思政元素融入《光学》课程教学的研究

思政元素融入《光学》课程教学的研究

王少强

内江师范学院 641100

摘要：《光学》是一门古老而又前沿的学科，是物理学最基本的的主要组成部分之一。光学基本原理和发展过程中包含着丰富的马克思主义哲学基本原理。在本文中，以马克思主义哲学的基本原理为框架，研究了《光学》课程基础知识与思政元素相结合的方法与策略，并将光学专业知识点与思政元素相对应，旨在深化《光学》课程的思政意识和概念，达成知识传授与立德树人相结合的教学效果。

关键字：课程思政，光学，教学实践

2016年12月8日，习近平总书记在在全国高校思想政治工作会议上的指出：“其他各门课程都要守好一段渠道，种好责任田，使各类课程与思想政治理论课程同向同行，形成协同效应”^[1]。高等教育的根本目的在于立德树人，在于培养思想过硬，技术一流的专业技术人才。物理学是哲学的一个重要分支，其发展过程就是实践马克思主义哲学基本原理的过程^[2]。21世纪，物理学的发展已经给人们的生活带来了翻天覆地的变化，其所形成的科学精神和人文精神已经被人们所普遍接受和认可，并逐步取代宗教的地位^[3]。《光学》这个学科一直以来都是科学研究的重点，是技术发展的前沿，研究者们对光学问题的探讨与研究贯穿整个人类发展和物理学的发展的历史^[4]。如何在物理学的教学过程中自然呈现除基本光学知识以外的人文精神的另一面，塑造德才兼备的社会主义合格人才，成为当代教师需要思考的研究的问题之一^[2]。本文主要立足于基本的马克思主义哲学原理，研究了《光学》知识点与其相结合的途径和方式。

1. 事物的联系和发展

恩格斯指出：“世界不是既成事物的集合，而是过程的集合体”^[5]。本质与现象是联系与发展的基本环节之一。自然界的表象是多种多样的，物理学的主要任务就是研究物质的构成及其运动的基本规律的过程，研究这个世界运行的最底层的最基本的规律，从哲学上说，物理学的发展就是一个透过现象看本质的过程。在光的干涉，衍射，偏振以及其他章节开始前言中，展示一些精美的包含相关章节关键知识点的图片或视频。不仅可以引起学生的学习兴趣，也可以说明这些缤纷的现象中包含着同一个规律。例如，在光的偏振这一节中可以展示3D电影，相机，液晶显示器等现象中偏振原理的应用。内容与形式是联系和发展的另一方面，内容使内在表现，形式是外在表面。内容可以不变，但是形式时多样化的。而形式的变化也可以反作用于内容。这一理论可以和公式变形相结合，同一内容，为了应用方便具有不同的形式。例如由于光干涉导致振动加强的条件既可以说相位差，也可以说光程差。同一内容，不同形式，为了计算方便我们既可以用相位差，也可以用光程差，视具体问题而定，具体问题具体分析。在众多的现象背后还隐含着世界的统一性和多样性，复杂的问题后面都隐藏着相同的本质，透过现象看本质。

2. 对立和统一是事物发展的基本规律

对立和统一的规律是马克思主义哲学基本原理中唯物辩证法的核心和实质，对立和统一的规律是事物向前发展的动力^[6]。对立统一规律给人们提供了认识世界的根本方法：矛盾分析法。对立统一规律可以和人们对光本质的认识相结合，从微粒说到波动说，再到波粒二象性。人们对光本质的认识也不断的推进着光学技术的发展。在光学仪器的基本原理一章中，有成像清晰度与系统聚光本领之间的矛盾，也有成像清晰度与分辨本领之间的矛盾。在光学仪器的制造中，如何合理权衡各方面指标的利弊得失，设计出合理的仪器成为处理矛盾的关键。在光的量子性方面，维恩线和瑞利-金斯线和实验结果之间的矛盾促进了量子理论的诞生。矛盾的斗争性和同一性相互连接、相辅相成，促进人们对客观事物的认识不断向前发展。

3. 量变和质变的规律

事物包括质、量、度三方面的规定^[6]。量变在质变之前，是质变的必要准备。质变在量变之后，是量变的结果。质变与量变在发展的过程中相互渗透。其中度是关键点、临界点，在认识和处理问题时要掌握好度的原则。在光的衍射方面，只有当障碍物或者狭缝的限度与波长可以相比拟时，才能发生明显的衍射现象，这便是对度的定性的把握。在助视仪器的像分辨本领，瑞利判据就很好的体现了度的概念。定义为当一个中央亮斑的最大值和另一个亮斑的最小值相重合时，恰好分辨。当大于这个角度时能分辨，小于这个角度时不能分辨，在逐渐的变化过程中，就是由量变到质变的过程，这个临界点就是对度的把握。在光的散射中，当微粒的线度小于光波长的散射成为瑞利散射，微粒的线度大于光波长则符合米氏散射的原理。在物理学中，有很多临界点的问题，都是对度的很好体现，超出度的范围，就会发生质的变化。如望远镜，显微镜的分辨本领，分光仪器的色分辨本领等。

4. 否定之否定规律

任何事物在发展的过程中起内部都包含着积极的因素和消极的因素。事物的发展过程就是否定之否定过程^[6]。由肯定进入否定，再由否定进入更高层次的肯定。在物理学中，任何一个公式都具有其适用范围。范围内为肯定，范围外为否定，因为否定而发展出新的理论，从而形成更高级的肯定。如几何光学的基本原理和光的波动学说，当波面的线度远比波长大时几何光学才适用，所以几何光学实际上是波动光学的极限近似。人们对光本质的认识也很好的体现了否定之否定的规律。从几何光学到波动光学，再到波粒二象性。人们对光本质的认识也体现了真理的绝对性和相对性，任何真理都只能是主观对客观事物近似正确的描述。可以引导学生，独立思考，勇于实践，敢于提出质疑，不迷信权威等品质，逐步培养学生独立思考和创新的能力。

5. 实践与认识的辩证运动规律

认识和实践的辩证理论是一个由感性认识逐步理性认识的过程，然后由理性认识回到践的一个过程。是实践和认识不断的循环往复的向前发展过程^[6]。在光学课程中，每一章节的开始都是对一些简单现象的定性的描述，属于初级认识。在学习了某一理论之后，如惠更斯-菲涅耳原理，波的相干性之后，再对这些理论进行实践和运用，从而可以定量的来说明一些现象，进入更高级的认识。在进行教学实践的过程中，注意引导学生体会这一学习原则和方法，引导学生在学习的过程中不骄不躁，循序渐进，持之以恒。做课后习题，也是一种实践过程，也是一种加深认识的过程，认识的过程具有反复性和无限性。习近平指出：“实践没有止境，理论创新也没有止境。世界每时每刻都在发生变化，中国也每时每刻都在发生变化，我们必须在理论上跟上时代”^[7]。

6. 矛盾分析法

矛盾分析法是唯物辩证法的核心，是人们认识世界和改造世界的基本方法。事物是永恒发展和普遍联系的，事物的矛盾性是推动事物向前发展的根本动力。在折射率的测定中，发现光在二硫化碳中用两种方法所测的折射率存在矛盾，为了解释这个矛盾，导致了光的相速度和群速度概念的引入；在黑体辐射的研究中，用经典的物理学知识不能很好的解释现有的实验现象，于是普朗克提出能量子的假说。矛盾的同一性和斗争性，能量子的概念提出并不能马上被人们所接受，和经典的物理学理论存在长时间的矛盾，但是这矛盾的双方又存在相互依存和统一的趋势。在光电效应和康普顿效应等现象中都是发现了和经典理论相矛盾的客观事实，发现了实验现象和理论的矛盾，然后分析矛盾，提出新的理论，解释客观事实，实现矛盾的统一性，推动了理论的发展。在实际教学中，要引导学生要勇于发现矛盾，善于分析矛盾，长于解决矛盾。要让学生认识到，发现矛盾是好事情，矛盾是推动事物向前发展的动力。不仅在学习知识中要善于发现矛盾，在生活中也要善于发现矛盾，不要畏惧矛盾，不要拒绝不同声音，矛盾的出现和解决是践行社会主义核心价值观的必由之路。

一切从实际出发实事求是，是马克思主义认识论的根本要求和具体体现，是中国共产党思想路线的理论基础，是人类宝贵的财富。人们在认识和改造自然的过程中，都在自觉或者不自觉的运用着马克思主义的基本原理。自然科学的发展正是实践马克思主义哲学基本原理的过程。而《光学》作为自然科学的重要组成部分，因此成为进行课程思政教育的主阵地。授之以鱼，不如授之以渔。将马克思主义的基本原理融入到光学课程的教学，管理和育人的环节当中，是实现高质量教学的首要目标之一。

参考文献

1. 习近平.把思想政治工作贯穿于教育教学全过程开创我国高等教育事业新局面[N].人民日报，2016-12-09（1）

2. 解世雄. 物理文化与教育[M]. 科学出版社, 2009.

3. 赵近芳，王登龙.大学物理（第5版）[M].北京邮电大学出版社，2017.9

4. 姚启钧.光学教程（第六版）[M].高等教育出版社，2019.3

5. 《马克思恩格斯文集》第4卷。人民出版社2009年版，第298页

6. 马克思主义基本原理概论：2018版[M]. 北京：高等教育出版社, 2018.4.

7. 习近平：《决胜全面建成小康社会—夺取新时代中国特色社会主义伟大胜利—在中国共产党第十九次全国代表大会上的报告》，人民出版社2017版，第26页

基金项目：内江师范学院一流本科专业建设项目（YLZY201913-3）

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