《大学物理B》课程思政优秀案例设计书
信息与智能工程学院 毛长丹
一、课程概括
物理学是研究物质的基本结构、基本运动形式及其相互作用规律的科学。它的基本理论渗透在自然科学的一切领域，它是自然科学和工程技术的基础，也是高科技发展的源泉和先导。本课程面向的对象是大数据与软件工程学院大一学生，通过本课程的学习，使学生对运动学、振动与波动、电磁学和光学的基本概念、基本理论、基本方法有比较全面和系统的认识和正确的理解，对物理学在工程技术中的应用有初步的了解，，为学生后续学习专业课程打好必要的物理基础。该课程所学习的基本概念、基本理论和基本方法是构成学生科学素养的重要组成部分，能培养学生的科学精神、物理素养、利用物理思想和方法解决实际问题的能力和科研创新能力，促进专业学习，促进学生形成良好的世界观、价值观和人生观。
二、课程目标
（一）知识目标
1、基础知识——系统地掌握物理学的基本原理、基础知识以及各种运动形态的基本规律，为学习后继课程提供必要的物理基础。
2、知识应用——了解物理学在自然科学和工程技术中的应用，以及相关科学互相渗透的关系。会用已有的物理知识和工具解决某些具体问题。
（二）能力目标
1、逻辑思维能力——通过学习和思考，提高对事物进行观察、比较、分析、综合、抽象、概括、判断、推理的能力，提高用科学的逻辑方法准确而有条理地表达自己思维过程的能力。
2、独立获取知识的能力——逐步掌握科学的学习方法，能阅读并理解相当于或高于大学物理水平的各类文章或书籍，不断地扩展知识面，增强独立思考的能力，更新知识结构。
3、发现问题和提出问题的能力——运用物理学的基本理论和基本观点，通过观察、分析、综合、演绎、归纳、科学抽象、类比联想、实验等方法培养学生发现问题和提出问题的能力，并对所涉问题有一定深度的理解，判断研究结果的合理性。
4、分析问题和解决问题的能力——根据物理问题的特征、性质以及实际情况，抓住主要矛盾，进行合理的简化，建立相应的物理模型，并用物理语言和基本数学方法进行描述，运用所学的物理理论和研究方法进行分析、研究。
（三）价值目标
在对课程的整体设计、对课程知识点所蕴含的思政元素进行梳理的基础上，凝练成“个人修养品质、科学素养、信念担当”三个大的层面的价值塑造目标，成为课程思政主线。将做人做事的基本道理、科学家的精神品质、科学研究中的基本素养、世界观、使命担当与家国情怀，通过精心的教学设计，运用多种教学方法和教学手段有计划、潜移默化地融入到教学全过程，培养学生建立基本的道德修养、培养勇于创新、刻苦奋斗、坚持不懈的品质以及热爱科学、尊重科学的精神，培养辩证唯物主义世界观、树立科技报国的理想信念和厚植爱国主义情怀。
三、思政元素
科学精神与科学素养 | 追求真理的勇气、严谨求实的科学态度、刻苦钻研的作风、勇于质疑、敢于探索、创新精神、热爱科学、尊重科学…… |
家国情怀 | 民族自豪感，爱国主义情怀、民族自信心、科技报国使命感和责任感…… |
个人修养 | 增强法律意识、环保意识、生态意识、公民意识…… |
唯物主义世界观与辩证法 | 对立统一规律、否定之否规律、现象与本质、矛盾的统一、量变与质变…… |
四、设计思路
本课程在教学过程中，通过以课件、教材、慕课、视频、动画和实验等方式为教育载体，采用观看视频、课堂讨论、情景教学和现代多媒体等方式来实施思政教育，在对物理知识的讲授中，穿插介绍物理学发展史与物理规律的建立过程，对学生起到增长见识、培养思维、增强综合素质的思政目标；物理规律在日常生活和生产实践中的应用，能激发学生的学习热情，同时能培养学生热爱科学、尊重科学的精神；物理学家的故事，能够在激发大学生学习科学知识，塑造完美人生的典范起到积极作用；我国各时代物理学家的科学成就，能激发大学生的民族自豪感和自信力，培养爱国主义情怀；我国科技发展前沿，能增强学生内心的民族自豪感和自信心，提升学生的使命感和责任感，培养家国情怀。
五、实施案例
案例1：法拉第电磁感应定律
课程名称： | 大学物理B | ||
课程性质： | 公共基础课 | 授课对象： | 大数据学院大一学生 |
章节名称 | 法拉第电磁感应定律 | ||
教学设计 | |||
切入课程思政的课程知识点 | 1、电磁感应现象的发现历程 2、法拉第电磁感应定律的意义 3、《电的故事》视频拓展学习 | ||
课程育人目标 | 知识目标：掌握法拉第电磁感应的内容，了解法拉第电磁感应定律的意义及光的偏振的应用。 能力目标：能用法拉第电磁感应定律求感应电动势的大小和方向。 课程思政目标： 1、培养学生的逻辑思维能力，综合分析能力，动手能力以及激发和培养学生理论联系工程实际、创新思维等科学素养。 2、培养学生刻苦努力、勇于探索、勤于钻研、坚持不懈的科学品质和奋斗精神。 3、培养学生热爱科学，尊重科学的精神。 | ||
课程思政案例 | 1、法拉第从奥斯特的电生磁的实验结果提出磁生电的设想，并从设想——实验——成功，通过长达十年的刻苦钻研，最终取得成功，体现了他的逆向思维，并勇于追求真理，坚忍不拔的精神。 2、法拉第从小出身贫寒，但是他热爱科学，利用业余时间刻苦自学，最终成为伟大的物理学大师的事迹，体现了他刻苦努力，自强不息的奋斗精神。 3、《电的故事》充分展现了科学精神和科学魅力。 | ||
教学设计 | 1、引入新课 组织实施方法：教师向学生展示法拉第电磁感应的发现历程以及法拉第的逆向思维，讲述科学家克拉顿错失这一伟大发现的机会，而法拉第通过十年努力才取得成功，从而引出电磁感应现象。 思政元素：逆向思维的科学素养以及拉第十年刻苦探索追求真理、勇于探索、坚忍不拔的科学品质。 2、介绍法拉第电磁感应定律 组织实施方法：教师图片展示两大类电磁感应现象，通过问题引导学生总结其共同特点是什么？产生电流的本质是什么？ 老师进行总结。 3、感应电动势方向的判断方法 组织实施方法：教师先通过总结法给出利用法拉第电磁感应定律公 式判断感应电动势方向的方法。然后通过案例法对该判断方法加以 应用和巩固。 4、介绍法拉第电磁感应定律的意义及法拉第的介绍 组织实施方法：介绍法拉第电磁感应定律如何使人类迈入电气化时 代，介绍法拉第虽然出身贫寒，但是他热爱科学、刻苦努力的事迹， 他在电磁学的新领域中耕耘播种，并树立起前进的路标。他的刻苦 钻研、坚忍不拔的精神，永远值得后人敬仰与学习！ 思政元素：激发和培养学生理论联系工程实际、创新思维等科学素养，学习法拉第刻苦努力，自强不息的奋斗精神。 5、课后拓展 组织实施方法：课后推送慕课《电的故事》，学生观看并参与雨课堂线上讨论。 思政元素：学生领悟科学精神、感悟科学魅力，感受科学家的人格魅力。 | ||
案例2：光的偏振
课程名称：
大学物理B
课程性质：
公共基础课
授课对象：
大数据学院大一学生
章节名称
光的偏振
教学设计
切入课程思政的课程知识点
1、检偏的方法
2、偏振的应用以及意义
3、《光的故事》视频的拓展学习
课程育人目标
知识目标：掌握起偏和检偏的方法及马吕斯定律的内容，了解光的偏振的应用。
能力目标：能用偏振片产生偏振光，能用马吕斯定律计算出射光的光强。
课程思政目标：
1、培养学生的逻辑思维能力，综合分析能力，动手能力以及激发和培养学生理论联系工程实际、创新思维等科学素养。
2、培养学生尊重实验事实、探索求真的科学素养和品质。
3、培养学生热爱科学，尊重科学的精神。
课程思政案例
1、光的偏振在摄影、3D电影等生产生活中的应用实例，让学生明白物理
光是书本上的复杂的公式，它还切切实实的改变着我们的生活，能激发学生的学习热情，助力学生掌握知识，同时能培养学生热爱科学、尊重科学的精神。
2、通过现场试验演示，验证光的偏振态的过程，激发和培养学生理论联系工程实际、创新思维等科学素养。
3、通过课后慕课《光的故事》拓展资料的推送，让学生讨论如何去领悟科学魅力，感悟科学精神，感受科学家的人格魅力。
教学设计
1、引入新课
组织实施方法：教师以学生感兴趣的关于摄影的清晰度和3D电影的案例导入课程，引起学生的兴趣。
2、介绍光的偏振态以及起偏的过程
组织实施方法：教师通过讲授法、动画演示和问题引导的方式介绍光的三种偏振态，如何由一束自然光得到一束偏振光。
3、检偏的方法
组织实施方法：教师通过三个问题引导学生进行讨论，得出每种情况的出射光的偏振态，然后通过现场实验演示进行验证，最终得出检验一束光偏振态的方法。
思政元素：培养学生对实验现象的观察和总结能力，尊重实验、探索求真的精神。
4、马吕斯定律
组织实施方法：教师通过讲授法结合动画演示讲解马吕斯定律。
5、偏振的应用
组织实施方法：通过图片展示以及视频展示的方法详细介绍光的偏振在摄影、3D电影、宇宙探索等方面应用，并展示其在生活中的更多的广泛应用。总结出物理学对人类技术发展更新的贡献。
思政元素：激发和培养学生理论联系工程实际、创新思维等科学素养。激发学生的学习热情，培养学生热爱科学、尊重科学的精神。
6、课后拓展
思政元素：课后推送慕课《光的故事》，学生观看并参与雨课堂线上讨论。
思政元素：学生领悟科学精神、感悟科学魅力，感受科学家的人格魅力。
案例3：驻波现象与原理
课程名称： | 大学物理B | ||
课程性质： | 公共基础课 | 授课对象： | 大数据学院大一学生 |
微课章节名称 | 驻波现象与原理 | ||
教学设计 | |||
切入课程思政的课程知识点 | 1、驻波的应用——弦乐器 2、“鱼洗”的拓展学习 | ||
课程育人目标 | 知识目标：掌握驻波产生的条件；掌握驻波方程以及驻波特点；了 解影响弦上驻波的因素；了解弦乐器的发音原理。 能力目标：会利用驻波的特点求出驻波的相关参数；会动手完成弦 上驻波的实验；尝试着给弦乐器调音 素质及课程思政目标： 1、激发和培养学生理论联系工程实际、创新思维等科学素养。 2、感受到中国劳动人民的伟大智慧，增强学生的民族自豪感和自信心，厚植爱国主义情怀。 | ||
课程思政案例 | 1、讲述北京石刻艺术博物馆里的”鱼洗”，结理论推行向学生分析盆壁反射得到的相干波经过叠加形成共振发出轰鸣声，告诉学生在古代用众多鱼洗汇成千军万马之势传数十里，可作为退兵之器，能够极人地测发学生对驻波现象的兴趣。同时鱼洗说明我国占代对振动与波动的知识已有相当的学握，我国古代的科学制器技术已达到高超的水平。"鱼洗”中的驻波现象，生动有趣，可以增加学生学习驻波形成原理的趣味性，同时也可以让学生感受祖先智慧，增加学生们的民族自豪感和自信心，进一步激发他们的爱国主义情怀! 2、视频资料：交响乐演奏现场 | ||
教学设计 | 1、引入新课 组织实施方法：通过欣赏一段弦乐演奏的视频让大家体验一下弦乐之美，顺势提问它们的发音原理是什么，以引出驻波的概念。设置悬念，引起学生对该节内容的学习兴趣。 2、讲解驻波产生的条件 组织实施方法：教师通过一个模拟实验视频，让学生观察驻波产生的过程，并讨论驻波的特点，并引出波节、波腹的概念。 3、讲解驻波的特点 组织实施方法：教师通过两个波函数的引入，得到驻波的方程。从驻波方程出发，结合驻波的图像，总结出驻波的两个特点。 4、演示弦上驻波实验 组织实施方法：教师通过视频演示实验，由理论过渡到实验，首先改变弦线的长度，让学生观察不同的实验现象，总结出弦上形成驻波的条件。接着改变弦振动的频率，让学生观察不同的实验现象，总结出计算信号频率的方法。最后改变弦上的张力，让学生观察不同的现象，总结出张力大小与驻波数量间的关系。 4、介绍驻波的应用——弦乐器 组织实施方法：通过弦振动实验现象的观察，以及对影响弦上驻波因素的总结，再回到开始的弦乐演奏现场，向学生解释弦乐器的发音原理，并鼓励学生学以致用，试着给身边的弦乐器调音。 思政元素：激发和培养学生理论联系实际、创新思维等科学素养。 5、课堂拓展 组织实施方法：教师介绍讲述北京石刻艺术博物馆里的“鱼洗”；介绍古代战场上对“鱼洗”的应用。 思政元素：感受到中国劳动人民的伟大智慧，增强学生的民族自豪感和自信心，厚植爱国主义情怀。 | ||
六、特色及创新
（一）整合的思政案例与教学知识点相关度高，衔接自然。思政案例主要选取物理学史、理论建立过程、理论建立的思维方式、知识点的应用以及科学家的成就与生平等，是课程知识点的深入延伸或者自然过渡，思政导入不生硬，既能够促进学生更好地掌握物理的概念、物理史框架、物理思维和研究方法等，潜移默化地对学生进行价值导向和精神熏陶等思政教育，对学生具有很好的帮助和指导作用，同时还能拓展学生的视野和知识面，对学生有一定的吸引力。
（二）课程思政教学设计还要突出其多样化的教学方法。传统的教学方式，如讲授、讲解等，在课程思政教学中仍然占有重要地位。然而，为了更好地培养学生的创新意识和能力，课程思政教学设计还需采用多种互动的教学方法，如小组讨论、案例分析、角色扮演、实验验证等。这样的多样化教学方法有助于激发学生的学习兴趣，培养学生的创新思维能力和实践能力。
（三）课堂在时空上进行了有效延伸，实现全过程育人。时间上增加了课前课后学习环节，空间上增加了网络课堂和研讨课堂，使学生的资源获取渠道不再仅仅依赖课堂和老师，而是多元化，满足学生的学习需求。课程思政教育也由实体课堂向课后、网络课堂和研讨课堂延伸，实现全程育人。
（一）学生学习的参与度得到提升。 通过思政案例引入、教学方法创新、教学活动设计，使学生的学习积极性和参与度都得到提升，这从他们的成绩提升和更深层次的课堂讨论中得到了体现。
（二）学生思想政治素质有所增强。除获取了知识，学生在价值观、道德情操和社会责任感等方面都有了成长。这些在学生日常行为和完成的课程思政大作业中得到体现。
（三）教师课程思政教学能力得到提升。 教师通过参与培训和实践，在思政教育理念的理解、教学内容的设计、教学方法的应用等方面都有了明显的进步。