格物致知——大学物理实验课程思政教学探索与实践_吴丽君.pdf

第 35 卷第 6 期大学物理实验Vol35 No62022 年 12 月PHYSICAL EXPEIMENT OF COLLEGEDec2022收稿日期:2022-08-24基金项目:教育部 2021 年第二批产学合作协同育人项目(202102569009);沈阳理工大学 2020 年沈阳理工大学“课程思政”专项课题 物理实验;2021 年度沈阳理工大学虚拟教研室建设项目“物理与光电创新实验虚拟教研室”;2020 年辽宁省一流本科课程 物理实验;2020 年沈阳理工大学一流本科课程 物理实验 建设项目文章编号:1007-2934(2022)06-0143-04格物致知 大学物理实验课程思政教学探索与实践吴丽君(沈阳理工大学 理学院，辽宁 沈阳110159)摘要:为实现中华民族伟大复兴，我国高等教育的重大任务是培养德智体美全面发展的社会主义事业建设者和接班人。做好各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应，是培养德才兼备、全面发展人才的需要。沈阳理工大学在大学物理实验课程中开展了将“格物致知”精神引入课堂的课程思政教学探索与实践。本文阐述了在该课程教学过程中各教学环节与“格物致知”精神、思政教育有效融合的教学案例。为实现课程思政在大学物理实验课程教学中的实践贡献力量。关键词:立德树人;课程思政;大学物理实验;实践探索;格物致知中图分类号:O 73文献标志码:ADOI:1014139/jcnkicn22-12282022060292016 年，习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上讲话指出，“教育强则国家强。高等教育发展水平是一个国家发展水平和发展潜力的重要标志。实现中华民族伟大复兴，教育的地位和作用不可忽视。对高等教育的需要比以往任何时候都更加迫切，对科学知识和卓越人才的渴求比以往任何时候都更加强烈。”培养德智体美全面发展的社会主义事业建设者和接班人是我国高等教育的重大任务。“坚持正确政治方向”、“立德树人”是高校教育的立身之本。把政治思想工作贯穿于高等教育的课堂教学过程中，并遵循思想政治工作规律，遵循教书育人规律，遵循学生成长规律，在教学改革过程中不断加强，不断提高提升思想政治教育亲和力和针对性，满足学生成长发展需求和期待，需要高校教师不断探索和实践。高校教师要坚持教育者先受教育，努力成为先进思想文化的传播者、党执政的坚定支持者，更好担起学生健康成长指导者和引路人的责任1。高等教育过程中的实践教学环节是培养创新型人才的重要环节。作为高等教育中实践教学的入门课程，大学物理实验课程是一门面向各理工科专业二年级学生开设的、独立的、必修公共基础课程。沈阳理工大学开设的大学物理实验课程，以讲授物理思想、实验方法为主导，通过实践训练为媒介，在培养学生基本的科学素养和基本实验技能的基础上，强化学生的工程意识，突出学生独立实验的能力和运用所学知识解决给定问题的能力的培养。课程中实验项目的设置包含四个不同类型的模块建设，包括基础实验、综合实验、设计实验、创新实验四个模块。这些模块建设既能满足我校学生和对外开放授课的需要，又能兼顾我校专业特色建设的需要;同时根据学生的知识水平、专业特点和兴趣爱好，为学生搭建以兴趣为导向、有利于自由探索、个性发展的实验教学平台，培养学生实践能力和创新能力，为国家培养高素质应用型人才奠定坚实的基础。大学物理实验课程是大学生进入高等教育阶段后能够进行系统实验训练的开端，其教学内容覆盖面积广泛，授课学生数量庞大，涵盖学生专业多样化。大学生正处于培育其人生观、世界观、价值观和科学素养的最佳时期。良好的开端是成功的一半，从大学生进入系统实验训练伊始，在大学物理实验课程中“润物细无声”地引入思政教育元素，充分发挥课堂教学的主要作用，有效结合线上慕课，小组讨论等形式的辅助教学手段，把思想政治工作贯穿于实验课程教学全过程，把培育和践行社会主义核心价值观有机融入到整个课程体系，实现全程育人，全方位育人，实现培养学生实践能力和对学生进行价值引领的有机结合2。1发挥课程思政中教师的主导作用物理学本质上是一门实验科学，物理实验与大学物理等课程密切相关。物理实验是科学实验的先驱，体现了大多数科学实验的共性，在实验思想、实验方法以及实验手段等方面是各学科科学实验的基础。大学物理实验课程以讲授物理思想、实验方法为主导，通过实践训练为媒介，在培养学生基本的科学素养和基本实验技能的基础上，强化学生的工程意识，突出学生独立实验的能力和运用所学知识解决给定问题的能力的培养。教师是课程建设的主导者，肩负着引领学生实践的每一步。在课程实施的每一环节中又都蕴含着丰富的思政元素。开展以学生为主体、融合课程教学目标的课程思政教育，就需要任课教师制定课程思政教育目标，挖掘各个教学环节的课程思政元素，引导学生积极参与3。以课程教学目标为基础，设计课程思政教学目标:课程教学目标一:通过对实验现象的观察、分析及其测量，学习物理实验知识，加深对物理学原理的理解;注重创新实践、突出个性发展，努力培养面向生产第一线的高素质应用型人才。设计课程思政目标一:引导学生树立科学的试验态度，深刻理解用辩证的方法看待事物，进行马克思辩证唯物主义教育。要抓住青年学生人生观、价值观、世界观形成的最佳时期，引导学生成为一个拥护中国共产党、拥护社会主义，爱国爱党、遵纪守法，有高尚品格、有扎实学识、有创新思维、乐于奉献祖国的社会主义接班人。课程教学目标二:培养与提高学生的科学实验能力，其中包括自行阅读实验教材或资料，弄懂实验原理，掌握仪器的基本构造及其使用方法，运用已学的理论，对实验现象进行初步分析，正确地记录、处理数据，画好实验曲线，说明实验结果，写出合格的实验报告，逐步完成设计性、创新性实验等。设计课程思政目标二:注重学生探究精神和创新意识的培养，努力实现学生知识、能力、素质的协调发展。增强学生的科学实验素质。要求学生具有理论联系实际和实事求是的科学作风、严肃认真的工作态度、主动研究的探索精神和遵守纪律、爱护公共财产的优良品德;2格物致知，强化课程思政中学生的主体作用在教学过程中，教师是设计者和组织者，学生实践者。对于大学物理实验课程，充分发挥学生的主体作用，通过自主实践，格物致知，体会推动人类不断进步的物理学原理和科学技术的发现、发明过程，“润物细无声”般地将课程思政目标融合到实验教学的课程目标中，实现课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应。21在教学环节上加强学生主体作用，挖掘思政元素大学物理实验课程的基本教学环节包括:在线 SPOC 平台的课前预习，撰写预习报告，课堂实验，记录数据，课后的数据处理，总结实验内容，撰写实验报告，在线 SPOC 平台的课后讨论、拓展实验设计。能够挖掘每一教学环节中可利用节点进行思政教育，是实现课程思政教育的关键点。在思政课程的改革过程中，任课教师充分利用每一环节，引导学生自主挖掘思政元素。在教学环节中的举例:(1)在线 SPOC 平台的课前预习教学环节中，增加扩展阅读和查阅资料环节，由教师根据实验内容提供相关物理实验过程历史材料，并提出让学生根据提供信息查阅相关资料，引导学生进行深入思考，总结前人成功经验，科学方法，做好课堂发言讨论的准备。此环节，以教师为主导，以问题为向导，以学生为主体，循迹历史，思考未来，实现思政理念融合教学过程。(2)在课堂教学环节中，以小组为团队进行实验是培养学生团队合作精神的有效手段。在这一形式基础上，增加各团队间讨论交流，由教师引导学生根据其他团队小组介绍的资料发表自己团队的观点，可引领学生以多视角看问题，扩展学生创新思维，开拓学生视野，同时深化思政元素。(3)在线 SPOC 平台的课后讨论教学环节中，扩展了学生讨论交流的范围。大学物理实验课是全校各工科专业开始的公共基础课，在线 SPOC平台面对全校学生开放，是一个各专业学生可以互动交流的公共平台。这样，不同专业的学生，以441大学物理实验2022 年不同的知识背景和不同的视角在平台上进行互动，增加了学生看问题，看世界角度，更客观的分析问题。这正是思政理念中辩证唯物主义和历史唯物主义的科学思维方式。22在教学内容上加强学生主体作用，挖掘思政元素大学物理实验课程的教学内容以验证基本物理、测量基本物理量和设计创新实验为主。学生在实验过程中，学习各种实验方法，体会物理原理、方法产生的过程，物理现象发现的过程，同时也可能遇到各类问题。教师要根据教学具体内容，抓住可以融入思政元素的切入点4。教学内容融入思政元素举例如表 1 所示。表 1教学内容融入思政元素教学内容思政映射与融入点预期成效物理实验的数据处理把该领域的最新发展、新应用引入课堂。培养创新精神，提高科学素养。频率电压相移的测量从实验数据真实性说起引用汉芯造假新闻等反面事例。培养学生诚信做人、诚实做事、实事求是的工作作风。地磁场的测量地磁场是一种天然资源，在地球科学、航空航天、国防建设、接受党的领导有重要作用。善于总结人民群众在实践中创造的新鲜经验。用超声驻波像测定声速声速是声波参数之一，讲述声波是水中探测物体唯一有效物理量，让学生讨论随着我国舰船数量增加，声波参数测量需求增长迅速，从而提高学生测量声波参数积极性。学生实验操作热情提高。迈克尔逊干涉仪的应用通过讲授逊干涉仪的结构，解释一百多年前的设备能够测量万分之一毫米的精度数据，让学生体会工匠精神。学生实验操作认真程度提高。光电效应的研究与应用通过讲授光电效应实验设计思路，解释一百多年前的物理学家的创造性思维，让学生体会创新思维对科技发展的重要作用。掌握新方法，新技术，培养自主创新意识和爱国主义情怀。全息照相细节决定成败，严谨的实验过程。提高了实验成功率，培养了严谨的科学实验态度。晶体电光调制的研究与应用本实验光的折射率有关。关于光的折射现象与研究，历史上，托勒密、斯涅耳、费马等科学家进行了多个实验，并提出了相关理论。培养学生科学精神，探索创新精神。塞曼-法拉第磁光效应的研究与应用本实验与磁场有关。1820 年丹麦科学家奥斯特发现把通电直导线放在水平方向静止的小磁针上，小磁针发生偏转，说明受到磁力作用，表明电流周围存在磁场。培养学生科学精神，探索创新精神。混沌原理的研究与应用混沌原理是一种高新技术，在地球科学、航空航天、国防建设、具有重要作用。掌握新方法，新技术，培养自主创新意识和爱国主义情怀。LED 性能研究与应用通过引用中国 LED 照明产品产量和应用规模是世界第一的数据，引导学生思考 LED 器件发展过程，激发学生学习热情。学生学习热情提高，实验仪器利用率提高。半导 体 材 料 电 学 性 能研究通过讲述 2020 年 9 月 15 日华为芯片被断供事件，让学生讨论半导体芯片核心技术受制于人的状况，激发学生学习半导体知识热情。学生实验操作热情提高。太阳 能 电 池 综 合 性 能测试简述我国太阳能电池产业现状，让学生讨论发展趋势，从而激发学生学习动力。研究热情提高。设计测量金属材料的杨氏弹性模量杨氏弹性模量是各种工程结构选用材料的主要依据之一，说明物质决定意识，建立正确的辩证唯物主义世界观。向学生讲解党认识问题、分析问题、处理问题遵循的根本原则和思想基础就是物质决定意识。直流电桥的设计与应用本实验与电力相关。2008 年，广东大雪，高压线上全都是厚厚的积雪与冰柱。电力工人冒着巨大危险，爬上高压线上，用工具清理积雪与冰柱。培养学生爱国，爱集体，吃苦耐劳，无私奉献，积极向上的精神。设计用热电传感器测量温度2003 年 10 月 15 日，我国的神州五号飞船载着杨利伟飞入太空，这是举国振奋的消息。在神州五号飞船上具有很多重要的传感器装置。例如:压力传感器、温度传感器、角度传感器、光电传感器等。培养 学 生 用 于 探 索，爱 国 向 上 的精神。541第 6 期吴丽君:格物致知3结语大学物理实验课程是高等教育中理工科各专业学生开始实践能力培养的开端。良好的开端是成功的一半，充分发挥大学物理实验课程思政教学的作用，助力于深化马克思主义理论教育，培育学生一生成长的正确的科学的思想政治观念。在教学过程中，教师是将课程思政融入教学环节的主导者，学生是践行主体，