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量子力学课程思政教学改革的探讨

  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。要把思想政治工作贯穿教育教学全过程,实现全程育人、全方位育人,要用好课堂教学渠道,各类课程都要与思想政治理论课同向同行,形成协同效应。在此背景下,如何在专业课程的教学中将课程思政元素融入课堂、如何育人成为当前各个高校和教师们关注的热点。
  量子力学是物理学专业的核心课程之一,它的主要内容是以微观世界粒子为研究对象,根据量子力学的五大基本假设,通过解薛定谔方程得到微观粒子的力学量本征值,进而得到微观世界粒子运动的基本规律。量子力学在物理学中占有极其重要的位置,也是从事当代科学技术研究的基础之一。量子力学可以培养学生扎实的物理基本功,为固体物理学和半导体物理学等后继课程的学习做准备。量子力学被广泛地应用到化学、电子学、计算机科学、天体物理学等其他学科。量子力学课程的学习对培养学生严谨的科学学风、科学方法及抽象逻辑思维能力、创新精神等起到十分重要的作用。
  因此,充分发掘和运用量子力学中蕴含的思政教育资源,强化思想理论教育和价值引领,在量子力学课程的教学中融入课程思政元素,对于塑造学生的马克思主义世界观、人生观和价值观具有重要的理论和现实意义。已有研究者通过对量子力学的知识结构的再梳理,以及对量子力学课程中所蕴含的思政元素的深入挖掘,形成思政案例,探索了量子力学课程与思政元素相融合的问题,这些工作对量子力学课程思政教育理念的推广起到了很好的促进作用。然而,在探索和实践地方本科高校量子力学课程思政教育的过程中,量子力学课程与思政元素的有机结合仍然有很多困难和问题,需要去探索和解决。
  一、课程思政教学的基本现状
  (一)专业课教师思政元素的提炼能力稍显不足
  按照课程思政的育人要求,专业课教师在培养人才、讲授专业知识和技能的同时,要引导学生树立正确的世界观、人生观、价值观。教师是执行课程思政育人功能的第一责任人,其自身要具备一定的思政素质和修养。然而,地方普通高校尤其是应用型本科高校的多数理工科专业教师在参加工作后,很少有机会学习如何将思政元素系统地应用于专业课程教学中的方法。按照传统的课程归类和育人模式,人们通常认为思想政治教育是思政教师和学生党团组织的事情,专业课程的育人功能主要体现在专业课教师对专业知识的讲授上。这就导致很多专业课教师在课程思政是什么的问题上陷入迷茫,更不知道如何开展课程思政。另外,很多理工科专业教师毕业于非师范类高校,缺少系统的教师技能培训。如果不对这部分教师进行课程思政教学技能培训,只是机械地在专业课堂中加入思政内容,就会造成课程思政与专业课教学相脱节的问题,达不到课程思政的育人目的。
  (二)专业课程教材的思政元素表现不足
  当前制约地方本科高校开展课程思政教育的另一个重要问题就是专业课程的教材建设。地方本科高校由于受办学历史短、积累少、师资力量薄弱、课程建设经费投入不足等多方面因素的影响,都是直接采用省部级以上规划教材或重点大学的教材。这类专业教材的主要特点是非常重视专业知识的能力培养和训练。像量子力学这类物理学核心课程,教材强调知识体系的完整性,内容呈现专业化、数学化和系统化的特点,几乎找不到用思政元素来描述知识点的语句。这就在客观上增加了教师将思政元素融入教学的难度,同时也造成学生在学习的过程中想不到量子力学课程中还有思政元素存在。因此,地方普通本科高校要实施好专业课程的思政育人功能,就必须加大课程思政教学研究力度,积极构建适合专业人才培养需求的课程思政教材体系。
  二、提升量子力学课程思政教学效能的有效路径
  教育部提出课程思政教育理念后,从学校到基层教学组织单位都强调要加强课程思政教学,但是对教师如何在专业课的教学中开展课程思政教学的具体措施强调得比较少。为此本研究在开展量子力学课程思政教学过程中进行了一定的探索和实践。
  (一)提升专业教师对课程思政的理解和认知
  教师是进行课堂教学的第一责任人。开展课程思政教学,教师首先要主动学习和理解课程思政的思想内涵。本研究通过查阅上级和学校教育管理部门下发的课程思政文件,查阅一些课程思政探索类文献,并与河南工程学院马克思主义学院的教师进行交流,逐渐对当下党中央为什么要开展课程思政有了深刻的理解。
  第一,课程思政不是一门或一类特定的课程,而是一种教育教学理念、一种育人思维方式。任何一门课程都有培养专业能力及思想政治教育双重功能。在专业教学过程中,教师要有意、有机、有效地对学生进行思想政治教育,培养学生具有辩证唯物主义的世界观、人生观和价值观。
  第二,课程思政不同于思政课程,教师不能简单直接地把思政课的部分内容搬到专业课的教学中,也不能停留在每节课的教学内容上进行一番空洞的思想政治说教。课程思政不是要学生死记硬背、生搬硬套政治口号,而是要结合课程的知识点讲授,在探索知识产生的过程中,师生共同感受到活的价值观、方法论。例如,教师在讲授量子力学知识点、挖掘知识点产生过程的时候,让学生感受到在追求真理的道路上要实事求是,要尊重科学,尊重事物发展的规律,只有按规律办事,才能达到事半功倍的效果。
  第三,课程思政是党中央提出的“三全育人”工作目标的具体体现和实现这一育人目标的有效载体。课程思政要求各级各类学校通过构建全员、全过程、全课程的育人格局模式,实现专业课程与思想政治课同向同行,形成协同效应。最终目的就是要以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,坚持专业知识传授和价值引领相结合,培养大学生的理想信念、家国情怀,把个人的发展和社会的责任紧密结合起来,进而实现党中央提出的“立德树人”的教育根本任务。为此,专业课教师就必须通过精心的课程思政教学设计、丰富多彩的教学形式,达到启迪学生心智、陶冶情操、让学生潜移默化地感受到专业课程中所蕴含的丰富思政元素的效果。
  (二)提升专业课教师对思政元素的储备和提炼能力
  课程思政是一种全新的育人理念,专业课教师由于受学校办学历史和办学层次等因素的影响,很少进行系统的思政理念学习,导致自身所储备的思政元素资源有限。因此,要想讲好课程思政,专业课教师就必须积极努力做好课程思政元素的备课工作,以免出现“巧妇难为无米之炊”的困境。挖掘课程思政元素可从三个方面入手:一是教研室组织学习。专业课教师在教授专业课的同时以教研室为单位系统学习马克思主义立场、观点和方法及相关课程的课程思政案例。二是让思政课教师下沉到学校各二级学院的教研室。由专业课教师负责课程体系构建,思政课教师负责凝练课程中的思政元素,让专业教育与思政教育相辅相成,把握正确的育人方向。三是教师自主学习。教师可以在政府网站、教育管理部门网站、学习强国平台等找到大量的思政素材,及时了解最新时事热点,提升自己的思想政治修养和理论水平。
  挖掘课程的思政元素之后,就要充分发挥基层教学组织———教研室的作用。首先,教研室可以开展集体备课、集体讨论研究,认真挖掘专业课程中所蕴含的丰富的思政资源。其次,教研室将这些思政资源纳入教学大纲、教学讲义和课件。最后,借助多媒体等现代教学手段和教学方式的再加工,融入专业课程的教学过程中,切实做到教学目标与教学内容的统一。这样才能让学生自然而然地从内心接受课程思政的熏陶和教育,而不至于让学生感觉课程思政和专业课教学存在“两张皮”的问题。
  (三)提升专业课教师对课程思政教学体系的设计能力
  教案是任课教师的具体教学实施方案。教师在授课前要通过精心的设计,将思政元素巧妙地融入量子力学课堂,潜移默化地引导学生。下面是笔者在课堂教学中采用的几个案例。
  案例1:在讲授量子力学的前言章节时,从创新的角度来分析量子力学的产生过程。借助量子物理发展中的10个基本问题展开讲解,让学生深刻体会量子力学的课程之美、育人之美。向学生介绍20世纪初众多年轻的物理学探索者,代表人物如普朗克、德布罗意、爱因斯坦、玻尔、海森堡、薛定谔和狄拉克等,讲述他们如何冲破固有思维,挑战已有权威,勇于突破经典物理理论权威的束缚,才使得量子力学挣脱牢笼,在实践中形成和发展起来的故事。进而介绍量子力学如何推动了20世纪科技的发展,为现代高新技术提供了重要的理论基础。最后得出结论:没有创新,就没有量子力学,也就没有当前的现代高新技术。在课堂上向学生介绍这个激动人心的过程,对于增强学生的学习兴趣、激发学生的创新意识、培养学生创造性思维有重要意义。创新是一个民族进步的灵魂,正如习近平总书记在十九大报告中这样深情寄语年轻一代:“青年兴则国家兴,青年强则国家强。青年一代有理想、有本领、有担当,国家就有前途,民族就有希望。中国梦是历史的、现实的,也是未来的;是我们这一代的,更是青年一代的。中华民族伟大复兴的中国梦终将在一代代青年的接力奋斗中变为现实。”
  案例2:在讲述物质波部分时,着重讲述量子力学创立者之一德布罗意的成长故事。德布罗意是法国理论物理学家、物质波理论的创立者、量子力学的奠基人之一。他从小就酷爱读书,中学时代就显示出文学才华,18岁开始在巴黎索邦大学学习历史,1910年获文学学士学位。1911年他听到第一届索尔维物理讨论会秘书莫里斯谈到光、辐射、量子性质等问题后,产生了对物理学的强烈兴趣,特别是他读了庞加莱的《科学的价值》等书后,转向研究理论物理学。1913年获理学学士学位。第一次世界大战期间,他在埃菲尔铁塔上的军用无线电报站服役六年,熟悉了有关无线电波的知识。他的哥哥M.德布罗意是一位实验物理学家,从哥哥那里他了解到普朗克和爱因斯坦关于量子方面的工作,进一步产生了对物理学的极大兴趣。经过一番思想斗争,德布罗意放弃了已决定的研究法国历史的计划,选择了物理学的研究道路。1924年德布罗意获巴黎大学物理学博士学位,在博士论文中他首次提出了“物质波”概念。1929年德布罗意获得诺贝尔物理学奖。以他的成长经历来激发学生兴趣,能使学生感受到他们还年轻,还有时间和机会成为优秀的物理学工作者,进而树立积极向上的人生观、价值观。
  案例3:在讲述不确定原理时,向学生展示2018年度国际物理学领域的十项重大进展之一的“墨子号”卫星照片,简要向学生介绍“墨子号”卫星是我国在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信,构建天地一体化的量子保密通信与科学实验体系。量子卫星的成功发射和在轨运行,有助于我国在量子通信技术实用化整体水平上保持和扩大国际领先地位,实现国家信息安全和信息技术水平跨越式提升,推动我国科学家在量子科学前沿领域取得重大突破,对于推动我国空间科学卫星系列可持续发展具有重大意义。习近平总书记指出:“实践反复告诉我们,关键核心技术是要不来、买不来、讨不来的。只有把关键核心技术掌握在自己手中,才能从根本上保障国家经济安全、国防安全和其他安全。”这个案例的学习可以引导学生树立学习量子力学的信心,树立国家荣誉感和自豪感。
  (四)提升专业课教师引导学生参与课程思政的广度与深度
  教学的最终目的是培养人。一门课程建设的成效最终要通过课程的接受者———学生的反馈来体现。开展课程思政教学改革后,对专业课程的考核就应增加课程思政方面的考核。然而,课程思政作为一种育人理念,很难通过标准化考试的方式进行考核,可行的办法就是通过平时成绩来体现。为此,在课堂教学中,笔者通过图片、音乐、电影等多媒体工具和手段增加学生的学习兴趣。笔者根据教学内容给学生布置课外调研内容,让学生撰写心得体会,开展课堂讨论等。一方面通过观察学生学习的主动性和参与性,考查学生是否具备了良好的职业素养;另一方面也考查学生是否通过课程思政的学习树立了正确的世界观、人生观和价值观。
  三、结语
  课程思政是新时代全新的育人模式。面对当前国内国际的新形势新挑战,全面加强大学生思想政治水平、加强课程思政建设,是党和国家交给每位任课老师的重任,也是畅通思政教育“最后一公里”的有效方式。需要所有教师坚持问题导向、目标导向、结果导向,发扬敢为人先、攻坚克难的创新精神,坚持探索以学生为中心的人才培养理念,紧密结合课程实际,精确把握、精心设计课程思政育人方案,提升教学技能,把思想政治工作贯穿于专业课程教学全过程。在此基础上,方能在传授专业知识和专业技能的同时,培养出合格的社会主义建设者和接班人。

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