“量子力学”课程思政教学改革与实践

王琦 曹文斌 鲁启鹏

［摘 要］ 现代高等教育教学的改革与目标对“量子力学”课程的思想政治教育改革提出了新要求。从课程教学与思想政治育人目标、课程思政着力点、课程思政具体融入路径等方面提出了“量子力学”课程思政教学改革的具体措施及实践方式，通过课程思政案例设计，力争实现“课程承载思政，思政寓于课程”的相融相和，引导学生形成辩证唯物主义世界观和方法论，增强学生的爱国情怀和民族自豪感，激发个人使命感和担当精神，树立投身科研、材料报国的理想信念。

［关键词］ 量子力学；课程思政；教学改革

［基金项目］ 2020年度北京科技大学课程思政特色示范课程建设项目“量子力学C”（KC2020SZ26）；2020年度北京科技大学本科教育教学改革项目“基于雨课堂智慧教学工具的‘量子力学C混合式教学改革”（JG2020M05）；2022年度北京科技大学第四批精品在线开放课程建设项目（KC2022ZXKF08）

［作者简介］ 王 琦（1988—），女，山东威海人，博士，北京科技大学材料科学与工程学院副教授，主要从事热管理材料的结构设计及应用研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A［文章编号］ 1674-9324（2023）18-0045-04［收稿日期］ 2022-06-27

2016年12月，习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上强调：“要坚持把立德树人作为中心环节，把思想政治工作贯穿教育教学全过程。”［1］2021年4月，习近平总书记在清华大学考察时强调：“我国高等教育要立足中华民族伟大复兴战略全局和世界百年未有之大变局，心怀‘国之大者，把握大势，敢于担当，善于作为，为服务国家富强、民族复兴、人民幸福贡献力量。”［2］由此可见，课程思政建设已经成为我国新时代高等教育教学改革的重中之重。教师在开展课程教学时必须坚持以立德树人为己任，全面重视课程的思想政治教育职能，深入挖掘课程中蕴含的思政元素，争取将专业知识、学科优势转化为育人资源，实现知识传授和价值引领的统一［3］。

本文以北京科技大学无机非金属专业的学科平台课程“量子力学”为研究对象，开展课程思政教育的改进革新与探索实践，树立知识传授与价值观塑造紧密结合的教学理念，达到全面育人的目的。通过改进教学方案，以润物无声的形式将远大的理想追求和正确的价值观念潜移默化地传递给学生，使他们在了解微观世界粒子运动规律时，世界观、人生观和价值观也得到快速塑造。

一、课程教学与思想政治育人目标

量子力学是现代物理的两大支柱之一，在物理、化学、生物等诸多领域都有着广泛应用。“量子力学”作为无机非金属材料专业的学科基础必修课，对本专业本科人才培养起着至关重要的作用。通过学习该课程，学生可以理解微观世界粒子运行的基本规律，掌握量子力学的基本概念、原理和方法，了解量子力学在半导体、生物信息等前沿领域的应用，初步具备应用量子力学原理和计算方法解决实际材料问题的能力。

“量子力学”课程思政的目标是全面落实立德树人的根本任务，深入挖掘该课程中所包含的思政元素，把思想政治教育多角度、多方面贯穿到教学的全过程，引导学生形成辩证唯物主义世界观和方法论，激发爱国情怀，增强个人使命感和担当精神，树立为祖国繁荣昌盛努力奋斗的理想信念，培养创新意识和实践能力。

二、课程思政着力点

“量子力学”是一門学科基础理论课程，传统授课模式具有重理论而轻思想政治教育的教学特点。如何寻找学生的兴趣点，有的放矢地挖掘本课程的思政元素，进行课程思政教学改革是本课程教学的一大难点［4］。本文通过寻找“量子力学”课程思政的着力点，探索出一条适合无机非金属材料专业“量子力学”课程教学特点的课程思政新途径。

（一）改变传统授课模式，实现专业知识教学与思想政治教育的有机融合

对学生而言，量子力学是一个全新的体系，其解决问题的方法与经典物理体系相去甚远，且教学内容存在大量的物理公式及数学推导，过于强调理论的传统授课模式较为枯燥乏味，学生普遍感觉教学内容抽象深奥且难以理解。如何改变传统“量子力学”授课模式，进行课程思政改革已成为“量子力学”教学改革的重点。但课程思政并不是机械地在专业课程中加入思想政治教育内容，而是以“量子力学”课程专业知识教学为载体，设定适宜的思想政治育人要求，深入挖掘专业课中的思政元素，在专业知识传授和能力培养的同时开展对学生的价值引领和思想道德教育，其最终目标是实现专业课程教学与思想政治教育的相融相和［4-5］。

（二）开展多维度多要素的课程思政建设，达到全面育人的教学目的

课程思政教育需要全面贯穿整个“量子力学”课程建设，在教学的各个环节实现“课程承载思政，思政寓于课程”的相融相和。在设定教学目标时，应全面考虑课程的思想政治教育目标和能力培养要求；在教学方案设计和施行过程中，要深入思考具体知识点能否融入思想政治教育、怎样融入思想政治教育；在教学评价环节，设置可体现思想政治教育成效的特色化多维度评价指标，从而实现知识传授、能力培养与价值塑造的统一。

（三）课程思政与教学改革契合，采用多种教学手段实现寓教于乐的教学效果

改革教学方法和教学手段，通过在课堂教学中引入实例、播放视频、将公式概念图形化、提问和互动讨论等多种形式，借助翻转课程、混合式教学等多种手段，采用专题活动等多种方式将量子力学知识与课程思政有机结合，增强授课内容的趣味性，激发学生学习的动力与热情，以境触人，以情感人，达到寓德于教和寓教于乐的效果。典型教学过程包括：引入“穿墙术”实例，探讨宏观隧穿的可能性，营造轻松活跃的课堂氛围，同时引导学生形成严谨科学的治学态度；讲授约瑟夫森结、潜艇探测等量子隧穿前沿应用，理论与实践结合，提高学生的学习兴趣，同时鼓励学生将个人志向与国家重大需求结合，为中华民族伟大复兴贡献自己的力量。

三、課程思政的具体融入路径

专业课程思政教学的重要切入点之一，就是将思政元素融入课程教学，尤其是重要知识点讲解之中［6］。本文通过深入挖掘量子力学各知识点与思政元素间的关联点与融入点，开展课程思政设计，从而将思想政治教育潜移默化、润物无声地融入“量子力学”课程的讲授过程。通过树立价值塑造与知识传授密切结合的教学理念，实现全面育人的教学目的。本课程典型的课程思政教学案例设计如表1所示，采取的课程思政措施主要体现在以下四个方面。

（一）强化物理思想，培养学生的辩证唯物主义世界观和方法论

量子力学是研究微观粒子运动规律的一门学科，教学内容中包含着丰富的唯物辩证思想。在教学过程中应注意加强微观世界与宏观世界的对比和联系，帮助学生利用概率统计的原理，理解微观粒子的波粒二象性、不确定关系、态叠加原理等基础知识，借助启发式、互动式等教学手段，使学生掌握量子力学中蕴含的物理规律。利用现象与本质的哲学原理，理解“结构决定性质，性质反映结构”的科学事实，引导学生运用辩证唯物主义的世界观和方法论看待和解决问题，实现寓道于教。此外，不同的量子理论之间存在严格的逻辑联系，在主线串联下形成了系统的知识框架和完整的课程结构。在讲授中，应加强介绍量子力学的建立背景、建立方式及实践检验过程等，重点突出与展示物理思想的自然和谐统一，以及采用类比假设的研究方法，使学生对量子力学知识点产生高度认同感，同时培养科学精神，提高科学素养。

（二）深挖量子力学发展史中的大师精神，实现价值引领

量子力学波澜壮阔的发展史串起了一串熠熠生辉的“珍珠”，而每粒“珍珠”就是一位科学大师。科学先驱们大无畏的创新精神和开拓性的曲折探索历程，组成了巨大的知识宝库，将量子力学与大师精神结合起来，可以让学生从宝库中获取强大的力量。如介绍普朗克挣脱经典物理的桎梏，求真务实的科研历程，引领学生站在巨人肩膀上，树立远大抱负，为人类发展做出贡献；讲述玻尔面对经典权威，敢于尝试探索、勇于突破创新，使学生感受创新精神和创新意识的重要性，同时使学生分析和解决问题的能力得以提高；再如用两位不到25岁的大学生提出电子自旋理论的案例，鼓舞学生树立积极乐观的人生态度，面对未知与艰难险阻不懈奋斗，一往无前。通过深挖量子力学发展史中的大师精神，让学生认识并体会到正确的人生观和价值观的重要性，树立积极的价值取向。

（三）讲好量子力学中国故事，厚植学生的爱国主义情怀

中华民族有着悠久的历史文化和显著的物理成就，量子力学的辉煌发展离不开我国科学家的辛勤努力。通过讲述白春礼院士、潘建伟院士等中国科学家在量子力学领域的卓越贡献，突出其无私奉献、勇于攀登的科研精神，有助于增强学生对于量子力学或其他学科的学习热情，激励学生不懈奋斗，培养学生的爱国精神。以量子力学的发展史和概念顺势引导学生做人做事，以前辈对祖国与科学无私奉献的大无畏精神，激发学生的文化自信，鼓励学生学习我国科学家的爱国情怀和不朽人格，树立科研报国、服务人民的远大志向，为实现中国梦提供精神力量。

（四）将量子力学与国家重大需求结合，引导学生树立科研报国之志

量子力学作为现代物理的重要组成部分，已经成为众多现代高新技术的理论基础，并深入应用到多种前沿科技中。在授课过程中深挖量子力学在军事、半导体、航天等我国高科技领域中的典型应用，进一步引申科技强国战略，引导学生将个人理想与国家需求相统一，从量子力学层面重新认识我国国情，培养学生的爱国情怀与爱国精神，激励学生作为新一代有为青年走好新时代长征路，给学生种下科研报国的种子，激励学生将爱国情怀与报国之志融入平时的学习生活中，为建设社会主义现代化强国、实现中华民族伟大复兴矢志不渝，不懈奋斗。

结语

本文从课程教学与思想政治育人目标、课程思政着力点、课程思政具体融入路径等方面提出了“量子力学”课程思政教学改革的具体措施，力争在教学各环节实现课程教学与思想政治教育相融合。将思政元素与量子力学知识点相结合，不仅可以在极大程度上培养和提高学生的科学素养、创新精神与实践能力，还可以激发学生爱国爱家、科研报国的情怀。本文可为相关课程思政教学改革提供借鉴，并探索出一条适合材料类专业“量子力学”课程教学特点的课程思政改革新路径。

参考文献

［1］习近平在全国高校思想政治工作会议上强调 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）.

［2］习近平在清华大学考察时强调坚持中国特色世界一流大学建设目标方向为服务国家富强民族复兴人民幸福贡献力量［EB/OL］.（2021-04-19）［2022-05-27］.https：//baijiahao.baidu.com/s？id=1697473252412259416&wfr=spider&for=pc.

［3］高德毅，宗爱东.从思政课程到课程思政：从战略高度构建高校思想政治教育课程体系［J］.中国高等教育，2017（1）：43-46.

［4］武继江.量子力学课程思政教育教学探索［J］.教育现代化，2019，6（25）：178-181.

［5］刘鹤，石瑛，金祥雷.课程思政建设的理性内涵与实施路径［J］.中国大学教学，2019（3）：59-62.

［6］薛庆国，臧勇.北京科技大学课程思政案例选编［M］.北京：冶金工业出版社，2020：1.

Teaching Reform and Practice on Curriculum Ideology and Politics of Quantum Mechanics Course

WANG Qi， CAO Wen-bin， LU Qi-peng

（School of Materials Science and Engineering， Beijing University of Science and Technology，

Beijing 100083， China）

Abstract： The reform and objectives of modern higher education teaching have put forward new requirements for Quantum Mechanics Course. This paper puts forward the methods and ways from the aspects of the objectives of curriculum teaching， the focus of curriculum ideology and politics， and the specific integration path. The integration of ideological and political education and professional knowledge is achieved through course design. Ultimately， students will be guided to form a dialectical materialist worldview and scientific methodology， enhance their patriotism and national pride， stimulate their sense of personal mission and commitment， and establish the ideal belief of devoting themselves to scientific research and serving the country.

Key words： Quantum Mechanics; curriculum ideology and politics; teaching reform