五维度建构富有课程特色的大学物理课程思政

陈真英 孙立萍 谢文彬 谢冰 彭富平

[摘 要]课程思政是新时代党和国家对高等教育提出的新要求。文章针对大学物理课程思政实施难点，以质点动力学教学为例，基于物理事实、物理分析、物理实验，从五个维度建构富有课程特色的大学物理课程思政：一是分析相关高科技应用，强化科技强国、创新兴邦理念;二是讲述物理学家故事， 传递正能量，实现精神引领;三是引入蕴含物理原理和思政主題的生活案例，深化安全纪律法制教育;四是穿插相关物理论辩，塑造学生美好的精神境界;五是充分利用物理实验，培养学生的科学精神和职业素养。从五个维度挖掘思政素材，找准切入点，将思政之“盐”溶入物理教学之“汤”，从而高效实现物理课程的育人价值和功能。

[关键词]课程思政; 大学物理; 课程特色; 五维度;质点动力学教学

[中图分类号] G641 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2022）01-0120-04

课程思政是指挖掘各门课程所蕴含的思想政治教育元素和所承载的思想政治教育功能，融入课堂教学各个环节，实现思想政治教育与知识体系教育的有机统一，实现所有课堂的育人功能、所有教师的育人职责。课程思政是高校落实“立德树人”根本任务，铸就教育之魂的理念创新和实践创新[1]。

一、课程思政是新时代党和国家对高等教育提出的新要求

教育是国之大计、党之大计。高校肩负为党和国家培养人才的重任，是党和国家思想政治工作的前沿阵地和重要端口，是影响和感染青年学子的重要思想平台，是正确理解马克思主义理论的重要渠道。因此，十八大以来，党和国家对高校思政教育建设高度重视，并做出了一系列重大决策部署。

例如，2014年习近平总书记在同北京师范大学师生代表座谈时曾号召全国广大教师要做“有理想信念、有道德情操、有扎实知识、有仁爱之心”的好老师，为发展具有中国特色、世界水平的现代教育，培养社会主义事业建设者和接班人做出更大贡献[2]。由此可见，在教学中渗透思政教育是新时代对教师的要求，是党和国家对教师的要求，是“四有”好教师在教学工作中的具体体现。

习近平总书记在全国高校思想政治工作会议、全国教育大会、学校思想政治理论课教师座谈会等重要会议上，多次强调要加强高校思想政治教育，要抓住教师队伍“主力军”、课程建设“主战场”、课堂教学“主渠道”，让所有高校、所有教师、所有课程都承担好育人责任，使各类课程与思政课程同向同行，形成协同效应，构建“三全育人”大格局[3-5]。

2020年6月，教育部印发的《高等学校课程思政建设指导纲要》号召所有高校深入贯彻习近平总书记关于教育的重要论述和全国教育大会精神，落实“立德树人”根本任务，充分挖掘各类课程思政资源，发挥好每门课程的育人作用，全面提高人才培养质量，有效推进高校课程思政建设。

因此，近年来，各高校紧紧围绕落实“立德树人”这一根本任务，在构建高校思政工作大格局的进程中，开启“破墙”试点，探索在知识传授过程中实现价值引领，将思政工作深刻融入教育教学的全过程和各个环节，实现从“思政课程”到“课程思政”的创造性转化，掀起了课程思政教学改革的热潮。

作为理工专业的基础必修课，《大学物理》同样蕴含育人的功能和价值。大学物理教师肩负教书育人的使命，应义不容辞地投身于大学物理课程思政教学改革，为大学物理教学注入新的生机和活力，为国家培养品学兼优的人才。

二、大学物理课程思政的实施难点分析

目前，与人文社科类课程相比，作为理工科类课程的大学物理，其课程思政工作开展相对比较滞后，实践中存在以下主要困难。

（1）大学物理以自然知识为研究对象，物理知识本身不带有任何政治倾向，具有客观性，因而蕴含的思政教育资源相对不太饱满、隐藏较深且分布零散，需要教师深度发掘，这是实施大学物理课程思政的主要难题。

（2）从大学物理中挖掘出来的思政素材还需要与专业教学有机融合，以达到润物细无声、潜移默化的效果，这无疑进一步加大了大学物理课程思政的实施困难。

（3）大学物理教师的教学任务过重，他们没有足够的时间提升自身的思政水平和思政教育能力，且大学物理教学课时数不断被削减，部分大学物理教师课前缺乏足够的能力和精力来精心设计大学物理课程思政教学，课堂中也无暇顾及课程思政。

（4）课程思政是高校落实“立德树人”根本任务，铸就教育之魂的理念创新和实践创新，目前大学物理课程思政的具体实施策略和实施路径还不太成熟，也不够清晰，还处在探索阶段，没有现成的捷径可走。

（5）少部分大学物理教师“三全育人”理念不足，只专注于讲授物理知识技能，认为思政教育是思政课教师的任务，再加上部分理工科学生对思政内容不感兴趣，忽视思想政治素养的提高。

由于以上五个原因，目前大学物理课程思政教学改革还未全面深入展开。建构富有课程特色的大学物理课程思政是目前大学物理教师所面临的艰巨而又刻不容缓的任务，迫切需要一套切实可行的实施方案。

三、大学物理课程思政的课程特色定位

物理学是研究物质的基本结构、相互作用及其运动规律的科学，它来源于生活、服务于生活，思政教育工作也来源于生活、服务于生活，因而物理教学与思政教育之间存在相融相通之处。大学物理教师只有充分挖掘和利用两者之间的相融相通之处，立足课程特色，有效实施思政教育，才能真正地将大学物理课堂打造成知识传授和价值引领有机结合的良好载体和平台。

大学物理课程思政的课程特色定位主要包含两点：一是大学物理课程思政必须以物理事实、物理分析为基础，要真实可信，不能牵强附会、生搬硬套，切忌专业教育和思政教育 “两张皮”;二是充分发挥大学物理实验的课程思政优势，大学物理实验是深化和实践多种思政观念的最优平台，可充分利用其实施多主题的思政教育。总之，大学物理课程思政必须要基于物理事实、物理分析和物理实验而展开。

四、五维度建构富有课程特色的大学物理课程思政

笔者在多年大学物理教学实践中一直坚持不懈地思考和探索课程思政的可行性方案，获得了一些心得体会。

笔者在开启物理新章节的教学时，一般从五个维度来建构课程思政：一是介绍相关高科技应用，二是讲述、传递物理学家正能量的相关故事，三是引入蕴含物理原理和思政主题的生活案例，四是穿插相关物理论辩，五是发挥物理實验能实践和深化多种思政观念的优势平台作用。从这五个维度出发，挖掘思政素材，找准切入点，不失时机地渗透思政教育，不局限于教材，将历史的、时代的、社会的正能量引入课堂，让学生不仅能学到知识、提升本领，而且能实现人格熏陶、心灵滋养、境界开拓、追求升华，更好地促进学生成长成才。下面笔者以质点动力学教学为例，详细介绍如何通过五维度建构富有课程特色的大学物理课程思政。

维度1：分析相关高科技应用，强化科技强国、创新兴邦理念

每一次物理理论的飞跃都会随之诞生新的科技。高新技术极大地推动了社会经济的发展，也成为当今世界综合国力竞争的制高点。因此，教师在讲授物理理论知识时，可不失时机地介绍与其相关的高科技应用。介绍我国领先的科技，让学生深感自豪;而介绍处于劣势的科技，则会激发学生的责任感和使命感。总之，科技强国和创新兴邦理念会在春风化雨般的科技介绍中被悄然根植于学生的心田。

例如，在教学质点动力学内容之前，笔者首先让学生复习描述质点运动状态的四个物理量（即位矢、位移、速度、加速度），启发学生用这些知识点分析GPS导航定位原理并推导其定位公式。接着给学生介绍导航技术已广泛应用于军事国防、精密授时、汽车导航、大气观测、地理勘探等领域，成为国民经济的支撑技术和国家综合国力的体现;列举美国曾在海湾战争中对伊拉克的交通、电力、通信等枢纽部门使用具有定位功能的导弹进行精准打击，使得伊拉克的交通、电力、通信一夜之间陷入瘫痪[6]，或者介绍1993年的中国“银河号”事件——中国“银河号”货船在印度洋公海正常行驶时，美国为了拦下它，竟然选择关停它附近的GPS，失去GPS导航功能的“银河号”货船只能被别人卡着脖子在海上苦等苦熬整整33天[7]。让学生明白：拥有自主研发的定位科技对国家领土、经济、公共安全是何等重要，大国重器绝不能受制于人，并顺势向学生介绍我国自行研制的北斗卫星导航系统，从中让学生体会到北斗人攻坚克难、奋勇拼搏所取得的举世瞩目的辉煌业绩。

导航技术离不开导航卫星，卫星的升空离不开火箭的发射。笔者在给学生讲授与火箭升空技术联系密切的动量守恒定律时，先启发学生利用动量守恒原理推导火箭在不考虑重力及空气阻力的情况下能达到的最大速度公式（即齐奥尔科夫斯基公式），再让学生依据推导公式分析控制火箭发射速度的关键措施，最后再介绍短短几十年我国火箭技术从单级到多级，从近程到远程，从小到大，从无到有，从一穷二白到跻身世界前列，推动了我国航天技术飞速发展，在提高我国国际地位、维护国家安全等方面发挥了不可替代的作用。总之，通过介绍这些高科技应用可强化学生科技强国、创新兴邦的信念，增强学生的民族自豪感和自信心，激发学生的责任感和使命感，从而使学生端正学习态度，树立远大志向，为报效祖国而努力奋斗。

维度2：讲述物理学家故事，传递正能量，实现精神引领

物理学的发展凝聚着无数物理学家的心血，每位伟大的物理学家的故事无不是一份生动感人的德育素材。物理学家坚持不懈、一丝不苟、实事求是、勇于创新的科学精神，淡泊名利、乐于奉献、大公无私、勤奋执着的崇高品德，恪尽职守、兢兢业业的工作态度及其可歌可泣的爱国故事等，均可潜移默化地塑造学生美好的精神境界[8]。因此，教师在介绍物理原理定律时，可给学生讲述相关物理学家的感人故事，以此感染和激励学生，并传递正能量，实现精神引领。

例如，在讲解牛顿运动定律时，笔者给学生讲述了创立微积分和经典力学的物理学家、数学家牛顿的故事。笔者讲述牛顿过于专注实验而把怀表当成鸡蛋来煮的趣事来教育学生对待学习要热爱专注[9] ;讲述疫情期间牛顿勤奋钻研的故事：1665年，一场可怕的瘟疫在英国伦敦流行，大学被迫停课，当时23岁的牛顿只能回到乡下庄园里，他在家呆了整整18个月，而在居家隔离的这段时期牛顿的发明创造达到了顶峰，在这段时期里，他潜心钻研开普勒、阿基米德、伽利略等前辈的论著，并发明了微积分，发现了牛顿运动定律、万有引力定律以及光的色散规律等（牛顿一生中最伟大的几个成就）[10]，以此教育学生要感恩新冠疫情期间克服各种困难并用心血和生命守护我们的医护人员、人民警察等，激励学生在疫情期间即使宅在家里也应努力提升能力、蓄积力量、学好本领，将来报效祖国。

又如，在讲授利用动量守恒原理推导火箭最大速度公式并顺势介绍我国火箭技术后，可给学生讲述“中国航天之父”“火箭之王”钱学森的故事，以此教育学生要热爱祖国、乐于奉献。钱学森从小热爱祖国，热爱科学，后到美国留学，成为当时世界一流的火箭专家。新中国成立后，他毅然放弃美国优渥的生活和先进的科研条件，积极要求回国参与建设，一度受到美国的阻挠和迫害，五年后他终于回到祖国。他长期担任中国火箭、导弹和航天器的技术领导职务，为国家做出了杰出贡献，曾获“国家杰出贡献科学家”称号和“两弹一星”奖章，被誉为人民科学家。钱学森对党和国家的热爱、忠诚和奉献的崇高精神值得我们学习[11] 。

维度3：引入蕴含物理原理和思政主题的生活案例，深化安全纪律法制教育

物理源于生活，又应用于生活，当代物理的影响已经遍及人类活动的各个领域。日常生活中总能找到许多同时蕴含物理原理和思政主题的生活案例，教师可利用物理原理分析其内在的本质和可能引发的后果，并在此基础上开展思政教育，让学生心悦诚服地认同、接受，并遵守相关的法制纪律。

例如，在教学质点动量及动量定理时，笔者引入备受社会关注的“东莞高空坠落的苹果砸伤女婴”这一真实案例，引导学生结合案例利用动力学知识计算分析为什么高空坠落的苹果会对人体造成致命的伤害，然后设计相关题目让学生训练：若案例中苹果的质量为0.25 kg，它从30楼坠落击中地面行人的要害部位，设每层楼高约3.0 m，苹果所受空气阻力与其速度的平方成正比，其比例系数为0.0016，试计算此苹果撞击人体前瞬间的速度和动量，并结合计算数据分析高空抛物的危害。从广泛关注的真实案例出发，引导学生分析苹果的受力，依据牛顿第二定律列出苹果下落的运动微分方程，然后用分离变量法计算出苹果的速度与下落高度之间的关系式，并由此计算出苹果撞击人体前瞬间的速度和动量，最后依据计算结果强调说明高空坠落的苹果即使质量较小，但落地时速度（v）很大，动量（p）很大，再加上与人体的撞击时间（[Δt]）又很短，依据动量定理，苹果对人体的打击力（F）将会很大，因此会对人体造成致命的伤害。法律规定：高空坠物造成人身伤亡和重大财物损失等严重后果会涉及犯罪，被追究刑事责任。因此，我们一定要杜绝此类行为发生。

又如，讲授牛顿运动定律时，笔者结合生活设计如下练习题：我国高速公路最高车速限制为120 km/h，设某人驾车正以此速度沿平直高速公路行驶，刹车时轮胎与路面的摩擦系数约为0.7，司机反应时间约0.5 s。请计算此车行驶时的安全车距。汽车原来的速度v0=120 km/h≈33.3 m/s，反应时间t1=0.5 s，汽车做匀速直线运动的位移为s1=v0t1=33.3×0.5 m=16.7 m。汽车刹车后做匀减速直线运动，滑行时间为t2=[Δva=0-33.3-0.7×9.8]≈4.8（s），汽车刹车后滑行的位移为s2=v0t1+[12]a[t22]≈79.9 （m），所以汽车行驶时的安全车距为s=s1+s2=16.7 m+79.9 m=96.6 m。考虑到人的反应时间存在区别等其他因素，《中华人民共和国道路交通安全法》规定：机动车在高速公路上行驶，车速超过每小时100公里时应与同车道前车保持100米以上的距离。雨天路滑，摩擦因素减小，若要确保不发生追尾事故，则必须适当降低行驶速度或增加跟车距离。这种让学生亲自动手利用物理原理分析计算，用科学数据来解释高空抛物的危险以及造成追尾事故的根本原因的做法，能让学生心悦诚服地认同并接受有关高空抛物、保持车距、限速行驶等法制纪律的约束。这样的教学，在讲解物理知识的同时开展高效的法制教育，能让学生深刻理解制定法制纪律的根本原因，从而对法制纪律条款有深刻的认同感。学生一旦懂得法制纪律背后的“理”，就会在社会生活中自觉遵纪守法，维护社会的安全稳定。

维度4：穿插相关物理论辩，塑造学生美好的精神世界

探索宇宙和征服自然的物理学发展历程中，出现了许多蕴含丰富思政元素的论辩，物理教师可适时将相关论辩穿插在物理知识的讲解中，这样既可缓解枯燥的理论学习带来的压力，又可感染和激励学生，塑造学生美好的精神境界。

例如，在讲授质点角动量定理和角动量守恒定律时，笔者先让学生利用此原理分析为什么地球在近日点的速度比远日点的速度大，接着引入有关天体宇宙结构和运行的两种学说（地心说与日心说）之间的论辩。“地心说”主张地球是宇宙的中心，太阳、月亮和行星都在各自圆形轨道上围绕地球运转。“地心说”曾是神圣不可侵犯的教条，而布鲁诺、伽利略、哥白尼等依据实验观测提出的“日心说”则主张太阳才是宇宙的中心，地球和其他行星围绕太阳运转。“日心说”在当时被视为异端邪说，哥白尼、伽利略、布鲁诺等天文学家都或多或少遭到教会的迫害，布鲁诺甚至被活活烧死。但后来事实证明“日心说”是正确的，300年后罗马教皇公开宣布为伽利略平反。通过了解这段物理学史上的论辩，学生会被伽利略、布鲁诺、哥白尼敢于挑战权威、坚持真理的精神深深打动，并认识到理论源于实践，不管经历多少艰难曲折，其正确性必须以实践检验为标准，从而树立了马克思主义认识论的基本观点。这些有趣震撼的物理论辩，能带给学生崇高美好的心灵体验，有助于塑造学生美好的精神境界。

维度5：充分利用物理实验，培养学生的科学精神和职业素养

大学物理实验是蕴含思政元素最丰富的实践平台，拥有实施課程思政的独特优势。大学物理教师要以物理实验知识技能为载体加强思政教育，使学生的实验技能及思政水平同时得到融合提升，同时培养学生的科学精神和职业素养。例如，笔者在教学碰撞实验前精心准备，确保实验场地干净整洁舒适，仪器摆放规整，设备性能正常，并提前15分钟在实验室等候。这何尝不是教师以身作则，展示良好的服务意识、对工作精益求精的体现。实验前，笔者要求学生做好预习并完成预习报告，没有预习报告的一律不准进实验室，以此培养学生做事有计划、有准备的习惯。学生的实验数据必须通过审核，若发现有伪造数据的则进行严厉处罚，以此培养学生实事求是和诚信的品德。实验过程中笔者演示并反复强调要安全规范地操作，以免让滑块掉落地上损坏仪器，以此来强化学生的安全规范操作意识。要求学生在实验过程中不要随意走动、讲话，实验结束后要拔掉电源，保持仪器规整，桌面干净整洁，拖鞋摆放整齐，以此让学生养成讲规矩、守纪律的好品德。对实验过程中协作和谐、实验效率高的小组进行表扬并给予加分，以此培养学生的团结协作能力，促进学生树立大局意识。在实验误差范围内，学生的实验数据与动量守恒原理一致，说明动量守恒定律的正确性，据此进一步向学生说明理论必须接受实践检验的马克思主义哲学观。让学生仔细分析实验误差的来源，并提出减小实验误差的措施，以此培养学生开拓创新的精神。总之，物理实验课程在培养学生科学精神、创新意识、实践能力方面具有其他课程不可替代的作用。通过物理实验课程学习所获得的能力和素养，是学生今后胜任任何领域工作所需要的优秀特质[12]。因此，教师要充分发挥大学物理实验这个实践平台的独特作用，对学生进行科学方法、科学精神等方面的严格训练，在实践中培养学生求真务实、团结协作、乐于奉献、锲而不舍、开拓创新等优秀品质，使学生成为一名具有良好科学素养和人文素养的应用型人才。

综上，在开启每一章节的物理教学时，教师应深度挖掘思政素材，不失时机地渗透思政教育，将科技强国、创新兴邦、发奋图强、报效祖国、乐于奉献、攻坚克难、严谨求实等多种美好思政理念根植于学生心田，将思政之“盐”溶入物理教学之“汤”，从而有效实现物理课程的育人价值和功能。

总之，大学物理课程思政任重道远，需要教师继续探索和实践，不断挖掘积累课程思政素材，不断在教学中有机融入思政教育，为国家培养品学兼优的人才。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 许瑞芳.一体化视角下高校课程思政建设的四个维度[J].中国高等教育，2020（8）：6-8

[2] 习近平.做党和人民满意的好老师[N].人民日报，2014-09-10（2）.

[3] 张烁.把思想政治工作贯穿教育教学全过程 开创我国高等教育事业发展新局面[N].人民日报，2016-12-09（1）.

[4] 张烁.坚持中国特色社会主义教育发展道路 培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人[N].人民日报，2018-09-11（1）.

[5] 张烁.用新时代中国特色社会主义思想铸魂育人   贯彻党的教育方针落实立德树人根本任务[N].人民日报，2019-03-19（1）.

[6] 诺顿，谢瑞夫，布莱特，等.特别的人民，特别的国家：美国全史[M].黄少婷，译.上海：上海社会科学院出版社，2018.

[7] 杨文鹤.二十世纪中国海洋要事[M].北京：海洋出版社，2003.

[8] 陈真英，孙立萍，杨昌亿，等.立德树人视域下大学物理课程中的思政资源探析[J].西部素质教育，2018（22）：1-2，5.

[9] 周海霞.世界数学名人精选[M].长春：吉林出版集团有限责任公司，2014.

[10] 杨澍清.物理学简史[M].兰州：甘肃人民出版社，2017.

[11] 万春锦，张汉卿.科学家故事文库：钱学森的故事（上）[M].长春：时代文艺出版社，2009.

[12] 陈真英，谢冰，谢文彬，等.立德树人格局下大学物理课程实施课程思政的特色优势研究[J].高教学刊， 2019（21）：61-63.

[责任编辑：黄春香]

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