“量子力學(xué)”課程思政教學(xué)改革與實(shí)踐

王琦 曹文斌 魯啟鵬

［摘 要］ 現(xiàn)代高等教育教學(xué)的改革與目標(biāo)對“量子力學(xué)”課程的思想政治教育改革提出了新要求。從課程教學(xué)與思想政治育人目標(biāo)、課程思政著力點(diǎn)、課程思政具體融入路徑等方面提出了“量子力學(xué)”課程思政教學(xué)改革的具體措施及實(shí)踐方式，通過課程思政案例設(shè)計(jì)，力爭實(shí)現(xiàn)“課程承載思政，思政寓于課程”的相融相和，引導(dǎo)學(xué)生形成辯證唯物主義世界觀和方法論，增強(qiáng)學(xué)生的愛國情懷和民族自豪感，激發(fā)個人使命感和擔(dān)當(dāng)精神，樹立投身科研、材料報國的理想信念。

［關(guān)鍵詞］ 量子力學(xué)；課程思政；教學(xué)改革

［基金項(xiàng)目］ 2020年度北京科技大學(xué)課程思政特色示范課程建設(shè)項(xiàng)目“量子力學(xué)C”（KC2020SZ26）；2020年度北京科技大學(xué)本科教育教學(xué)改革項(xiàng)目“基于雨課堂智慧教學(xué)工具的‘量子力學(xué)C混合式教學(xué)改革”（JG2020M05）；2022年度北京科技大學(xué)第四批精品在線開放課程建設(shè)項(xiàng)目（KC2022ZXKF08）

［作者簡介］ 王 琦（1988—），女，山東威海人，博士，北京科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院副教授，主要從事熱管理材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及應(yīng)用研究。

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］ A［文章編號］ 1674-9324（2023）18-0045-04［收稿日期］ 2022-06-27

2016年12月，習(xí)近平總書記在全國高校思想政治工作會議上強(qiáng)調(diào)：“要堅(jiān)持把立德樹人作為中心環(huán)節(jié)，把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過程。”［1］2021年4月，習(xí)近平總書記在清華大學(xué)考察時強(qiáng)調(diào)：“我國高等教育要立足中華民族偉大復(fù)興戰(zhàn)略全局和世界百年未有之大變局，心懷‘國之大者，把握大勢，敢于擔(dān)當(dāng)，善于作為，為服務(wù)國家富強(qiáng)、民族復(fù)興、人民幸福貢獻(xiàn)力量?！保?］由此可見，課程思政建設(shè)已經(jīng)成為我國新時代高等教育教學(xué)改革的重中之重。教師在開展課程教學(xué)時必須堅(jiān)持以立德樹人為己任，全面重視課程的思想政治教育職能，深入挖掘課程中蘊(yùn)含的思政元素，爭取將專業(yè)知識、學(xué)科優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為育人資源，實(shí)現(xiàn)知識傳授和價值引領(lǐng)的統(tǒng)一［3］。

本文以北京科技大學(xué)無機(jī)非金屬專業(yè)的學(xué)科平臺課程“量子力學(xué)”為研究對象，開展課程思政教育的改進(jìn)革新與探索實(shí)踐，樹立知識傳授與價值觀塑造緊密結(jié)合的教學(xué)理念，達(dá)到全面育人的目的。通過改進(jìn)教學(xué)方案，以潤物無聲的形式將遠(yuǎn)大的理想追求和正確的價值觀念潛移默化地傳遞給學(xué)生，使他們在了解微觀世界粒子運(yùn)動規(guī)律時，世界觀、人生觀和價值觀也得到快速塑造。

一、課程教學(xué)與思想政治育人目標(biāo)

量子力學(xué)是現(xiàn)代物理的兩大支柱之一，在物理、化學(xué)、生物等諸多領(lǐng)域都有著廣泛應(yīng)用。“量子力學(xué)”作為無機(jī)非金屬材料專業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)必修課，對本專業(yè)本科人才培養(yǎng)起著至關(guān)重要的作用。通過學(xué)習(xí)該課程，學(xué)生可以理解微觀世界粒子運(yùn)行的基本規(guī)律，掌握量子力學(xué)的基本概念、原理和方法，了解量子力學(xué)在半導(dǎo)體、生物信息等前沿領(lǐng)域的應(yīng)用，初步具備應(yīng)用量子力學(xué)原理和計(jì)算方法解決實(shí)際材料問題的能力。

“量子力學(xué)”課程思政的目標(biāo)是全面落實(shí)立德樹人的根本任務(wù)，深入挖掘該課程中所包含的思政元素，把思想政治教育多角度、多方面貫穿到教學(xué)的全過程，引導(dǎo)學(xué)生形成辯證唯物主義世界觀和方法論，激發(fā)愛國情懷，增強(qiáng)個人使命感和擔(dān)當(dāng)精神，樹立為祖國繁榮昌盛努力奮斗的理想信念，培養(yǎng)創(chuàng)新意識和實(shí)踐能力。

二、課程思政著力點(diǎn)

“量子力學(xué)”是一門學(xué)科基礎(chǔ)理論課程，傳統(tǒng)授課模式具有重理論而輕思想政治教育的教學(xué)特點(diǎn)。如何尋找學(xué)生的興趣點(diǎn)，有的放矢地挖掘本課程的思政元素，進(jìn)行課程思政教學(xué)改革是本課程教學(xué)的一大難點(diǎn)［4］。本文通過尋找“量子力學(xué)”課程思政的著力點(diǎn)，探索出一條適合無機(jī)非金屬材料專業(yè)“量子力學(xué)”課程教學(xué)特點(diǎn)的課程思政新途徑。

（一）改變傳統(tǒng)授課模式，實(shí)現(xiàn)專業(yè)知識教學(xué)與思想政治教育的有機(jī)融合

對學(xué)生而言，量子力學(xué)是一個全新的體系，其解決問題的方法與經(jīng)典物理體系相去甚遠(yuǎn)，且教學(xué)內(nèi)容存在大量的物理公式及數(shù)學(xué)推導(dǎo)，過于強(qiáng)調(diào)理論的傳統(tǒng)授課模式較為枯燥乏味，學(xué)生普遍感覺教學(xué)內(nèi)容抽象深奧且難以理解。如何改變傳統(tǒng)“量子力學(xué)”授課模式，進(jìn)行課程思政改革已成為“量子力學(xué)”教學(xué)改革的重點(diǎn)。但課程思政并不是機(jī)械地在專業(yè)課程中加入思想政治教育內(nèi)容，而是以“量子力學(xué)”課程專業(yè)知識教學(xué)為載體，設(shè)定適宜的思想政治育人要求，深入挖掘?qū)I(yè)課中的思政元素，在專業(yè)知識傳授和能力培養(yǎng)的同時開展對學(xué)生的價值引領(lǐng)和思想道德教育，其最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)專業(yè)課程教學(xué)與思想政治教育的相融相和［4-5］。

（二）開展多維度多要素的課程思政建設(shè)，達(dá)到全面育人的教學(xué)目的

課程思政教育需要全面貫穿整個“量子力學(xué)”課程建設(shè)，在教學(xué)的各個環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)“課程承載思政，思政寓于課程”的相融相和。在設(shè)定教學(xué)目標(biāo)時，應(yīng)全面考慮課程的思想政治教育目標(biāo)和能力培養(yǎng)要求；在教學(xué)方案設(shè)計(jì)和施行過程中，要深入思考具體知識點(diǎn)能否融入思想政治教育、怎樣融入思想政治教育；在教學(xué)評價環(huán)節(jié)，設(shè)置可體現(xiàn)思想政治教育成效的特色化多維度評價指標(biāo)，從而實(shí)現(xiàn)知識傳授、能力培養(yǎng)與價值塑造的統(tǒng)一。

（三）課程思政與教學(xué)改革契合，采用多種教學(xué)手段實(shí)現(xiàn)寓教于樂的教學(xué)效果

改革教學(xué)方法和教學(xué)手段，通過在課堂教學(xué)中引入實(shí)例、播放視頻、將公式概念圖形化、提問和互動討論等多種形式，借助翻轉(zhuǎn)課程、混合式教學(xué)等多種手段，采用專題活動等多種方式將量子力學(xué)知識與課程思政有機(jī)結(jié)合，增強(qiáng)授課內(nèi)容的趣味性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的動力與熱情，以境觸人，以情感人，達(dá)到寓德于教和寓教于樂的效果。典型教學(xué)過程包括：引入“穿墻術(shù)”實(shí)例，探討宏觀隧穿的可能性，營造輕松活躍的課堂氛圍，同時引導(dǎo)學(xué)生形成嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的治學(xué)態(tài)度；講授約瑟夫森結(jié)、潛艇探測等量子隧穿前沿應(yīng)用，理論與實(shí)踐結(jié)合，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時鼓勵學(xué)生將個人志向與國家重大需求結(jié)合，為中華民族偉大復(fù)興貢獻(xiàn)自己的力量。

三、課程思政的具體融入路徑

專業(yè)課程思政教學(xué)的重要切入點(diǎn)之一，就是將思政元素融入課程教學(xué)，尤其是重要知識點(diǎn)講解之中［6］。本文通過深入挖掘量子力學(xué)各知識點(diǎn)與思政元素間的關(guān)聯(lián)點(diǎn)與融入點(diǎn)，開展課程思政設(shè)計(jì)，從而將思想政治教育潛移默化、潤物無聲地融入“量子力學(xué)”課程的講授過程。通過樹立價值塑造與知識傳授密切結(jié)合的教學(xué)理念，實(shí)現(xiàn)全面育人的教學(xué)目的。本課程典型的課程思政教學(xué)案例設(shè)計(jì)如表1所示，采取的課程思政措施主要體現(xiàn)在以下四個方面。

（一）強(qiáng)化物理思想，培養(yǎng)學(xué)生的辯證唯物主義世界觀和方法論

量子力學(xué)是研究微觀粒子運(yùn)動規(guī)律的一門學(xué)科，教學(xué)內(nèi)容中包含著豐富的唯物辯證思想。在教學(xué)過程中應(yīng)注意加強(qiáng)微觀世界與宏觀世界的對比和聯(lián)系，幫助學(xué)生利用概率統(tǒng)計(jì)的原理，理解微觀粒子的波粒二象性、不確定關(guān)系、態(tài)疊加原理等基礎(chǔ)知識，借助啟發(fā)式、互動式等教學(xué)手段，使學(xué)生掌握量子力學(xué)中蘊(yùn)含的物理規(guī)律。利用現(xiàn)象與本質(zhì)的哲學(xué)原理，理解“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)反映結(jié)構(gòu)”的科學(xué)事實(shí)，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用辯證唯物主義的世界觀和方法論看待和解決問題，實(shí)現(xiàn)寓道于教。此外，不同的量子理論之間存在嚴(yán)格的邏輯聯(lián)系，在主線串聯(lián)下形成了系統(tǒng)的知識框架和完整的課程結(jié)構(gòu)。在講授中，應(yīng)加強(qiáng)介紹量子力學(xué)的建立背景、建立方式及實(shí)踐檢驗(yàn)過程等，重點(diǎn)突出與展示物理思想的自然和諧統(tǒng)一，以及采用類比假設(shè)的研究方法，使學(xué)生對量子力學(xué)知識點(diǎn)產(chǎn)生高度認(rèn)同感，同時培養(yǎng)科學(xué)精神，提高科學(xué)素養(yǎng)。

（二）深挖量子力學(xué)發(fā)展史中的大師精神，實(shí)現(xiàn)價值引領(lǐng)

量子力學(xué)波瀾壯闊的發(fā)展史串起了一串熠熠生輝的“珍珠”，而每?！罢渲椤本褪且晃豢茖W(xué)大師?？茖W(xué)先驅(qū)們大無畏的創(chuàng)新精神和開拓性的曲折探索歷程，組成了巨大的知識寶庫，將量子力學(xué)與大師精神結(jié)合起來，可以讓學(xué)生從寶庫中獲取強(qiáng)大的力量。如介紹普朗克掙脫經(jīng)典物理的桎梏，求真務(wù)實(shí)的科研歷程，引領(lǐng)學(xué)生站在巨人肩膀上，樹立遠(yuǎn)大抱負(fù)，為人類發(fā)展做出貢獻(xiàn)；講述玻爾面對經(jīng)典權(quán)威，敢于嘗試探索、勇于突破創(chuàng)新，使學(xué)生感受創(chuàng)新精神和創(chuàng)新意識的重要性，同時使學(xué)生分析和解決問題的能力得以提高；再如用兩位不到25歲的大學(xué)生提出電子自旋理論的案例，鼓舞學(xué)生樹立積極樂觀的人生態(tài)度，面對未知與艱難險阻不懈奮斗，一往無前。通過深挖量子力學(xué)發(fā)展史中的大師精神，讓學(xué)生認(rèn)識并體會到正確的人生觀和價值觀的重要性，樹立積極的價值取向。

（三）講好量子力學(xué)中國故事，厚植學(xué)生的愛國主義情懷

中華民族有著悠久的歷史文化和顯著的物理成就，量子力學(xué)的輝煌發(fā)展離不開我國科學(xué)家的辛勤努力。通過講述白春禮院士、潘建偉院士等中國科學(xué)家在量子力學(xué)領(lǐng)域的卓越貢獻(xiàn)，突出其無私奉獻(xiàn)、勇于攀登的科研精神，有助于增強(qiáng)學(xué)生對于量子力學(xué)或其他學(xué)科的學(xué)習(xí)熱情，激勵學(xué)生不懈奮斗，培養(yǎng)學(xué)生的愛國精神。以量子力學(xué)的發(fā)展史和概念順勢引導(dǎo)學(xué)生做人做事，以前輩對祖國與科學(xué)無私奉獻(xiàn)的大無畏精神，激發(fā)學(xué)生的文化自信，鼓勵學(xué)生學(xué)習(xí)我國科學(xué)家的愛國情懷和不朽人格，樹立科研報國、服務(wù)人民的遠(yuǎn)大志向，為實(shí)現(xiàn)中國夢提供精神力量。

（四）將量子力學(xué)與國家重大需求結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生樹立科研報國之志

量子力學(xué)作為現(xiàn)代物理的重要組成部分，已經(jīng)成為眾多現(xiàn)代高新技術(shù)的理論基礎(chǔ)，并深入應(yīng)用到多種前沿科技中。在授課過程中深挖量子力學(xué)在軍事、半導(dǎo)體、航天等我國高科技領(lǐng)域中的典型應(yīng)用，進(jìn)一步引申科技強(qiáng)國戰(zhàn)略，引導(dǎo)學(xué)生將個人理想與國家需求相統(tǒng)一，從量子力學(xué)層面重新認(rèn)識我國國情，培養(yǎng)學(xué)生的愛國情懷與愛國精神，激勵學(xué)生作為新一代有為青年走好新時代長征路，給學(xué)生種下科研報國的種子，激勵學(xué)生將愛國情懷與報國之志融入平時的學(xué)習(xí)生活中，為建設(shè)社會主義現(xiàn)代化強(qiáng)國、實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興矢志不渝，不懈奮斗。

結(jié)語

本文從課程教學(xué)與思想政治育人目標(biāo)、課程思政著力點(diǎn)、課程思政具體融入路徑等方面提出了“量子力學(xué)”課程思政教學(xué)改革的具體措施，力爭在教學(xué)各環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)與思想政治教育相融合。將思政元素與量子力學(xué)知識點(diǎn)相結(jié)合，不僅可以在極大程度上培養(yǎng)和提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力，還可以激發(fā)學(xué)生愛國愛家、科研報國的情懷。本文可為相關(guān)課程思政教學(xué)改革提供借鑒，并探索出一條適合材料類專業(yè)“量子力學(xué)”課程教學(xué)特點(diǎn)的課程思政改革新路徑。

參考文獻(xiàn)

［1］習(xí)近平在全國高校思想政治工作會議上強(qiáng)調(diào) 把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過程 開創(chuàng)我國高等教育事業(yè)發(fā)展新局面［N］.人民日報，2016-12-09（1）.

［2］習(xí)近平在清華大學(xué)考察時強(qiáng)調(diào)堅(jiān)持中國特色世界一流大學(xué)建設(shè)目標(biāo)方向?yàn)榉?wù)國家富強(qiáng)民族復(fù)興人民幸福貢獻(xiàn)力量［EB/OL］.（2021-04-19）［2022-05-27］.https：//baijiahao.baidu.com/s？id=1697473252412259416&wfr=spider&for=pc.

［3］高德毅，宗愛東.從思政課程到課程思政：從戰(zhàn)略高度構(gòu)建高校思想政治教育課程體系［J］.中國高等教育，2017（1）：43-46.

［4］武繼江.量子力學(xué)課程思政教育教學(xué)探索［J］.教育現(xiàn)代化，2019，6（25）：178-181.

［5］劉鶴，石瑛，金祥雷.課程思政建設(shè)的理性內(nèi)涵與實(shí)施路徑［J］.中國大學(xué)教學(xué)，2019（3）：59-62.

［6］薛慶國，臧勇.北京科技大學(xué)課程思政案例選編［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2020：1.

Teaching Reform and Practice on Curriculum Ideology and Politics of Quantum Mechanics Course

WANG Qi， CAO Wen-bin， LU Qi-peng

（School of Materials Science and Engineering， Beijing University of Science and Technology，

Beijing 100083， China）

Abstract： The reform and objectives of modern higher education teaching have put forward new requirements for Quantum Mechanics Course. This paper puts forward the methods and ways from the aspects of the objectives of curriculum teaching， the focus of curriculum ideology and politics， and the specific integration path. The integration of ideological and political education and professional knowledge is achieved through course design. Ultimately， students will be guided to form a dialectical materialist worldview and scientific methodology， enhance their patriotism and national pride， stimulate their sense of personal mission and commitment， and establish the ideal belief of devoting themselves to scientific research and serving the country.

Key words： Quantum Mechanics; curriculum ideology and politics; teaching reform