《大學(xué)物理》課程中思政元素的實(shí)施探索

《大學(xué)物理》課程中思政元素的實(shí)施探索摘要我們組建了課程思政工作小組，共同確定了突出科學(xué)精神與人文情懷、視野與態(tài)度的課程思政特色，在小班研討式教學(xué)中采取“潤物細(xì)無聲”的教學(xué)方式，在“大學(xué)物理”課程教學(xué)中貫徹思政教育。如大學(xué)物理課程中“狹義相對論”這一節(jié)，通過層層遞進(jìn)的討論問題，引導(dǎo)學(xué)生從狹義相對建立過程中體驗(yàn)“懷疑一證據(jù)一創(chuàng)新”的科學(xué)研究方法。關(guān)鍵詞大學(xué)物理；課程思政；狹義相對論在全國高校思想政治工作會議上，提出的“高校思想政治工作關(guān)系高校培養(yǎng)什么樣的人、如何培養(yǎng)人以及為誰培養(yǎng)人”的觀點(diǎn)把高校思政教育的重要性上升到了一個新的高度［1-3］。抓好高校思想政治工作陣地建設(shè)，關(guān)鍵就是抓住課程和課堂這個主陣地，用好教學(xué)這個主渠道。物理學(xué)是研究物質(zhì)運(yùn)動最一般規(guī)律和物質(zhì)基本結(jié)構(gòu)的學(xué)科，也應(yīng)用于生產(chǎn)技術(shù)的各個部門，是自然科學(xué)的許多領(lǐng)域和工程技術(shù)的基礎(chǔ)?！按髮W(xué)物理”課程面向高等工科院校各種專業(yè)學(xué)生，而其旨在培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會用科學(xué)的思想方法分析問題和解決問題的能力，因此“大學(xué)物理”課程在從事思政教育具有先天的優(yōu)勢［4,5］。而目前許多“大學(xué)物理”任課教師對課程教學(xué)中融入思政教育的認(rèn)識不足，由于長期形成的教學(xué)習(xí)慣，在傳播物理知識的同時卻忽略了對學(xué)生進(jìn)行思政教育的熏陶，且無法準(zhǔn)確的把握“大學(xué)物理”缺乏思政教育的切入點(diǎn)。教師們常常通過介紹科學(xué)家的事跡來實(shí)現(xiàn)思政教育，但這種方法過于單一。針對物理課程教學(xué)中的現(xiàn)狀，我院成立了“課程思政工作小組”，并組建了大學(xué)物理“課程思政”的教學(xué)研究團(tuán)隊(duì)全面保障大學(xué)物理“課程思政”建設(shè)，我們對大學(xué)物理課程教學(xué)融入思想政治教育的有效途徑進(jìn)行了探索和初步實(shí)踐。1大學(xué)物理思政教育思路設(shè)計(jì)為了在面向全校理工科學(xué)生的“大學(xué)物理”課程中有機(jī)、高效地融入思政元素，促進(jìn)物理知識與工程技能，研究過程和研究方法，國際視野與愛國主義情懷，以及情感態(tài)度價值觀目標(biāo)的四維統(tǒng)一，大學(xué)物理課程的思政教育培養(yǎng)目標(biāo)旨在突出科學(xué)精神與人文情懷、視野與態(tài)度的課程思政特色。以“潤物細(xì)無聲”的方式開展大學(xué)物理的“課程思政”建設(shè)，把握好在大學(xué)物理課程的思想政治教育時機(jī)和陣地。大學(xué)物理“課程思政”的基本建設(shè)思路如下：1）根據(jù)“大學(xué)物理”課程內(nèi)容積極挖掘教學(xué)內(nèi)容，尋找思政教育與“大學(xué)物理”課程的結(jié)合點(diǎn)，積累大學(xué)物理課程的思政素材。2）設(shè)計(jì)開展大學(xué)物理“課程思政”的教學(xué)環(huán)節(jié)，編寫教案和講義。充分利用課件、教材、視頻、動畫、參考文獻(xiàn)等多種教育載體，采用講解、課堂討論、網(wǎng)絡(luò)精品課程、大學(xué)生在線開放課程等多種方式來實(shí)現(xiàn)大學(xué)物理課程中的思想政治教育。3）通過考核和學(xué)生自評、互評方式來評價大學(xué)物理思政學(xué)習(xí)效果。2大學(xué)物理“課程思政”的教學(xué)實(shí)踐一一以狹義相對論為例1905年阿爾伯特?愛因斯坦創(chuàng)立了狹義相對論?！蔼M義”表示它只適用于慣性參考系。狹義相對論有兩條基本假設(shè)：狹義相對性原理和光速不變原理。狹義相對論的時空觀體現(xiàn)為長度收縮、時間膨脹等相對論效應(yīng)。由于狹義相對論誕生于光學(xué)和電磁學(xué)的經(jīng)典理論的矛盾之中，通過對經(jīng)典時空觀的質(zhì)疑，建立新假設(shè)、尋找新證據(jù)的研究方式，最終形成以自然科學(xué)為基礎(chǔ)的物質(zhì)、運(yùn)動、時間和空間的辯證統(tǒng)一。因此，狹義相對論是在大學(xué)物理課程中融入課程思政元素的一個很好的切入點(diǎn)，旨在引導(dǎo)學(xué)生從狹義相對建立過程中體驗(yàn)“懷疑一證據(jù)一創(chuàng)新”的科學(xué)研究方法。采用講授和小班研討的方式進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐，要求同學(xué)討論課前閱讀相關(guān)文獻(xiàn)，課后撰寫讀書報(bào)告。課堂講授在講座課堂上，我們采取了歷史的觀點(diǎn)介紹狹義相對論。通過介紹狹義相對論的歷史建立背景，引出相對論的兩條基本假設(shè)。在課堂上引導(dǎo)同學(xué)們重現(xiàn)愛因斯坦的思維實(shí)驗(yàn)，用光來測量，以克服日常生活經(jīng)驗(yàn)的局限性，加深對基本概念的理解。1）思維實(shí)驗(yàn)1:驗(yàn)證同時的相對性兩個觀察者（慣性系），觀察同時發(fā)出的閃電（光）。事件的同時性取決于觀察者。兩獨(dú)立事件的時序可能顛倒，但相關(guān)事件的時序和因果關(guān)系不能顛倒。2）思維實(shí)驗(yàn)2:驗(yàn)證時間膨脹效應(yīng)太空飛船中同地發(fā)出和接受光的時間間隔，用飛船時鐘和地球時鐘測得的結(jié)果不同。時間膨脹效應(yīng)，或稱為運(yùn)動的時鐘更慢，“鐘慢”。3）思維實(shí)驗(yàn)3：驗(yàn)證長度收縮效應(yīng)飛船從地球飛向火星。選取地球參照系和選取飛船參照系測得的地球一火星距離不同。長度收縮效應(yīng)，即運(yùn)動的物體沿運(yùn)動方向縮短了，“尺短”。小班研討討論1：如何理解電磁波的傳輸速度為常數(shù)且為c?該結(jié)果與經(jīng)典的時空觀矛盾體現(xiàn)在哪?由麥克斯韋方程組得電磁波的波動方程學(xué)_（1）可得真空中電磁波的波速光速為常數(shù)的困惑在于：建立麥克斯韋方程組的支撐實(shí)驗(yàn)定律不依賴特別參考系。?以太假設(shè)：光常數(shù)c相對絕對固定于絕對靜止的以太物質(zhì)上;?課后文獻(xiàn)閱讀：以太假設(shè)的提出、發(fā)展及否定。討論2:在光速不變和對稱性原理指引下，給出狹義相對論時空觀的數(shù)學(xué)描述。如圖1所示，在任意時刻，S系中o點(diǎn)的坐標(biāo)為x=0而S'系中o'點(diǎn)的坐標(biāo)為x'+ut'=0由線性要求可得：x=Y(u)(x'+ut')再考察?！c(diǎn)的坐標(biāo)，由對稱性原理得x'=Y(-u)(x-ut)Y(u)=Y(-u)再考慮光速不變原理得限制，有x=ct,x'=ct'得到，洛倫茲坐標(biāo)正變換為由對稱性原理可得，洛倫茲坐標(biāo)逆變換H'+ 'y=￡討論3:如何理解相對論時空觀與牛頓時空觀的關(guān)系？兩套理論的使用條件？洛倫茲坐標(biāo)變換為土=，工：￡二 ⑸\f1—U-/cZ在極限條件u?c時,有回到伽利略坐標(biāo)變換：x'二x-ut洛倫茲變換在低速極端條件下與牛頓時空觀相統(tǒng)一；依研究問題的精度確定使用牛頓力學(xué)還是狹義相對論。討論4:玻爾對應(yīng)原理?新理論一定包含舊理論不能包含的新概念；?任何新理論在一定極端條件下都應(yīng)回到舊理論中去。3結(jié)語大學(xué)物理“課程思政”是全面推進(jìn)高校思想政治工作的重要一環(huán)。我校開展