核心素養(yǎng)背景下高中物理課程思政的探索與實(shí)踐

何蕾蕾 彭朝陽(yáng)

【摘 要】在培養(yǎng)學(xué)生物理核心素養(yǎng)中踐行課程思政能為高校落實(shí)課程思政打下基礎(chǔ)，也是對(duì)立德樹人的強(qiáng)化落實(shí)。本文在物理核心素養(yǎng)背景下探索課程思政的實(shí)施，提倡用物理觀念豐富思政課程內(nèi)容，以期讓高中物理教學(xué)服務(wù)于立德樹人。

【關(guān)鍵詞】物理核心素養(yǎng);課程思政;立德樹人

【中圖分類號(hào)】G633.7? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A? 【文章編號(hào)】1671-8437（2021）22-0248-03

習(xí)近平總書記在2016年全國(guó)高校思想政治工作會(huì)議中提出，要把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過程，其他各門課都要守好一段渠、種好責(zé)任田，使各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協(xié)同效應(yīng)[1]。從源頭來(lái)看，物理與思政皆源于古代哲學(xué)[2]，因而物理課程自然成為課程思政的主陣地。核心素養(yǎng)背景下高中物理課程思政的探索與實(shí)踐是有必要的。其一，教育事業(yè)是連貫的，中學(xué)物理作為大學(xué)物理“前一棒”，踐行課程思政能為高校課程思政的開展打下基礎(chǔ)。其二，課程思政是以立德樹人為目標(biāo)，高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)也力求通過物理核心素養(yǎng)落實(shí)立德樹人。在培養(yǎng)物理核心素養(yǎng)中踐行課程思政，是對(duì)立德樹人教學(xué)目標(biāo)的重視和強(qiáng)化落實(shí)。

1? ?面向物理核心素養(yǎng)的課程思政

1.1? 物理核心素養(yǎng)

2017版高中物理課標(biāo)中強(qiáng)調(diào)，物理核心素養(yǎng)是物理學(xué)科育人價(jià)值的集中體現(xiàn)，主要有“物理觀念”“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”四個(gè)方面[3]?！拔锢碛^念”主要包含物質(zhì)、運(yùn)動(dòng)、相互作用、能量觀念;“科學(xué)思維”主要鍛煉學(xué)生模型建構(gòu)、科學(xué)推理、科學(xué)論證、質(zhì)疑創(chuàng)新等能力;“科學(xué)探究”主要涉及問題、證據(jù)、解釋、交流等;“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”主要包括科學(xué)本質(zhì)、科學(xué)態(tài)度、社會(huì)責(zé)任等。

1.2? 課程思政

“課程思政”是將馬克思主義理論貫穿于教學(xué)過程，挖掘各類課程的思想政治理論教育資源，使各類課程與思想政治理論課同向同行，并始終貫穿“立德樹人”的綜合教育理念[4]。課程思政要將做人做事的基本道理、社會(huì)主義核心價(jià)值觀的要求、民族復(fù)興的責(zé)任與擔(dān)當(dāng)?shù)葷?rùn)物無(wú)聲地貫穿人才培養(yǎng)全過程[5]。滲透這些育人元素能幫助學(xué)生明確個(gè)人與社會(huì)的關(guān)系、信念價(jià)值的內(nèi)涵及其聯(lián)系，有利于解決其信念模糊、價(jià)值扭曲等問題。這樣能夠培養(yǎng)學(xué)生的家國(guó)情懷、擔(dān)當(dāng)精神，使學(xué)生為國(guó)家富強(qiáng)、民主、文明、和諧而奮斗，塑造其自由、平等、公正、法治的價(jià)值觀，讓其成為愛國(guó)、敬業(yè)、誠(chéng)信、友善的社會(huì)主義接班人。

1.3? 物理核心素養(yǎng)與課程思政的關(guān)系

在培養(yǎng)學(xué)生物理核心素養(yǎng)中踐行課程思政，是對(duì)立德樹人教育目標(biāo)的重視和落實(shí)。從物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任四個(gè)角度來(lái)看，物理課程的各方面皆可挖掘思政元素。

物理觀念對(duì)物理教學(xué)來(lái)說十分重要，如在“曲線運(yùn)動(dòng)”教學(xué)中，教師可挖掘課程思政元素——“女排拼搏精神”。播放中國(guó)女排比賽視頻，讓學(xué)生觀看女排為祖國(guó)榮耀而拼搏，觀眾為女排嘶聲竭力吶喊加油，及排球做曲線運(yùn)動(dòng)最終落地后觀眾的歡呼畫面。讓學(xué)生在形成物理觀念的同時(shí)，潛移默化中感受中國(guó)精神，引導(dǎo)學(xué)生為未來(lái)拼搏，增強(qiáng)民族自信。

發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維是指讓學(xué)生運(yùn)用辯證法分析物理現(xiàn)象，將物理知識(shí)上升為物理觀念和思想方法，培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑精神。在“自由落體運(yùn)動(dòng)”教學(xué)中，筆者用亞里士多德和伽利略“超越時(shí)空的對(duì)話”激發(fā)學(xué)生的質(zhì)疑精神，讓學(xué)生了解伽利略面對(duì)宗教的迫害仍堅(jiān)持科學(xué)探索，感受科學(xué)家的人格魅力，讓學(xué)生領(lǐng)悟?qū)嶒?yàn)與邏輯推理有效結(jié)合的科學(xué)研究方法。將伽利略自由落體實(shí)驗(yàn)、錢毛管實(shí)驗(yàn)、用手機(jī)測(cè)自由落體加速度實(shí)驗(yàn)對(duì)比，能讓學(xué)生感受科學(xué)探究從未停止發(fā)展，感悟科學(xué)理論在否定之否定中不斷上升，教會(huì)學(xué)生用辯證視角分析現(xiàn)象。

科學(xué)探究是物理教學(xué)中的重要環(huán)節(jié)。在“機(jī)械能守恒定律”驗(yàn)證中，學(xué)生可通過實(shí)驗(yàn)理解實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，并讓其以小組為單位自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)合作共贏精神。學(xué)生分享實(shí)驗(yàn)方案和成果，能培養(yǎng)其質(zhì)疑精神和創(chuàng)新能力。教師借助實(shí)驗(yàn)操作，能教會(huì)學(xué)生認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)探究態(tài)度，培養(yǎng)學(xué)生的工匠精神，讓科學(xué)探究上升到世界觀的引導(dǎo)。這一過程中也能讓學(xué)生借助思政知識(shí)理解物理規(guī)律：能量變化是絕對(duì)的，但機(jī)械能守恒是相對(duì)的;當(dāng)條件滿足時(shí)，守恒將變?yōu)椴皇睾?，矛盾雙方可相互轉(zhuǎn)化。讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)理解系統(tǒng)內(nèi)只有重力或彈力做功是原因，機(jī)械能守恒是結(jié)果，學(xué)會(huì)從辯證法角度分析物理現(xiàn)象。

培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)態(tài)度與責(zé)任是物理教師的重要工作。當(dāng)前我國(guó)航天事業(yè)正逐步實(shí)現(xiàn)翱翔太空的夢(mèng)想，先進(jìn)的科技技術(shù)是社會(huì)發(fā)展的強(qiáng)大動(dòng)力，更有利于踐行社會(huì)主義核心價(jià)值觀。在“宇宙航行”的教學(xué)中，學(xué)生能了解高舉社會(huì)主義旗幟的中國(guó)從一無(wú)所有到建成自主可控的航天技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，能培養(yǎng)踏實(shí)向前的科學(xué)態(tài)度和高尚的民族責(zé)任心，塑造“腳踏實(shí)地，仰望星空”的理念。因此，物理課程思政在潛移默化中引導(dǎo)學(xué)生形成正確的人生觀、價(jià)值觀。

2? ?高中物理課程思政的教學(xué)實(shí)踐

高中物理教學(xué)中，講述祖國(guó)科技發(fā)展有利于培養(yǎng)學(xué)生愛國(guó)主義精神和責(zé)任，借助物理探究實(shí)驗(yàn)有利于培養(yǎng)學(xué)生探究精神和工匠精神，幫助學(xué)生在形成物理觀念的過程中建立辯證唯物主義思想等皆是在培養(yǎng)物理核心素養(yǎng)中踐行課程思政。本文選取“自由落體運(yùn)動(dòng)”一節(jié)進(jìn)行如下設(shè)計(jì)：

2.1? 創(chuàng)設(shè)問題情境

問題導(dǎo)入：同學(xué)們，我們常與別人溝通交流。一般情況下，人與人的對(duì)話是發(fā)生在同一時(shí)空的，而今天我們要認(rèn)識(shí)一段有趣的“超越時(shí)空的對(duì)話”。亞里士多德和伽利略都是著名物理學(xué)家，他們?cè)鴮?duì)同一個(gè)問題發(fā)表了不同看法，但亞里士多德生活的時(shí)代比伽利略生活的時(shí)代早約兩千年，因此這段對(duì)話被稱為“超越時(shí)空的對(duì)話”。是什么樣的問題值得兩人超越時(shí)空進(jìn)行探討呢？（讓學(xué)生觀看視頻）

學(xué)生活動(dòng)：請(qǐng)學(xué)生上臺(tái)分別扮演亞里士多德和伽利略進(jìn)行“超越時(shí)空的對(duì)話”。（讓學(xué)生親自體驗(yàn)二人辯論的畫面）

問題：“讓輕重不同的兩個(gè)物體從同一高度同時(shí)下落，哪個(gè)物體下落快？”（讓學(xué)生帶著問題展開討論）

總結(jié)發(fā)言：認(rèn)為物體下落快慢與其輕重有關(guān)的同學(xué)，你們的看法與亞里士多德不謀而合。巧的是，部分同學(xué)與亞里士多德尋找答案的途徑也大致相同。亞里士多德通過觀察生活提出的這個(gè)觀點(diǎn)因符合人們的經(jīng)驗(yàn)，在其后的兩千多年里，被人們奉為經(jīng)典?？墒欠辖?jīng)驗(yàn)就是科學(xué)嗎？請(qǐng)觀察演示實(shí)驗(yàn)。（讓學(xué)生了解物理學(xué)史，拓寬學(xué)生知識(shí)視野。激發(fā)學(xué)生質(zhì)疑，培養(yǎng)學(xué)生批判精神，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)“經(jīng)驗(yàn)論”和“權(quán)威論”。）

問題思考：拿兩張相同的紙，將其中一張揉成紙團(tuán)。讓紙團(tuán)和另一張紙從同一高度落下。猜誰(shuí)下落更快？為什么？

2.2? 新課導(dǎo)入

提出問題：經(jīng)驗(yàn)更科學(xué)，還是實(shí)驗(yàn)結(jié)論更科學(xué)呢？?jī)汕旰?，伽利略發(fā)表了自己的看法，認(rèn)為物體下落快慢與其質(zhì)量無(wú)關(guān)。他是怎樣得到該結(jié)論的呢？

課程思政——物理學(xué)史：1589年，伽利略登上比薩斜塔，將一個(gè)重100磅和一個(gè)重1磅的鐵球從同一高度同時(shí)拋下，可兩鐵球卻近乎同時(shí)落地。該實(shí)驗(yàn)成功證明了輕重不同的物體，從同一高度墜落，它們將同時(shí)落地，這就是如今已為人們所熟知的自由落體定律。伽利略以實(shí)驗(yàn)的方式推翻了亞里士多德錯(cuò)誤的經(jīng)驗(yàn)論斷。伽利略自由落體實(shí)驗(yàn)體現(xiàn)出科學(xué)家對(duì)權(quán)威的質(zhì)疑及創(chuàng)新精神?？茖W(xué)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)尚且還存在實(shí)驗(yàn)誤差，可見實(shí)踐才是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)?？梢哉f“比薩斜塔實(shí)驗(yàn)”為實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)提供了具體實(shí)例。

物理觀念——自由落體運(yùn)動(dòng)：物體只在重力作用下從靜止開始下落的運(yùn)動(dòng)。

課程思政——物理學(xué)史：伽利略自由落體實(shí)驗(yàn)之前的力學(xué)研究中，還不曾有人將實(shí)驗(yàn)引入物理研究。學(xué)生可能會(huì)感到驚訝，因?yàn)楝F(xiàn)在物理學(xué)習(xí)中采用了豐富的實(shí)驗(yàn)。物理學(xué)一路走來(lái)，無(wú)數(shù)科學(xué)家為其奉獻(xiàn)終身。當(dāng)時(shí)教會(huì)因伽利略的一些物理看法與《圣經(jīng)》違背，對(duì)伽利略進(jìn)行了無(wú)情批判，將其軟禁，禁止他發(fā)表任何作品。面對(duì)宗教壓迫，伽利略沒有停下研究，而是進(jìn)一步通過實(shí)驗(yàn)研究自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律。那時(shí)人們沒有明確的速度概念，為此伽利略先建立了描述運(yùn)動(dòng)所需的概念，如平均速度、瞬時(shí)速度及加速度等。面對(duì)物理問題，他提出了科學(xué)假設(shè)，并采用巧妙方法驗(yàn)證假設(shè)，上百次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)合科學(xué)推理讓他得到結(jié)論，即做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體會(huì)保持運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)，而且所有物體下落時(shí)的加速度都是一樣的，這便是伽利略銅球沿斜面運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)。他曾特別指出，在科學(xué)研究中，懂得忽略什么，有時(shí)與懂得重視什么同等重要。這一觀念的核心是實(shí)驗(yàn)和邏輯推理的有機(jī)結(jié)合。伽利略去世三百多年后，教會(huì)才承認(rèn)他的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。伽利略通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律，那么現(xiàn)在如何通過實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律呢？

2.3? 科學(xué)探究

該環(huán)節(jié)主要為鍛煉學(xué)生分析、對(duì)比及綜合等科學(xué)思維，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和解決問題的能力。筆者設(shè)計(jì)了學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生借助實(shí)驗(yàn)器材自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。（采用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器開展實(shí)驗(yàn)，如圖1）

提出問題：研究自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。引導(dǎo)學(xué)生簡(jiǎn)要回顧科學(xué)探究過程，即提出問題、猜想與假設(shè)—設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)—制訂計(jì)劃—實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)收集—分析與論證—評(píng)估—交流與合作等7個(gè)環(huán)節(jié)。引導(dǎo)學(xué)生確定論證內(nèi)容，即自由落體運(yùn)動(dòng)是否為勻加速直線運(yùn)動(dòng)。

學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。驗(yàn)證自由落體運(yùn)動(dòng)是否為勻加速直線運(yùn)動(dòng)，計(jì)算加速度大小。

引導(dǎo)學(xué)生回顧實(shí)驗(yàn)，小組討論并歸納自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其加速度大小，同時(shí)就“超越時(shí)空的對(duì)話”這一主題開展主題活動(dòng)——“實(shí)驗(yàn)的力量”。收集大家存在的問題，發(fā)揮小組學(xué)習(xí)的力量，鼓勵(lì)其他學(xué)生回答問題，教師及時(shí)給予反饋。

學(xué)生活動(dòng)：實(shí)驗(yàn)的力量。請(qǐng)幾組學(xué)生同時(shí)開展實(shí)驗(yàn)，包括伽利略自由落體實(shí)驗(yàn)、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)自由落體運(yùn)動(dòng)、手機(jī)測(cè)自由落體加速度三個(gè)實(shí)驗(yàn)，其他學(xué)生作為“評(píng)分員”。讓學(xué)生親自感受科學(xué)的進(jìn)步。（學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)并自主評(píng)分，既能保證學(xué)生的全身心投入，也能培養(yǎng)學(xué)生的興趣，在潛移默化中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探索精神。）

2.4? 師生共同總結(jié)

物理觀念（運(yùn)動(dòng)觀念）：自由落體運(yùn)動(dòng)的定義和規(guī)律，重力加速度的測(cè)量和相關(guān)公式。

科學(xué)思維（科學(xué)論證和科學(xué)創(chuàng)新）——物理學(xué)史：伽利略雖發(fā)現(xiàn)了自由落體運(yùn)動(dòng)，但在實(shí)驗(yàn)過程中也意識(shí)到空氣阻力將影響物體下落。而他所處時(shí)代的儀器設(shè)備限制了自由落體運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)的實(shí)施，所以他盡可能地忽略空氣阻力的影響，抓住主要矛盾。通過銅球下滾實(shí)驗(yàn)外推到自由落體實(shí)驗(yàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的研究。后來(lái)牛頓設(shè)計(jì)出牛頓管，才真正用實(shí)驗(yàn)證明，在真空中，物體下落速度與物體重量無(wú)關(guān)，但這并非終極真理，測(cè)量自由落體加速度的實(shí)驗(yàn)發(fā)展到現(xiàn)在已可利用智能手機(jī)中的加速度傳感器進(jìn)行。如今我們站在無(wú)數(shù)偉人的肩膀上，共筑未來(lái)科技的藍(lán)圖，或許就有勇于創(chuàng)新、造福社會(huì)、能為自然科學(xué)研究奉獻(xiàn)一生的科學(xué)家。（課程思政：物理學(xué)家透過現(xiàn)象看本質(zhì)靠的是實(shí)驗(yàn)探究和科學(xué)推理。讓學(xué)生領(lǐng)悟抓住主要矛盾，滲透唯物辯證思想，提醒學(xué)生在實(shí)踐中檢驗(yàn)理論。）

3? ?思政課程中的物理核心素養(yǎng)培養(yǎng)

有趣的物理現(xiàn)象能豐富思政課堂，深化學(xué)生對(duì)物理觀念的理解，鍛煉學(xué)生科學(xué)思維，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)態(tài)度與責(zé)任感。如教學(xué)“對(duì)立統(tǒng)一規(guī)律”時(shí)，便可通過“相對(duì)靜止和絕對(duì)運(yùn)動(dòng)”開展情境教學(xué)，讓學(xué)生在思政課程學(xué)習(xí)中鞏固物理觀念。教學(xué)辯證法“分析與綜合”時(shí)，可通過“力的分解和合成”讓學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解更具體、深刻。教學(xué)辯證法“本質(zhì)和現(xiàn)象”時(shí)，可通過“光的反射、折射及色散”等有趣光學(xué)實(shí)驗(yàn)，讓思政課變得豐富多元，激起學(xué)生的好奇心和求知欲。閃爍在每個(gè)時(shí)代的偉大物理學(xué)家，不僅能讓學(xué)生感受到民族凝聚力，還能培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任感。如在宗教壓迫下哥白尼仍忠于“日心說”理論;愛國(guó)物理學(xué)家錢學(xué)森放棄美國(guó)的優(yōu)越待遇，毅然回國(guó)為祖國(guó)發(fā)展奉獻(xiàn)一生，這些故事能在潛移默化中培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。

中學(xué)物理教學(xué)作為高校物理課程思政的“前一棒”，是“立德樹人”教育工作中不可或缺的重要環(huán)節(jié)。需要注意的是，物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和科學(xué)態(tài)度與責(zé)任中的課程思政元素是相互聯(lián)系的。每堂物理課都應(yīng)讓學(xué)生在形成物理觀念的過程中鍛煉科學(xué)思維，在學(xué)習(xí)科學(xué)推理和分析中體會(huì)辯證法思想，在我國(guó)科技發(fā)展資料學(xué)習(xí)中培養(yǎng)愛國(guó)精神和社會(huì)責(zé)任感，探索物理現(xiàn)象背后的本質(zhì)，形成物理觀念，讓學(xué)生在全課程育人格局下全面發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

[1]習(xí)近平.在全國(guó)高校思想政治工作會(huì)議講話[N].北京：人民日?qǐng)?bào)，2016-12-09.

[2]李靜.思政教育與物理教育的融合[J].中學(xué)物理教學(xué)參考，2018（14）.

[3]教育部.普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018.

[4]董城.北京聯(lián)合大學(xué)：將“課程思政”浸潤(rùn)到每個(gè)細(xì)節(jié)[N].北京：光明日?qǐng)?bào)，2018-12-25.

[5]敖祖輝，王瑤.高校“課程思政”的價(jià)值內(nèi)核及其實(shí)踐路徑選擇研究[J].黑龍江高教研究，2019（3）.

【作者簡(jiǎn)介】

何蕾蕾（1996～），女，云南師范大學(xué)物理與電子信息學(xué)院碩士研究生。研究方向：物理學(xué)科教學(xué)。

彭朝陽(yáng)（1971～），男，博士，云南師范大學(xué)物理與電子信息學(xué)院教授。研究方向：物理課程教學(xué)和天體物理，學(xué)科物理學(xué)科帶頭人。