《大學物理》課程思政典型案例

《大學物理》課程思政典型案例一、課程基本情況“大學物理”的內(nèi)容涵蓋力學、熱學、電磁學、光學和近代物理學五大部分，講授質(zhì)點運動學、質(zhì)點動力學、動量、能量、剛體轉(zhuǎn)動、振動和波動、狹義相對論、熱力學、靜電場、靜電場中的導體和電介質(zhì)、電流和穩(wěn)恒磁場、電磁感應、波動光學和量子力學基礎等。（一）課程目標與定位基于學?！耙涣魈厣芯啃痛髮W”的戰(zhàn)略定位和人才培養(yǎng)目標對“大學物理”課程的具體要求，以及學生的具體情況，課程始終堅持“價值引領、知識傳授和能力培養(yǎng)”三位一體的教學理念，以“掌握物理學知識體系和規(guī)律，體悟科學思維和方法，培養(yǎng)科學素養(yǎng)和能力”為課程的知識目標，以“物理認知模型的構(gòu)建、物理方法的訓練和物理精神的養(yǎng)成”為課程的情感與價值目標；將“唯物主義世界觀與物理學研究問題的方法和手段相結(jié)合”，構(gòu)建學生正確的世界觀、人生觀和價值觀。要求學生掌握物理學基本原理、基本規(guī)律和知識體系，具備科學認知能力，主動傳承物理文化，為學習專業(yè)課程、開展科學研究和從事工程技術儲備物理學知識。（二）課程思政目標設計從物理學認知方法出發(fā)，將唯物主義世界觀與物理學研究問題的方法和手段相結(jié)合，將物理認知模型的構(gòu)建、物理方法的訓練和物理精神的養(yǎng)成相結(jié)合，培養(yǎng)學生正確的世界觀、人生觀和價值觀，主動傳承物理文化（1）用好靜止和運動、作用和反作用、吸引和排斥、正和負、膨脹和壓縮、冷和熱、穩(wěn)定和衰變、有序和無序、連續(xù)性和量子性、正物質(zhì)和反物質(zhì)、裂變和聚變、波粒二象性等課程中普遍存在的辯證唯物主義案例，培養(yǎng)學生的辯證唯物主義世界觀。（2）通過對物理學家的科研經(jīng)歷以及物理學史的介紹，培養(yǎng)學生嚴謹治學、實事求是和刻苦鉆研的科學態(tài)度和工作作風，點燃學生的求知、創(chuàng)新和探索熱情，幫助學生確立科學的世界觀。（3）通過對和諧、簡明、相對和均衡等物理學特有的美學特征的學習，讓學生學會運用美學觀點來欣賞、發(fā)現(xiàn)內(nèi)在的科學規(guī)律，從而提高學生認識和研究自然科學及其規(guī)律的能力，培養(yǎng)學生的科學審美觀。（4）通過視頻、動畫、課堂演示實驗和線上課程等手段，確保學生在整個教學活動過程中的主體地位，激發(fā)學生的學習積極性和求知欲，鼓勵學生自我發(fā)現(xiàn)與創(chuàng)新，調(diào)動學生的主觀能動性，培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性和發(fā)展后勁。（三）教學資源建設考慮到當代大學生和“混合”教學所共有的“數(shù)字化”特征，課程從2017年開始推出“混合式”教學改革，為使“混合”教學更有針對性，在經(jīng)過“本地化”的超星平臺上，建成了大學物理（上）和大學物理（下）兩門具有“校本”特征的在線開放課程。二、課程評價及改革成效課程的線上課程建設、線下課堂教學和“混合”教學模式得到了校外專家、學校督導、校院領導和學生的充分肯定。（一）校外專家給線上課程給予了高度評價海量的課程資源彰顯課程團隊對教育教學工作的熱愛，詳實的講授視頻符合新時代全民“終身學習”的需要，自制教學視頻為在線課程建設提供了很有價值的示范，“立體化”課程資源為受眾提供了豐富的學習資料，課程內(nèi)容全面，資源豐富，特色鮮明，是一門高質(zhì)量在線開放課程。（二）學校督導和校院領導給給出了全優(yōu)評價課程的線下教學得到了學校教學督導和校院領導的充分肯定，近兩個學期以來，先后有四名校、院領導和教學督導觀摩了“大學物理”課堂教學，無一例外地給出了全優(yōu)評價。（三）學生對課程教學給出了絕對認可我校2020級電子信息類的一名學生這樣說：線上，裴老師耐心仔細地講解每個知識點，線下，裴老師引導我們復習線上知識，引導推敲每個公式的來歷，每位同學都深深熱愛這門課程和裴老師。（四）課程線上用戶給出了一致好評2018年以來，課程先后在中國大學MOOC和學銀在線平臺上線運行，累計選課人數(shù)近4萬人，訪問次數(shù)逾500萬次，線上用戶自發(fā)對課程做出了一致好評評價。三、教學單元（康普頓效應）的課程思政教學設計康普頓效應是《大學物理（下）》近代物理學部分的一個知識點?？灯疹D效應證明了光量子假設的正確性，在量子論的發(fā)展過程中起著重要作用，康普頓本人因為對“康普頓效應”的貢獻而獲得了1927年的諾貝爾物理學獎。（一）課程思政元素挖掘在康普頓效應的確認中，我國近代物理學的“開山鼻祖”吳有訓先生做出了舉足輕重的貢獻，可以說，是吳有訓先生的15種元素散射實驗消除了學界對康普頓效應的質(zhì)疑，使得康普頓效應從發(fā)現(xiàn)到獲得諾貝爾物理學獎只用了4年時間，也正因為先生的貢獻，學界甚至有人提出將康普頓效應命名為“康普頓-吳有訓效應”，也正因為先生的貢獻，在先生獲得博士學位后，康普頓希望先生能留下來做他的助手。但是，面對榮譽的誘惑，先生始終將自己擺在康普頓助手的位置，公開反對“康普頓-吳有訓效應”的提法；面對康普頓的挽留，先生毅然選擇了回國，在國家災難深重的時刻，創(chuàng)辦西南聯(lián)大，在國民黨迫害進步師生的時候，全力保護，這一切，都是對學生進行愛國、敬業(yè)、謙虛、嚴謹?shù)日n程思政教育的活教材。（二）課程思政目標設計（1）通過講述我國近代物理學的奠基人吳有訓先生在康普頓石墨散射實驗的基礎上，為證明康普頓效應的普遍性，陸續(xù)做了多達15種物質(zhì)的X射線散射實驗，培養(yǎng)學生的“敬業(yè)”精神。（2）通過講述吳有訓先生的研究工作對康普頓效應的巨大貢獻，但從不將自己與康普頓相提并論，并公開反對“康普頓-吳有訓效應”的提法，培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度、謙虛謹慎的治學精神和為人處世的坦蕩胸懷。（3）通過講述吳有訓先生在條件十分艱苦的環(huán)境下創(chuàng)辦西南聯(lián)大，在國難深重的日子里，堅持教育救國；在擔任南京大學校長期間，堅決抵制國民黨反動派迫害青年學生，并以出國擺脫校長職務；以及在全國即將解放之際重新回國，并為新中國的教育和科研貢獻畢生力量等事跡，培養(yǎng)學生的愛國思想。（三）對課程目標的思政貢獻對課程認識論、方法論的貢獻“康普頓效應”按照“實驗裝置和實驗現(xiàn)象介紹，應用前人提出的新的物理學理論解釋實驗現(xiàn)象，再通過大量的實驗確證理論”的邏輯開展教學，具有鮮明的“實驗-理論-實驗”的認知論特征，是對課程能力目標中“通過對物理現(xiàn)象的觀察、分析和對物理量的學習，加深對物理學原理的理解，進一步鞏固和提高基本的物理學知識和物理學理論”的貢獻。在對知識點的講授中，將桌面上小球碰撞的直觀模型與微觀領域“光子”與微觀粒子的碰撞作類比，化繁為簡，化抽象為形象，達到對抽象問題的形象理解，是對課程能力目標中“通過建立和應用物理學理想模型，培養(yǎng)在解決實際問題時能根據(jù)實際需求去次抓主，化繁為簡的科學處理問題的能力”的貢獻。在知識點的講授中，通過應用動量守恒，能量守恒等經(jīng)典物理學知識，以數(shù)學為工具，推導得出“康普頓散射公式”，體現(xiàn)出數(shù)學在解決物理問題中的應用，是對課程能力目標中“通過高等數(shù)學在解決物理問題中的應用，培養(yǎng)學生運用物理學理論和數(shù)學工具，計算、分析和研究物理學一般問題的能力”的貢獻。在知識點的講授中，首先是對“康普頓散射”實驗裝置的介紹，然后是對實驗現(xiàn)象的介紹，接著是應用啟發(fā)式教學，引導學生應用理論知識解釋實驗現(xiàn)象，這些都是對課程能力目標中“通過教學中豐富的物理學現(xiàn)象，激發(fā)學生學習和研究物理問題的興趣，培養(yǎng)對事物的洞察和研究能力”的貢獻。對課程情感與價值觀的貢獻康普頓效應有力支持了“光的波粒二象性”理論，“光的波粒二象性”是人們在對光的“波動性”和“粒子性”之爭中所形成的一個新理論，是辯證認識光的本性的結(jié)果，但從長遠來看，“光的波粒二象性”也是現(xiàn)階段的相對真理，人們對光的本性的認識勢必將深入下去，這些內(nèi)容本身就是對課程情感價值目標中“用波粒二象性等課程中普遍存在的辯證唯物主義案例，培養(yǎng)辯證唯物主義世界觀”的貢獻。我國近代物理學的奠基人吳有訓先生對康普頓效應做出了卓越貢獻，通過介紹吳有訓先生的成就和先生謙虛謹慎、愛國敬業(yè)等事跡，培養(yǎng)學生實事求是，謙虛謹慎和愛國敬業(yè)等社會主義核心價值觀，是對課程情感價值目標中“通過對物理學家的科研經(jīng)歷以及物理學史，培養(yǎng)學生嚴謹治學、實事求是和刻苦鉆研的科學態(tài)度和工作作風，點燃學生的求知、創(chuàng)新和探索熱情，幫助學生確立科學的世界觀”的貢獻。（四）教學過程與方法知識點“康普頓效應”的“混合”教學過程由線上學習、線上首輪測試、課堂教學、參與討論+線上二輪測試和章總結(jié)測試組成。從時空序列來看，“五輪混合激勵”分課前、課中和課后三大環(huán)節(jié)，其中課前、課后在教室外完成，課中在教室內(nèi)完成，每一個環(huán)節(jié)都設置了相應的教學目標。從課程運行效果來看，每一輪激勵都是對艾賓浩斯遺忘曲線走勢的一次改變，有效提升了學生對知識的掌握程度。康普頓效應教學反饋（一）學生線上學習知識點的具體情況反饋通過訪問課程后臺數(shù)據(jù)，學生對知識單元的“任務點”完成情況一目了然，在“講授視頻”和“知識點過關測試”后各有一個“膠囊條”，通過這里面的百分數(shù)了解到班級學生對任務點的完成率，可以通過進一步的操作，知道哪些同學沒有還沒有完成任務點，進而精準發(fā)布“督學”通知。（二）學生對知識點的“個性化”學習特征反饋課程平臺會把每一個學生的學習數(shù)據(jù)記錄下來，比如這里的“觀看時長”，就是對“個性化”學習的直觀體現(xiàn)。分析“康普頓效應”的線上學習數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，班級學生用時最長的86.3分鐘，用時最短的13分鐘。我們對學習時長做分段統(tǒng)計，得到各區(qū)段學生的分布情況，我們可以清晰地看到，學生對知識點的理解存在明顯的“個性化”需求，而“混合”教學滿足了這種需求。（三）學生在視頻學習中表現(xiàn)出來的問題反饋瀏覽“學生觀看視頻的具體情況”可以看到，在不同位置，學生的觀看次數(shù)不同，觀看次數(shù)越多說明學生理解起來越困難，我們隨機選擇幾名學生的“視頻觀看情況”，如果大家都在相同的位置出現(xiàn)了多次觀看，那這里就是“康普頓效應”的教學“難點”。（四）學生在線上測試中存在的問題反饋打開“康普頓效應”的過關測試就可以看到，這一知識點共有12道測試題目，各道題目的正確率一目了然。我們將正確率低于80%的題目在課堂教學中集中講授。教學特色與創(chuàng)新正是因為我們對“大數(shù)據(jù)”等信息化手段的創(chuàng)新應用，在課程建設中所秉持的“校本”理念，在教學實施中所創(chuàng)造的“五輪”模式，讓我們的“混合”教學形成了鮮明的特色：（一）提出并踐行教學視頻制作的“平民化”理念首先，我們認為，要普及信息化教學，一線教師要具備基本的視頻采編技能，為此，我們自拍、自剪教學視頻，零成本完成了課程教學視頻的制作，而且視頻將主