“量子力學”課程思政教學改革與實踐

王琦 曹文斌 魯啟鵬

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

［關鍵詞］ 量子力學；課程思政；教學改革

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

［作者簡介］ 王 琦（1988—），女，山東威海人，博士，北京科技大學材料科學與工程學院副教授，主要從事熱管理材料的結構設計及應用研究。

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

2016年12月，習近平總書記在全國高校思想政治工作會議上強調：“要堅持把立德樹人作為中心環節，把思想政治工作貫穿教育教學全過程?！保?］2021年4月，習近平總書記在清華大學考察時強調：“我國高等教育要立足中華民族偉大復興戰略全局和世界百年未有之大變局，心懷‘國之大者，把握大勢，敢于擔當，善于作為，為服務國家富強、民族復興、人民幸福貢獻力量?！保?］由此可見，課程思政建設已經成為我國新時代高等教育教學改革的重中之重。教師在開展課程教學時必須堅持以立德樹人為己任，全面重視課程的思想政治教育職能，深入挖掘課程中蘊含的思政元素，爭取將專業知識、學科優勢轉化為育人資源，實現知識傳授和價值引領的統一［3］。

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

一、課程教學與思想政治育人目標

量子力學是現代物理的兩大支柱之一，在物理、化學、生物等諸多領域都有著廣泛應用?！傲孔恿W”作為無機非金屬材料專業的學科基礎必修課，對本專業本科人才培養起著至關重要的作用。通過學習該課程，學生可以理解微觀世界粒子運行的基本規律，掌握量子力學的基本概念、原理和方法，了解量子力學在半導體、生物信息等前沿領域的應用，初步具備應用量子力學原理和計算方法解決實際材料問題的能力。

“量子力學”課程思政的目標是全面落實立德樹人的根本任務，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、多方面貫穿到教學的全過程，引導學生形成辯證唯物主義世界觀和方法論，激發愛國情懷，增強個人使命感和擔當精神，樹立為祖國繁榮昌盛努力奮斗的理想信念，培養創新意識和實踐能力。

二、課程思政著力點

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

（一）改變傳統授課模式，實現專業知識教學與思想政治教育的有機融合

對學生而言，量子力學是一個全新的體系，其解決問題的方法與經典物理體系相去甚遠，且教學內容存在大量的物理公式及數學推導，過于強調理論的傳統授課模式較為枯燥乏味，學生普遍感覺教學內容抽象深奧且難以理解。如何改變傳統“量子力學”授課模式，進行課程思政改革已成為“量子力學”教學改革的重點。但課程思政并不是機械地在專業課程中加入思想政治教育內容，而是以“量子力學”課程專業知識教學為載體，設定適宜的思想政治育人要求，深入挖掘專業課中的思政元素，在專業知識傳授和能力培養的同時開展對學生的價值引領和思想道德教育，其最終目標是實現專業課程教學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，達到全面育人的教學目的

課程思政教育需要全面貫穿整個“量子力學”課程建設，在教學的各個環節實現“課程承載思政，思政寓于課程”的相融相和。在設定教學目標時，應全面考慮課程的思想政治教育目標和能力培養要求；在教學方案設計和施行過程中，要深入思考具體知識點能否融入思想政治教育、怎樣融入思想政治教育；在教學評價環節，設置可體現思想政治教育成效的特色化多維度評價指標，從而實現知識傳授、能力培養與價值塑造的統一。

（三）課程思政與教學改革契合，采用多種教學手段實現寓教于樂的教學效果

改革教學方法和教學手段，通過在課堂教學中引入實例、播放視頻、將公式概念圖形化、提問和互動討論等多種形式，借助翻轉課程、混合式教學等多種手段，采用專題活動等多種方式將量子力學知識與課程思政有機結合，增強授課內容的趣味性，激發學生學習的動力與熱情，以境觸人，以情感人，達到寓德于教和寓教于樂的效果。典型教學過程包括：引入“穿墻術”實例，探討宏觀隧穿的可能性，營造輕松活躍的課堂氛圍，同時引導學生形成嚴謹科學的治學態度；講授約瑟夫森結、潛艇探測等量子隧穿前沿應用，理論與實踐結合，提高學生的學習興趣，同時鼓勵學生將個人志向與國家重大需求結合，為中華民族偉大復興貢獻自己的力量。

三、課程思政的具體融入路徑

專業課程思政教學的重要切入點之一，就是將思政元素融入課程教學，尤其是重要知識點講解之中［6］。本文通過深入挖掘量子力學各知識點與思政元素間的關聯點與融入點，開展課程思政設計，從而將思想政治教育潛移默化、潤物無聲地融入“量子力學”課程的講授過程。通過樹立價值塑造與知識傳授密切結合的教學理念，實現全面育人的教學目的。本課程典型的課程思政教學案例設計如表1所示，采取的課程思政措施主要體現在以下四個方面。

（一）強化物理思想，培養學生的辯證唯物主義世界觀和方法論

量子力學是研究微觀粒子運動規律的一門學科，教學內容中包含著豐富的唯物辯證思想。在教學過程中應注意加強微觀世界與宏觀世界的對比和聯系，幫助學生利用概率統計的原理，理解微觀粒子的波粒二象性、不確定關系、態疊加原理等基礎知識，借助啟發式、互動式等教學手段，使學生掌握量子力學中蘊含的物理規律。利用現象與本質的哲學原理，理解“結構決定性質，性質反映結構”的科學事實，引導學生運用辯證唯物主義的世界觀和方法論看待和解決問題，實現寓道于教。此外，不同的量子理論之間存在嚴格的邏輯聯系，在主線串聯下形成了系統的知識框架和完整的課程結構。在講授中，應加強介紹量子力學的建立背景、建立方式及實踐檢驗過程等，重點突出與展示物理思想的自然和諧統一，以及采用類比假設的研究方法，使學生對量子力學知識點產生高度認同感，同時培養科學精神，提高科學素養。

（二）深挖量子力學發展史中的大師精神，實現價值引領

量子力學波瀾壯闊的發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大師?？茖W先驅們大無畏的創新精神和開拓性的曲折探索歷程，組成了巨大的知識寶庫，將量子力學與大師精神結合起來，可以讓學生從寶庫中獲取強大的力量。如介紹普朗克掙脫經典物理的桎梏，求真務實的科研歷程，引領學生站在巨人肩膀上，樹立遠大抱負，為人類發展做出貢獻；講述玻爾面對經典權威，敢于嘗試探索、勇于突破創新，使學生感受創新精神和創新意識的重要性，同時使學生分析和解決問題的能力得以提高；再如用兩位不到25歲的大學生提出電子自旋理論的案例，鼓舞學生樹立積極樂觀的人生態度，面對未知與艱難險阻不懈奮斗，一往無前。通過深挖量子力學發展史中的大師精神，讓學生認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）講好量子力學中國故事，厚植學生的愛國主義情懷

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

（四）將量子力學與國家重大需求結合，引導學生樹立科研報國之志

量子力學作為現代物理的重要組成部分，已經成為眾多現代高新技術的理論基礎，并深入應用到多種前沿科技中。在授課過程中深挖量子力學在軍事、半導體、航天等我國高科技領域中的典型應用，進一步引申科技強國戰略，引導學生將個人理想與國家需求相統一，從量子力學層面重新認識我國國情，培養學生的愛國情懷與愛國精神，激勵學生作為新一代有為青年走好新時代長征路，給學生種下科研報國的種子，激勵學生將愛國情懷與報國之志融入平時的學習生活中，為建設社會主義現代化強國、實現中華民族偉大復興矢志不渝，不懈奮斗。

結語

本文從課程教學與思想政治育人目標、課程思政著力點、課程思政具體融入路徑等方面提出了“量子力學”課程思政教學改革的具體措施，力爭在教學各環節實現課程教學與思想政治教育相融合。將思政元素與量子力學知識點相結合，不僅可以在極大程度上培養和提高學生的科學素養、創新精神與實踐能力，還可以激發學生愛國愛家、科研報國的情懷。本文可為相關課程思政教學改革提供借鑒，并探索出一條適合材料類專業“量子力學”課程教學特點的課程思政改革新路徑。

參考文獻

［1］習近平在全國高校思想政治工作會議上強調 把思想政治工作貫穿教育教學全過程 開創我國高等教育事業發展新局面［N］.人民日報，2016-12-09（1）.

［2］習近平在清華大學考察時強調堅持中國特色世界一流大學建設目標方向為服務國家富強民族復興人民幸福貢獻力量［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：從戰略高度構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.量子力學課程思政教育教學探索［J］.教育現代化，2019，6（25）：178-181.

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

［6］薛慶國，臧勇.北京科技大學課程思政案例選編［M］.北京：冶金工業出版社，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