理工科专业课程思政元素融入方法与实践——以力学课程教学为例
张劼颖，田春华，全 军
(1.岭南师范学院 物理科学与技术学院，广东 湛江 524048; 2.湛江市崇文实验学校，广东 湛江 524048)
2016年12月7日，全国高校思想政治工作会议上习近平总书记发表重要讲话指出：“要坚持把立德树人作为中心环节，要用好课堂教学这个主渠道，把思政工作贯穿教育教学全过程，从而实现全程育人、全方位育人。”[1]这给高校课程思政的探索和实践任务明确了方向。为达到这一目标，不仅要继续发展好已有的思政课程，还要在全课程中融入具有内隐性的课程思政。而理工科不仅囊括着现代科学技术最重要的基础理论，还是学生树立世界观和宇宙观，树立正确唯物主义观的途径，也是当代人类科学活动发展和创新的重要源泉。其中自然也蕴含着丰富的思政教育元素，在课程思政的进行中起到重要作用。物理，是自然科学的基础，力学，可以称之为整个物理学的“地基”。力学作为物理学的“开端”，它对培养学生不屈不挠追求真理，坚韧不拔的科学探索精神及建立辩证唯物主义世界观等思政教育工作，有着极为重要的地位和影响力。
2016年初，我国部分高校已进行了大量的关于课程思政育人的研究、探索和实践并获得了初期成效。虽然，课程思政在一定范围内有所发展，但部分学校和教师仍停留在观望阶段。因大部分教师单纯地认为专业课中开展课程思政就是在课程中讲政治原理，尤其是理工科专业，思想局限，对于开展课程思政无从下手，不知道如何开展。针对当前课程思政开展存在的问题，本文以力学课程思政为例，阐述了如何开展课程思政以及如何结合课程特点融入思政育人元素，为一线教师开展课程思政提供一定的帮助。
课程思政是一种全学科全面思想教学理念，需要全体工作者进行全课程和全过程思政育人的一种综合教育理念。课程思政的内涵可以分为两部分：一部分是“思”，主要是使学生对世界形成正确的认识和认知，培养学生树立正确的世界观，形成健康的思维方式；
另一部分是“政”，就是要做到“风声、雨声、读书声、声声入耳，家事、国事、天下事、事事关心”，让学生关注时事[4]，在课程中培养学生良好的思想品德。达到此目的关键在于树立“学科思政”的理念。课程思政主要形式是找到课程的思政教育元素，将想要传递的思政内容渗透到各门课程中去，潜移默化地对学生的思想意识、社会观念、行为举止产生影响。需要在教育过程中融入包括思政教育的理论知识、价值理念以及精神思想等内容。教师需根据课程的知识特点挖掘其中蕴涵的德育资源[5]，设计对应的思政教育过程。理工科课程的特点是每一门课程都有一套较完备的理论体系，其中贯穿和蕴含着丰富的科学精神、理论思想和科学方法。
要在力学课程中融入思政育人元素，首先，要了解课程思政的内容，从物理学科特色出发找出对应课程中所蕴含的思政元素；
其次，在教学设计和教学实践过程中，不断地摸索和总结出运用思政元素的正确方法，并充分发挥思政育人的教育功能。具体流程如图1所示。
图1 课程思政开展流程图
物理大厦，力学为基。力学是物理学中人们最早认识、发展最成熟的学科，也是学生们步入大学后第一门专业课，对后续内容的学习有很大影响。力学研究范围大到宇宙天体之间的相互作用、小到宏观物体的空间运动；
从人们的日常生活和生产实践，到现代科技的快速发展，无一能离开力学。力学课程是从事物理学类相关研究工作的学者不可缺少的基础学科，课程内容主要内容包括质点运动学、牛顿运动定律、角动量、刚体力学和振动等模块[6]。它在引导学生认识世界，形成辩证唯物主义的世界观，形成良好的方法论，培养科学精神和爱国主义情怀等方面都有很大作用。
1.教师端正对课程思政教育开展的态度
初期大家或许会认为，我们在自然学科的研究时应该坚持政治思想价值中立，不应掺杂人为思想的因素。但思政教育不是一种单纯的政治行为，“课程思政”是一种新的教学改革。即“课程承载思政”与“思政寓于课程”，对师生都是一个很好的“价值引领”的引导过程，是一个很好的“立德树人”的教育工程，是一个“全面育人”的推动过程。为提高教师进行课程思政的积极性，学校可以定期组织思政教学的学习交流，如含有优秀思政元素的教案、讲稿互相学习研讨活动，深入学习习近平总书记谈高校思政重要讲话精神等活动。
2.提高教师个人的政治觉悟及人格魅力
教育是种深远的影响，绝不止于对应知识的传授。作为老师我们需端正自己的世界观、对名利的看法、对生活的态度、对学习的理解等。在教学过程中也注意体现对美好的追求、对事物的宽容、恒久的毅力、敬业的品质等都有机会给学生超乎想象的潜移默化的正向影响。教师承担着培养社会主义接班人的重担，每位教师都注意端正自身的政治意识，用自己的专业素质和政治素质教育培养学生。
3.课前充分了解课程内容和课程培养目标
课前进行充分的教学准备；
及时关注教育发展形势和导向，关注教育部门强调新的概念和理念。力学课程的思政教育的培养目标为：突出物理科学精神与人文情怀、视野与态度的力学课程思政特色，并以“润物细无声”的方式教学[7]。
4.掌握课程思政元素的正确融入方法
学生的学习生涯中往往能受到许多思想教育，尤其是专门的思想政治教育课程。但这种应试性的学习往往会带有较多的说教成分，以至于产生的教育影响也较有限。而课程思政的更优处就在其具有目的内隐、过程自然、方式多为心理暗示、全程和全方位潜移默化育人的特点。所以，课程思政教育应注重融入课程和教学内容，才能达到“润物细无声”的目的。切不可让思政内容喧宾夺主，忌牵强附会，而引起学生的反感和抵触。
1.结合物理学史，培养学生科学探究的思想和精神
在《力学》书中，有丰富的物理学史内容，从经典物理到现代物理学的发展以及当前物理学的成就，都能很好地体现人类科学探究的曲折性和对科学不懈追求。教师就可以从物理学史发展过程中提到的科学家入手发掘思政素材，了解其事迹与成就，学习其科学研究精神。
如在讲述质点运动学中伽利略变换这一知识点的中心人物——伽利略，他是物理学史上一个无可替代的传奇人物，他为物理学发展做出了划时代的贡献，书本后面有供学生了解和学习的具有强烈追求真理精神的伽利略的小传，是进行课程思政的好素材。纵观物理学史，在伽利略之前，世界的认知方法仅依靠思辨、直觉、经验，所得到的理论与宗教、哲学密切联系。而伽利略提出的思维方法是科学的，是理性的，是建立在理论、预测、观测的基础之上，所得到的理论经得起实验的检验，经得起进一步的推敲。除了科学思维方法的提出，伽利略认为自然规律是数学性的，数学的方法论在科学规律探究中应被引起重视，在为长度与时间制定标准和伽利略变换中的时空观，这一思想都有突出体现。此内容还有一些更全面的内容可以在刘胜利译版的《科瓦雷·伽利略研究》中查找到相关资料。即使经过300多年，伽利略的智慧和他严谨的科学精神至今仍熠熠生辉，十分适合作为思政教育材料。
又如绪论的学习过程中可以穿插学习我国的物理学家，如获得过诺贝尔物理学奖的华人物理学家，可以详细展开了解他们的事迹与精神。如，华人物理学家李政道和杨振宁，不仅在科学研究领域上战功赫赫，并且为祖国的科研、教育事业打下了基础：创立了中国高等科学技术中心等物理研究所。他们所做的贡献无疑是为人类科学的知识宝库添砖加瓦，能令全人类受益。可见李政道先生的科学奉献精神和爱国精神都值得同学们敬佩和学习。
2.在力学知识中培养学生辩证唯物主义的世界观
如其他自然科学学科一样，物理观点的正确程度和准确度都需要相应的实验验证。在物理学的发展中，人类很早就表现出了观察和一定的思辨能力。但其中重要的一步就是开始将实验作为研究的手段并将物理科学建立在实验的基础上。物理学科的研究方法与马克思主义的辩证唯物主义哲学理论不谋而合。马克思主义强调：“实践是检验真理的唯一标准”。整个物理体系的构建过程都非常完美地体现了这一观点。
(1)培养学生用理论与实践结合的方法解决问题
例如讲授牛顿运动定律的发展过程，讲述两千多年以前，亚里士多德在研究问题时虽然能够摒弃唯心主义观点，但是他却只从较为浅显日常经验总结得出了“力是维持物体运动的原因”等错误的观点，并延续了将近一千年。直到伽利略以及牛顿通过实验分别验证这些观点是错误的，并发现惯性质量的内容。所以也说伽利略的伟大在于他发明了实验探究法。在认识自然界过程中我们要注重实践与认识相结合，在实践中不断检验、丰富和发展认识，才能更接近真理。
(2)培养学生解决问题时抓主次矛盾的辩证思想
自然科学的探究过程，其实很像侦探小说中的破案过程，要忽略次要因素，找到真正的主要因素，从而得出正确的结论。也就像马克思主义思想中的主次矛盾的辩证关系。
其中一个经典的需要忽略次要矛盾，抓住主要矛盾的例子就是质点力学和刚体力学之间的关系与区别。在刚体力学中“质点”和“刚体”这两个理想的物理模型的选择性使用过程就能体现在同一物体上矛盾的双方可以对立又统一地存在。如，若我们研究一辆汽车的整体运动情况会忽略其各部分具体的运动将其视为质点研究；
若要研究不同汽车车轮转动惯量问题我们则会将其抽象为圆柱体或圆柱环刚体进行研究。我们由这种主次矛盾的辩证关系原理中，可以得到相应的可运用并能解决日常问题的方法论，即抓住问题重点，集中力量解决主要矛盾，以达到预期目标。
3.在科学家的故事中培养科学精神和爱国主义情怀
中国科学家、巨匠的伟岸身影于各个领域皆可见，他们甘于奉献的精神是对当代青年人正确三观树立的极好引导和传承，可以通过讲授其爱国故事进行引领。
在学习流体力学部分内容时，可以给学生们讲到一位刚陨落的巨星——中国第一任核潜艇总设计师彭士禄。本在留学的他说：“只要祖国需要”，就配合中央决定改行学原子能核动力专业。终其一生投入了研究与设计中国核动力潜艇的工作中。2021年3月30日，伴随着《英雄核潜艇之歌》，彭仕禄夫妇的骨灰缓缓撒入大海，如他生前所嘱“愿与夫人与大海相伴，永远守望祖国海洋”，他的爱国主义与研究精神令人动容。
4.用力学知识联系生活，培养学生的方法论、对世界的认识和认知
物理现象的研究离不开生活，当利用力学理论知识解决生活实际问题时，需敏锐抓住其中隐藏的思政元素培养学生养成解决问题的方法论和对生活中问题的正确认知等。
(1)培养学生利用理论知识解决生活实际问题的能力，并进行安全教育
如“用冲量表述的动量定理”教学中，当讲到力与时间的变化关系问题时，可以将出车祸时汽车安全气囊正常弹出和安全气囊未弹出车上人所受伤害大小案例进行凝练，不仅可以增强理论学习的趣味性，而且有助于学生树立起较强的安全和责任意识，也能更好地调动学生的学习积极性。
(2)培养学生学会利用归纳总结的方法进行科学研究
如伽利略变换中体现的相对性原理指出，任一参考系，只要它相对于惯性系作匀速直线运动的都是惯性系。由惯性系S变换到惯性系S′，牛顿运动方程的形式不变。由上述两个惯性系之间变换、推导得出的结论，可以推广至所有的惯性系中，即在任一惯性系中牛顿运动方程都适用，且表现形式不变，进而可以归纳总结出伽利略相对性原理。这种从特殊规律总结出一般规律的思想，也可以被我们很好地运用到生活中，如一些俗语“晚上火烧云，明天晒死人”“秋前北风秋后雨，秋后北风干到底”，这些也都运用到归纳法的思想。再如在生活中遇到一些新问题时，我们可以经过分析后将其归类至此前已解决过的某类问题中，从而用相似思路解决，能够为问题的解决提供很大帮助。
(3)培养学生要学会多角度、多途径变通地解决问题
如“质点系对质心的角动量定理”教学中，学习到若质量一定，质点离轴越远，转速越快，角动量越大，“茹科夫斯基凳”就是相关的实验。这个道理可以用于设计体育运动的体操动作，保证动作优美的同时，还考虑到运动员动作的流畅平稳。在功能原理章节中学习的保守力所做的功仅由质点的始末位置决定，与过程中的路径无关，重力就是保守力的一种，它在重力场中做的功与路径无关，人们根据这个性质设计的一种简单机械——斜坡，如楼梯能帮助人们更好地克服重力做功。但是消防员紧急出警时，反而会放弃楼梯，直接从通过杆子从楼上滑下，以节约时间。这些都告诉我们，学习物理就要善于应用，善于变通，物理知识能让人们的日常生活更加便利。
5.联系中国现代科技，增强民族自豪感和民族自信心
在教师日常学习和生活中要有总结和归纳资料的习惯，尤其接触到有关中国现代先进科技的各类信息时，要留心发现现代技术中隐含的力学元素。包括但不限于我们看新闻、短视频、电影、推文等，都能提取出其中的力学相关内容进行分类整理，以便在教学过程中增强知识的时效性和趣味性，同时也能增强民族自豪感和民族自信心。
例如为庆祝中华人民共和国成立70周年制作的献礼片《我和我的祖国》，此片获得了广大人民群众的好评和良好反响，令人油然生出浓浓的爱国情。其中“护航”篇中，是一位中国空军飞行队中优秀的女飞行员吕潇然的故事，她比谁都刻苦训练，做了充分准备迎接纪念抗战胜利70周年的大阅兵，但阅兵仪式前夕却被通知留作替补。尽管如此，她仍尽最大努力完成了自己的使命的故事。其中有一个“旋梯训练”，是战斗机飞行员日常训练中为了提高空间定向能力应运而生的一种训练项目，在研究刚体的定轴转动这一节中，可将这一模型抽象为刚体，运用转动定理连同质心运动定理和牛顿运动定律，讨论这一有关转动的动力学问题，激发同学们对中国军人精神的崇敬。
在学习万有引力定律内容时，可以联系我国在航空航天领域的新闻和新成果，增强知识的时效性和趣味性。如嫦娥五号带着“月球土特产”归来，月壤的研究将有助于推进对月球火山活动和演化历史的认识，这可以填补科学家对月球火山活动研究的一个重要空白，我们可以联系这一令人兴奋的国家航天新进展，研究嫦娥五号的变轨运动，加强对万有引力定律的运用能力，激发起学生探索宇宙的欲望，也能加深学生对万有引力部分知识的理解和掌握，让同学们能体会物理与生活的联系，提高学生的学习兴趣，同时也能增强民族自信心，使学生了解近年中国取得的突出科技成就。
本文以力学课程为例，对高校课程思政的实施进行了分析研究，探讨了课程思政的内涵以及融入方式，并以力学课程内容为例列举了五种融入方法，阐明理工科的课程思政实践可以从理论知识联系生活，帮助学生对世界形成客观认识和认知、用物理理论培养学生形成正确的方法论、在学习过程中领会力学家的科学精神培养学生科学探究的思想、联系中国现代科技增强民族自豪感和民族自信等方面去探索与实践，为课程思政的实施提出了可行的方案。所谓教师要“传道授业解惑”，指教师不仅应该授业解惑，更重要的是“传道”。每位教师都需履行“立德树人”的根本任务，为国育才，为党育人，为我国应对百年未有之大变局打好基础。
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