陳靜 高玲玲 張娥 劉鳳鳳

摘要：為實(shí)現(xiàn)大學(xué)物理課程思政，應(yīng)充分挖掘大學(xué)課程中的思政元素，通過精心策劃的教學(xué)過程引起大學(xué)生情感共鳴，讓思政元素內(nèi)化為大學(xué)生的理想信念，外化為大學(xué)生的行為實(shí)踐。如大學(xué)物理課程中“圓孔衍射光學(xué)儀器的分辨本領(lǐng)”這一節(jié)，通過介紹中國天眼的偉大成就提高自信心和民族自豪感;介紹天眼之父南仁東的事跡，感受工匠精神，實(shí)現(xiàn)大學(xué)物理課程顯性思政。將天眼類比為地球的眼睛，通過層層遞進(jìn)的探討視力問題，引導(dǎo)學(xué)生從生活現(xiàn)象走向物理，走向科技前沿，體驗(yàn)“質(zhì)疑—實(shí)驗(yàn)及理論驗(yàn)證—?jiǎng)?chuàng)新應(yīng)用”的科學(xué)研究方法，實(shí)現(xiàn)大學(xué)物理課程隱性思政。

關(guān)鍵詞：課程思政;大學(xué)物理;圓孔衍射

物理研究的是物質(zhì)結(jié)構(gòu)及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律和相互作用規(guī)律，學(xué)習(xí)物理對(duì)學(xué)生物質(zhì)觀，世界觀和運(yùn)動(dòng)觀的培養(yǎng)具有促進(jìn)作用，在進(jìn)行課程思政方面有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

1.大學(xué)物理課程思政的建設(shè)思路

大學(xué)物理作為軍校本科學(xué)員的科學(xué)文化必修課，課程教學(xué)大綱對(duì)其教學(xué)目標(biāo)的界定為培養(yǎng)學(xué)員科學(xué)精神，物理素養(yǎng)，培養(yǎng)用物理知識(shí)解決問題的能力。這與大學(xué)物理的課程思政目標(biāo)不謀而合，都是培養(yǎng)學(xué)員的物理思維，運(yùn)用物理方法解決未來可能面對(duì)的各種未知問題。大學(xué)物理“課程思政”的基本建設(shè)思路：（1）根據(jù)“大學(xué)物理”課程內(nèi)容積極挖掘教學(xué)內(nèi)容，尋找思政教育與“大學(xué)物理”課程的結(jié)合點(diǎn)，積累大學(xué)物理課程的思政素材。（2）將課程思政素材融入大學(xué)物理教學(xué)設(shè)計(jì)，充分利用大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)、多媒體課件、教材、視頻、動(dòng)畫、參考文獻(xiàn)：等多種教育載體，采用講解、課堂討論、微課等多種方式來實(shí)現(xiàn)大學(xué)物理課程思政。通過考核和學(xué)生自評(píng)、互評(píng)方式來評(píng)價(jià)大學(xué)物理思政學(xué)習(xí)效果。

2.大學(xué)物理課程思政的教學(xué)實(shí)踐——《圓孔衍射光學(xué)儀器的分辨本領(lǐng)》

以中國天眼（FAST）宣傳片導(dǎo)入新課，提出問題：天眼為什么具有如此高的分辨本領(lǐng)？將天眼類比為地球的眼睛，分辨本領(lǐng)其實(shí)就是視力好壞。組織互動(dòng)實(shí)驗(yàn)，邀請(qǐng)兩位同學(xué)進(jìn)行視力PK：從遠(yuǎn)至近觀察課件中是兩條線還是一條線？引出中學(xué)幾何光學(xué)分析問題帶來的困難，提出質(zhì)疑一個(gè)物點(diǎn)經(jīng)過很小的圓孔成像后真的是一個(gè)“點(diǎn)”嗎？

大學(xué)物理演示實(shí)驗(yàn)：一個(gè)物點(diǎn)經(jīng)過小圓孔成像后中央是一個(gè)較亮的圓斑，并將花樣放大投影到墻上，方便全班同學(xué)觀察。從實(shí)驗(yàn)過渡到理論分析，定量研究艾里斑的半角寬度（角半徑）為：

定性解釋互動(dòng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：由于光的衍射作用，物點(diǎn)的像并不是一個(gè)幾何點(diǎn)，而是有一定大小的艾里斑，周圍還有一些模糊斑紋。如果兩個(gè)物點(diǎn)距離太近，它們的斑會(huì)相互重疊以至于不能分辨出究竟是一個(gè)物點(diǎn)還是兩個(gè)物點(diǎn)?？梢?，光的衍射限制了光學(xué)儀器的分辨本領(lǐng)。

根據(jù)瑞利判據(jù)，定量計(jì)算出恰能分辨時(shí)，兩物點(diǎn)對(duì)圓孔中心的角距離即最小分辨角為：恰好等于艾里斑的角半徑。對(duì)于光學(xué)儀器而言，最小分辨角越小越好，分辨本領(lǐng)越高。那如何提高光學(xué)儀器的分辨本領(lǐng)呢？從公式中不難看出發(fā)現(xiàn)兩種途徑，一是減小波長，另一個(gè)是增大孔徑。其中減小波長主要用于顯微方面，比如電子顯微鏡的分辨本領(lǐng)就比光學(xué)顯微鏡高很多。

對(duì)于望遠(yuǎn)鏡而言，波長不可選擇，可用大口徑的物鏡來提高分辨本領(lǐng)。對(duì)比小口徑望遠(yuǎn)鏡拍攝的畫面和大口徑望遠(yuǎn)鏡拍攝的畫面，直觀感知大口徑望遠(yuǎn)鏡的高分辨本領(lǐng)。介紹世界上已有的大口徑望遠(yuǎn)鏡及其直徑，包括德國的艾斯伯格孔徑110m和美國的阿雷西博孔徑350m，而目前世界上最大的單口射電望遠(yuǎn)鏡就是中國貴州的天眼，孔徑達(dá)500m。帶入射電的波長，引導(dǎo)學(xué)生估算天眼的分辨本領(lǐng)。根據(jù)前面的結(jié)論，分辨本領(lǐng)越高，可以看得更遠(yuǎn)，看得更細(xì)微。天眼可以看多遠(yuǎn)呢？130億光年，宇宙誕生也才130億年，所以130億光年就是宇宙的邊界。天眼可以看多細(xì)微呢？宇宙中有一種中子星它時(shí)刻不停地掃射，像燈塔一樣為人類探索宇宙指明方向，它就是脈沖星，雖然質(zhì)量很大，但體積很小，及其難以發(fā)現(xiàn)。借助于天眼的高分辨本領(lǐng)，在調(diào)試階段天眼就已經(jīng)成功發(fā)現(xiàn)了240余顆脈沖星，比同時(shí)期其他射電望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)數(shù)量的總和還多，且最小的脈沖星在毫秒級(jí)。中性氫俗稱宇宙的第一束光，至今尚未發(fā)現(xiàn)，天眼有望能尋找到，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)將促進(jìn)基礎(chǔ)學(xué)科的發(fā)展。天眼使我國在天文學(xué)領(lǐng)域的研究在未來20--30年都將處于世界領(lǐng)先水平。介紹天眼的偉大成就，增強(qiáng)民族自豪感，認(rèn)同感和歸屬感，厚植愛國主義情懷。介紹FAST項(xiàng)目首席科學(xué)家兼總工程師南仁東先生建設(shè)FAST的經(jīng)歷，感悟“工匠精神”，啟發(fā)同學(xué)們思考人生如何度過才有意義，形成積極向上的世界觀，人生觀和價(jià)值觀。

3.結(jié)語

本文以《圓孔衍射光學(xué)儀器的分辨本領(lǐng)》這一節(jié)為例，探討了如何實(shí)施課程思政。通過介紹中國天眼的偉大成就提高自信心和民族自豪感;介紹天眼之父南仁東的事跡，感受工匠精神，實(shí)現(xiàn)大學(xué)物理課程顯性思政。將天眼類比為地球的眼睛，通過層層遞進(jìn)的探討視力問題，引導(dǎo)學(xué)生從生活現(xiàn)象走向物理，走向科技前沿，體驗(yàn)“質(zhì)疑—實(shí)驗(yàn)及理論驗(yàn)證—?jiǎng)?chuàng)新應(yīng)用”的科學(xué)研究方法，實(shí)現(xiàn)大學(xué)物理課程隱性思政。在教學(xué)中還可以結(jié)合物理學(xué)發(fā)展史、物理學(xué)重大理論的形成、學(xué)科前沿及應(yīng)用和物理學(xué)家的事跡，提煉挖掘思政元素，融入到課堂教學(xué)設(shè)計(jì)中，形成大學(xué)物理課程思政案例庫。

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武警警官學(xué)院教學(xué)成果培育課題資助。00DF6191-6E82-4751-BB7C-5D75539E6FF9