“课程思政”建设经验分享 | 何登科:《地电场原理与电法勘探》
育人成才是大学教育的核心任务，其中思政教育发挥了积极作用。长期以来，高校课堂的思政教育是党团组织和文法学院的主战场，也因此有将育人与成才隔离开来的困惑。专业技术课程教学，尤其是理工科的专业技术课堂，似乎与思政工作距离较远。其实，不然。
法国科学家路易斯·巴斯德说过“科学无国界，科学家有祖国”，我国原子能科学事业的创始人，中国“两弹一星”元勋钱三强也说过，“虽然科学没有国界，科学家却是有祖国的。正因为祖国贫穷落后，才更需要科学工作者努力去改变她的面貌。”科学家的心里不仅仅只是需要装满科学技术，更为重要的要牢记住爱国奉献，为了祖国的强盛而专研科学技术，要铭记敬爱的周总理之名言——“为中华之崛起而读书”。
专业技术课程是为培养专业技术人才，但是专业人才是为建设祖国而培养。
习近平总书记为代表的党中央在新的时期为我国高等教育再次指明方向，开诚布公又严肃指出：我国社会主义教育就是要培养社会主义建设者和接班人。“各门课都要守好一段渠、种好责任田，使各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应。”
因此，课程思政必须与专业技术教育紧密联系，不要有谈思政“色变”的想法和畏惧感，担忧学生反感。授课老师也可以开诚布公又严肃指出，思政元素与专业教育，没有单选项。
显式的课程思政，是党课、团课、马克思主义等课程的要求和根本，是建立人生观、价值观的需要。然而，专业技术课程的思政元素是隐式的，是润物细无声。无声是其形式，但是内容是需要震撼效果。核心是一个真字。
思政导入者要用真心、动真情，感染课堂，言传身教。叫座的电影除了故事情节引人入胜之外，更为重要的是演员本身的融入。授课老师是思政导入者，比起演员的融入，授课老师是本色出场，只由身体力行，才能潜移默化。
思政元素设计需要真情实感。专业技术课程中，科学家的爱国情怀、科学家的探索精神，科学发展史上的曲折等等，都足以引起学生们的共鸣。环境问题、灾难事故、技术与工程中的人文关怀等等，都能够让学生感同身受。因此，做好思政元素案例的选取，事半功倍。
《地电场原理与电法勘探》是一门基础的地球物理学理论课程，将带领学生进入电法勘探的门槛，去理解和掌握其基本理论、工作方法和工业应用。其本身作为地球物理学的基础课程，具有地球与物理两重含义，尤其是后者，更决定其实践性强。因此，教案设计中，贯彻归纳实践问题→提出命题→理论解释与理论预言→实验验证→修改理论→指导实践等这样一条物理学的学习和探索链条，突显好学力行，培育学生求真务实、探索创新的科学精神，关爱生命、热爱自然的人文精神，一丝不苟、精雕细琢的工匠精神。
案例1：煤矿开采中瓦斯和突水安全事故一览，拉进专业学习与工业生产的距离，增强学生专业学习的责任意识
煤矿开采中的瓦斯和突水安全事故，夺走了几千个煤矿工人的生命，直接影响到几千个家庭的幸福。当怀着沉重的心情重温这些安全事故时，学生也会感同身受，能够体会到煤矿工人及其家人的辛酸和苦痛。在这样的情景下，再梳理几个典型事故原因，其中的管理制度漏洞和管理人员玩忽职守等相对更容易引起学生的公愤。这是人之常情，不过不能过多解读，更不能愤青，应该引导学生了解玩忽职守是什么样的罪行，尤其需要介绍个别技术人员的玩忽职守行为及其所造成的事故损失，突显专业技术人员的职业规范，以及掌握安全生产技术规范的主要性。
同时，更为重要的是分析安全事故的预测预警，分析和讨论电法勘探在煤矿安全生产中的作用，突显地球物理学专业的学生的技术担当，将好学力行贯彻落实到学生的心里，为学习和掌握好基础理论和方法技术找到源动力。
案例2：重温科学故事，呈现科学精神，扎实好学力行
麦克斯韦方程是一个伟大的方程，在2004年英国的科学期刊《物理世界》开展的读者评选活动中，麦克斯韦方程高居榜首，力压质能方程、欧拉公式、牛顿第二定律、勾股定理和薛定谔方程等。麦克斯韦方程的由来牵引出众多科学家及其科学发现。其中有库伦定律和安培环路定理，有奥斯特发现了电生磁，法拉第发现了磁生电，最终麦克斯韦统一了电磁学。每一个发现有一个有趣生动的故事，也引出了科学探索的精神。
1820年，奥斯特在一次讲座上偶然发现了通电导线让其旁边的小磁针偏转，这个微小变化被他捕捉到，后来经过三个月的实验，最后发现了电流的磁效应，即电生磁。科学的偶然是必然。奥斯特早年在德国游学遇到了物理学家约翰·芮特，两人成为莫逆之友。芮特深信在电场与磁场之间隐藏着一种物理关系，奥斯特认同这样的想法。应该说这个想法让他关注和思考电生磁，也才会有捕捉到小磁针偏转的微小变化。这是需要引导学生的。同时需要进一步引导学生去关注奥斯特后来的三个月实验工作，在其论文中报道了60多个实验的结果。这是科学求真的典范。
另外，麦克斯韦方程的导出，是麦克斯韦对当时已经提出的三个半方程（高斯电场定律、高斯磁场定律、法拉第定律、安培环路定理）的分析和探索的成果。由于变化的磁场可以产生电场，那反过来猜想变化的电场能否产生磁场。麦克斯韦经过严谨的数学分析，引入了位移电流的假说，补充了安培环路定理中关于变化的电通量也能产生磁效应的缺项，构成了完美的电磁方程组，进而还预见电磁波的存在。
上述有关奥斯特和麦克斯韦的两个科学故事，都呈现了物理学研究中的猜想→论证→实验的思绪过程，也足以呈现好学力行的精神和活动，可以导引学生在今后的学习和研究中培养科学猜想+实践求证的素养和能力。
案例3：水槽实验，让学生自主动起手来，打磨急躁性子，磨合团队协作，检验理论与实践结合能力
水槽模拟实验，是一个较好的检验学生学习能力和动手能力的方案，同时也是学生喜爱的环节。
在实验之前，先组织学生学习仪器操作和安全规范。另外，让学生自己组织讨论实验方案，设计实验流程。经过学生们讨论确定的实验规则，一是确保学生规范操作，不能发生安全事故，造成学生受伤；二是注意保护仪器，不能出现损坏仪器现象，至于因为仪器使用年限较久出现的仪器故障，学生尽量想办法解决；三是实验辅助设施需要学生自己准备；四是可以自行设计实验方案，鼓励自行改造实验装置；五是团结协作，规范团队成员各自任务。
多年的实验中坚持学生自主手动跑极，一般每组学生从下午13:30开始，到晚上20:30结束，需要连续采集数据7个小时，同时实时检验数据质量。最终的数据不合格，还需另找时间重新实验。
学生们在准备实验设施中检验动手和动脑，在跑极中打磨急躁性子，也磨合团队协作，尤其是课堂学习不够的学生，经过实验以后提高了学习兴趣。
这一切有助于培育学生一丝不苟的作风，体验扎扎实实的工匠精神，在动手中爱上学习。
案例4：电法勘探寻找水源，为干旱农村找水，为祖国江河找补给，希望学生们去行动
水是生命之源。地下水资源已经成为当前全球性问题之一。
电法勘探的机理在于电阻率差异。由于岩矿石中含水与否表现出较大的电阻率差异，因此电法勘探是寻找水源的优势方法。在学习高密度电法、自然电位法、瞬变电磁法等分支方法中，都会有不同的应用案例。每每此时，都会引导学生思考、讨论和设计电法勘探找水的方案，都在呼吁学生的暑期社会实践中可以考虑结合专业学习，到干旱的农村去实践，去帮助当地寻找清洁水源。欣慰的是有看到2015级的学生中有去实践的。
另外，祖国江河纵横交错，勾画出美丽画卷。每个学生的故乡都会有自己的熟悉、引以自豪的河流。随着环境变迁，土地开发利用，有的河流改道，有的河流干枯。如果需要保护青山绿水，就需要查明河流补给。黄河是中华民族的母亲河。在学习到自然电场法的应用案例时，可以一起和学生分析黄河水的补给，探讨应用案列中的几个椭圆形或者玫瑰形的电位差方位曲线的特征。同时，让学生自己查看黄河的水系、干流和支流，讨论如果要评估这些干流和支流的潜水补给，还可以采用哪些电法分支方法。如此背景之下，电法勘探方法学习融入爱国感情色彩。
素材来源 / 地测学院 何登科副教授