杜明榮 賈永超

(河南大學物理與電子學院 河南 開封 475004)

張 琨

(河南大學教務處 河南 開封 475004)

1 引言

習近平總書記在全國高校思想政治工作會議上指出“要把思想政治工作貫穿教育教學全過程”“使各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協(xié)同效應”[1].高中物理作為一門自然基礎課程，在傳授知識與技能的同時，也承載了“進一步促進學生物理學科核心素養(yǎng)的養(yǎng)成和發(fā)展，為學生的終身發(fā)展奠定基礎”的目的[2].因此，將課程思政與高中物理教學相結(jié)合，可以使學生學習物理知識與方法，感悟物理學中的真、善、美，還能培育學生的高尚情操，促進學生人格的完善，將知識傳授與價值引領相結(jié)合，潛移默化地落實立德樹人根本任務.

《高等學校課程思政建設指導綱要》(以下簡稱《綱要》)明確指出，專業(yè)課程的課程思政建設要“深入挖掘課程思政元素”[3].可以說深入挖掘物理思政元素是全面開展物理課程思政的基礎.因此，本文以物理思政元素內(nèi)涵為起點，對高中物理教學中思政元素的內(nèi)容構(gòu)成與應用途徑進行探究.

2 高中物理思政元素的內(nèi)涵

物理思政元素，是物理學科中具有思政教育功效的元素，其內(nèi)涵可以從以下幾方面來理解.

(1)從目的上講，在物理教學中融入思政元素是為了培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展的人，因此，教學中的物理思政元素應以學生發(fā)展為中心.

(2)從內(nèi)容上講，并非物理學科中蘊涵的所有育人元素都能成為物理思政元素，只有那些與物理教學內(nèi)容相關聯(lián)的，才是現(xiàn)實可行的物理思政元素.

(3)從形態(tài)上講，物理思政元素是蘊含在物理學科知識體系深處的隱性教育符號，如中國古代四大發(fā)明、現(xiàn)代航空航天、衛(wèi)星通信等科技背后所體現(xiàn)的工匠精神、文化自信與民族自豪等.

因此，應結(jié)合高中物理教學內(nèi)容和高中生身心發(fā)展特點，全面把握高中物理教學中的思政元素.

3 高中物理思政元素的構(gòu)成

《綱要》將物理課程思政開展的基本要素總結(jié)為哲學觀教育、愛國主義精神教育、科學精神與能力培養(yǎng)、科學思維方法訓練、科學倫理教育、社會責任與使命擔當6個要點.在梳理高中物理知識體系的基礎上，結(jié)合《綱要》的指導意見以及《普通高中物理課程標準(2017年版2020年修訂)》(以下簡稱《課標》)中對高中物理課程目標、課程內(nèi)容等方面的要求，認為高中物理思政元素主要包括科學精神、辯證唯物主義觀、愛國主義精神與良好個性品質(zhì)4方面.

3.1 科學精神

物理學所揭示的自然現(xiàn)象與規(guī)律是物理學家們長期研究的成果，每一個物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)以及物理實驗的證明都是物理學家們科學精神的表現(xiàn).高中物理中的科學精神主要有理性精神、實證精神、探索精神和質(zhì)疑創(chuàng)新精神等.

(1)理性精神

理性精神是科學精神的根本要素，持有理性精神，能夠正確、合理地探究科學活動以及把握深層物質(zhì)結(jié)構(gòu)，如時間、空間、相互作用等，這些物理知識所涉及的內(nèi)容，往往不是顯而易見的，這就需要運用理性來把握它們.理性精神又衍生出求真精神、求實精神等.物理學的目的就是求真求實，科學家奮力追求的也是自然界的客觀事實，不盲從潮流、不輕信權(quán)威，客觀事實是判斷對錯的標準.

(2)實證精神

實證精神是科學精神的重要要素，科學的實踐活動是檢驗真理的唯一標準，實證的道路是科學通向真理的重要道路.物理是一門以實驗為基礎的科學，教師在教學中，要培養(yǎng)學生實事求是的態(tài)度，當學生得到不同的實驗結(jié)果時，不要一味地否定，要讓學生明確其觀點與思路，讓學生自己意識到在科學實驗中實證的重要作用，進而培養(yǎng)學生的實證精神.

(3)探索精神

探索精神是在已有知識或經(jīng)驗的基礎上得到的啟示.人類對自然的好奇心是物理發(fā)展最重要的動力之一，人們在它的驅(qū)使下研究很多問題，其中，有能直接轉(zhuǎn)化成技術、服務于實際的應用，但是也有很多是當時看不到直接用途的，如伽利略研究的力和運動的問題、牛頓發(fā)現(xiàn)的萬有引力定律.正是這些以求知為目的的探索，使人類獲得了對自然規(guī)律完整深入地認識.

(4)質(zhì)疑創(chuàng)新精神

創(chuàng)新精神是國家發(fā)展的動力，也是中學生的必備素質(zhì).在物理學中，基本上每一個重要理論的產(chǎn)生和發(fā)展都經(jīng)歷過從懷疑到批判再到創(chuàng)新的過程.伽利略通過邏輯推理質(zhì)疑亞里士多德“重的物體下落的快”的觀點，并以理想斜面實驗徹底推翻了這一論斷，理想斜面的提出就是一種大膽的假設也是一種創(chuàng)新.

3.2 辯證唯物主義觀

辯證唯物主義是一種先進的科學世界觀，是開展思政教育不可缺少的部分.物理學擁有科學嚴謹?shù)倪壿嬻w系和思維方法，在高中物理課程中將辯證唯物主義觀點與科學精神相結(jié)合，通過科學思維方法的訓練，培養(yǎng)學生正確認識物理問題、分析和解決物理問題的能力，進一步提升學生的科學探究能力[3].

(1)物質(zhì)運動觀

物理學的主要研究目的之一就是物質(zhì)運動的一般規(guī)律，因此，教師在教學中需要讓學生理解運動和物質(zhì)是相輔相成不可分割的存在，同時，物質(zhì)的存在方式也是多種多樣的.如世界上所有的實體都是物質(zhì)，光、電磁場也是物質(zhì).

(2)對立統(tǒng)一規(guī)律

“質(zhì)點模型”的建立過程中，在可以忽略物體的大小和形狀這些次要因素主要研究物體質(zhì)量這一主要方面時，可以把物體簡化為一個質(zhì)點.同時，一個物體能否看成質(zhì)點也要根據(jù)研究問題決定，研究小鳥的運動軌跡時可以把小鳥看成質(zhì)點，但研究小鳥翅膀飛行特點時就不可將其簡化為質(zhì)點，這體現(xiàn)了具體問題具體分析的思想[4].

(3)量變質(zhì)變規(guī)律

事物的變化都是由量變到質(zhì)變的過程.電阻是高中物理電學中的一個基本概念，其電阻率大小受溫度變化影響，當溫度的量變累積到一定程度，導體的性質(zhì)就會發(fā)生變化.當溫度逐漸降低至某一數(shù)值時，導體的電阻會降到零，導體就會成為超導體.在理解量變質(zhì)變規(guī)律后，學生就更容易理解一些物理規(guī)律的本質(zhì).

(4)否定之否定規(guī)律

事物是在辯證否定中不斷發(fā)展的，物理學的發(fā)展也是如此.開普勒行星運動規(guī)律的確立，為解釋天體運動，亞里士多德最先提出地心說，托勒密對地心說理論加以完善和發(fā)展，但隨著科學的發(fā)展哥白尼提出日心說以駁斥地心說，開普勒在第谷大量的天文觀測數(shù)據(jù)的基礎上計算，最終得出了開普勒三定律.否定之否定觀點的滲透，能夠使學生認識到知識是處于不斷變化和發(fā)展中的，樹立學生敢于質(zhì)疑傳統(tǒng)、不斷創(chuàng)新的精神.

3.3 愛國主義精神

愛國，是人心中最深處、最持久的情感，是一個人的立德之本.愛國主義精神是中華民族的核心精神，體現(xiàn)了對祖國的忠誠和熱愛，是思政教育最核心的內(nèi)容.在高中物理教學中結(jié)合中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化和中國前沿科學技術，可以樹立學生的文化自信，激發(fā)其科技報國的使命擔當，培養(yǎng)精益求精的大國工匠精神.

(1)培養(yǎng)學生愛國的使命與擔當，增強科技自信和文化自信.愛國主義精神是當下中學生最主要的價值導向.物理教育中的愛國主義內(nèi)涵豐富，形式多樣.高中物理課程中，在“交變電流”中關注了我國電力工業(yè)的發(fā)展，讓學生感受社會主義現(xiàn)代化建設的偉大成就，激發(fā)學生努力學習，為社會主義現(xiàn)代化建設貢獻力量的使命與擔當;在“電磁感應與電磁波初步”中介紹了我國的羅盤以及鄭和下西洋的事跡，弘揚中華優(yōu)秀科技文化，樹立學生的文化自信，增強民族自信心.

(2)培養(yǎng)學生實事求是、精益求精、勇于創(chuàng)新的工匠精神.物理學中每一個概念定律的發(fā)現(xiàn)、每一次實驗的驗證都是物理學家專注、敬業(yè)、創(chuàng)新的體現(xiàn)，這也正與“工匠精神”實事求是、精益求精、勇于創(chuàng)新的精神內(nèi)核相符.在高中物理教學中結(jié)合我國科學技術發(fā)展史，宣傳我國科學家不畏艱苦的科研事跡，如在“原子核”的內(nèi)容中融入王淦昌、錢三強、鄧稼先等一大批科學家為了中國的核彈事業(yè)隱姓埋名、艱苦奮斗的歷史，讓學生體會科學家們專注、堅毅的品質(zhì)，培養(yǎng)學生百折不撓的工匠精神.

3.4 良好個性品質(zhì)

培養(yǎng)學生形成良好個性品質(zhì)是促進學生全面發(fā)展的重要內(nèi)容.在高中物理課程中充分發(fā)揮學生的主體作用，讓學生通過參與知識建構(gòu)過程與課堂實踐活動，體會物理學的美感，培養(yǎng)學生的團隊意識以及解決問題的能力.

(1)審美情趣.物理是一個充滿美感的學科，牛頓第一定律以精練的語言闡明了慣性屬性并定性揭示了力與運動的關系，體現(xiàn)了物理學的簡潔美；杠桿平衡、鐘擺運動的周期性等體現(xiàn)了物理學的對稱美；物理定理、規(guī)律的數(shù)學表達式反映了精確美；電磁場理論體現(xiàn)了和諧美.通過理解和認識物理學的簡潔、精確、對稱等美感，使學生感受理性和感性交融統(tǒng)一的審美意象.

(2)團隊意識.團隊精神是大局意識、協(xié)作精神和服務精神的集中體現(xiàn).高中生處于個人自我意識的發(fā)展時期，容易忽視個人和他人之間相互依存的密切聯(lián)系，因此，在課堂中通過師生交流、分組實驗活動等教學設計以鍛煉學生合作交流能力，逐步養(yǎng)成對他人負責的意識和團隊精神.在物理學發(fā)展的進程中，有很多實驗與理論的產(chǎn)生并不單是某一人的研究成果，而是許許多多卓越的科學家協(xié)作共同取得的成果.牛頓建構(gòu)的經(jīng)典力學理論體系，就是建立在伽利略、笛卡爾以及惠更斯等科學家的研究基礎之上的.

(3)社會責任感.高中物理課程還可以培養(yǎng)學生環(huán)境保護、節(jié)約能源等方面的責任意識.在利用干電池連接電路時，通過介紹廢舊電池對環(huán)境造成的危害，強調(diào)回收舊電池的意義，提升學生的環(huán)境保護意識.在“能源與可持續(xù)發(fā)展”一節(jié)中，通過分析當今社會的能源和環(huán)境問題，介紹我國清潔能源開發(fā)方面取得的成就，引導學生形成可持續(xù)發(fā)展理念，通過關注技術應用帶來的社會問題，培養(yǎng)學生的社會參與意識.

4 思政元素融入高中物理教學的應用示例

思政元素在高中物理教學中的應用是將物理知識與價值培養(yǎng)相結(jié)合，深入挖掘其中的物理思政元素，靈活運用教學方式和方法，使其結(jié)合達到“溶鹽于湯”.以“宇宙航行”一節(jié)為例，深入挖掘符合教學目標、貼合教學內(nèi)容的思政元素并將其融入教學中，具體設計思路如下.

4.1 進行教學分析 挖掘思政元素

“宇宙航行”是2019年人教版高中物理必修2第七章第4節(jié)的內(nèi)容，本節(jié)以人造衛(wèi)星的基本理論為起點，介紹了我國在人造衛(wèi)星、航空航天事業(yè)的歷程與前景.經(jīng)過學習，學生已經(jīng)掌握了勻速圓周運動、萬有引力定律的基礎知識，具備了一定的知識基礎，對我國衛(wèi)星發(fā)射事業(yè)的前因后果與航空航天的探索歷程也很感興趣.結(jié)合《課標》、教材與學情，挖掘出科技自信、愛國情懷與科學探索精神.

4.2 設計教學活動 融入思政元素

選取新課導入、人造地球衛(wèi)星、載人航天與太空探索為切入點，以時事熱點導入、我國衛(wèi)星發(fā)展史介紹、科學家故事講述等方式，融入科技自信、愛國情懷與科學探索精神元素.

(1)借助時事熱點，樹立科技自信

播放視頻：長征二號丙運載火箭以“一箭三星”的形式發(fā)射3顆通信試驗衛(wèi)星.

師：本次發(fā)射的低軌通信試驗衛(wèi)星主要用于開展通信技術試驗驗證，長二丙火箭是中國航天一院研制的常溫液體運載火箭，具備“一箭多星”的發(fā)射能力.“一箭多星”有什么優(yōu)點呢？

生：提高發(fā)射效率，降低發(fā)射成本.

師：中國在1981年成為世界上第4個掌握“一箭多星”核心技術的國家.人造衛(wèi)星是如何被發(fā)射到太空中的？這節(jié)課，我們將從人造衛(wèi)星的發(fā)射入手學習宇宙航行的相關知識.

思政意圖：利用“一箭多星”衛(wèi)星發(fā)射的時事素材，引導學生分析該項核心技術的優(yōu)點，體會中國衛(wèi)星技術的領先優(yōu)勢，提升學生的科技自信.

(2)介紹衛(wèi)星發(fā)展，厚植愛國情懷

展示圖片：我國北斗衛(wèi)星的發(fā)射過程以及北斗衛(wèi)星導航組網(wǎng)圖.

師：請學生們分小組介紹課前搜集的關于中國衛(wèi)星發(fā)展的資料.

生：1970年我國發(fā)射了第一顆人造地球衛(wèi)星“東方紅一號”；1975年，第一個返回式衛(wèi)星發(fā)射成功并順利返回，中國成為世界上第3個掌握衛(wèi)星返回技術的國家；1988年，我國發(fā)射第一顆氣象衛(wèi)星；2007年開始發(fā)射北斗衛(wèi)星，逐步建立北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng).這些年我國相繼發(fā)射了實驗衛(wèi)星、通信衛(wèi)星等各式各樣的人造衛(wèi)星，掌握了衛(wèi)星回收技術和“一箭多星”技術.

生：在北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的基礎上，我國逐步形成了基礎產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈，逐步應用在農(nóng)林業(yè)、電力、社會保障等生產(chǎn)生活的方方面面，促進了國民經(jīng)濟和社會的發(fā)展.

師：除通信衛(wèi)星外，地球同步衛(wèi)星還有軍事偵察衛(wèi)星、環(huán)境監(jiān)測衛(wèi)星等.

展示圖片：“中國航天之父”科學家錢學森.

師：介紹錢學森回國效力，獻身國防，志在強國，成就“兩彈一星”偉大事業(yè)的事跡.

思政意圖：介紹我國衛(wèi)星發(fā)展的歷程與前景，了解錢學森為國奉獻的科學精神，培養(yǎng)學生科技強國的使命與擔當，厚植愛國主義情懷.

(3)引入航天歷程，培養(yǎng)探索精神

播放視頻：從衛(wèi)星發(fā)射、載人航天、宇宙空間站等多方面介紹我國航空航天事業(yè)的發(fā)展與成就.

生：閱讀教材STSE欄目，了解航天事業(yè)對人類生活產(chǎn)生的影響與改變，發(fā)表感想.

思政意圖：鍛煉學生的自主學習能力，讓學生深入感受我國探索宇宙的夢想以及為之付出的努力，體會航空航天事業(yè)的發(fā)展帶來生活的便捷和美好，培養(yǎng)學生的科學探索精神.

4.3 進行評價反饋 落實育人目標

課程的評價反饋可從師、生雙方進行.首先通過課后活動的形式，如讓學生課后觀看“天宮”空間站的紀錄片或收集我國航空航天事業(yè)發(fā)展前景的資料并與同學交流.一方面可以對本節(jié)思政目標的落實情況進行反饋，另一方面可以加深學生對我國航空航天事業(yè)發(fā)展的認識，進一步培養(yǎng)其科技報國的愛國情懷.然后教師從預設目標的完成情況、課堂的教學氛圍、學生對本節(jié)內(nèi)容的接受程度和態(tài)度等方面進行反思，尋找本次不足，及時進行修正，以真正讓學生在學習物理知識與技能的同時，養(yǎng)成正確的三觀.

5 結(jié)論

高中物理教學中的思政元素包括科學精神、辯證唯物主義觀、愛國主義精神和良好個性品質(zhì)4部分，各思政元素之間相輔相成，且部分思政元素還能繼續(xù)劃分出更精細的要素.因此，教師在教學中需要有意識地挖掘并篩選與課程內(nèi)容密切相關的物理思政元素，靈活選用教學方式將其融合進教學過程中，使物理學科的育人功能得以高效發(fā)揮，進而促進學生的全面發(fā)展.