0引言
《大学物理》是我院学生必修的一门重要基础课,担负着培养学生观察、分析实验现象的本领和独立操作能力及用物理思维解决岗位实际问题的能力,为后续课程的学习和未来岗位任职奠定较好的基础。在《大学物理》教学中融入思政元素,有助于培养学生的科学精神、创新意识、团队合作精神等,有助于形成严谨求实、坚忍不拔的品格,有助于形成科学的自然观、宇宙观和辩证唯物主义世界观。磁场对运动电荷的作用这一内容,蕴含着丰富的思政资源,合理挖掘和利用这些资源,能有有效促进《大学物理》课程思政的实施。
1制定思政目标
在教学中,首先要明确讲授内容的思政目标:培养学生的科学精神、社会责任感和道德品质等。例如,通过相关物理学家的故事,让学生感受在追求真理的过程中,科学家不畏艰险、勇于探索未知的科学精神;通过磁场对运动电荷的作用在现代科技中有广泛的应用,理解科学技术与社会的关系,增强社会责任感;通过小组讨论和物理实验培养诚实守信、团结合作的精神等。下面根据思政目标,进行思政挖掘,并通过一定的教学方式和方法进行思政融入,最后对思政效果进行评估及反馈。
2思政元素的挖掘
2.1物理学家故事的引领
在大学物理课程中,物理学家的故事是进行思政教育的重要素材之一。通过讲述物理学家的故事,可以激发学生的学习兴趣,培养学生的高尚情操和科学精神。可以根据讲授的知识点选取合适的中外物理学家的进行讲述,不仅要讲述物理学家的科学成就,还要深入挖掘他们的人生经历、品德修养和社会责任感。
在讲解洛伦兹力时,可以引入洛伦兹等物理学家的研究历程。洛伦兹通过深入的思考、严谨的实验设计以及不懈的努力,才逐渐揭示出磁场与运动电荷之间的相互关系。他在面对复杂的电磁现象时,不畏惧困难,勇于探索未知,这种科学精神能够激励学生在学习和未来的工作中保持好奇心与求知欲,敢于挑战难题。
在讲解带电粒子的运动时,可以介绍正电子的发现过程。感受赵忠尧院士作为公认的第一个发现正电子的科学家,尽管错失诺贝尔物理学奖,但是其看淡个人得失,学成归国,以毕生精力发展中国核物理和高能物理研究事业,为培养中国原子能事业、核物理和高能物理的实验研究人才做出了重大贡献,是中国原子核物理、中子物理、加速器和宇宙线研究的开拓者和奠基人之一。从讲述中,让同学们感受其忠于祖国、乐于奉献、严谨治学的精神。
2.2创新意识与思维能力的启发
磁场对运动电荷的作用理论的建立是对传统物理学观念的一次重大突破。它打破了以往人们对电与磁相互独立的认知局限,开启了电与磁相互关联的全新研究领域。在教学中,引导学生思考这种理论创新是如何产生的,鼓励他们在学习过程中不局限于现有的知识框架,敢于提出新的观点和假设。
创新不仅体现在理论上,还体现在实验上。在研究磁场对运动电荷的作用时,科学家们设计了各种巧妙的实验装置,如阴极射线管实验等。这些实验装置的设计不仅体现了科学家们的智慧,更展示了实验创新在科学研究中的重要性。在课堂上,向学生详细介绍这些实验装置的设计思路与创新点,鼓励学生在自己的实验课程中积极思考,尝试改进实验方法或设计新的实验,培养学生的动手能力和实践创新能力。
2.3社会责任与家国情怀的塑造
磁场对运动电荷的作用原理在现代科技中有广泛的应用,如我国在磁约束核聚变等方面的研究进展,为解决人类能源问题做出了积极贡献。这一成就体现了我国科学家的智慧和实力,也激发了学生的爱国热情和民族自豪感。再比如医学放射性治疗和核物理研究中的回旋加速器、电子显微镜的发明与应用、霍尔效应的应用等等。通过介绍这些应用案例,让学生了解物理知识如何推动社会的进步与发展,提升学生的科技素养。
在电磁学研究领域,国际间的合作与竞争并存。各国科学家在磁场对运动电荷作用等相关研究方面相互交流、合作,但同时也在一些关键技术和应用上展开竞争。向学生介绍国际电磁学研究的现状与趋势,培养学生的国际视野和竞争合作意识。让学生明白在全球化的时代背景下,只有不断提升自身的能力和素质,积极参与国际合作与竞争,才能使我国在科技领域占据一席之地,为人类的科技进步做出更大的贡献。
2.4哲学素养的培养
磁场对运动电荷的作用,也蕴含着丰富的哲学思想。在讲解磁场对运动电荷作用的过程中,引导学生运用辩证唯物主义的观点进行思考。例如,磁场与运动电荷之间相互作用的关系体现了事物之间相互联系、相互制约的普遍规律;运动电荷在磁场中受力后的运动轨迹有直线、圆、螺旋线等不同的形式,展示了事物在一定条件下的发展变化过程。通过这些物理现象和规律的分析,帮助学生树立辩证思维,并学会用全面、联系、发展的眼光看待问题,理解自然界的统一性和复杂性。将哲学思想与物理知识相融合,提升学生的哲学素养,使他们能够从更高的层面理解科学知识的内涵和价值,培养学生理性思考和综合分析问题的能力,促进学生综合素质的全面提升。
3基于课程思政的教学策略与方法
3.1案例教学法
通过收集整理与知识点相关的思政案例,如上述提到的国际国内物理学家故事、科技应用案例等,并将其分类整理成案例库。在讲解磁场对运动电荷的力的公式推导时,可以引入洛伦兹的研究故事作为案例;在讲解电子显微镜原理时,可以介绍该项发明使科学家有了一双能看见原子的眼睛,为人类获得新型材料以及促进现代医学的发展创造了条件,为人类探索微观世界做出了巨大贡献,等等。
在这个过程中,培养学生关注社会需求、运用所学知识解决实际问题的能力,同时让学生意识到物理学科对推动社会可持续发展的重要性,增强他们的社会责任感和使命感。在教学过程中,根据教学内容的进度和学生的实际情况,适时地选取合适的案例进行讲解。最后,对案例进行总结归纳,强化思政教育的效果。
3.2问题驱动教学法
结合磁场对运动电荷的作用知识点,设计一系列具有思政导向的问题。例如,“以我国之重器——全超导托卡马克装置EAST应用实例问题,引出磁场是如何对运动电荷进行作用的?”“磁场对电荷的作用与电场对电荷的作用有何异同?”“磁场对运动电荷的作用力在现代科技中有哪些应用?这些应用对社会和人类有什么影响?”等。这些问题将物理知识与思政教育有机地结合起来,引导学生主动思考,不仅能加深学生对物理知识的理解和运用,还能培养他们的批判性思维和勇于探索未知的科学精神,使学生认识到科学是一个不断发展和演进的过程,需要持续的思考和创新。
在课堂上提出问题后,让学生思考或解答。可以是学生独立思考后进行课堂发言,或组织小组讨论后由代表发言。发言后,教师进行点评和总结,引导学生对问题的解决过程进行反思,进一步加深对物理知识和思政教育的理解。同时,鼓励学生在课后查阅相关资料了解更多,将思政教育延伸到课外学习中。
3.3小组合作学习法
教师可以通过提出问题、引导讨论、提供参考资料等方式组织学生进行小组讨论,讨论的主题可以围绕磁场对运动电荷的作用与军事、实际生活的联系,以及相关物理知识在科技创新中的应用等方面展开。
例如,让学生讨论磁场对运动电荷的作用在军事、医疗、科技等领域的应用,如电磁炮、电子显微镜、核磁共振、人工心脏、磁悬浮列车等。通过讨论,让学生了解物理知识在军事、人类生活、科技进步等方方面面的重要作用。在讨论过程中,引导学生积极思考,培养学生的团队合作精神和沟通能力。教师还可以在小组讨论中及时给予学生反馈和评价,鼓励学生积极参与讨论,提高他们的思维能力和表达能力,培养学生的社会责任感。
3.4实践教学环节的思政融入
大学物理实验教学注重培养学生的观察能力、分析能力和解决问题的能力。在整个过程中,学生需要通过实验设计、数据采集和分析等环节,逐步探索物理规律。这种科学探究的过程可以培养学生严谨的科学态度、勇于探索的精神和创新意识。
与磁场对运动电荷的作用相关的实验——电子荷质比的测定等实验,可以在以下几个过程中融入思政教育。在数据记录分析上,强调实验数据的真实性和可靠性,培养学生的科学诚信精神;在实验小组合作中,通过团队协作,学生学会沟通交流、分工合作,培养学生的团队协作精神和沟通能力。在实验过程中,教师还可以引导学生讨论如何避免因个人失误影响整个团队的实验结果,强调诚信和责任在科学研究中的重要性,培养学生良好的科研道德品质。当实验结果不理想时,引导学生冷静分析原因,是仪器设备的问题、操作失误还是理论理解的偏差,这有助于培养学生面对困难和挫折时的解决问题能力以及勇于承担责任的意识。
课外实践中,组织学生参观科技馆、博物馆等,通过布置合理的任务清单,确定任务及明确要求;通过教员或讲解员进行知识铺垫与引导;通过学生自主探索或合作完成;最后进行成果展示及总结评价。整个过程让学生深度参与其中,通过社会实践活动,让学生了解科学技术在实际生活中的应用,让学生亲身感受物理知识的魅力和科技工作者的奉献精神。
4课程思政教学效果评估与反馈
为了确保课程思政的教学效果,需要探索科学合理的评价体系,不仅评价学生对物理知识的掌握程度,还要评价学生德育目标的实现程度。针对磁场对运动电荷的作用,在对学生的学习成果评估中,不仅要考察学生对洛伦兹力及计算公式的理解与应用、相关实验技能的熟练程度等,还要评估学生在学习过程中所展现出的科学精神、创新意识、社会责任感等思政素养。
4.1建设多元化评估指标体系
建立一套涵盖知识技能和思政素养的多元化评估指标体系。该体系要考虑到谁来评、评什么、怎么评的问题。评价是个多方参与的过程,学生、教师、专家等都可以参与进来。学生可以通过自评和互评的方式评价思政知识、情感、态度、行为、实践等几个方面,教师可以通过课堂表现、课后作业情况、考试成绩等评估知识技能,通过小组讨论中的参与度、案例分析的深度、实践活动中的表现等对学生进行评价;专家依据专业的教育教学理论和丰富的实践经验,对课程思政的教学目标设定合理性、思政元素与物理知识融合的科学性与艺术性、教学方法与手段的有效性等方面进行全面评价等。
采用过程性评价和终结性评价相结合的方式进行,在过程性评估中,注重对学生思政素养的动态观察和及时反馈,以便教师能够及时调整教学策略,加强对学生思政教育的引导;在终结性评估中,合理设置知识技能与思政素养的考核比例,确保评估结果能够全面反映学生的学习情况和综合素质。
4.2教学反馈与持续改进
定期收集学生对大学物理课程思政教学的反馈意见。可以通过问卷调查、学生座谈会等形式,了解学生对教学内容、教学方法、思政元素融入等方面的满意度和建议。例如,询问学生对案例教学法或问题导向教学法的接受程度,对思政案例的兴趣点和理解难度,以及对实践教学环节中思政教育的感受等。根据学生的反馈,及时发现教学过程中存在的问题和不足之处。
教师根据学生的反馈意见以及教学效果评估结果,进行自我反思和教学改进。教师要认真分析教学过程中思政元素的挖掘是否深入、教学策略是否得当、教学方法是否有效等问题,针对存在的问题,调整教学内容和教学方法,优化思政案例的选择与设计,加强对学生的引导和互动,不断提高大学物理课程思政教学的质量和效果。
5结语
本文通过深入分析磁场对运动电荷的作用这一知识点,制定了思政教育目标,挖掘了其中丰富的思政元素,探讨了基于这些思政元素的教学策略与方法,建立了教学效果评估与反馈机制。在大学物理教学中融入课程思政,不仅能够使学生更好地掌握物理知识与技能,更能培养学生的科学素养、创新精神和正确的世界观、人生观和价值观。然而,大学物理课程思政的实施是一个长期而系统的工程,需要教师不断地探索与实践,根据思政教育目标,丰富思政教育的内容,创新课堂教学方式,探索评价体系,从而提高学生的辩证思维能力,为培养具有创新精神和实践能力的高素质军事人才做出贡献。
参考文献:
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[5] 大学物理课程思政实施策略及实践——以电磁学教学内容为例[J]. 陈真英;彭富平.高教论坛,2022(06)
[作者简介]
韩亚荣,1982年3月14日出生,女,汉族,安徽阜阳人,硕士研究生学历,讲师职称,主要研究数理教育方向,工作于陆军航空兵学院基础部。
刘可鉴,1995年04月26日出生,男,汉族,河北唐山人,硕士研究生学历,助教职称,主要研究数理教育方向,工作于陆军航空兵学院基础部。