高中力学教学中思政元素渗透与教学设计

苏州大学物理科学与技术学院（215026）薛剑锋 翁雨燕

2016 年12月，习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上提出“要坚持把立德树人作为中心环节，把思想政治工作贯穿教育教学全过程，实现全程育人、全方位育人”［1］。2020年5月，教育部正式颁布《高等学校课程思政建设指导纲要》，为高校全面推进课程思政建设提供了指导性纲领［2］。物理学是研究物质世界最基本、最普遍规律的一门科学，是自然科学的基石。力学是物理学的发端和基础，它引领并推动了基础学科的发展［3］。在力学教学中渗透思政元素，有助于学生在知识体系构建中形成正确的人生观和价值观。力学知识蕴含着丰富的思政元素，本文对这些思政元素及其在高中力学教学的渗透进行探讨，从而引导学生树立正确的价值观，坚定理想信念。

一、高中物理教学中融入思政元素的意义

习近平总书记高度重视学校思政课建设，强调思政课“今后只能加强不能削弱，而且必须提高水平”［4］，并指出“办好思政课，最根本的是要全面贯彻党的教育方针，解决好培养什么人、怎样培养人、为谁培养人这个根本问题”［5］。石书臣教授认为，课程思政与思政课二者是一个课程思政共同体，共同担负着立德树人的根本任务［6］。课程思政可以与任何学科相结合，其中的思政元素是非显性的，可以隐藏在各个教学环节中，教师可以在传授知识的同时引领学生思想价值观的发展。

思政教育应当融入教学的全过程。高等教育作为课程思政改革的标杆，具有一定的导向作用。高中是进入大学前的一个重要阶段，高中与大学的课程思政衔接需要做好。在高中物理教学中融入思政元素，不仅对高中物理课程改革具有重要的实践意义，还能对高校思政教育起到促进作用。

二、高中力学中的思政元素

高中力学蕴含丰富的思政元素，包含工匠精神、哲学思想、制度自信、爱国情怀等，对学生价值观、人生观和世界观的塑造具有指导性作用。

（一）工匠精神：《墨经》中对力学的认识

早在春秋战国时期，伟大的哲学家墨翟就在《墨经》中记载了大量的力学知识，对力做了初步定义，对杠杆、轮轴和斜面做了分析。《墨经》中用“刑之所以奋”解释“力”，这句话的意思是“力是使物体发生运动的原因”。《墨经》在杠杆原理的探讨中提出：“衡，加重于一旁，必捶，权重相若也。相衡，则本短标长。两加焉重相若，则标必下，标得权也。”不仅考虑了动力与阻力的关系，还考虑了力臂的因素。《墨经》中还讨论了平动、转动和滚动，明确指出“凡重物，上下提举，下不拖垮，旁不牵引，则必定垂直下落”［7］。《墨经》中关于力学的论述有十几条，墨家之所以在力学方面取得这些成就，与他们的工匠精神紧密相关。“敬业、精益、专注、创新”精神推动着世界科技进步，《墨经》就是中国古人工匠精神的代表作。教师可通过介绍古人对“力”的研究，让学生了解中国古代的科技文化与工匠们的科学精神，让学生学习这些精神并发扬光大。

（二）哲学思想：牛顿定律蕴含对真理的寻求

马克思主义认为，实践对认识具有决定性作用，每一个正确的认识都要经历实践到理论、理论到实践的过程，循环往复［8］。人们对力与运动的关系的认识也经历了曲折、反复的道路，如牛顿第一定律的确立，经历了从亚里士多德的“必须有力作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体就要静止在某个地方”，到伽利略和笛卡儿的“力不是维持物体运动的原因”，再到牛顿的“力不是维持物体运动状态的原因，而是改变物体运动状态的原因”。先辈们不断地建立理论又推翻理论，不畏权威，尊重规律的客观性，为寻求真理不断努力。随着科技的发展，人们对力与运动关系的本质的探索仍将继续。教师在牛顿第一定律的教学中讲述规律发现过程的故事，有助于学生从哲学层面上更深刻地理解和把握物理知识，有利于培养学生坚持真理、不惧权威的精神，帮助学生形成辩证唯物主义的世界观和方法论。

（三）制度自信：三峡工程的完成体现了我国的国力与制度优势

长江三峡水利枢纽，是中国乃至世界最大的水利枢纽工程，其正常蓄水位175米，总库容393亿立方米，水库面积1084平方千米，实际总投资1800亿元左右，对中国经济发展有重大意义。水坝修筑期间，三峡移民工程在17 年里，有序完成130 万移民搬迁，同时完成2座城市、10座县城、20个区县、114座集镇重建，是一项史无前例的壮举［9］。在讲解保守力做功的时候，教师可引入长江三峡水利枢纽工程（如图1），分析“蓄水位175 米”在发电方面的重大意义：水具有的巨大的重力势能，转化为动能，可推动水轮机运转发电，保证了数亿人的用电量。让学生感叹建设长江三峡大坝的伟大意义，意识到只有中国这种“集中力量办大事”的社会主义制度才能完成这一史诗级巨作，由此引发学生对中国力量的惊叹，增强学生的民族自豪感与制度自信。

图1 长江三峡水利枢纽工程

（四）爱国情怀：航天建设中对科学家的敬佩

动量守恒定律是经典力学的重要知识，也是火箭发射的基本理论依据。被誉为“中国航天之父”的钱学森先生极大地推动了我国航天事业的发展。钱学森的回国之路是坎坷的。新中国成立后，钱学森决定回国参加建设，却遭到美国的百般阻挠。钱学森没有屈服，提出了抗议，之后在中国政府的帮助下终于成功回到祖国，而后为我国导弹和航天事业做出了巨大贡献。1970 年，我国成功发射第一颗人造卫星——东方红一号，成为世界上第五个能独立发射人造地球卫星的国家，大大提升了我国在国际上的地位［10］。2021年5月，祝融号成功着陆火星并带回了火星新照片（如图2），实现了中国航天史无前例的突破。

图2 祝融号传回的火星照片

在反冲运动的教学过程中，教师可在讲解火箭发射基本原理的同时引入钱学森为国奉献的故事，并分析其科学思想和方法，深化课堂教学内容，使力学课堂与现代科技成就、名人事迹深度融合，让学生认识到力学与国家发展密切相关，增强学生学习物理的责任感，培养学生的爱国精神。

三、高中力学课程思政的教学设计——以动量守恒定律为例

人教版高中物理选择性必修一教材第一章“动量守恒定律”包含工匠精神、哲学思想、制度自信、爱国情怀等思政元素，在高考中也占据重要的地位。本文对此具体分析，并结合课程思政进行教学设计，在教学中安排了多媒体展示、实验探究、文献阅读等环节，将课程思政融入力学教学。

（一）情境引入

视频播放：神舟十二号发射（如图3）。

图3 神舟十二号发射

学生看后谈自己的感想，然后回忆自己见过的与反冲运动有关的例子（见表1），并思考这些例子的共同点。

表1 与反冲运动有关的例子

（二）课堂教学

实验探究：学生动手做实验，放飞气球（如图4），观察气球的运动；教师引导学生分析气球的受力特点，通过分析反冲现象加深对动量守恒定律的理解。

图4 放飞气球

思政元素渗透：每一个正确的认识都需要经历理论到实践、实践到理论的过程。学生根据已有的知识动手做实验，再分析现象总结规律，能够深刻领悟辩证唯物主义的方法论。

提问猜想：教师利用多媒体展示古代火箭和现代火箭，介绍火箭的工作原理和发展史，并让学生猜想影响火箭速度的因素。

思政元素渗透：介绍古代火箭及其发射原理，引入我国古代四大发明，让学生知道我国早在宋朝就发明了火箭，弘扬古人的工匠精神，提升文化自信。

理论分析：神舟十二号发射升空，设火箭飞行时，在极短的时间Δt内喷射燃气的质量是Δm，喷出的燃气相对喷气前火箭的速度是u，喷出燃气后火箭的质量是m，喷气后增加的速度为Δv。

根据动量守恒定律有：mΔv+Δmu=0，

得出火箭在喷燃气后增加的速度为：Δv=-

教师组织学生讨论得出：火箭喷出的燃气的速度越大、火箭喷出物质的质量与火箭本身质量之比越大，火箭增加的速度就越大。

思政元素渗透：借助神舟系列飞船的图片展示，回顾我国火箭技术的发展历程，让学生认识到现今我国的火箭技术已经跨入了世界先进行列，增强学生的民族自豪感。

文献阅读：组织学生阅读有关钱学森事迹的文献，并了解东方红一号（如图5）发射的意义。

图5 东方红一号

思政元素渗透：让学生了解我国火箭之父钱学森的科学精神与爱国故事，引发学生对个人命运与国家发展的关系的思考，增强学生的民族责任感和为国奉献的精神。东方红一号的发射是中国人自力更生、艰苦奋斗的真实写照，有力地证明了我国社会主义制度的优势，引入这一事例有助于增强学生的制度自信。

（三）课外研讨

课外实验作业：利用身边的材料制作水火箭。

思政元素渗透：将知识与生活相结合，让学生在动手操作中感悟科学研究的严谨性，领悟科学精神。

四、小结

课程思政通过挖掘专业课中的思政元素，将知识传授与价值引领相结合，让学生成为德才兼备的人才。力学是高中物理的重要部分，蕴含大量的思政元素，不管是科学家的事迹还是当代的科技成就，都能用于思政教育。本文仅仅提及了古人对“力”的研究中的工匠精神、物理学家对真理探索的过程体现的哲学思想、中国水利工程中体现的制度自信、中国科学家为国献身的爱国精神。力学中的思政元素远不止这些，教师要大胆探索，不断挖掘思政元素，在教学中勇于实践，通过课程思政让学生体验物理学家的科学精神和人文情怀，同时提高学生的文化自豪感，树立学生的社会主义核心价值观并使学生意识到自身的使命与责任。