《大學(xué)物理》課程思政典型案例

《大學(xué)物理》課程思政典型案例一、課程基本情況“大學(xué)物理”的內(nèi)容涵蓋力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)和近代物理學(xué)五大部分，講授質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)、質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)、動(dòng)量、能量、剛體轉(zhuǎn)動(dòng)、振動(dòng)和波動(dòng)、狹義相對(duì)論、熱力學(xué)、靜電場(chǎng)、靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)、電流和穩(wěn)恒磁場(chǎng)、電磁感應(yīng)、波動(dòng)光學(xué)和量子力學(xué)基礎(chǔ)等。（一）課程目標(biāo)與定位基于學(xué)校“一流特色研究型大學(xué)”的戰(zhàn)略定位和人才培養(yǎng)目標(biāo)對(duì)“大學(xué)物理”課程的具體要求，以及學(xué)生的具體情況，課程始終堅(jiān)持“價(jià)值引領(lǐng)、知識(shí)傳授和能力培養(yǎng)”三位一體的教學(xué)理念，以“掌握物理學(xué)知識(shí)體系和規(guī)律，體悟科學(xué)思維和方法，培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)和能力”為課程的知識(shí)目標(biāo)，以“物理認(rèn)知模型的構(gòu)建、物理方法的訓(xùn)練和物理精神的養(yǎng)成”為課程的情感與價(jià)值目標(biāo)；將“唯物主義世界觀與物理學(xué)研究問(wèn)題的方法和手段相結(jié)合”，構(gòu)建學(xué)生正確的世界觀、人生觀和價(jià)值觀。要求學(xué)生掌握物理學(xué)基本原理、基本規(guī)律和知識(shí)體系，具備科學(xué)認(rèn)知能力，主動(dòng)傳承物理文化，為學(xué)習(xí)專業(yè)課程、開展科學(xué)研究和從事工程技術(shù)儲(chǔ)備物理學(xué)知識(shí)。（二）課程思政目標(biāo)設(shè)計(jì)從物理學(xué)認(rèn)知方法出發(fā)，將唯物主義世界觀與物理學(xué)研究問(wèn)題的方法和手段相結(jié)合，將物理認(rèn)知模型的構(gòu)建、物理方法的訓(xùn)練和物理精神的養(yǎng)成相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生正確的世界觀、人生觀和價(jià)值觀，主動(dòng)傳承物理文化（1）用好靜止和運(yùn)動(dòng)、作用和反作用、吸引和排斥、正和負(fù)、膨脹和壓縮、冷和熱、穩(wěn)定和衰變、有序和無(wú)序、連續(xù)性和量子性、正物質(zhì)和反物質(zhì)、裂變和聚變、波粒二象性等課程中普遍存在的辯證唯物主義案例，培養(yǎng)學(xué)生的辯證唯物主義世界觀。（2）通過(guò)對(duì)物理學(xué)家的科研經(jīng)歷以及物理學(xué)史的介紹，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)、實(shí)事求是和刻苦鉆研的科學(xué)態(tài)度和工作作風(fēng)，點(diǎn)燃學(xué)生的求知、創(chuàng)新和探索熱情，幫助學(xué)生確立科學(xué)的世界觀。（3）通過(guò)對(duì)和諧、簡(jiǎn)明、相對(duì)和均衡等物理學(xué)特有的美學(xué)特征的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用美學(xué)觀點(diǎn)來(lái)欣賞、發(fā)現(xiàn)內(nèi)在的科學(xué)規(guī)律，從而提高學(xué)生認(rèn)識(shí)和研究自然科學(xué)及其規(guī)律的能力，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)審美觀。（4）通過(guò)視頻、動(dòng)畫、課堂演示實(shí)驗(yàn)和線上課程等手段，確保學(xué)生在整個(gè)教學(xué)活動(dòng)過(guò)程中的主體地位，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和求知欲，鼓勵(lì)學(xué)生自我發(fā)現(xiàn)與創(chuàng)新，調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性和發(fā)展后勁。（三）教學(xué)資源建設(shè)考慮到當(dāng)代大學(xué)生和“混合”教學(xué)所共有的“數(shù)字化”特征，課程從2017年開始推出“混合式”教學(xué)改革，為使“混合”教學(xué)更有針對(duì)性，在經(jīng)過(guò)“本地化”的超星平臺(tái)上，建成了大學(xué)物理（上）和大學(xué)物理（下）兩門具有“校本”特征的在線開放課程。二、課程評(píng)價(jià)及改革成效課程的線上課程建設(shè)、線下課堂教學(xué)和“混合”教學(xué)模式得到了校外專家、學(xué)校督導(dǎo)、校院領(lǐng)導(dǎo)和學(xué)生的充分肯定。（一）校外專家給線上課程給予了高度評(píng)價(jià)海量的課程資源彰顯課程團(tuán)隊(duì)對(duì)教育教學(xué)工作的熱愛，詳實(shí)的講授視頻符合新時(shí)代全民“終身學(xué)習(xí)”的需要，自制教學(xué)視頻為在線課程建設(shè)提供了很有價(jià)值的示范，“立體化”課程資源為受眾提供了豐富的學(xué)習(xí)資料，課程內(nèi)容全面，資源豐富，特色鮮明，是一門高質(zhì)量在線開放課程。（二）學(xué)校督導(dǎo)和校院領(lǐng)導(dǎo)給給出了全優(yōu)評(píng)價(jià)課程的線下教學(xué)得到了學(xué)校教學(xué)督導(dǎo)和校院領(lǐng)導(dǎo)的充分肯定，近兩個(gè)學(xué)期以來(lái)，先后有四名校、院領(lǐng)導(dǎo)和教學(xué)督導(dǎo)觀摩了“大學(xué)物理”課堂教學(xué)，無(wú)一例外地給出了全優(yōu)評(píng)價(jià)。（三）學(xué)生對(duì)課程教學(xué)給出了絕對(duì)認(rèn)可我校2020級(jí)電子信息類的一名學(xué)生這樣說(shuō)：線上，裴老師耐心仔細(xì)地講解每個(gè)知識(shí)點(diǎn)，線下，裴老師引導(dǎo)我們復(fù)習(xí)線上知識(shí)，引導(dǎo)推敲每個(gè)公式的來(lái)歷，每位同學(xué)都深深熱愛這門課程和裴老師。（四）課程線上用戶給出了一致好評(píng)2018年以來(lái)，課程先后在中國(guó)大學(xué)MOOC和學(xué)銀在線平臺(tái)上線運(yùn)行，累計(jì)選課人數(shù)近4萬(wàn)人，訪問(wèn)次數(shù)逾500萬(wàn)次，線上用戶自發(fā)對(duì)課程做出了一致好評(píng)評(píng)價(jià)。三、教學(xué)單元（康普頓效應(yīng)）的課程思政教學(xué)設(shè)計(jì)康普頓效應(yīng)是《大學(xué)物理（下）》近代物理學(xué)部分的一個(gè)知識(shí)點(diǎn)?？灯疹D效應(yīng)證明了光量子假設(shè)的正確性，在量子論的發(fā)展過(guò)程中起著重要作用，康普頓本人因?yàn)閷?duì)“康普頓效應(yīng)”的貢獻(xiàn)而獲得了1927年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。（一）課程思政元素挖掘在康普頓效應(yīng)的確認(rèn)中，我國(guó)近代物理學(xué)的“開山鼻祖”吳有訓(xùn)先生做出了舉足輕重的貢獻(xiàn)，可以說(shuō)，是吳有訓(xùn)先生的15種元素散射實(shí)驗(yàn)消除了學(xué)界對(duì)康普頓效應(yīng)的質(zhì)疑，使得康普頓效應(yīng)從發(fā)現(xiàn)到獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)只用了4年時(shí)間，也正因?yàn)橄壬呢暙I(xiàn)，學(xué)界甚至有人提出將康普頓效應(yīng)命名為“康普頓-吳有訓(xùn)效應(yīng)”，也正因?yàn)橄壬呢暙I(xiàn)，在先生獲得博士學(xué)位后，康普頓希望先生能留下來(lái)做他的助手。但是，面對(duì)榮譽(yù)的誘惑，先生始終將自己擺在康普頓助手的位置，公開反對(duì)“康普頓-吳有訓(xùn)效應(yīng)”的提法；面對(duì)康普頓的挽留，先生毅然選擇了回國(guó)，在國(guó)家災(zāi)難深重的時(shí)刻，創(chuàng)辦西南聯(lián)大，在國(guó)民黨迫害進(jìn)步師生的時(shí)候，全力保護(hù)，這一切，都是對(duì)學(xué)生進(jìn)行愛國(guó)、敬業(yè)、謙虛、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)日n程思政教育的活教材。（二）課程思政目標(biāo)設(shè)計(jì)（1）通過(guò)講述我國(guó)近代物理學(xué)的奠基人吳有訓(xùn)先生在康普頓石墨散射實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，為證明康普頓效應(yīng)的普遍性，陸續(xù)做了多達(dá)15種物質(zhì)的X射線散射實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的“敬業(yè)”精神。（2）通過(guò)講述吳有訓(xùn)先生的研究工作對(duì)康普頓效應(yīng)的巨大貢獻(xiàn)，但從不將自己與康普頓相提并論，并公開反對(duì)“康普頓-吳有訓(xùn)效應(yīng)”的提法，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度、謙虛謹(jǐn)慎的治學(xué)精神和為人處世的坦蕩胸懷。（3）通過(guò)講述吳有訓(xùn)先生在條件十分艱苦的環(huán)境下創(chuàng)辦西南聯(lián)大，在國(guó)難深重的日子里，堅(jiān)持教育救國(guó)；在擔(dān)任南京大學(xué)校長(zhǎng)期間，堅(jiān)決抵制國(guó)民黨反動(dòng)派迫害青年學(xué)生，并以出國(guó)擺脫校長(zhǎng)職務(wù)；以及在全國(guó)即將解放之際重新回國(guó)，并為新中國(guó)的教育和科研貢獻(xiàn)畢生力量等事跡，培養(yǎng)學(xué)生的愛國(guó)思想。（三）對(duì)課程目標(biāo)的思政貢獻(xiàn)對(duì)課程認(rèn)識(shí)論、方法論的貢獻(xiàn)“康普頓效應(yīng)”按照“實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象介紹，應(yīng)用前人提出的新的物理學(xué)理論解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，再通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)確證理論”的邏輯開展教學(xué)，具有鮮明的“實(shí)驗(yàn)-理論-實(shí)驗(yàn)”的認(rèn)知論特征，是對(duì)課程能力目標(biāo)中“通過(guò)對(duì)物理現(xiàn)象的觀察、分析和對(duì)物理量的學(xué)習(xí)，加深對(duì)物理學(xué)原理的理解，進(jìn)一步鞏固和提高基本的物理學(xué)知識(shí)和物理學(xué)理論”的貢獻(xiàn)。在對(duì)知識(shí)點(diǎn)的講授中，將桌面上小球碰撞的直觀模型與微觀領(lǐng)域“光子”與微觀粒子的碰撞作類比，化繁為簡(jiǎn)，化抽象為形象，達(dá)到對(duì)抽象問(wèn)題的形象理解，是對(duì)課程能力目標(biāo)中“通過(guò)建立和應(yīng)用物理學(xué)理想模型，培養(yǎng)在解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)能根據(jù)實(shí)際需求去次抓主，化繁為簡(jiǎn)的科學(xué)處理問(wèn)題的能力”的貢獻(xiàn)。在知識(shí)點(diǎn)的講授中，通過(guò)應(yīng)用動(dòng)量守恒，能量守恒等經(jīng)典物理學(xué)知識(shí)，以數(shù)學(xué)為工具，推導(dǎo)得出“康普頓散射公式”，體現(xiàn)出數(shù)學(xué)在解決物理問(wèn)題中的應(yīng)用，是對(duì)課程能力目標(biāo)中“通過(guò)高等數(shù)學(xué)在解決物理問(wèn)題中的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理學(xué)理論和數(shù)學(xué)工具，計(jì)算、分析和研究物理學(xué)一般問(wèn)題的能力”的貢獻(xiàn)。在知識(shí)點(diǎn)的講授中，首先是對(duì)“康普頓散射”實(shí)驗(yàn)裝置的介紹，然后是對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的介紹，接著是應(yīng)用啟發(fā)式教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用理論知識(shí)解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，這些都是對(duì)課程能力目標(biāo)中“通過(guò)教學(xué)中豐富的物理學(xué)現(xiàn)象，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)和研究物理問(wèn)題的興趣，培養(yǎng)對(duì)事物的洞察和研究能力”的貢獻(xiàn)。對(duì)課程情感與價(jià)值觀的貢獻(xiàn)康普頓效應(yīng)有力支持了“光的波粒二象性”理論，“光的波粒二象性”是人們?cè)趯?duì)光的“波動(dòng)性”和“粒子性”之爭(zhēng)中所形成的一個(gè)新理論，是辯證認(rèn)識(shí)光的本性的結(jié)果，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，“光的波粒二象性”也是現(xiàn)階段的相對(duì)真理，人們對(duì)光的本性的認(rèn)識(shí)勢(shì)必將深入下去，這些內(nèi)容本身就是對(duì)課程情感價(jià)值目標(biāo)中“用波粒二象性等課程中普遍存在的辯證唯物主義案例，培養(yǎng)辯證唯物主義世界觀”的貢獻(xiàn)。我國(guó)近代物理學(xué)的奠基人吳有訓(xùn)先生對(duì)康普頓效應(yīng)做出了卓越貢獻(xiàn)，通過(guò)介紹吳有訓(xùn)先生的成就和先生謙虛謹(jǐn)慎、愛國(guó)敬業(yè)等事跡，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是，謙虛謹(jǐn)慎和愛國(guó)敬業(yè)等社會(huì)主義核心價(jià)值觀，是對(duì)課程情感價(jià)值目標(biāo)中“通過(guò)對(duì)物理學(xué)家的科研經(jīng)歷以及物理學(xué)史，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)、實(shí)事求是和刻苦鉆研的科學(xué)態(tài)度和工作作風(fēng)，點(diǎn)燃學(xué)生的求知、創(chuàng)新和探索熱情，幫助學(xué)生確立科學(xué)的世界觀”的貢獻(xiàn)。（四）教學(xué)過(guò)程與方法知識(shí)點(diǎn)“康普頓效應(yīng)”的“混合”教學(xué)過(guò)程由線上學(xué)習(xí)、線上首輪測(cè)試、課堂教學(xué)、參與討論+線上二輪測(cè)試和章總結(jié)測(cè)試組成。從時(shí)空序列來(lái)看，“五輪混合激勵(lì)”分課前、課中和課后三大環(huán)節(jié)，其中課前、課后在教室外完成，課中在教室內(nèi)完成，每一個(gè)環(huán)節(jié)都設(shè)置了相應(yīng)的教學(xué)目標(biāo)。從課程運(yùn)行效果來(lái)看，每一輪激勵(lì)都是對(duì)艾賓浩斯遺忘曲線走勢(shì)的一次改變，有效提升了學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度?？灯疹D效應(yīng)教學(xué)反饋（一）學(xué)生線上學(xué)習(xí)知識(shí)點(diǎn)的具體情況反饋通過(guò)訪問(wèn)課程后臺(tái)數(shù)據(jù)，學(xué)生對(duì)知識(shí)單元的“任務(wù)點(diǎn)”完成情況一目了然，在“講授視頻”和“知識(shí)點(diǎn)過(guò)關(guān)測(cè)試”后各有一個(gè)“膠囊條”，通過(guò)這里面的百分?jǐn)?shù)了解到班級(jí)學(xué)生對(duì)任務(wù)點(diǎn)的完成率，可以通過(guò)進(jìn)一步的操作，知道哪些同學(xué)沒有還沒有完成任務(wù)點(diǎn)，進(jìn)而精準(zhǔn)發(fā)布“督學(xué)”通知。（二）學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的“個(gè)性化”學(xué)習(xí)特征反饋課程平臺(tái)會(huì)把每一個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)記錄下來(lái)，比如這里的“觀看時(shí)長(zhǎng)”，就是對(duì)“個(gè)性化”學(xué)習(xí)的直觀體現(xiàn)。分析“康普頓效應(yīng)”的線上學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，班級(jí)學(xué)生用時(shí)最長(zhǎng)的86.3分鐘，用時(shí)最短的13分鐘。我們對(duì)學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)做分段統(tǒng)計(jì)，得到各區(qū)段學(xué)生的分布情況，我們可以清晰地看到，學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解存在明顯的“個(gè)性化”需求，而“混合”教學(xué)滿足了這種需求。（三）學(xué)生在視頻學(xué)習(xí)中表現(xiàn)出來(lái)的問(wèn)題反饋瀏覽“學(xué)生觀看視頻的具體情況”可以看到，在不同位置，學(xué)生的觀看次數(shù)不同，觀看次數(shù)越多說(shuō)明學(xué)生理解起來(lái)越困難，我們隨機(jī)選擇幾名學(xué)生的“視頻觀看情況”，如果大家都在相同的位置出現(xiàn)了多次觀看，那這里就是“康普頓效應(yīng)”的教學(xué)“難點(diǎn)”。（四）學(xué)生在線上測(cè)試中存在的問(wèn)題反饋打開“康普頓效應(yīng)”的過(guò)關(guān)測(cè)試就可以看到，這一知識(shí)點(diǎn)共有12道測(cè)試題目，各道題目的正確率一目了然。我們將正確率低于80%的題目在課堂教學(xué)中集中講授。教學(xué)特色與創(chuàng)新正是因?yàn)槲覀儗?duì)“大數(shù)據(jù)”等信息化手段的創(chuàng)新應(yīng)用，在課程建設(shè)中所秉持的“校本”理念，在教學(xué)實(shí)施中所創(chuàng)造的“五輪”模式，讓我們的“混合”教學(xué)形成了鮮明的特色：（一）提出并踐行教學(xué)視頻制作的“平民化”理念首先，我們認(rèn)為，要普及信息化教學(xué)，一線教師要具備基本的視頻采編技能，為此，我們自拍、自剪教學(xué)視頻，零成本完成了課程教學(xué)視頻的制作，而且視頻將主