孙 磊 陈绍敏 郭 伟

（福州大学至诚学院，福建 福州 350001）

当代大学物理课程的教学与思政教育相结合目前存在几点不足之处：首先是课程设计并没有关于结合思政教育的详细计划；其次，教师、学校对大学物理课程结合思政方面的意识不强；第三，教师专业受限，是物理类专业的教师没有受过专业的思政教育，不懂得如何在教学中进行相关的思政教育；另外，课程思政教育方法比较单一。目前解决的办法主要有以下几点：首先是以建设特色社会主义为目标、以社会主义核心价值观为导向，制定适合本校教学理念的思政教育目标；另一方面从创新教学方法入手：比如，不仅可以通过介绍物理学家的典型事例，让学生爱上科学、崇尚科学；更要让学生了解国内科学领域的先进技术成果，增强学生的爱国主热情和民族自豪感；将基本原理和定理与人生中的道理相结合，引发学生在日常中学习课本知识；此外，通过将理论知识融入现实生活，鼓励学生创新设计、发明创造；还可以采取探讨型教学和开放型课堂相结合，［1］培养学生良好的物理思维。

一、思政元素的概念

社会主义核心价值观思政元素，顾名思义，即思想政治教育元素，［2］大概涉及认识观、真理观、实践论、方法论，从德育角度即对学生“知、情、意、德”四大要素的统一整合，而马克思主义哲学体现了科学的认识观、真理观和方法论，科技强国教育渗透了最强有力的的实践论，而实践论又蕴含着新时代的工匠精神。当然，思政元素远不止这些，广义上含括了所有弘扬中华优秀传统文化、优良品质、社会主义核心价值观等正能量内容。实施课程思政，［3］要运用德育的学科思维，从专业或基础课程内容中挖掘蕴藏在深层次的思想精髓和人文价值，提炼出与认识观、真理观、实践论、方法论有关形象具体的教学素材，在灌输知识过程中提升到精神层面的导向，通过案例分析、思维树立、精神渗透的相辅相成作用，构建“知、情、意、德”一体化的德育教学体系。在教授专业或基础课程中要善于挖掘这些育人元素，从课程的基本知识点出发，转化为与这些知识点相关联的思政元素，从而实现塑造学生品格、品行、品味的目标。课程思政的实质是对课程体系的升华，从课程知识到文化基因，对学生的思想政治素养及综合素养影响重大。

二、大学物理融入思政元素与工匠精神培育的关系

大学物理在内的任何基础学科都包含三组元素，第一组元素包括原则、基本概念和定律，它们共同构成了一门学科的核心。第二组元素代表核心的各种应用元素，如解决问题、建模和解释各种自然现象和实验室实验，构成了该学科的主体。然而，学习者更容易从外围的第三类元素获取知识，而渗透其中的即是思政元素。如果说通过第一组元素的学习，学生获得了理论上的知识，能够成为一名学者。那么通过第二组元素的学习，能够使学生在实践动手和应用能力上获得提高，最终将成为一名具有技能的“工匠”。然而，通过第三组元素学习，学生在学习新理论和操作技能的同时提升自我综合素养，树立正确的人生观、价值观；在了解科学技术前沿的同时，学生感受到科学技术的推陈出新给社会带来的种种负面效应，最终成为一名具有社会责任感和高尚精神的“工匠”。如果说物理核心和主体决定了物理学的学科，而思政元素的增加将学科升级为学科文化的地位。因此，大学物理教学应该将外围的物理教学定性为学科导向，而教学结合外围思政内容，建立不同领域元素之间的交流融合，呈现思想政治及文化教学。传统大学物理教学能够培育出理论和技能兼备的“工匠”，而这种有意识地融入思政元素的大学物理教学必将导致有民族灵魂、有民族精神的“工匠”的诞生。而这也正是建设具有工科特色和区域影响力的高水平、高质量、有特色的教学研究应用型大学的育人目标。

三、工匠精神培育：大学物理融入思政元素的具体路径

虽然大学物理知识结构包括了核心、主体和外围三大领域，但是在当前流行的物理教学中经常忽略外围所渗透的思政元素的贡献，只重智而不重德。下面以力学章节教学为例，阐述教学融入思政元素从而实现工匠精神培养的策略，重点在马克思主义哲学原理和科技强国教育的渗透。

（一）以马克思主义哲学原理为工具，加强学生辩证思维

大学物理作为典型的自然科学学科课程，其本质上包括它的认识论基础以及其他方法论主张，如经验验证的需要、基本概念的定义、逻辑规则（推理的方式）以及诸如还原论等科学思想，当然其中还包含数学、建模、调制和对应等原理，而马克思主义哲学基本原理在这些内容中体现得淋漓尽致，但对于学生自己很难发现，因此必须由教师提炼出思想精髓，并辅助学生去领悟，尤其重要。比如，在动力学内容教授过程中，可以将动量定理知识与质量互变规律结合，告诫学生做事要有恒心，一切皆有可能；同时针对部分学生不爱做作业的现象，可以借此揭示作业和学习效果之间也是质量互变关系。再比如，在介绍质点模型时，教导学生做事要分清问题的主要矛盾和次要矛盾，［4］规划好人生；同时，将对力的认识历程与否定之否定规律结合，告诉学生要观察事物，反对把客观世界和人的认识绝对化、凝固化；人生发展需要不断挖掘自身潜力，不断奋斗前进。还可以将牛顿定律与实践论相结合，教授过程中让学生深刻意识到认识源于实践；练习是必要的，知行合一；勤于思考，勇于探索。力学定律的学习和验证，使学生很自然地建立起“实践是检验真理的唯一标准”的科学精神。能量守恒定律的学习和验证，则培养他们积极进取、锲而不舍的精神。同时，还可以将科技进步与历史唯物主义结合，引导学生树立正确的人生观。

以马克思主义哲学原理为工具来教授物理可以使得学习者对主题有更深入的理解，这种理念对于物理教育者来说至关重要。比如，在力学教学中，重要的是向学习者传达牛顿方法中消除摩擦和弹性的问题。事实上，牛顿最初认为行星运动的背景是没有摩擦和弹性的物质点，这种条件帮助他制定了他的三个基本定律，但这些定律又经常被这两种现象掩盖在人们的日常环境中。如果教师将其与先前引入的开普勒和伽利略的惯性进行对比，牛顿的惯性概念就会变得更加清晰。牛顿讨论了入门物理课程中心重要性的概念点：运动的时空描述、表观和真实的物理量、测量在定义概念中的作用、思想实验等等。但传统力学章节教学机制中很少包括亚里士多德学派和中世纪物理学的概念，相对论和量子学仅为少数学生用于实现未来的学习。事实上，在文化方法中，历史内容在某种意义上不再代表过去。无论属于过去还是将来，都应当强调概念对话，强调其他可能性和竞争性解释，比如亚里士多德、布里丹、笛卡尔、伽利略以及爱因斯坦和玻尔与牛顿的思想辩证交流，从而改变了物理教学的整体氛围。教学中可以在这里提到基于牛顿和歌德之间的交谈对话，作为力学主题的思政教学的一个案例，学生可以在活动中领悟马克思辩证唯物主义思想，找到物理学的思想认识感知的其他例子。马克思注意哲学原理在物理思政教学的重要意义在于澄清历史上成功的不同物理理论之间的相互对应原则（如经典力学和相对论力学）。这些理论的区域可能重叠，但不是核心。因此，在相对运动中教授牛顿速度的总和，强调尽管数值结果可以接近使用相对论得到的数值结果，但这不应掩盖这些理论的核心是相互对抗的事实，这种相互对应原则能帮助锻炼学生的辩证思维。

此外，知识（个体发生）的个体成长与科学集体知识（系统发育）的增长之间存在某种相似性。在这一观点的指导下，教师可以识别并且应用发生的典型事件，预测学生的误解。这种相似性使得曾经在科学思维中使用的论证和批判相关，帮助学生理解物理知识的关键点，这对学习者来说至关重要。例如，通过马克思辩证唯物主义原理来学习量子力学要容易得多，如引入与爱因斯坦、薛定谔、德布罗意等人的激烈辩论令人兴奋，对新手的吸引力远远超过量子力学的任何直接演示。同样，提出狭义相对论的辩证过程揭示了物理学一大根本革命。学生们了解到迈克尔逊-莫雷实验只是赞成新世界观许多论点中的一个，并且在现实描述中寻求协方差、对称性和相对性，这样，学习者不仅被真实的故事所吸引，其中更能够了解到大量的马克思辩证唯物主义思想。教师通过向学习者介绍马克思主义哲学原理，能为学生提供含有解决科学主义和教条主义的共同论据。

（二）渗透科技强国教育，培养学生工匠精神

科技强国教育揭示了物理学作为科学活动的本质。因此，强国教育能向学习者展示科学探究方法。通过描述物理理论的相关科技技术，教师在描述科学家的活动、他们的探索方式和示范方式时，自然会向学生介绍这些想法。当介绍科技技术创新背景时，学生能够了解物理知识具有试验性、近似性、有效性、可证伪性和自我纠正性。通常情况下，除了科技背景之外，这些主题几乎很少在物理课上有明确教学。同样以力学章节为范例，在机械波的教授过程中，引入机械波概念时，如果单纯给学生介绍机械波的产生条件、传播形式、传播原理以及反、折射特点等重要知识点，内容相对枯燥，学生学习效果不理想。教师可以在教学中融入相关的当今科技前沿技术，进行科技强国教育。首先，介绍机械波传播条件：振源和连续的弹性介质，学生在理解方面可能会存在一点概念上的误解。这时通过引入声呐在水中传播的例子，可以很直观地让学生认识到，水就是一种连续的弹性介质，不仅如此，声呐还应用到各国的军事领域，各国海军使用声呐在水中传播，利用回声定位原理对海洋进行勘测，这样可以激发学生的学习兴趣。其次，在描述机械波传播过程中几个重要物理参数（包括波长、周期、频率、波速等）时，通常只是简单给出公式，学生学习起来相对无聊，难以理解。通过结合声呐技术在潜艇探测中的应用、声呐技术在水下探测、导航制导、通信、水下作战，无不符合我国建设海洋强国的发展方针。［5］同时介绍潜艇声呐、航空反潜直升机声呐等几个重要海军设备的工作原理，这些设备无不和机械波的几个重要物理量结合在一起。这样不仅可以使学生更好地理解描述机械波的重要物理量，而且培养学生的爱国主义情感，为我国海军事业的发展而感到自豪。第三，介绍机械波的反射和折射原理的时候，引入中国海事局的专业测量船舶的应用，通过介绍其工作原理，结合机械波的反射和折射原理，吸引学生注意力，能其在学习中为我国军事力量强有力发展感到自豪。

此外，通过介绍我国自主研发的“蛟龙号”的构造，其中不仅包含物理学里面的机械波的知识，还包含声学、光学、电磁学等重要物理知识，可以向学生展示“蛟龙号”的几次航行测试视频，展示我国自主研制的主动合成孔径声呐的海试所获得的图像，其分辨力高达2.5cm×5cm，处于世界先进水平，让学生深刻意识到“物理强才能国强”。

同时，培养学生实事求是、作风严谨、勇于创新的工匠精神［4］也是科技强国教育的核心目标之一，这正是对理工科学生的基本科学素养的要求。通过科技强国教育，渗透工匠意识是非常必要的，可以起到事半功倍的作用。大学物理课程中要注重对学生治学严谨工匠精神的培养：首先利用物理学发展史，给学生灌输持之以恒、百折不挠的工匠精神。比如，力学中讲粒子运动学时，可以拓展提及当今我国著名物理学家王淦昌教授的丰功伟绩。1957年他在实验条件落后、没有任何配套仪器设备的情况下，经历了无数次的试验和失败，在两年多的努力后，率先发现了反西格玛负超子，从而告知学生这都源于他坚持不懈的治学态度。物理学家追求真理时所付出的努力和艰辛往往是常人难以想象的，正是因为他们的专注和毅力才能获得丰硕的成果。学生通过了解物理学家的轶事，体会他们充满酸甜苦辣的科研历程，从而塑造自身的坚韧品质。二是通过让学生了解物理规律的形成，树立其一丝不苟的工匠作风。物理是一门严谨的科学，绝不允许学生有一知半解、马马虎虎的学习态度。比如，在力学中介绍牛顿运动定律时，可拓展到开普勒发现的行星运动三大定律，它导致数十年后万有引力定律的发现，强调开普勒“八分角”这一微小角度对天文学的重大意义，旨在给学生灌输严谨的工匠精神。同时，物理是基于实验事实的学科，要求学习者具备实事求是的工匠精神。教师要求学生按照规范进行实验操作，完整记录数据，当实验结果与理论不吻合时，引导学生去分析原因并解决问题。要坚决抵制修改数据、投机取巧的现象。此外，开设物理探究性实验，培养学生的创新精神，这也是工匠精神的重要内涵，使学生从传统被动式学习转换成是自发主动性学习。当然，提升自身科学素养是大学物理教学的一大任务之一，让学生能掌握并应用正确的研究方法和手段，增强学生工匠意识，从而帮助他们在未来工作和科研中善于发现并积极解决问题。

五、结语

综上所述，大学物理的学习对大学生的世界观和人生观有重要影响，大学物理教学中融入思政教育势在必行，初步开展大学物理思政课程的探索，在大学物理教学中以马克思主义哲学原理为工具，加强学生辩证思维，同时，渗透科技强国教育，培养学生工匠精神，通过思政元素的融入，引导学生树立正确的认识观、价值观和科学的方法论、实践论，为实现应用型人才综合素养的培养起到极其重要的作用。