“三位一体”模式的医用物理学课程思政教学设计及应用研究

刘 慧 余 蓉 王旭东 范 雨 敬小丽 木本荣

（成都中医药大学医学技术学院，四川 成都 611137）

一、引言

习近平总书记在2016 年12 月召开的全国高校思想政治工作会议上强调要树立“课程思政”的教学教育理念，实现“知识传授”与“价值引领”的统一，推动“思政课程”向“课程思政”的立体化育人转型，把思政教育贯穿教育教学全过程[1-3]。该观点为高校思想政治教育工作提出了新思路。公共基础课程是高校人才培养的基础，将思想政治教育与公共基础课程相对接，在公共课程教学中实现思政教育更有助于新时代人才的培养[4-6]。

医用物理学作为高等医学类院校的一门重要的公共基础课程，致力于培养学生的数理思维，提高科研能力，拓展创新能力。医用物理学课程内容包含了力学、热学、电学、光学、原子物理学及医学技术应用，内含丰富的科学思想、科学方法、科学精神。课程内容有益于开展“思政”教学，逐步实现启发学生开展客观实践探索，并回归于实际应用的学科。

此外，医用物理学课程授课专业众多，课程影响广泛，涉及临床医学、临床检验学、卫生检验检疫、生物科学、制药工程等。医用物理学授课对象大多为大学低年级学生。这些学生普遍处在高中至大学阶段的关键适应期，急需“课程思政”教学对学生的人生观、价值观、社会观进行正确的指导[7-10]。鉴于此，本文拟采用“三位一体”教学方法将“课程思政”融入传统的医用物理学教学设计并探索实施方案。采用“导学、案例、讨论”等多元化过程将“学习、思考、实践”三位一体教学模式引入“课程思政”教学。课程穿插物理学史及中国古今科技重大发明，以生动的人物事迹和丰富的历史故事潜移默化地引导学生树立积极向上的人生观、价值观、社会观，为枯燥的物理知识营造了生动的人文环境，培养学生的人文情怀、家国思想，树立社会主义核心价值观[11]。

二、医用物理学的课程思政教学目标

课程思政目标分为初级、中级、高级三个层次。初级目标为培养学生掌握物理学的基本知识及方法；中级目标为培养学生分析问题和解决问题的能力；高级目标为培养学生树立正确的人生观、价值观、世界观，帮助学生树立辩证唯物主义方法论，将社会主义核心价值观渗透到课程培养过程中。三个层次逐步递进，最终实现医用物理学课程思政的高级教学目标。

我们将知识目标、能力目标和育人目标有机结合，在传授知识的过程中合理内嵌思政元素，由浅入深、由简至繁地将“育德育人”的教育目标潜移默化地分散于整个课程中。课程教学目标重点在“以文化人，以文育人”，培养目标主要体现在以下三方面：

1.知识目标

掌握经典物理学的基础知识，包括力学、电学、光学、热学、原子物理学等。了解物理学前沿科技应用基础，包括电子技术、通讯存储、半导体材料、大数据及人工智能等方面的基本原理。

2.能力目标

熟悉先进的医学技术及设备，例如核磁共振（MRI）、计算机断层扫描技术（CT）、扫描探针显微镜（STM）等，能用物理学原理较好地解释先进医学技术及设备的基础原理。培养学生严密的逻辑思维能力、严谨的科学研究素养、细致的分析和解决问题能力，能较好地将物理学思维应用于今后的临床工作及科学研究中。

3.情感目标

帮助学生树立辩证唯物主义方法论，激发学生“不畏艰难、不懈奋斗”的人生观，增强学生民族自豪感和爱国主义情怀，浸润学生“先天下之忧而忧，后天下之乐而乐”的家国情怀，并带领学生构建人类命运共同体的基本思想。逐步在知识传授中以“育人育德”为中心，将社会主义核心价值观培养渗透到教学中，培养学生成为社会主义合格的建设者和接班人。

三、医用物理学的课程思政教学内容

重构医用物理学教学内容，适时嵌入“思政”元素，合理运用 “案例教学”“翻转课堂”“同伴学习”“线上线下”混合式教学等多种方法将课程内容有机地与“思政”元素相结合。医用物理学根据本学科的特点主要从以下几个方面将 “思政”元素切入教学内容。

1.国内外物理学家的感人事迹

医用物理学在讲授过程中应紧密联系物理学史的内容，讲述物理学发展史中作出重要贡献的国内外科学家事迹。从牛顿与苹果的故事、到库仑发现库仑定律，其中的每个故事均激发学生不畏艰苦，刻苦钻研，实事求是的科学精神。

2.古代中国物理科学成就

《考工记》《梦溪笔谈》《天工开物》等均凝集了中国古代科学家丰富的智慧；指南针、造纸术、印刷术、火药等集中体现了中国古代人民对物理和科技的推广应用。在教学过程中相关知识点穿插历史成就的介绍，可以提升学生的学习动力，同时体现中国古代先贤的智慧，增强学生的民族自信心和自豪感。

3.新中国科技的重大突破

新中国科技的迅猛发展离不开老一辈科学家的全身心投入，他们牺牲个人利益，为祖国的科技事业贡献了毕生的心血。钱学森、郭永怀、邓稼先、钱三强等在“两弹一星”领域取得了重大的成就。在教学过程中，潜移默化地介绍这些老一辈科学家的故事，可以激发学生的集体主义、社会主义、爱国主义情怀。启发学生居安思危，培养学生为“中华崛起而读书”的家国情怀。

4.当代中国的先进技术发展

改革开放以来，我国的经济和科技发展均突飞猛进。尤其在基础建设、航空航天、电子信息、设备制造等领域进入了国际先进水平。如世界最大的射电望远镜“天眼”；世界首个量子通讯卫星“墨子”号等。在涉及相关物理基础部分，间接介绍这些科技成果的发展和应用，有助于启发学生科学探索的动力，以及投身祖国建设的热情。

综上所述，结合四部分内容，医用物理学的课程思政教学内容详细设计如表1 中所示。

表1 医用物理学教学内容与课程思政融入点一览表

四、医用物理学的课程思政教学设计及评价体系

为进一步丰富课程思政的教学形式、提升课程教学的效果，医用物理学课程思政采用多元化的教学模式，包括案例教学、问题情境、任务驱动、同伴学习、翻转课堂、线上下混合式教学。在不同形式的教学活动中，学生不断地发现、探索、研究、协同、合作；这些教学活动培养学生的团队协作，追求真理，不畏困难，积极乐观的精神，潜移默化地将思政内容融入到教学活动中。例如翻转课堂，需要多名学生的分工配合，小组同伴互助接力，极好地培养了学生的集体主义精神。实践证明，多元化的教学模式及丰富的教学活动，能够让学生在学习活动、组员互动、求知探索的过程中体会到课程思政的精髓，将集体主义精神、辩证唯物思想、科学探索精神、坚持不懈不畏困难的精神传递给学生。医用物理学课程思政详细教学设计如表2 中所示。

表2 医用物理学课程思政教学设计及教学方法一览表

此外，评价体系是教学效果的主要反馈平台。因此，医用物理学课程评价体系增加了“思政”考核的内容。根据教学目标，课程思政采用多样化的教学评价方法，合理地激发学生学习兴趣，同时一并实现“思政”教学评价，详细评价设计及成绩分布列于表3 中。

表3 医用物理学课程思政考核评价体系一览表

课程考核体系分为两大部分：知识能力考查（70%）及思政素质考查（30%）。从表中可知，一方面，评价体系从基础理论、基础技能、思维创新等方面对学生的知识结构、思维能力进行考核；另一方面，评价体系增添了思政素质的考查，从唯物辩证观、集体主义、爱国主义、民族自信等方面进行考查。其中，思政素质的考查已提上至综合成绩的30%，这足以突出思政素质的培养在课程评价中的重要性，引起学生的高度重视，激发学生的参与热情。思政素质的考核形式多元化，通过论文论述、小组分享、课堂讨论等互动性强、参与度高的环节进行，避免了课程思政教学“说教化”，让学生从学习活动中体会思政思想。

五、医用物理学的课程思政教学实例

医用物理学课程思政教学需要实现两方面的目标，一方面，通过学习学生能掌握扎实的物理知识和基础科学技能；另一方面，通过学习学生能够潜移默化地接受思想教育，在世界观、人生观、价值观等方面得到陶冶。因此，如何合理地分配课程思政和基础知识的教学比例，有机衔接两者的教学过程成为“课程思政”的重难点。本文以“量子力学的不确定性与量子计算机发展”为课程思政案例，详细阐述教学设计及实践详细内容。教学主要分为四大模块，分别为课程引入、课程讲解、课堂讨论、课后研讨，相对的教学内容、方法、思政目标等，详细教学设计情况列于表4.

表4 量子力学不确定性与量子计算机发展的思政教学案例

1.课程引入

第一部分，课程以“薛定谔的猫”动画视频的为引导，提出问题“如何确定薛定谔的猫生与死概率”。以问题导入，情境设立的教学方法，启发学生思考量子力学的混沌效应。从微观的量子力学行为推广宏观的猫的生死概率问题。其次，介绍计算机的计算方式，介绍比特（Bit）计算制，即计数单位为“1”或者“0”。最后，根据两者的对比和联系，引出思政教学目标，理解科学的物质观，体会唯物辩证主义思想。

2.课程讲解

第二部分，课程以案例教学的方法，介绍量子力学与计算机科学的联系，理解计算机二进制与量子力学不确定的关系，引入思政目标，理解客观世界万物互联，启发学生以科学发展的观念看世界。

3.课堂讨论

第三部分，课堂讨论采用任务驱动模式进行，主要介绍量子计算机的发展历程和重要人物，如，中国量子计算机之父-潘建伟的事迹。课程设置了两个案例情境：

探索量子计算机的科研之路非常坎坷，潘建伟“不放弃、不怕输”的精神越过了一个又一个难题。

量子计算技术的研发需要大量资金，初期国内对量子计算技术领域一片空白，国内申请项目十分困难。潘建伟申请了几个大学的兼职，组织团队所有力量，坚持科研攻关。

分组讨论两个案例，思考两个重要问题。第一点，任何的成功都始于无数次的失败，在困难与挫折面前新一代年轻人如何积极应对？第二点，当个人发展遇到瓶颈，如何志存高远，不忘初心，将个人命运如何与国家发展相互融合？通过“问题-情境-思考”的教学形式，让学生投入“学习、思考、实践”的三位一体模式中，启发学生树立正确的挫折观、人生观、价值观。同时，激发学生“家国情怀”，为国家和民族奋斗的热情。

4.课后研讨

为进一步加深和巩固量子计算机技术的知识，课后研讨采用 “线上学习”+“线下分享”混合教学模式。线上提供学习资源：TED（technology entertainment design，TED）演讲网易公开课——量子计算机初学者指南。线下通过同伴学习、小组讨论，组间汇报，分享话题“量子计算机带给当今生活的改变”。通过分享和讨论，激发学生认识到世界的多元联系性，培养唯物辩证观；启发将已学知识融会贯通，着重培养科学创新的思想。在这些交流和讨论中，逐步培养学生协同合作的能力，培养集体主义荣誉感。

六、结语

医用物理学作为医学类院校的一门公共基础课程，承担着承前启后，扎实根基的重要课程地位。该课程选课人数众多、教学专业广泛，具备推广思想政治教学的学生基础。我们试将思想政治教育与医用物理学课程相互融合，逐步探索适合本学科的“课程思政”教学方法和路线。课程从知识、能力、情感方面制定了“思政”教学目标，重构了医用物理学“课程思政”教学内容。课程采用“导学-案例-讨论”的形式，将“学习-思考-实践”的三位一体培养模式引入医用物理学“课程思政”的教学设计及评价体系。其中，翻转课堂、同伴学习、案例分享、小组讨论等教学形式高度激发了学生的学习积极性和探索求知欲。以“量子计算机”为课程思政教学案例，详细分析了课程思政在医用物理学中的教学融入与实际应用。通过互动交流、协作学习、主动探索等形式，让学生在潜移默化中接受思政教育，树立正确的人生观、价值观、世界观，培养集体主义精神和爱国主义情怀，感悟吃苦耐劳、不怕挫折、勇于奋斗、坚毅不拔的中华民族优秀传统，启发学生志存高远、为国奋斗的青年热情。医用物理学的“课程思政”教学将逐步实现“知识传授”与“价值引领”的统一，为推进新时代高校人才培养做出贡献。