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Scientific Research

本科计算物理基础课程思政内容的发掘

作者

冷潇泠

湖南城市学院

引言

近年来,思想政治教育(思政教育)已逐渐成为高等教育的重要组成部分[1]。在理工科教育中,如何有效将思政教育融入学科教学中,提升学生的思想道德水平,成为了亟待解决的问题[2]。计算物理基础课程作为物理学的核心基础课程,涉及广泛的数学方法和物理理论,培养学生的逻辑思维和问题解决能力。本文从计算物理基础课程的特点出发,探讨如何在该课程中发掘和融入思政教育内容,并以具体案例为支持,提出切实可行的教学方法。

一、计算物理基础课程的思政元素

1.计算物理基础课程的教学目标与特点

计算物理基础课程的核心目标是通过数 技术帮助学生解决物理问题。这一过程不仅涉及复杂的数学公式,还需要学生理解背 解方法,如有限差分法、Monte Carlo模拟等在现代物理研究中 算工具,解决实际问题。例如,东华大学的计算物理基础课程以 、数值计算修正模型,学生需结合文献调研改进模型参数[4]。这一过程 必须通过合理选择方法,解决实际物理问题。

2.计算物理中的科学文化内涵

计算物理基础课程不仅教授学生理论与计算方法,还深入挖掘科学技术背后的文化内涵。课程中涉及的许多物理模型反映了科学的不断进步。例如, 计算方法 生理解微观世界的规律,这不仅是物理学的创新,也是人类对自然界深刻认知的体现 不仅掌握计算方法,还会思考这一技术对现代社会的深远影响。在讲解分子动 这些方法如何在药物设计、环境保护等领域应用,体现科学进步对人类社会的贡献。通过这 些内容, 学生能够认识到科技与人类社会的紧密联系,增强对科学的敬畏与尊重。

3.思政教育与计算物理的结合点

在计算物理基础课程中,思政教育可以通过与科技伦理相关的话题得到有效融入。例如,在介绍核物理和核能计算时,教师可以引导学生讨论核能技术的双重性质——它在为社会提供能源的同时,也存在一定的安全风险。学生通过这种讨论,能够更好地理解科学发展对社会带来的影响,认识到作为未来科技工作者的社会责任。在计算物理课程中,科学发展不仅是技术的进步,还是社会进步的体现。因此,计算物理教育不仅仅是传授专业技能,更是通过对科学的深刻理解,帮助学生树立正确的社会价值观和科学伦理观。

二、计算物理基础课程中的思政实践

1.通过科技伦理教育培养学生的社会责任

计算物理课程中的科技伦理教育是培养学生社会责任感的重要途径。在讲解分子模拟和量子计算时,可以引导学生关注这些技术对社会的双刃剑效应。例如,量子计算技术具有颠覆性潜力,能够大幅提升计算能力,但也可能被用于破解现代加密技术,对信息安全构成威胁。教师可以通过具体案例,讲解量子技术在金融、国防等领域的应用,强调科学技术发展必须与伦理规范相结合,避免技术滥用。通过这种思政教育,学生意识到,作为未来的科研人员,他们不仅要追求科技进步,还要充分考虑技术对社会、环境及人类福祉的影响,树立正确的价值观和责任感。

2.通过历史案例增强学生的国家认同感

计算物理课程中的思政实践还可以通过讲解中国在物理学领域取得的成就来增强学生的国家认同感。例如,在介绍超级计算机的应用时,教师可以介绍中国自主研发的“天河”、“神威·太湖之光”等超级计算机。这些超级计算机的设计与建设代表了中国在高性能计算领域的突破。通过这些历史性成就,学生不仅能理解计算物理的前沿技术,还能体会到国家科技自主创新的重要性。这些案例让学生看到中国科技实力的提升,激发他们为国家发展做出贡献的动力。

3.通过跨学科合作培养学生的创新精神

计算物理基础课程不仅注重学生在物理学方面的培养,还强调跨学科合作与创新思维。在实际教学中,可以通过小组合作项目来激发学生的创新能力。例如,西北工业大学在课程中增设“多尺度计算模拟”专题,涵盖相场方法、元胞自动机等科研常用技术,要求学生进行团队协作,完成来源于一线科研方面的工作[5]。通过这种合作,学生在应用计算物理的同时,学会跨学科的思维方式,培养解决复杂问题的能力。这种创新精神的培养,既有助于学生专业能力的提升,也能增强他们在社会中的责任感和贡献意识。

结论

计算物理基础课程在本科教学中不仅是传授学科知识的核心环节,也是进行思想政治教育的重要平台。通过课程设计与教学实践,将思政元素与计算物理有机结合,不仅有助于学生更好地掌握物理学的基本理论和计算方法,还能提升学生的社会责任感、国家认同感与创新思维。在课程中融入科技伦理教育,使学生意识到科学技术的发展与社会责任之间的紧密关系。例如,在讲解量子计算和核能技术时,学生不仅学到具体的技术内容,还能够认识到技术应用中的伦理风险,进而增强自我约束意识。通过历史案例的讲解,学生对中国在科技领域的成就有了更深刻的理解,增强了他们的民族自豪感和国家认同感。跨学科合作项目的设计,则激发了学生的创新精神和团队协作能力,帮助他们从多维度解决问题,并培养综合应用知识的能力。计算物理作为一门具有高度实践性的课程,其教学内容天然与现实社会紧密相关。通过在课程中注入思政教育元素,不仅能够培养学生的专业能力,还能帮助他们形成正确的世界观、人生观和价值观。未来,计算物理基础课程的思政教育应进一步完善,确保学生在学术成就与社会责任之间保持平衡,成为既具备高水平学术能力,又具备社会担当的新时代科技人才。

参考文献

[1] 王小力. 大学物理课程思政研究与实践 [J]. 中国大学教学, 2020, (10): 54-7.

[2] 关丽,郭颖楠,王凤和.课程思政视域下 学类课程教材建设路径与思考[J].高教学刊,2025,11(04).

[3] 蒋绍周,林达斌,梁先庆,等.《计算物 础》的基本教学内容[J].广西物理,2016,37(01):46-48.

[4] 陆爱江. 从解题到研究— 计算物理 ”案例式在线教学举例 [J]. 大学物理, 2021, 40(01): 51-4

[5] 邢辉, 景涵煦, 赵阳, 等.计算物理学教学内容和教学方法改革的探索 [J]. 中国现代教育装备, 2022, (15):120-122+129.