摘要：文章以太原工业学院为例，从物理实验课地位和作用中思政元素的融入、物理实验发展历史中思政元素的融入、物理实验仪器中思政元素的融入、物理实验原理中思政元素的融入、物理实验操作中思政元素的融入、物理实验数据记录与处理中思政元素的融入、物理实验报告中思政元素的融入七个方面论述了思政元素在大学物理实验课程教学中的融入。

　　关键词：大学物理实验课程教学；思政元素；课程思政

　　课程思政现已成为各高校课程建设的一个重要内容，其重要性越发突显。大学物理实验作为培养学生思维、动手、创新等能力的实践性课程，对增强学生的科学素养、让学生树立起正确的人生观和价值观具有极其重要的作用和意义[1]。大学物理实验课程教学中，教师不但要传授知识，还要发挥立德树人的作用[2]。与理论课程不同，大学物理实验课程是由多个独立的实验项目构成的，甚至有些高校不同的实验项目是由不同的教师进行授课指导，因此必须独立挖掘课程实验中力、热、光、电、磁等部分的思政元素，从而使每个实验都能培养学生的求是、求实、严肃、认真的科学精神和质疑批判的态度[3]。要想做好大学物理实验课程思政教学，就要明确思路、探寻路径，将教学内容与课程思政紧密结合[4]，通过每一个实例，挖掘思政元素，使学生兴趣饱满地学习物理实验课知识，激发学生的学习热情，激励学生在学习中追求真理、勇攀高峰[5]。

　　自开始评建国家级一流本科课程以来，我国各高校的大学物理实验课程也纷纷争创国家级一流本科课程，还有很多课程先建设为省级一流本科课程，然后建设为省级课程思政示范课程。大学物理实验课程思政教学可以对建设一流课程起到积极的指导促进作用，所以其教学改革不仅体现在教学内容和教学方法上，更重要的是体现在人才培养上。课程思政使得物理实验课不再枯燥无味，能激发课堂上学生做物理实验的热情[6]。在大学物理实验课程思政教学中，教师的思政意识不但要增强，还要使课程思政的融入达到“润物细无声”的效果，不可强制加入与所做实验关系不大的思政元素，不能把课程思政上成思政课程；不但可以在每个实验项目中引入思政元素，还可以在实验中心和实验室教学管理中也融入思政元素[7]。在大学物理实验课程教学中，无论是在知识背景中，还是在实验原理的讲解中，或者是在实验操作的示范指导和学生亲自操作中，抑或是在最终的实验报告撰写和最终成绩的评定中，都可以恰当地融入思政元素[8]。另外，在MOOC等线上课程广泛普及的今天，学生的课前预习也不仅仅是看实验教材，在实验室内也不仅仅是只面对仪器设备，利用MOOC资源可以更好地使思政元素融入大学物理实验课程[9]。课程思政同样对教师提出了更高的要求，教师只有储备了大量的思政知识，才能在课堂上游刃有余地进行课程思政，达到潜移默化地提高学生品德修养的教学效果[10]。

　　太原工业学院(以下简称“我院”)大学物理实验也一直在进行课程思政教学改革，力求思政教学在控制教学质量的前提下，尽可能潜移默化地把与实现民族复兴、让学生具有家国情怀与责任担当、让学生明白做人做事的基本道理、让学生真正领悟社会主义核心价值观等有关的思政元素融入课程教学，使学生可以在不知不觉间对思政教学内容产生认同感，并在生活和学习中亲身实践。基于此，本文拟以我院为例，详细说明如何在大学物理实验课程教学中有机融入思政元素，从而提高学生的综合素养。

　　一、物理实验课地位和作用中思政元素的融入

　　学生往往不理解为什么要做大学物理实验，尤其是按照教材的步骤按部就班地把一个个实验重复一次。对此，在大学物理实验课程教学中，教师有必要让学生知道哪怕是长度测量、质量测量这么简单的基本测量，都要有认真的学习态度，这样做的目的在于培养学生的实验能力、严肃认真的科学精神等。基于此，教师要让学生知道学好大学物理实验课是极其重要的，而不仅仅是为了拿到学分，让学生知道实践性的物理实验课甚至比理论课更能学到直接有用的知识。在讲授物理实验的作用时，教师可以列举材料科学、计算机等在实际中需要用到的物理知识，融入习近平总书记提出的有关中国梦和强国梦的相关论述，让学生了解物理实验对理工科其他专业的支撑作用，从而强化学生爱国爱党的思想，继而让学生认识到应该学好每一门课，打好基础，为中国梦贡献力量。

　　例如，在进行大学物理受迫振动与共振实验的教学时，教师可以先给学生讲解该实验的实验目的为研究实验用音叉在外力作用下的振动，研究驱动力的频率与音叉振动的关系。即在音叉上固定不同的质量块后，改变音叉系统的质量，以研究音叉振动的变化。通过该实验，教师要培养学生利用受迫振动与共振的知识来解决解释并分析日常工业生产中遇到的各类相关问题的能力，并使其再回顾大学物理中学到的振动合成时振动加强和减弱的条件，对已学的大学物理知识进行分析、总结归纳，最终让学生可以推理物理知识，为实验所用，变被动学习为主动学习。通过本实验，要培养学生辩证唯物主义的世界观，让学生看待问题时要注意问题的不同方面，提高学生的科学素质和学会科学思维、辩证思维。通过在实验中的团结合作，可以提高学生的交流探讨能力和沟通能力，培养实验小组成员之间的团队合作精神。通过引申到中国的各大桥梁及著名的桥梁专家茅以升，可以促使学生产生强烈的爱国主义情感，增强学生的“四个自信”。

　　二、物理实验发展历史中思政元素的融入

　　无论是在经典的密度测量、重力加速度测量、拉伸法测杨氏弹性模量、直流单臂电桥测电阻、牛顿环干涉实验中，还是在较新的动态法测杨氏弹性模型、非线性电路混沌实验、旋光实验中，教师都能讲对应实验的发展历史。从牛顿的苹果落地到惠斯特第一个用电桥法测电阻(该方法却不是惠斯通发明的)，每个实验都有对应的发展历史，上课时教师必须在课前通过查阅资料对每个实验的发展历史尽量全面了解。在讲授物理实验发展历史时，教师重点要列举我国的钱学森、王永志、南仁东等涉及各个具体实验的科学家的事迹，融入文化自信、制度自信，增加学生民族自豪感与责任感；基于习近平总书记的科技创新思想，让学生深刻认识到“谋创新就是谋未来”，激励学生提高自身科学素养，热爱科学，勇于创新。

　　以受迫振动与共振实验教学为例，教师在讲解受迫振动与共振实验相关的历史事件或应用时，首先可以给学生讲解2020年虎门大桥“桥梁涡振”事件，进而融入交通规则“通过桥梁、隧道时要求限时、限速、禁止鸣笛”制定的合理性，这样通过融入交通法规，可以使学生形成自觉遵守交通法律法规的意识。之后，教师可以再给学生讲吉他、二胡、小提琴等乐器在使用过程中出现的共振现象。通过讲共振在桥梁建筑方面的巨大破坏力及其在生活、医疗、军事方面的有利应用，让学生明白事物的两面性，渗入马克思主义辩证思维和中华优秀传统文化，如三国时期著名政治家、军事家诸葛亮的名言“欲思其利，必虑其害，欲思其成，必虑其败”。

　　三、物理实验仪器中思政元素的融入

　　物理实验中用到的实验仪器既有常见的米尺、秒表，也有精密的千分表、迈克尔逊干涉仪；既有小的电压表、开关，也有大型的光学平台；既有传统的水银温度计、弹簧秤，也有现代的各类传感器。无论是哪个实验仪器，教师都可以从实验仪器用到的测量原理讲起，让学生明白即使最复杂的设备也有着最基本的工作原理，只有掌握了仪器的工作原理，才能更好地操作仪器，甚至维修维护仪器，不能仅仅把仪器当作一个工具来用。在介绍物理实验仪器时，教师还可以向学生展示自制的实验仪器，培养学生的创新创业精神，使学生具有创造意识并培养学生的创业能力。例如，在受迫振动与共振实验教学中，需要用到电压表来判断共振的产生，此时教师可以向学生详细介绍还有哪些仪器可以完成本实验，引导学生思考可以用示波器来判断共振的产生，从而促使学生突破常规，在实验中养成敢闯会创的精神，同时这样一来，学生也知道如何选取仪器设备以便减少系统误差。

　　四、物理实验原理中思政元素的融入

　　每个物理实验的原理中往往都蕴含着大学物理课程讲到的最基本的知识，从力学的牛顿三个定律、热学的热力学第一定律、振动波动部分的简谐振动与简谐波、光学的光程概念到电磁学的库仑定律、毕奥萨伐尔定律。定理是可以由定律推导和证明而得到的，但学生对知识还是没有直观的认识。在讲授物理实验原理时，教师可以引入“实践是检验真理的唯一标准”，从而让学生懂得必须通过实验操作去检验实验原理，培养学生善于观察问题、探究原理的精神，以便学生敢于用实践去检验理论，这样既能让学生复习温顾大学物理的内容，也能激发学生对物理实验的浓厚兴趣，从而提高学生的课程学习质量。

　　例如，受迫振动与共振实验的实验原理要从简谐振动方程及其解讲起，因此教师可引导学生回顾大学物理的振动知识，使学生明白温故而知新的道理。实际实验中，弹簧质量是必须要考虑的因素，且弹簧振子的振动频率必然会变化，所以也必须考虑弹簧的实际等效质量；在实际振动中，阻尼是必然存在且不能忽略的，由此可引申到炮弹运动中空气的阻尼也是存在的，因而炮弹运动并不是大学物理中学过的理想的斜抛运动，从而让学生明白理想的事物往往是不存在的，必须肯下功夫去钻研，解决实际问题，而不仅仅是停留在简单模型分析阶段。又如，在讲驱动力时，通过讲解钟表的摆锤虽然为单摆的模型，但由于阻尼的存在，要使钟表的摆锤能够持续摆动，则必须增加驱动力(通过发条或电磁驱动)，因瞬态振动受阻尼影响导致振幅会很快衰减为零，因而最后只剩驱动力造成的稳态解。之后再引入在中国抗疫政策“驱动力”的作用下，全国人民齐心合力、步调一致、同舟共济取得抗疫胜利的内容，强调这与共振具有一定的相似性，且是很好的思政切入点，同时介绍抗疫的成果，从而使学生增强“四个自信”。抗疫需要所有人员的参与，通过类比，可以培养学生的团队合作精神。通过讲授由受迫振动引起共振，从而使振动加强，加上驱动力使得振动永不停止的现象，引申出每个人的梦想与中国梦之间的关系，可以让学生明白实现伟大的中国梦需要全国人民努力、需要全党全国人民团结奋斗，从而激发学生的爱国主义情怀，使学生成长为中国特色社会主义事业的建设者和接班人。

　　五、物理实验操作中思政元素的融入

　　学生在中学时代很少有机会去实验室做实验，一般都是观看教师的演示，感觉做实验非常简单。但在大学物理实验课中，虽然看见教师在操作演示时非常简单，但学生真正自己动手操作时，往往会手忙脚乱，不知道从何下手，或者感觉仪器设备好像跟自己作对一样，总是得不到想要的数据，甚至仪器设备都不在合适的工作状态。对此，教师应重视对学生进行物理实验操作的指导，使学生通过实验操作，据弃眼高手低的问题，学会踏踏实实地认真完成实验。在辅导学生进行仪器操作时，教师要叮嘱学生认真细心地进行操作，善于思考，促使学生形成即使是小组实验也要自己动手、自己去独立操作一遍的习惯，以及自觉锻炼实验能力的素养和不抄袭实验数据的自律能力。

　　我院受迫振动与共振实验的实验准备操作比较简单，只需按照标识连接对应的数据传输线即可，但也有个别学生不假思索，结果将信号发生的输出与共振平台的信号输出相连，或者将信号采集系统的信号输出与共振平台的信号输入相连，造成共振平台不振动或信号采集系统采集不到信号的问题，由此教师要教育学生看似简单的问题也要认真领悟其中的内涵，粗心大意是万万不可的。在这一过程中，教师可以介绍正是因为中国载人航天全体工程师一丝不苟的态度才使得我国的历次载人航天工程都安全万无一失，由此培养学生严谨认真的精神。由于在共振音叉上加质量块时，必须称量其质量，所以教师还可以讲解质量测量方法，介绍常见的质量测量仪器和“天宫课堂”中测量宇航员体重所用的质量测试仪是利用了牛顿第二定律，从而融入开拓学生各学科知识视野的思政内容，激发学生对物理实验的学习兴趣，以便让学生对于大学物理中看似抽象的牛顿第二定律却有着如此接地气的应用有一定的认识。

　　六、物理实验数据记录与处理中思政元素的融入

　　对于通过多次测量以减小随机误差，学生往往不以为然，但实际上，最简单的测量物体的长度也要测5到10次，个别学生可能就测量一次，然后编造其他几个数据，对此，在大学物理实验课程教学中，教师要给学生讲明白在误差理论中学习到的随机误差的减少方法及多次测量的重要性，使其明白编造的数据往往都是不符合实验规律的，很容易被教师发现。通过开展最基本的密度测量实验、自由落体法测重力加速度实验、经典的拉伸法测杨氏模量实验，既可以锻炼学生的基本实验能力，又可以促使学生掌握作图法、列表法、逐差法、最小二乘法等常见的数据处理方法。在指导学生进行实验数据处理时，教师不但可以讲授各种实验数据处理方法，而且还要融入科学研究，引导学生做到实事求是，据弃数据造假，从而培养学生的科学素养，使其养成良好的实验习惯。

　　例如，在教学受迫振动与共振实验时，在实验数据记录中，要记录驱动频率与信号采集系统电压的30组数据，在数据处理中要做出频率与电压的音叉共振曲线；在音叉臂加砝码后，要记录6组砝码质量与共振频率的数据，在数据处理中必须用曲线改直的方法画出质量与周期平方的线性直线图，而不是直接画出质量与共振频率的曲线图，也可以用最小二乘法求得拟合的直线方程。通过数据记录，能够进一步培养实验学生耐心细致的科学态度和学习精神；通过曲线改直的方法，可以培养学生学会变通、机动灵活的创新思维。

　　七、物理实验报告中思政元素的融入

　　物理实验报告往往都有固定的格式模板，学生对于需要在实验报告中还要写实验教材已经有的实验原理、实验步骤等非常不理解，甚至不少学生都是直接把实验教材的内容一个字不落地抄到实验报告中，还有学生只有实验数据，或者数据处理不规范(只计算简单结果并没有进行误差计算)，误差分析不规范(每个实验都只写系统误差、随机误差、粗大误差几个字)，甚至存在抄袭实验报告的现象。对此，在大学物理实验课程教学中，教师要让学生明白，实验原理和实验步骤是要在理解的基础上对实验的原理和步骤进行提炼和总结，并用概要的话来简述，而不是进行简单的书写动作，由此促使学生养成勤思考、善总结的习惯。另外，完成实验报告也是一个系统的任务，实验报告的每个部分都要认真对待，物理实验课的每个实验都要善始善终，所以教师要引导学生认识到从预习、操作到最终的报告都要认真完成，深化学生对整体与局部的认识，培养学生的大局意识。在布置课后思考题阶段，教师可以列举不同的物理学家或身边的物理现象，让学生对问题感兴趣，从而培养学生爱科学、用科学的精神。

　　例如，在讲解受迫振动与共振实验课后思考题时，教师可以结合上课讲到的空间站中测质量的方法，让学生思考共振法测质量和常见质量测量仪在太空中是否有效，实验所用音叉振动传感器除了能测质量，还有哪些用途，以及让学生在课下收集国际上已采用的振动传感器有哪些。关于共振问题，教师可以讲授航天员杨利伟在执行载人航天任务时遇到的火箭和飞船剧烈抖动的问题，而人体对10赫兹以下的振动非常敏感，如果引起内脏共振可能会带来严重的后果。之后教师可以讲解上海中心大厦内部的阻尼器也是利用了共振原理，减小了大楼的晃动，从而融入学生要学会科学判断，勤于思考，努力钻研的思政元素。

　　八、结语

大学物理实验课融入思政元素后，学生不但在知识方面将会有所收获，在能力和素质方面也会得以提升。在大学物理实验课程教学中，教师要增强学生实验室安全纪律卫生意识，使学生形成的爱护公物的优良品德，能够阅读实验原理，谋划改进实验，掌握基础实验工具的使用方法，具有勤奋工作、严肃认真的实验态度，形成理论联系实际的学习作风，让学生能够实事求是，有疑问主动去探索，培养学生主动研究和坚韧不拔的探索精神，形成合理分工、团结协作和自主科研创新的能力，使学生具有辩证唯物主义世界观、爱国主义家国情怀，掌握科学的思维方法，有社会责任担当。

　　参考文献：

　　[1]唐洪法,陈健,朱纯,等.大学物理实验“课程思政”的探索与实践:以“金属杨氏模量的测定”为例[J].物理通报,2022(3):101-105,109.

　　[2]罗乐,赵琐,陈舞辉,等.物理实验线上线下混合式课程思政的探索[J].物理通报,2022(3):110-113.

　　[3]樊代和,魏云,刘其军,等.基于“课程思政”的大学物理实验课程教学案例探讨:以迈克耳孙干涉实验为例[J].物理与工程,2022,32(1):175-178,183.

　　[4]王丹丽,刘枝朋,赵丹丹,等.大学物理实验课程思政的建设与探讨[J].实验室科学,2021,24(6):234-235,239.

　　[5]李林,吕秀品,池凌飞,等.大学物理实验实例的思政挖掘[J].物理与工程,2022,32(1):190-192,198.

　　[6]王海燕,魏茂才,陈鹏,等.大学物理实验课程思政对一流课程建设的指导和促进作用[J].大学物理实验,2021,34(6):119-121.

　　[7]赵西梅,王宇兴,周红,等.浅谈大学物理实验教学与管理如何融入“课程思政”[J].物理与工程,2021,31(6):105-108,113.

　　[8]徐全学,王涛.大学物理实验“课程思政”教学实践探讨[J].物理通报,2021(11):63-66.

　　[9]郑远蕾,杨涛.课程思政融入大学物理实验的探究与实践:以单缝衍射及光强测量为例[J].物理通报,2021(11):74-75.

　　[10]叶超.以小见大:大学物理实验课程思政教育的放大法[J].物理实验,2021,41(10):46-49.