优秀课程思政范例-电磁学

    为贯彻实施教育部《高等学校课程思政建设指导纲要》，推进华北理工大学课程思政建设，提高教师课程思政建设能力，学校将于即日起通过教师教学发展中心公众号推送课程思政系列优秀案例。

    小编将从课程思政教学目标、课程思政案例内容、思政目标的实现和教学设计四方面介绍每门课程思政优秀案例，文末还将展示该优秀案例的教学视频。希望通过系列优秀案例分享，提升教师课程思政教学能力，优化课程教学设计、创新课程教学载体，提高课程思政建设水平，实现思政元素润物无声的育人效果。

法拉第与电磁感应定律

教师简介

魏环，女，教授。理学院大学物理教学部教师。主讲《大学物理》、《电磁学》、《物理文化》等课程。主持教学改革研究项目5项，主持和参研6项省级科研项目和教改项目。曾获得校级教学成果二等奖、校级基本功大赛一等奖、优质课堂等荣誉。主讲的《大学物理》和《物理文化》课程均为校级一流课程。

课程简介

《电磁学》是应用物理学专业必修的一门重要的基础课程。电磁学理论全面系统的研究电、磁运动的基本规律以及电磁相互作用的规律。电磁学不仅是研究物质过程必不可少的理论基础，还与近代自然科学、技术科学的许多领域有着密切联系，电磁技术的应用引发了以电气化和无线电通信为标志的全球性技术革命。本课程秉承“以人为本”的核心教育教学理念，结合应用物理学专业的培养目标，制定课程目标，旨在使学生通过系统的学习，全面地认识和理解电磁运动的基本现象和基本概念，系统地掌握电磁运动的基本规律，树立科学的自然观、世界观，并具备一定的分析、解决电磁学问题的能力和初步应用的能力，同时为学习后续课程打下必要的和坚实的理论基础；通过在知识传授中融入科学方法教育，增强学生的科学观察和思维的能力以及独立获取知识的能力；通过融入双重文化（科学文化与人文文化）教育，培养学生的求实精神、探索精神与科学美感，激发学生的创新欲望，促进其知识、能力、素质协调发展，成为健全和谐的创新型人才。

一、教学目标

（一）本讲的课程思政教学目标

1.通过使学生了解法拉第发现电磁感应定律的这段物理学史（思政案例），使学生敬畏和确立科学研究中的敢于创新、勇于探索、坚持不懈的科学精神（教学目标）。

2.通过使学生感受法拉第一生勤奋刻苦、坚忍不拔、追求真理的精神；淡泊名利、无私奉献的高尚品德与情操（思政案例），引导、帮助学生树立爱国敬业、追求真理、奉献社会的人生观（教学目标）。

（二）案例如何体现课程思政教学目标

1.结合法拉第对电磁感应现象与规律的研究与发现这一案例，突出展现两点，其一，法拉第的逆向思维方法：当他得知奥斯特关于电流能够产生磁的科学发现后，立刻提出了“磁是否能够产生电流”的逆命题，并且立刻展开实验；其二，法拉第的刻苦、勤奋与执著：为了找出“用磁力产生电流”的方法，他在1821年到1831年十年间做了无数次实验，屡遭挫折，终于取得重大突破，发现了“磁生电”的途径---电磁感应现象和规律，制造出世界上第一台直流发电机。使学生可以透过法拉第的科学发现与科学研究活动认识到，良好的科学素养在其科学创新与发现中能够产生重要的影响、发挥重要的作用；通过分析法拉第十年的实验探索与研究历程，使学生理解“敢于创新、勇于探索、坚持不懈”是科学创新与发现所不可缺少的品质与精神；以此激励学生形成“积极学习和掌握科学的思维方法、主动提升自身的科学素养”的意识和内在动力。

2.结合法拉第寻找与发现电磁感应定律的史实案例，向学生重点强调法拉第关于电磁感应定律的伟大发现对人类社会的文明进步所产生的巨大推动作用以及给人类的生活方式所带来的巨大影响与变化：“没有任何一种技术能像电的使用那样如此全面地普及到现代世界中来”，强调这些是使学生能够在学习物理知识的同时，关注物理学家这个群体支持和贡献社会的方式，以此来激励学生树立报效祖国、奉献社会的远大理想与抱负。

3.结合法拉第寻找与发现电磁感应定律的史实案例，突出向学生介绍法拉第的高尚品德：法拉第从一个卑微的童工, 历尽千辛万苦, 忍受种种屈辱, 终于成长为那个时代最伟大的科学家。在他取得重大成就而名扬四海之时,却拒绝了滚滚而来的金钱和任何荣誉，法拉第的一生始终把追求科学真理、献身科学事业作为终身的最高目标，始终秉持“做一个平凡的法拉第”的初衷和意愿。通过上述教学环节，使学生了解法拉第的勤奋刻苦、坚忍不拔、追求真理、淡泊名利、无私奉献的精神，感受一位伟大科学家的心胸与品德，激励学生树立爱国敬业、追求真理、奉献社会的人生观。

二、课程思政案例内容

（一）案例的引出

课堂活动：

提出第一个问题请学生回答：“电生磁”的逆效应是什么？

提出第二个问题请学生回答：逆效应是否会存在？

引出案例：法拉第与电磁感应。

（二）案例内容

1.案例形式：课件+讲授

2.案例主要参考资料：

赵峥.《物理学与人类文明十六讲》,北京：高等教育出版社，2010.1

访问地址：http://www.hep.edu.cn

麦克·哈特.《影响人类历史进程的100名人排行榜》，海口：海南出版社，1999.7

3.案例中包含的几个核心内容：

A. 出身贫寒、热爱科学、勤奋刻苦的法拉第

法拉第出身于英国的一个铁匠家庭, 由于贫困和语音上的缺陷, 受到老师嘲笑被迫离开了学校，小学都没有上完。他12岁开始在街上卖报, 送报, 13岁到一家书店作装订学徒工。法拉第特别喜欢阅读自然科学方面的书籍, 从不放过任何一本经他手装订的这类书籍。他利用几乎所有的空闲时间拼命地读书, 如饥似渴地吸取着书中的知识。虽然他没有机会上学, 书籍就是他最好的学校, 正是这段时间的勤奋阅读, 使他走上了成才之路。20岁时法拉第通过自己的勤奋努力成为英国著名化学家戴维的实验助手，并从此开始了他的科学生涯。法拉第一生不仅发现了电磁感应定律，还发现了电解定律, 自感现象, 磁光效应, 物质的抗磁性等等。他还提出了电力线和磁力线的理论，正是这一理论引导麦克斯韦建立起电磁场论的大厦，成为对电磁学贡献最大的人。戴维虽然在科学上有许多了不起的贡献，但他表示“我一生中最重要的发现, 就是发现了法拉第”。

思政教育元素：勤奋、好学是实现远大理想的必备品格。

B. 电磁感应定律的发现及其意义

1821年，当法拉第得知奥斯特的电流使磁针偏转的实验后，他便思考，磁铁反过来也应该产生电流，这是一个非常宝贵的想法，是对逆向思维的运用。当他把磁铁插入一个线圈时，只看到稍纵即逝的脉冲，却看不到持续的电流，这不符合他的预期。他的实验断断续续的做了十年，终于意识到是磁场的变化率导致电流产生。从“恒定”到“变化率”，迈出这一步相当困难，法拉第创立电磁感应定律前前后后用了十年。

根据这个实验发现，1831年10月28日法拉第发明了圆盘发电机，这是法拉第第二项重大的发明。这个圆盘发电机，结构虽然简单，但它却是人类创造出的第一个发电机。现代世界上产生电力的发电机就是从它开始的。

法拉第发现电磁感应定律的意义：

（1）正是因为有了法拉第的伟大发现，人类才能设计制造出发电机，才能产生和使用不间断的电流，人类因此进入了电气时代；

（2）随着电气化时代的到来，社会生产力得到极大解放，生活方式因此而发生改变：“大多数人的日常生活发生了革命性的变化，同1500年前的人相比，人们穿着不同，饮食不同，工作不同，更与他们不同的是，今天的人们还有了大量的闲暇时间。”这些都受惠于以法拉第为代表的科学家的创新发现。

思政教育元素：持之以恒、勇于创新的意志品格教育；

以发明和创新的方式支持和贡献社会。

C.品德高尚的法拉第

法拉第一生淡泊名利、洁身自爱，生活清贫，拒绝了滚滚而来的金钱和任何荣誉：他一生发明很多，但从不申请专利；他拒绝企业咨询的优厚报酬与巨额赠款，也拒绝接受国家的任何额外津贴，晚年只领取普通市民的养老金；他谢绝担任皇家学会的会长，放弃国王加封的贵族爵位。法拉第的一生始终把追求科学真理、献身科学事业作为终身的最高目标，始终秉持“做一个平凡的法拉第”的初衷和意愿。法拉第具有崇高的人道主义精神，英俄战争期间，英国政府请他主持研制毒气，遭到他的断然拒绝。法拉第在总结自己的一生时这样说：“自然科学家应当是这样一种人，他愿意倾听每一种意见，但必须自己做出判断。他不应当被表面现象所迷惑，不偏爱任何一种假设，不属于任何一种学派，不盲从任何一位大师。他应当重事不重人，真理才是他的首要目标。如果有了这些品质，再加上勤勉，那么他就有希望走进科学的殿堂。”法拉第的墓碑上只刻有简单的几行字：

迈克尔·法拉第

生于1791年9月22日

殁于1867年8月25日

思政教育元素：淡泊名利、无私奉献的高尚品德；

崇高的人道主义的精神；

不迷信权威、坚持真理的科学精神。

三、分析讲解

（一）重点分析：案例与本讲内容的关联度

本讲课的内容就是学习“法拉第电磁感应定律”，知识目标是使学生理解和掌握电磁感应现象的本质，掌握产生感应电流的条件以及判断感应电流的方向，掌握计算感应电动势的方法。本讲课的课程思政案例为“法拉第与电磁感应定律”，因此，案例与本讲课的教学内容高度契合，案例的引入非常自然。物理学既是科学也是高品位的文化，将物理学史作为案例融入教学，能够实现“以物理知识为载体，挖掘与展示物理知识本身的人文精神”、“使学生获得科学文化与人文文化的双重滋养”、“ 充分发挥物理学对人们形成正确的自然观、人生观的重要作用”的高层次物理课程教育目标。

（二）如何体现课程思政教学目标：采取适宜的教学方式和教学模式

1.案例导入使用参与式课堂活动的方法，即，采用丰富翔实的物理学史料将学生的视线带入物理学发展史中，在让学生认识一个物理规律的同时、进一步了解物理规律背后感人的人文精神，让学生在学习科学文化的同时亦能够获得人文文化的滋养：法拉第电磁感应定律的发现改变了人类的生产和生活方式，推动了人类社会的进步，今天的人们受惠于法拉第的伟大发现，而法拉第却将自己所有的创新发明完全奉献给了社会。因此，本案例能够让学生感受伟大科学家的心胸与品德，引导学生追求高尚的人生境界，激励学生树立爱国敬业、追求真理、奉献社会的人生观和价值观。

2.案例的介绍使用PPT，其中图文并茂，能够形成很强的视觉冲击，有助于提升学生的学习兴趣，

3.使用讲授法，在对法拉第的一生进行总结性的讲授时，阐明本案例的思政教学目标，激励学生树立爱国、敬业的社会主义核心价值观，希望学生树立追求真理、贡献社会的远大理想和人生目标。

四、教学设计

五、教学视频

教师教学发展中心

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魏环老师供稿