474C7BE-F1A4-4F47-A922-BC2102D7B2C6