方潤(rùn)根

(杭州學(xué)軍中學(xué) 浙江 杭州 310012)

葉晟波

(浙江省慈溪中學(xué) 浙江 寧波 315300)

陳 諾

(浙江師范大學(xué)物理與電子信息工程學(xué)院 浙江 金華 312000)

1 問(wèn)題的提出

《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017 年版)2020年修訂》提出基礎(chǔ)教育承載著黨的教育方針和教育思想，高中課程要落實(shí)立德樹(shù)人根本任務(wù)，進(jìn)一步提升學(xué)生綜合素質(zhì)，著力發(fā)展核心素養(yǎng)[1].課程思政指以構(gòu)建全員、全程、全課程育人格局的形式將各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協(xié)同效應(yīng)，把“立德樹(shù)人”作為教育的根本任務(wù)的綜合教育理念[2].課程思政和新課標(biāo)都以“立德樹(shù)人”作為教育的根本任務(wù)，那么如何在物理課堂教學(xué)中落實(shí)立德樹(shù)人，并進(jìn)一步提升學(xué)生物理學(xué)科核心素養(yǎng)？一個(gè)重要的途徑就是重視高中物理課程的德育功能，把思政教育融入到學(xué)科教學(xué)中，德是做人之本，德育是教育之魂，物理課堂注重學(xué)生物理認(rèn)知能力的培養(yǎng)，注重體現(xiàn)物理學(xué)科的本質(zhì).所以如何從物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任等方面提煉育人價(jià)值，落實(shí)課程思政，成為今后一段時(shí)期內(nèi)需要不斷探索的問(wèn)題，它的探索和實(shí)踐會(huì)給物理課程思政教學(xué)以有益的啟示.

2 課程思政與新課標(biāo)的關(guān)系

課程思政與新課標(biāo)都以立德樹(shù)人為根本任務(wù)，關(guān)注科技進(jìn)步和社會(huì)發(fā)展需要[3].在第四次工業(yè)革命的浪潮中，我國(guó)頻頻向創(chuàng)新高地發(fā)起沖鋒，“天河”創(chuàng)造超算紀(jì)錄；“墨子”領(lǐng)跑量子科技；“北斗”完成全球組網(wǎng)；5G賦能百業(yè)千行，科技的發(fā)展把人和自然的關(guān)系引入倫理學(xué).高中物理課程在內(nèi)容上注重與生產(chǎn)、生活、科技發(fā)展的聯(lián)系，其應(yīng)用產(chǎn)生的各種發(fā)明創(chuàng)造,都是人類秉持物理精神,去和客觀世界打交道的過(guò)程中逐步發(fā)展起來(lái)的.高中物理課程同時(shí)關(guān)注物理學(xué)的技術(shù)應(yīng)用帶來(lái)的社會(huì)問(wèn)題，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)科學(xué)技術(shù)和社會(huì)的關(guān)系，所以在高中物理教育中進(jìn)行思政教育，與新課標(biāo)的根本任務(wù)和基本理念一致，不僅能增強(qiáng)科學(xué)倫理的教育，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感，樹(shù)立社會(huì)主義核心價(jià)值觀，同時(shí)也滿足了社會(huì)發(fā)展的需要，提升育人價(jià)值.

課程思政與新課標(biāo)都注重課程滿足學(xué)生終身發(fā)展的需要[3].教學(xué)要促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展，每門學(xué)科都得從學(xué)生終身發(fā)展必備的核心概念的學(xué)習(xí)活動(dòng)和個(gè)體的品德活動(dòng)兩方面入手，個(gè)體的品德心理對(duì)知識(shí)的學(xué)習(xí)活動(dòng)具有啟動(dòng)、導(dǎo)向和調(diào)控作用[4].高中階段是人生歷程的關(guān)鍵期，加強(qiáng)學(xué)科思政教育符合學(xué)生年齡特點(diǎn)，使學(xué)生在獲得核心概念、提升物理認(rèn)知的同時(shí)個(gè)性道德情操也和諧發(fā)展，從而培養(yǎng)學(xué)生探索未知、追求真理、勇攀科學(xué)高峰的責(zé)任感和使命感，做好社會(huì)主義建設(shè)者和接班人.

課程思政與新課標(biāo)都注重培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)[3].物理核心素養(yǎng)是育人價(jià)值的集中體現(xiàn)，它是在物理認(rèn)知的過(guò)程中逐步養(yǎng)成和發(fā)展起來(lái)的，而物理認(rèn)知過(guò)程中蘊(yùn)含著思想品德的教育因素，思想品德中的教育因素又依附著物理認(rèn)知過(guò)程，并在物理概念和知識(shí)等的教學(xué)中表達(dá)出來(lái).所以高中物理教學(xué)落實(shí)課程思政的本質(zhì)就是物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的培養(yǎng)，即物理核心素養(yǎng)的培養(yǎng).物理觀念的培養(yǎng)，促使學(xué)生世界觀、科學(xué)觀、辯證唯物論的形成；科學(xué)思維的培養(yǎng)如物理模型的構(gòu)建、科學(xué)推理和論證教會(huì)學(xué)生如何思考問(wèn)題；科學(xué)探究的培養(yǎng)可以訓(xùn)練多種物理方法，教會(huì)學(xué)生如何做事；科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的培養(yǎng)促使學(xué)生物理精神的養(yǎng)成，教會(huì)學(xué)生如何做人，這些都是是物理文化的傳承[5].物理文化對(duì)學(xué)生的思維方式、價(jià)值觀念產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，從而理解中國(guó)特色社會(huì)主義道路的必然性，理解社會(huì)主義核心價(jià)值觀，崇尚理性精神，樹(shù)立高遠(yuǎn)的理想追求和深沉的家國(guó)情懷.

如果把物理課堂教學(xué)看成各學(xué)科教學(xué)中的一個(gè)層次的子系統(tǒng)，它包括物理教師、物理教科書、學(xué)生三個(gè)要素，聯(lián)系這些要素的就是課堂教學(xué)，三個(gè)要素和課堂教學(xué)都包含思政教育的因素，即立德樹(shù)人、樹(shù)立社會(huì)主義核心價(jià)值觀、傳承物理文化，所以思政教育是物理學(xué)的內(nèi)在要素.物理教師結(jié)合新課標(biāo)基本理念，把課程思政融入物理教學(xué)，把教學(xué)工作、核心素養(yǎng)的培養(yǎng)、立德樹(shù)人的任務(wù)自然地融合在一起，使物理教學(xué)走向物理教育.

3 思政教育融入物理課程面臨的問(wèn)題

筆者在實(shí)踐課程思政教育的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，思政教育要融入高中物理課程面臨著一些問(wèn)題：首先教師還沒(méi)有主動(dòng)把思政教育融入物理教學(xué)的意識(shí)，教師較少參與課程思政活動(dòng)，需要進(jìn)一步探索和實(shí)踐如何把思政教育融入高中物理課程；其次是思政教育融入物理課堂缺乏合作交流，少有教師之間或者兄弟學(xué)?；ハ嗲写杼接?針對(duì)思政建設(shè)面臨的問(wèn)題，筆者提出以下建議：(1)加強(qiáng)高中物理思政教育課程的實(shí)踐探索，鼓勵(lì)開(kāi)展研究、試點(diǎn)和交流；(2)建議學(xué)校引導(dǎo)教師提升思政教育的自覺(jué)性、積極性、創(chuàng)造性，整合資源，優(yōu)化共享.本文筆者以人教版(2019年)普通高中物理教科書必修第三冊(cè)第十章“靜電場(chǎng)中的能量”第2節(jié)“電勢(shì)差”的教學(xué)為例[6]，實(shí)踐把思政教育融入高中物理課堂教學(xué).

4 思政教育融入高中物理課程教學(xué)

4.1 把實(shí)際情境轉(zhuǎn)化為解決問(wèn)題的物理情境

尋找物理規(guī)律的過(guò)程需要?jiǎng)?chuàng)設(shè)問(wèn)題情境.情境指在學(xué)習(xí)過(guò)程中，為了達(dá)到一定的教學(xué)目標(biāo)，在教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)施過(guò)程中根據(jù)學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)，所創(chuàng)建的具有學(xué)習(xí)背景、景象和學(xué)習(xí)活動(dòng)條件的學(xué)習(xí)環(huán)境，創(chuàng)造教學(xué)情境.目的就是通過(guò)物理觀察讓學(xué)生主動(dòng)思考，當(dāng)賦予物理認(rèn)知過(guò)程以情和境后，可以使之變得具體、形象、有趣，具有背景化、問(wèn)題化和思維化.“電勢(shì)差”這節(jié)新課的引入可以創(chuàng)設(shè)這樣一個(gè)物理情境：教室里關(guān)閉燈光、拉下窗簾，形成一個(gè)暗室，教師兩手分別持日光燈管的左右兩端，緩慢靠近輝光球如圖1所示[7]，此時(shí)需要調(diào)動(dòng)學(xué)生所有的感官去觀察這個(gè)情境過(guò)程，將情境與知識(shí)相聯(lián)系，轉(zhuǎn)化為解決問(wèn)題的物理情境，提出符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律、展現(xiàn)邏輯層次的物理問(wèn)題；最后學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，推理可能的原因，經(jīng)歷推理論證過(guò)程，發(fā)展科學(xué)思維，實(shí)際情境轉(zhuǎn)化為解決問(wèn)題的物理情境，其分析推理流程如圖2所示.

輝光球 日光燈管 燈管靠近輝光球發(fā)光

圖2 分析推理流程圖

4.2 明確研究對(duì)象和研究的問(wèn)題

日光燈發(fā)光情境的創(chuàng)設(shè)，不但說(shuō)明燈管兩端有電壓，而且為順利引入電勢(shì)差的概念做好鋪墊，使學(xué)生真實(shí)感受到了電勢(shì)差的存在.通過(guò)分析推理，學(xué)生明確了研究對(duì)象和研究的問(wèn)題，即從能量視角研究電場(chǎng).那如何具體描述電場(chǎng)能的特性？類比用電場(chǎng)線描述電場(chǎng)力的特性，可以用等勢(shì)面描述電場(chǎng)能的特性.

4.3 實(shí)驗(yàn)探究建立模型

“電勢(shì)差”一節(jié)中“等勢(shì)面”的教學(xué)設(shè)計(jì)如下：實(shí)驗(yàn)探究，觀察現(xiàn)象，尋找規(guī)律，用等勢(shì)面形象表示電場(chǎng)能的特性，其思路如框圖3所示.教材先展示了兩幅典型電場(chǎng)的等勢(shì)線和電場(chǎng)線如圖4[8]，一方面是讓學(xué)生了解這些典型電場(chǎng)的等勢(shì)線和電場(chǎng)線的大致形狀， 另一方面是讓學(xué)生感受一下等勢(shì)線和電場(chǎng)線相互垂直的具體呈現(xiàn)，為實(shí)驗(yàn)探究環(huán)節(jié)做好鋪墊.

圖4 兩幅典型電場(chǎng)的等勢(shì)線和電場(chǎng)線

圖3 “等勢(shì)面”教學(xué)設(shè)計(jì)思路框圖

物理實(shí)驗(yàn)是有目的、有計(jì)劃地運(yùn)用科學(xué)儀器、設(shè)備，在人為控制條件下，使物理現(xiàn)象反復(fù)再現(xiàn)，從而進(jìn)行認(rèn)真觀測(cè)， 獲取大量資料的一種科學(xué)研究方法[9]，它能有效地培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力和科學(xué)態(tài)度.“探究等量異種電荷電場(chǎng)的等勢(shì)面分布”的實(shí)驗(yàn)器材如圖5所示，最后學(xué)生得到了如圖6的等勢(shì)線圖，建立起點(diǎn)電荷、帶異種電荷的平行板、等量異種電荷周圍的等勢(shì)面模型，再引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)等勢(shì)面與電場(chǎng)線的關(guān)系，討論其描述力和能特性的物理量之間的關(guān)系.

圖5 “探究等量異種電荷電場(chǎng)的等勢(shì)面分布”的實(shí)驗(yàn)器材

圖6 等量異種電荷電場(chǎng)的等勢(shì)線

4.4 建立物理量間的定量關(guān)系構(gòu)建知識(shí)結(jié)構(gòu)圖

通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)探究，建立了一些典型的電荷周圍等勢(shì)面的模型，那么，靜電力做功WAB跟電勢(shì)差UAB具體有什么定量關(guān)系呢？電勢(shì)差UAB是一個(gè)非常重要的概念，在解決實(shí)際問(wèn)題中電勢(shì)差比電勢(shì)更方便.電勢(shì)差UAB定義為電場(chǎng)中兩點(diǎn)間電勢(shì)的差值UAB=φA-φB，也叫電壓，是一個(gè)從能量視角描述場(chǎng)的物理量.我們可以把電勢(shì)差的概念納入以前所學(xué)的知識(shí)體系中，讓學(xué)生通過(guò)邏輯思維，對(duì)知識(shí)高水平加工，由淺入深的順序讓學(xué)生參與靜電力做功與電勢(shì)差的關(guān)系的推導(dǎo)

WAB=-ΔEp=EpA-EpB=

qφA-qφB=q(φA-φB)=qUAB

對(duì)WAB=qUAB進(jìn)行變形得到

從而得到了電勢(shì)差的另外一個(gè)定義.通過(guò)知識(shí)結(jié)構(gòu)圖的構(gòu)建如圖7所示，使學(xué)生熟悉物理量相互之間的關(guān)系，讓零散的知識(shí)形成一個(gè)關(guān)聯(lián)緊密的封閉知識(shí)鏈，學(xué)生在推導(dǎo)的過(guò)程中豐富、拓展了知識(shí)，關(guān)注公式的注意點(diǎn)、使用條件.

圖7 “電勢(shì)差”知識(shí)結(jié)構(gòu)圖

學(xué)生通過(guò)整合，提升對(duì)物理研究方法的理解，一方面物理方法比數(shù)學(xué)的抽象邏輯方法更靈活，另一方面物理認(rèn)知比一般學(xué)科的認(rèn)知更完整，所以物理教育事實(shí)上能訓(xùn)練學(xué)生的全面認(rèn)知能力，提升科學(xué)素養(yǎng)[10].

4.5 重視科學(xué)思維教學(xué)傳承物理精神

物理研究方法是包含在物理科學(xué)思維里的，科學(xué)思維教育比知識(shí)教學(xué)更具有長(zhǎng)遠(yuǎn)意義.對(duì)教育而言，學(xué)生在校所能學(xué)到的知識(shí)很有限，而科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，要求社會(huì)成員具有較強(qiáng)的獨(dú)立獲取新知識(shí)、掌握新技術(shù)、解決新問(wèn)題的創(chuàng)新能力.要迅速地弄懂這些新知識(shí)、新發(fā)現(xiàn)，掌握這些新技術(shù)，如果沒(méi)有一套行之有效的科學(xué)方法是很難達(dá)到的.所以在物理教學(xué)中不僅要教給學(xué)生基本的科學(xué)文化知識(shí)，更重要的是要教給學(xué)生具有普遍價(jià)值的科學(xué)方法.物理科學(xué)思維方法是一個(gè)人終身不可缺少的基本素質(zhì)，是核心素養(yǎng)中不可或缺的內(nèi)容，學(xué)生在物理教學(xué)中受到的科學(xué)思維方法的教育和培養(yǎng)將終身受益，所以掌握科學(xué)方法比掌握具體的科學(xué)知識(shí)更具有長(zhǎng)遠(yuǎn)的意義.科學(xué)方法大多蘊(yùn)涵在知識(shí)的發(fā)展過(guò)程中，需要教師挖掘教材中的科學(xué)方法教育因素，以科學(xué)方法為線索組織教材、組織教學(xué)過(guò)程.對(duì)一些重點(diǎn)知識(shí)，模擬科學(xué)家的研究過(guò)程，切實(shí)運(yùn)用必要的科學(xué)方法，讓學(xué)生在科學(xué)方法的導(dǎo)引下主動(dòng)地去獲取知識(shí)，學(xué)生經(jīng)過(guò)學(xué)習(xí)逐步地掌握了科學(xué)方法，進(jìn)而形成自己的科學(xué)的學(xué)習(xí)方法，就會(huì)有效地提高學(xué)習(xí)效率，這樣能使物理教學(xué)達(dá)到更高的境界，從而增強(qiáng)學(xué)生探索未知、追求真理、勇攀科學(xué)高峰的責(zé)任感和使命感，實(shí)現(xiàn)育人價(jià)值.

所以，我們?cè)诮虒W(xué)過(guò)程中，以教材中知識(shí)的發(fā)生、發(fā)展過(guò)程中伴隨知識(shí)的發(fā)生、發(fā)展過(guò)程所蘊(yùn)涵的科學(xué)思維方法為基礎(chǔ)，將知識(shí)的發(fā)展過(guò)程及其所運(yùn)用的科學(xué)思維方法整理出線索，使“知識(shí)”和“方法”在教學(xué)過(guò)程中同時(shí)展開(kāi)、并行前進(jìn)[11].以“電勢(shì)差”這節(jié)為例，我們?cè)谠摴?jié)學(xué)科知識(shí)和能力體系構(gòu)建過(guò)程中，進(jìn)行模型建構(gòu)、分析、推理、思辨、質(zhì)疑、等思維活動(dòng)，并不斷完善，認(rèn)識(shí)物理知識(shí)和概念的規(guī)律、關(guān)系、特點(diǎn)的思維操作模式，形成思維導(dǎo)圖，最后如圖8呈現(xiàn).

圖8 知識(shí)與方法思維導(dǎo)圖

5 歸納總結(jié)

綜上所述，物理教育是一種認(rèn)知活動(dòng)，通過(guò)“電勢(shì)差”的教學(xué)實(shí)踐，使物理認(rèn)知的過(guò)程和價(jià)值的引領(lǐng)相結(jié)合，把思政教育融入高中物理教學(xué)，實(shí)現(xiàn)了物理文化的傳承.整個(gè)教學(xué)過(guò)程歸納總結(jié)如下：

(1)教師創(chuàng)設(shè)物理情境，通過(guò)分析推理引導(dǎo)學(xué)生把實(shí)際情境轉(zhuǎn)化為解決問(wèn)題的物理情境，培養(yǎng)學(xué)生場(chǎng)的物質(zhì)觀、能量觀，幫助學(xué)生從物理學(xué)視角認(rèn)識(shí)自然.

(2)分析清楚問(wèn)題的研究對(duì)象是場(chǎng)，明確從能量角度研究電場(chǎng).

(3)實(shí)驗(yàn)探究，得到等量異種電荷的等勢(shì)面分布情況，發(fā)現(xiàn)了等勢(shì)面的對(duì)稱之美，并找出等勢(shì)面的規(guī)律以及與電場(chǎng)線的關(guān)系，最后建立了完整的描述電場(chǎng)力和電勢(shì)能特性的電場(chǎng)線和等勢(shì)面的模型，學(xué)生從中體會(huì)建模的思維方式和模型在研究具體問(wèn)題中的重要作用.

(4)得出電場(chǎng)力做功與電勢(shì)差的定量關(guān)系WAB=qUAB，并使其納入原來(lái)的知識(shí)體系，形成知識(shí)鏈.

(5)整個(gè)物理認(rèn)知過(guò)程注重科學(xué)思維的培養(yǎng)，在知識(shí)和方法的獲得中培養(yǎng)了學(xué)生科學(xué)推理、科學(xué)論證、質(zhì)疑創(chuàng)新能力，培養(yǎng)了學(xué)生科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神，提升審美，立志報(bào)國(guó),做好社會(huì)主義建設(shè)者和接班人，實(shí)現(xiàn)思政教育融入高中物理課程教學(xué)的目的.