基于协同教学的课程思政教学设计的研究与实践——以大学物理课程为例.pdf

2023年第17期总第593期No.17,2023Sum No.593Journal of Science and Education大学物理课程对于人才培养有着极其重要的作用，尤其是可以培养学生的科学思维能力、创新能力和理论联系实际能力。在党的二十大提出的高素质人才培养目标中，物理学课程的这些特性决定了它具有很重要的育人功能。改革开放以来，尤其是近二十年来中国经济的高速发展，与我国大中学校教育相衔接、培养了一大批科学素质较高的毕业生密切相关。国际上对我们的成就进行评价时所赞扬的“工程师红利”，本质上就是“教育红利”。中国当前仍面临自主创新力不强的问题，这与国民整体科学素养不高有关，仍有很大提升空间。人才的培养不是一蹴而就的，而是需要长期、连贯的投入。习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上强调：“要用好课堂教学这个主渠道，思想政治理论课要坚持在改进中加强，其他各门课都要守好一段渠、种好责任田，使各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应”。这能给学生打好一定的科学思想基础，从而提高我国高等教育发展水平，增强国家核心科技竞争力1。1 理论基础协同效应（Synergy Effects）是1971年德国物理学家赫尔曼 哈肯提出的概念，指出任何一个开放系统的内部构成要素以及子系统相互之间必然存在着一定有序的关联运动。协同效应又称增效作用，是指两种以上组分相加在一起所产生的作用大于各种组分单独作用的总和，即出现“1+12”的结果。把协同效应原理应用于大学物理课程，使之与思政教育工作同向同行，形成协同教学的教改思路，正如STEM课程并不是科学、技术、工程和数学教育的简单叠加，而是用协同教学将四门学科内容组合形成有机整体2。STEM是科学、技术、工程、数学四门学科英文首字母的缩写。STEM教育属于跨学科教育，旨在培养科技人才，其中物理类课程属于各门课程的不可或缺的元素。STEM教育理念中推崇物理教育，是因为物理教育不仅能传授物理知识，而且能加强对青年三个方面的培养：一是科学素养，即运用自基于协同教学的课程思政教学设计的研究与实践以大学物理课程为例郑 丹 谭 明 李 辉 王亚玲 李 聪（河南农业大学理学院 河南 郑州 450002)摘要：以高等教育理论为指导，以全方位人才培养为目标，紧扣教育学生坚定爱党、爱国的理想信念，坚持爱人民、爱集体这一主线，结合新时代人才培养方案的改革要求，落实思想政治教育贯穿大学物理教学整个环节的要求，做到学习科学知识和思想品德修养相向同行，积极探究基于协同教学理念在大学物理课程教学中加强课程思政，在课程思政协同教学方面开展教学研究，探讨协同教学应用的方法，以期提升师生教与学的积极性，全面高素质地培养学生，期待和同行探讨交流。关键词：协同教学；大学物理；课程思政中图分类号：G642 文献标识码：A DOI：10.16871/ki.kjwh.2023.17.036基金项目：河南农业大学教学改革研究与实践项目（2021XJGLX073）)；2021年度河南省精品在线开放课程项目（教办高 2021 245 号）。作者简介：郑丹（1981），男，硕士，讲师，主要从事大学物理教育与教学、农业工程方面研究；谭明（1978），男，博士，教授，主要从事大学物理教学与科研工作；李辉（1977），男，硕士，副教授，研究方向物理及电子信息技术；王亚玲（1989），女，博士，讲师，主要研究方向为智能传感材料与器件；李聪（1978），女，本文通信作者，硕士，副教授，主要从事大学物理教学及应用的研究，E-mail：。137然科学知识掌握自然界运行法则并参与改造自然界的过程；二是数学素养，即学会分析计算不同情境下如何高效进行数学建模的能力；三是工程素养，即科学知识和实践操作融会贯通的能力。在科学技术是第一生产力的当下，以物理类课程为主的STEM 公共课的建设体现了一个国家的教育竞争力3。STEM 是一门课程，并不是将这四个学科作为单独的主题分别进行教学，而是用协同教学将它们整合到一个基于应用物理的有机整体的学习范式中。将思政课程与大学物理课程相结合，形成协同效应，具有鲜明的理论特色。2 教学研究2020年6月，时任教育部高等教育司司长吴岩在全国高等学校教学指导委员会工作会议上讲话指出，要走一条新路，布一个大局，深入推进高校课程思政建设、推进一流课程建设，持续推动人才培养范式变革和“学习革命”深入开展。传统思想政治工作对隐性教育的认识不全面，没有把对开展思想政治工作的各种要素与物理课程教学活动真正融合起来，从而导致对协同教学的重视程度不足。协同教学就是要做好显性教育与隐性教育的渗透融合，要运用新媒体、新技术推动思想政治工作传统优势同大学物理课程高度协同，用科学精神赋能思政教育，从而发挥出“1+12”的良好效应。3 实例分析以大学物理以及实验为例，分析探讨如何应用协同教学理论将物理教学与思想政治教育有机结合，更好地培养学生的科学精神与创新能力。笔者将从爱国教育、人文素养和创新教育三个方面，探讨在大学物理教学中协同进行课程思政的实践应用。3.1 协同爱国教育在大学物理教学中可以协同进行爱国主义教育。教师可以通过讲解一些与国家科技发展相关的内容，如国家的重大科研项目、中国科学家在世界上的成就等，来对学生进行爱国主义教育，提升学生的科技素养。其实热爱科学和热爱祖国是相通的，教师可以通过讲授物理学中的基本理论和实验方法，培养学生的科学素质和科学方法论，使学生能够更好地为国家和人民服务。笔者在讲授“热力学”这一章的可逆过程和不可逆过程的概念时4，顺便和学生谈谈理想与现实，引导他们在学习中要坚定理想信念和报国追求，努力实现德智体美劳全面发展，从而更好地为国家服务。笔者在讲授“流体力学”章节时，会着重介绍我国从古至今在水利工程上的成就。公元前256年，蜀郡太守李冰修建的都江堰是全世界至今为止年代最久的宏大水利工程，这一伟大的水利工程使得川西平原成为富饶的天府之国。当学生看到都江堰神奇的结构设计及其在汶川大地震中的正常运转时，无不惊叹我国古代人民人定胜天的大智慧，民族自豪感油然而生。同时会介绍一次特别的太空授课，航天员王亚平在天宫一号飞行器上揭秘流体力学中的液体表面张力现象，及时给学生补充讲解我国流体力学相关的最新科研成果，激发学生的学习兴趣和民族自豪感，取得良好的课堂教学效果。3.2 协同人文教育在大学物理教学中可以协同进行人文素质教育。教师可以通过讲解与物理学相关的历史、文化和艺术等内容，如物理学家的生平故事、物理学在文学艺术中的应用等，来提升青年学子的人文素养，使学生具备更开阔的视野和更宽广的人文情怀。教师还可以通过一些与人文关怀相关的教学活动，如讨论物理学在生活中的应用、朗读有自然哲学思辨的诗歌等，特别讲解其精神文化内涵，来激发学生对物理学的兴趣。笔者在讲授热力学部分的内容时，常和学生聊人生观，通过学习知道热机效率达到百分之百是不可能的，那么在学习生活中要想有收获是没有捷径的，不劳而获是不可能的，帮助青年人树立正确的人生态度。在光学课程上讲解光的波粒二象性时，笔者引入易经中太极图的“阴”“阳”转化学说4，介绍中国易经就有波粒二象性中所蕴含的对立统一思想。学生普遍被波粒二象性和阴阳两仪学说中包含的对立统一思想的相通之处所吸引，这种讲述使得学生既对光的本质有了深刻理解，还能在哲理上获得辩证认识，既增添了课堂趣味，又弘扬了中华文化，最终增强了学生的文化自信。笔者在讲授能量守恒时演绎为“人生能量守恒”。比如伯努利方程表明在流体流动过程中，流体的动能、位势能和压力势能三者之间总量守恒并且可以相互转换，其最为著名的推论为“等高流动时，流速大，压强就小”。相同的哲理，人生也是能量守恒的，付出多少汗水就会有多少收获，所谓功力必不唐捐，努力越多收获也就越多。在课堂教学课程思政138中笔者时常告诫学生：生活从来都是不容易的，当你觉得容易的时候，肯定是有人在替你负重，因此学生一定要珍惜在校读书时光。人生也不可能永远一帆风顺，当你遇到挫折、付出没有回报时也要坚持，要相信阳光总在风雨后，这就是人生能量守恒。3.3 协同创新教育在大学物理教学中可以协同进行创新教育。学生要强化自主学习能力，教师应鼓励学生积极主动地进行学习、思考和探索，充分发挥课程资源的优势，提升学生的自主学习能力和科学素质。要激发学生的学习兴趣，教师可以通过定期组织物理竞赛活动、构建物理项目课程等方式，促进学生在自觉性和创造性上的全面发展。为了充分发挥物理实验的实践性，在实验中教师可以引导学生积极参与，培养学生的实践动手能力。笔者在讲授李萨如图形时，意识到推导烦琐、内容抽象，学生理解起来较困难，因此在实验课上使用两台信号发生器和一台示波器相结合演示李萨如图形。屏幕上当平滑的线条时而环绕成椭圆、时而变成复杂对称的优美图案（比如绕成蝴蝶结）时，学生就会产生兴趣，迫不及待地想去了解美丽图案背后的奥秘。教师可以通过一些创新性的教学设计和实验项目，如自主设计物理实验、参与科学研究、发表科技论文等，来培养学生的团队协作能力、创新意识和创新能力5。4 总结综上，大学物理是最基础且最自洽的学科，符合“实践是检验真理的唯一标准”的原则，具有鲜明的科学精神。在物理教学中协同进行的思想政治教育，远胜于单纯说教，能使青年学生正确而深刻地理解自然科学的发展过程,形成科学的世界观，领会与掌握方法论,真正拥有高度的思考批判能力，为青年学生全面客观认识当代中国、看待外部世界打下牢固的思想基础，有助于他们适应多元化的社会。在大学物理教学中协同进行课程思政，有利于实现课程内容与学生思想政治素质的统一。在笔者教研实践中也注意到如何进行思想政治教育效果的衡量和评估，以及如何在思想政治教育中合理引导和精心设计教学环节，这些问题在充分利用协同教学优化思想政治教育资源时，方能得到最优解。参考文献1习近平在全国高校思想政治工作会议上的讲话EB/OL.(2016-12-08)2023-05-08.http:/ 聂迎娉,傅安洲.课程思政:大学通识教育改革新视角J.大学教育科学,2018(5):38-43.3 张萍,Mazur E.Peer-Instruction:哈佛大学物理课程教学新方法J.中国大学教学,2010(8):69-71.4 潘建斌,郑丹.大学物理教程M.北京:中国农业出版社,2014.5 郑丹,陈志伟,耿振铎.浅谈物理教育改革中的情感应用J.河南教育学院学报(自然科学版),2006(4):50-52.Research and Practice of Ideological and Political Teaching Design Based on Synergic Teaching:A Case Study of the College Physics CourseZHENG Dan,TAN Ming,LI Hui,WANG Yaling,LI CongAbstract:Guided by the theory of higher education and aiming at all-round talent training,this paper closely focuses on educating students to strengthen the ideal and belief of loving the Party and the country,as well as adhere to the main line of loving the people and the collective,and combines the reform requirements of the talent training program in the new era to implement the requirement of implementing ideological and political education throughout the whole process of college physics teaching,so as to both transfer scientific knowledge and improve students moral cultivation.It actively explores the strengthening of ideological and political education in the teaching of college physics based on the concept of synergic teaching,carries out teaching research based on ideological and political education,and explores the application methods of synergic teaching,in order to improve the enthusiasm of teachers and students in teaching,and comprehensively train students with high quality,looking forward to discussions and exchanges with peers.Key words:synergic teaching;college physics;ideological and political education in specialized courses编辑：李金枝课程思政139