核心素养视域下高中物理课程思政教育策略探讨①——以“反冲现象 火箭”教学为例

吴志山

(江苏省南通第一中学,江苏 南通 226001)

各地高校以习近平总书记在学校思想政治理论课教师座谈会上的讲话精神为指引,率先开展了课程思政研究,取得了丰硕的成果。高中阶段是学生世界观、人生观、价值观形成的重要阶段,高中物理课程中也含有丰富的课程思政资源,我们可以依托高校研究经验,针对高中教育教学特点,探究高中物理课程思政教育策略,让核心素养培养与价值引领有效结合,落实立德树人根本任务。

1 高中物理课程思政现状

高中物理课程思政是利用物理课程中蕴含的思政元素对学生进行思想政治教育,是指以物理课程为载体,在传授必备知识、培养关键能力的过程中,挖掘和融入思政内容,潜移默化地实行全员、全过程、全方位育人。

目前部分高中物理教师还没有真正实现从提分到育人的理念转变,在教学中主要以知识和解题方法的传授为主,以提高成绩为目标,课程思政的教育意识较为薄弱。在进行教学设计时没有或很少挖掘课程中的思政元素,甚至为了“节约”时间而主动放弃教材或相关资料提供的思政元素。学生忙于学业,少有关心国家、社会发展的时间和空间。

物理学是自然科学领域的一门基础学科,高中分科选学人数最多,更好挖掘物理课程的思政资源,有效开展思政教育是当务之急。本文以“反冲现象 火箭”为例,探讨核心素养视域下高中物理课程思政的教育策略。

2 高中物理课程思政教育策略探讨

物理课程思政与核心素养的培养相得益彰、相互融合,体现了学科育人的价值,使学生在获得必备知识与关键能力的同时形成必备品格。物理学科核心素养主要包括“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”四个方面。[1]辩证思维、科学方法、科学态度、责任担当、人际交往、家国情怀、理想信念等都是课程思政的重要内容,可以从核心素养视角探索课程思政的教育策略。

2.1 增强物理观念,培养辩证思维

“物理观念”是从物理学视角形成的关于物质、运动与相互作用、能量等的基本认识;是物理概念和规律等在头脑中的提炼与升华;是从物理学视角解释自然现象和解决实际问题的基础。[1]在物理概念与规律的教学中,教师应该渗透辩证唯物主义,增强学生的物理观念,引导学生从辩证视角来看待物理事物,培养学生全面分析问题的习惯,在更高层面拓展问题解决的思路。

在反冲概念的教学中,学生对生活中的一些现象,如烟花升空、反冲自动浇花装置、各种枪炮的后坐力等,要能主动运用相互作用观念去解决问题。基于辩证思维,可以利用反冲现象去认识火箭、反冲式水轮发电机的原理,但同时也一定会有需要预防反冲的地方,比如怎样减小枪炮的后坐力从而提高射击精度等。其他章节中也有许多这样的例子,比如共振的利用和预防,放射性的利用和防护等,在教学中要注重观念的融合和辩证唯物主义的指引,让学生在思考问题时能更全面、更客观,也更容易想到问题解决的方法。

2.2 注重科学思维,加强方法教育

教学中要引导学生运用科学思维方法(如建模、类比、等效等),对相关问题进行定性或定量分析和研究,培养学生模型建构的意识和能力;在问题解决过程中要有多角度思考问题、大胆质疑、批判创新的意识。在物理教学过程中,必须注重对学生科学思维能力的培养,要加强思维方法的教育和渗透。

笔者在反冲的教学中,学生面对纷繁的反冲现象,如冲天的爆竹、放飞的气球、放水时游动的水管等,要在观察的基础上抽象概括出共同特征:原来相对静止的两部分物体在远大于外力的内力作用下,向相反方向运动。然后,在对问题的研究过程中能归纳出问题的一般解决路径:创设真实情境→提出问题→分析问题→建构模型→寻找规律→解决问题→反馈验证→总结评价→提出新问题……(图1)在问题解决过程中培养学生的模型迁移的能力,并能运用多种思维方法解决新问题,如分析过气球放气模型后,要能将所用方法迁移到火箭发射过程的分析,找出影响推重比的因素,提出改进措施,并在课后的水火箭制作与调试过程中能主动应用。

2.3 进行科学探究,培养科学精神

科学探究是指学生基于观察和实验提出物理问题、形成猜想和假设、设计实验与制定方案、获取和处理信息、基于证据得出结论并作出解释,以及对科学探究过程和结果进行交流、评估、反思。在科学探究教学中,教师要注意课程思政的渗透,培养学生的合作学习能力,要集思广益,培养团队协作能力;对实验数据的处理要实事求是,面对失败要不气馁,细查原因,有重新再来的勇气和担当。

在反冲的教学中,设计了学生自主小实验:探究反击式水轮机模型的转动(图2)。实验器材由部分同学利用课余时间制作,实验时4人一组,8人共用一个水桶,这些都有意识地加强了学生的交流与合作。吸管初始状态并不确定,引导学生通过观察提出问题:怎样让它转?怎样使它转得快?自主进行探究。最后介绍水轮机的实际应用,回归社会与生活,在培养学生实验探究能力的同时,也使学生养成实事求是的科学态度。

图2

在理论探究中,提出课题:探究火箭发射速度的影响因素,学生经历模型建构、规律应用等一系列探究过程,其中正方向的规定、质量变化的处理、外力的影响等许多因素都会影响推导结论。通过理论探究过程的体验,学生体会到严谨认真态度的可贵,模型抽象能力、规律驾驭程度等因素对探究结果的影响,使学生初步养成严谨的科研态度,熟悉不良结构问题的探究思路与方法。

2.4 体验社会生活,培养社会担当意识

物理来源于生活,应用于生活,在物理教学中,我们应让学生体验生活,通过生活化物理情境的创设,激发学生探究生活现象与自然规律的欲望,认识科学、技术、社会、环境的关系,具有将科技创新服务社会、用于生活的意识,逐渐形成保护环境、推动可持续发展的责任感。

在反冲的教学中,情境的创设基本来源于生活与社会现象,如爆竹的运动、喷淋系统中的反冲或枪炮的后坐力等,很容易让学生产生探究的欲望,提出改进或创新的思路,学生体会到物理就在身边。在介绍水轮发电机时,学生更能体会到物理的实用性,也体会到利用水力等清洁能源对碳减排的贡献。在对火箭的相关参量进行分析后,学生自主提出多级火箭的概念,在得到验证后体会到问题解决的成就感。再利用《0到200,揭秘长征火箭家族的成长轨迹》中的一组数据介绍我国长征系列火箭,介绍我国航天技术在多代科学人才的努力下,现在已经跻身世界前列,明确国家未来科技的发展需要我们的接力,激发学生民族自信的同时明确未来的责任和担当。

2.5 了解物理学史,培育爱国情怀

我国拥有悠久的文明史,对人类文明产生了不可磨灭的影响,在科技方面,我国古代先贤有大胆的突破,在近现代的物理发展中我国科学家也做出了卓越的贡献。但许多学生对外面的世界仅限于自己所用、所见,看到的似乎都是“技不如人”,难免有“国外的月亮比较圆”的想法。作为物理教师,在尊重客观事实的基础上,要彰显我国科学家对物理学的贡献,生动描述钱三强、钱学森等一大批科学家为祖国的繁荣富强,放弃国外优渥的生活与研究条件义无反顾地回到祖国的怀抱,为祖国的发展而奋斗的先进事迹。同时要告知学生我国现代科技的发展虽然起步比较晚,但在党的领导下,发展速度快,有许多领域已经达到国际先进水平,以激发学生民族自豪感。同时也要让学生了解我们面临的困难,如芯片等前沿科技遭遇“卡脖子”等,从而激发学生的社会责任感,培育爱国情怀,带着使命积极投身当前的学习中去。

2.6 提高教师素质,保证课程思政实效

学生学习的主阵地在学校、在课堂,课程思政的实施者即为教师,但相关研究表明,目前许多教师课程思政的意识并不强,总认为只要把物理教好就行,德育是班主任的事。其实,德育是个润物细无声的过程,教师应该提高课程思政素养,加强课程思政教育培训,在理论学习和教学实践中提高自身的育人能力。如参加课程思政的理论培训,学习高校开展课程思政的经验,结合中学教学实际,挖掘思政资源与德育元素,寻找思政教育的切入点,并在实践中优化和提升,从而保证物理课程思政的实效。

3 结语

课程思政的载体是学科教学,阵地在课堂,在开展课程思政教育的过程中要注意时机,要自然融入课程才能做到润物细无声,这就要求教师提前备好学科课程思政内容,定好课程思政目标,做好教学设计,适时在学科教学中融入思政因素。物理课程思政教育的方式、方法可以多样,不能生搬硬套。物理课程的特点决定了思政内容要真实可靠,因为只有真实,学生才能感同身受,产生共鸣而触动其心灵。当前,高中物理课程思政教育之路还任重道远。