核心素养背景下高中物理课程思政的探索与实践

何蕾蕾 彭朝阳

【摘 要】在培养学生物理核心素养中践行课程思政能为高校落实课程思政打下基础，也是对立德树人的强化落实。本文在物理核心素养背景下探索课程思政的实施，提倡用物理观念丰富思政课程内容，以期让高中物理教学服务于立德树人。

【关键词】物理核心素养;课程思政;立德树人

【中图分类号】G633.7  【文献标识码】A  【文章编号】1671-8437（2021）22-0248-03

习近平总书记在2016年全国高校思想政治工作会议中提出，要把思想政治工作贯穿教育教学全过程，其他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[1]。从源头来看，物理与思政皆源于古代哲学[2]，因而物理课程自然成为课程思政的主阵地。核心素养背景下高中物理课程思政的探索与实践是有必要的。其一，教育事业是连贯的，中学物理作为大学物理“前一棒”，践行课程思政能为高校课程思政的开展打下基础。其二，课程思政是以立德树人为目标，高中物理课程标准也力求通过物理核心素养落实立德树人。在培养物理核心素养中践行课程思政，是对立德树人教学目标的重视和强化落实。

1   面向物理核心素养的课程思政

1.1  物理核心素养

2017版高中物理课标中强调，物理核心素养是物理学科育人价值的集中体现，主要有“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”四个方面[3]。“物理观念”主要包含物质、运动、相互作用、能量观念;“科学思维”主要锻炼学生模型建构、科学推理、科学论证、质疑创新等能力;“科学探究”主要涉及问题、证据、解释、交流等;“科学态度与责任”主要包括科学本质、科学态度、社会责任等。

1.2  课程思政

“课程思政”是将马克思主义理论贯穿于教学过程，挖掘各类课程的思想政治理论教育资源，使各类课程与思想政治理论课同向同行，并始终贯穿“立德树人”的综合教育理念[4]。课程思政要将做人做事的基本道理、社会主义核心价值观的要求、民族复兴的责任与担当等润物无声地贯穿人才培养全过程[5]。渗透这些育人元素能帮助学生明确个人与社会的关系、信念价值的内涵及其联系，有利于解决其信念模糊、价值扭曲等问题。这样能够培养学生的家国情怀、担当精神，使学生为国家富强、民主、文明、和谐而奋斗，塑造其自由、平等、公正、法治的价值观，让其成为爱国、敬业、诚信、友善的社会主义接班人。

1.3  物理核心素养与课程思政的关系

在培養学生物理核心素养中践行课程思政，是对立德树人教育目标的重视和落实。从物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任四个角度来看，物理课程的各方面皆可挖掘思政元素。

物理观念对物理教学来说十分重要，如在“曲线运动”教学中，教师可挖掘课程思政元素——“女排拼搏精神”。播放中国女排比赛视频，让学生观看女排为祖国荣耀而拼搏，观众为女排嘶声竭力呐喊加油，及排球做曲线运动最终落地后观众的欢呼画面。让学生在形成物理观念的同时，潜移默化中感受中国精神，引导学生为未来拼搏，增强民族自信。

发展学生科学思维是指让学生运用辩证法分析物理现象，将物理知识上升为物理观念和思想方法，培养学生的质疑精神。在“自由落体运动”教学中，笔者用亚里士多德和伽利略“超越时空的对话”激发学生的质疑精神，让学生了解伽利略面对宗教的迫害仍坚持科学探索，感受科学家的人格魅力，让学生领悟实验与逻辑推理有效结合的科学研究方法。将伽利略自由落体实验、钱毛管实验、用手机测自由落体加速度实验对比，能让学生感受科学探究从未停止发展，感悟科学理论在否定之否定中不断上升，教会学生用辩证视角分析现象。

科学探究是物理教学中的重要环节。在“机械能守恒定律”验证中，学生可通过实验理解实践是检验真理的唯一标准，并让其以小组为单位自主设计实验，培养合作共赢精神。学生分享实验方案和成果，能培养其质疑精神和创新能力。教师借助实验操作，能教会学生认真严谨的科学探究态度，培养学生的工匠精神，让科学探究上升到世界观的引导。这一过程中也能让学生借助思政知识理解物理规律：能量变化是绝对的，但机械能守恒是相对的;当条件满足时，守恒将变为不守恒，矛盾双方可相互转化。让学生通过实验理解系统内只有重力或弹力做功是原因，机械能守恒是结果，学会从辩证法角度分析物理现象。

培养学生科学态度与责任是物理教师的重要工作。当前我国航天事业正逐步实现翱翔太空的梦想，先进的科技技术是社会发展的强大动力，更有利于践行社会主义核心价值观。在“宇宙航行”的教学中，学生能了解高举社会主义旗帜的中国从一无所有到建成自主可控的航天技术体系，实现了突飞猛进的发展，能培养踏实向前的科学态度和高尚的民族责任心，塑造“脚踏实地，仰望星空”的理念。因此，物理课程思政在潜移默化中引导学生形成正确的人生观、价值观。

2   高中物理课程思政的教学实践

高中物理教学中，讲述祖国科技发展有利于培养学生爱国主义精神和责任，借助物理探究实验有利于培养学生探究精神和工匠精神，帮助学生在形成物理观念的过程中建立辩证唯物主义思想等皆是在培养物理核心素养中践行课程思政。本文选取“自由落体运动”一节进行如下设计：

2.1  创设问题情境

问题导入：同学们，我们常与别人沟通交流。一般情况下，人与人的对话是发生在同一时空的，而今天我们要认识一段有趣的“超越时空的对话”。亚里士多德和伽利略都是著名物理学家，他们曾对同一个问题发表了不同看法，但亚里士多德生活的时代比伽利略生活的时代早约两千年，因此这段对话被称为“超越时空的对话”。是什么样的问题值得两人超越时空进行探讨呢？（让学生观看视频）

学生活动：请学生上台分别扮演亚里士多德和伽利略进行“超越时空的对话”。（让学生亲自体验二人辩论的画面）

问题：“让轻重不同的两个物体从同一高度同时下落，哪个物体下落快？”（让学生带着问题展开讨论）

总结发言：认为物体下落快慢与其轻重有关的同学，你们的看法与亚里士多德不谋而合。巧的是，部分同学与亚里士多德寻找答案的途径也大致相同。亚里士多德通过观察生活提出的这个观点因符合人们的经验，在其后的两千多年里，被人们奉为经典。可是符合经验就是科学吗？请观察演示实验。（让学生了解物理学史，拓宽学生知识视野。激发学生质疑，培养学生批判精神，让学生认识“经验论”和“权威论”。）

问题思考：拿两张相同的纸，将其中一张揉成纸团。让纸团和另一张纸从同一高度落下。猜谁下落更快？为什么？

2.2  新课导入

提出问题：经验更科学，还是实验结论更科学呢？两千年后，伽利略发表了自己的看法，认为物体下落快慢与其质量无关。他是怎样得到该结论的呢？

课程思政——物理学史：1589年，伽利略登上比萨斜塔，将一个重100磅和一个重1磅的铁球从同一高度同时抛下，可两铁球却近乎同时落地。该实验成功证明了轻重不同的物体，从同一高度坠落，它们将同时落地，这就是如今已为人们所熟知的自由落体定律。伽利略以实验的方式推翻了亚里士多德错误的经验论断。伽利略自由落体实验体现出科学家对权威的质疑及创新精神。科学的实验数据尚且还存在实验误差，可见实践才是检验真理的唯一标准。可以说“比萨斜塔实验”为实践是检验真理的唯一标准提供了具体实例。

物理观念——自由落体运动：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动。

课程思政——物理学史：伽利略自由落体实验之前的力学研究中，还不曾有人将实验引入物理研究。学生可能会感到惊讶，因为现在物理学习中采用了丰富的实验。物理学一路走来，无数科学家为其奉献终身。当时教会因伽利略的一些物理看法与《圣经》违背，对伽利略进行了无情批判，将其软禁，禁止他发表任何作品。面对宗教压迫，伽利略没有停下研究，而是进一步通过实验研究自由落体运动规律。那时人们没有明确的速度概念，为此伽利略先建立了描述运动所需的概念，如平均速度、瞬时速度及加速度等。面对物理问题，他提出了科学假设，并采用巧妙方法验证假设，上百次的实验数据结合科学推理让他得到结论，即做自由落体运动的物体会保持运动的性质，而且所有物体下落时的加速度都是一样的，这便是伽利略铜球沿斜面运动实验。他曾特别指出，在科学研究中，懂得忽略什么，有时与懂得重视什么同等重要。这一观念的核心是实验和逻辑推理的有机结合。伽利略去世三百多年后，教会才承认他的实验结论。伽利略通过实验发现了自由落体运动规律，那么现在如何通过实验检验自由落体运动规律呢？

2.3  科学探究

该环节主要为锻炼学生分析、对比及综合等科学思维，重点培养学生的创新思维和解决问题的能力。笔者设计了学生活动：学生借助实验器材自主设计实验。（采用打点计时器开展实验，如图1）

提出问题：研究自由落体运动的规律。引导学生简要回顾科学探究过程，即提出问题、猜想与假设—设计实验—制订计划—实验数据收集—分析与论证—评估—交流与合作等7个环节。引导学生确定论证内容，即自由落体运动是否為匀加速直线运动。

学生活动：学生自主设计实验。验证自由落体运动是否为匀加速直线运动，计算加速度大小。

引导学生回顾实验，小组讨论并归纳自由落体运动规律及其加速度大小，同时就“超越时空的对话”这一主题开展主题活动——“实验的力量”。收集大家存在的问题，发挥小组学习的力量，鼓励其他学生回答问题，教师及时给予反馈。

学生活动：实验的力量。请几组学生同时开展实验，包括伽利略自由落体实验、打点计时器测自由落体运动、手机测自由落体加速度三个实验，其他学生作为“评分员”。让学生亲自感受科学的进步。（学生自主实验并自主评分，既能保证学生的全身心投入，也能培养学生的兴趣，在潜移默化中培养学生科学探索精神。）

2.4  师生共同总结

物理观念（运动观念）：自由落体运动的定义和规律，重力加速度的测量和相关公式。

科学思维（科学论证和科学创新）——物理学史：伽利略虽发现了自由落体运动，但在实验过程中也意识到空气阻力将影响物体下落。而他所处时代的仪器设备限制了自由落体运动实验的实施，所以他尽可能地忽略空气阻力的影响，抓住主要矛盾。通过铜球下滚实验外推到自由落体实验运动规律的研究。后来牛顿设计出牛顿管，才真正用实验证明，在真空中，物体下落速度与物体重量无关，但这并非终极真理，测量自由落体加速度的实验发展到现在已可利用智能手机中的加速度传感器进行。如今我们站在无数伟人的肩膀上，共筑未来科技的蓝图，或许就有勇于创新、造福社会、能为自然科学研究奉献一生的科学家。（课程思政：物理学家透过现象看本质靠的是实验探究和科学推理。让学生领悟抓住主要矛盾，渗透唯物辩证思想，提醒学生在实践中检验理论。）

3   思政课程中的物理核心素养培养

有趣的物理现象能丰富思政课堂，深化学生对物理观念的理解，锻炼学生科学思维，培养学生科学态度与责任感。如教学“对立统一规律”时，便可通过“相对静止和绝对运动”开展情境教学，让学生在思政课程学习中巩固物理观念。教学辩证法“分析与综合”时，可通过“力的分解和合成”让学生对知识的理解更具体、深刻。教学辩证法“本质和现象”时，可通过“光的反射、折射及色散”等有趣光学实验，让思政课变得丰富多元，激起学生的好奇心和求知欲。闪烁在每个时代的伟大物理学家，不仅能让学生感受到民族凝聚力，还能培养学生的科学态度与责任感。如在宗教压迫下哥白尼仍忠于“日心说”理论;爱国物理学家钱学森放弃美国的优越待遇，毅然回国为祖国发展奉献一生，这些故事能在潜移默化中培养学生严谨认真、实事求是的科学态度。

中学物理教学作为高校物理课程思政的“前一棒”，是“立德树人”教育工作中不可或缺的重要环节。需要注意的是，物理观念、科学思维、科学探究和科学态度与责任中的课程思政元素是相互联系的。每堂物理课都应让学生在形成物理观念的过程中锻炼科学思维，在学习科学推理和分析中体会辩证法思想，在我国科技发展资料学习中培养爱国精神和社会责任感，探索物理现象背后的本质，形成物理观念，让学生在全课程育人格局下全面发展。

【参考文献】

[1]习近平.在全国高校思想政治工作会议讲话[N].北京：人民日报，2016-12-09.

[2]李静.思政教育与物理教育的融合[J].中学物理教学参考，2018（14）.

[3]教育部.普通高中物理课程标准（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018.

[4]董城.北京联合大学：将“课程思政”浸润到每个细节[N].北京：光明日报，2018-12-25.

[5]敖祖辉，王瑶.高校“课程思政”的价值内核及其实践路径选择研究[J].黑龙江高教研究，2019（3）.

【作者简介】

何蕾蕾（1996～），女，云南师范大学物理与电子信息学院硕士研究生。研究方向：物理学科教学。

彭朝阳（1971～），男，博士，云南师范大学物理与电子信息学院教授。研究方向：物理课程教学和天体物理，学科物理学科带头人。