物理思政元素的融入探討*
——以動量守恒定律為例

許力強 劉俊娟

(河北師范大學附屬民族學院 河北 石家莊 050091)

1 引言

2019年8月，中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發的《關于深化新時代學校思想政治理論課改革創新的若干意見》提出，全面貫徹黨的教育方針，解決好培養什么人、怎樣培養人、為誰培養人這個根本問題，堅持不懈用習近平新時代中國特色社會主義思想鑄魂育人[1].2020年5月，教育部印發《高等學校課程思政建設指導綱要》指出全面推進課程思政建設，就是要寓價值觀引導于知識傳授和能力培養之中，幫助學生塑造正確的世界觀、人生觀、價值觀，這是人才培養的應有之義，更是必備內容[2].各類課程要與思想政治理論課同向同行，形成協同效應.

物理是自然科學的基礎課程，是一門理論與實踐密切結合的學科，其科學理論涉及自然科學的一切領域，同時應用于生產技術的各個部門，此課程旨在培養學生的科學精神、解決實際問題的能力和創新意識.由于物理課程的內容具有抽象性，對部分學生來講晦澀難懂，部分教師在物理教學中往往只注重物理知識的講解和相關題目的練習，而忽略了在教學過程中對學生進行思想政治教育[3].基于此，在物理課程中添加課程思政的教學活動很有必要.本文將以動量守恒定律這一部分內容為例，論述如何在物理課程教學中實施課程思政.

2 理論思路

2.1 教學目標

2.1.1 物理觀念

(1)知道系統、內力和外力的概念.

(2)掌握動量守恒定律的含義、表達式和守恒條件.

(3)了解動量守恒定律的普適性.

2.1.2 科學探究與科學思維

(1)通過動量守恒定律的探究過程，引導學生深入思考，拓展學生思維的深度及廣度，提升學生的科學思維能力.

(2)推導出動量守恒定律的公式，培養良好的思維習慣，提高推理能力.

2.1.3 科學態度與責任

(1)利用生活中常見的物品進行實驗，可以讓學生們更容易感受到探究過程的樂趣，激發學生對物理學科的學習興趣.

(2)通過對例題的引申，引導學生緊扣時代脈搏，努力學好科學知識，將來為建設國防事業而奮斗.

2.2 教學方法

(1)通過視頻導入教學情境,通過學案層層設計引導學生學習逐步深入.

(2)通過小組合作學習，探究推導出動量守恒定律.用動量守恒定律來分析生活中的實例，讓學生感受到物理與生活的緊密聯系.

2.3 教學用具

多媒體課件、滑板、自制導彈模型、鐵架臺.

2.4 教學過程

2.4.1 導入新課

(1)播放嫦娥五號在月球著陸的視頻

課程思政點：搭載著“嫦娥五號”探測器的長征五號火箭發射成功，標志著中國“探月工程”第三步拉開序幕.嫦娥五號任務是“探月工程”的第六次任務，也是中國航天迄今為止最復雜、難度最大的任務之一，將實現中國首次月球無人采樣返回，助力深化月球成因和演化歷史等科學研究.嫦娥五號執行此次任務有著非常重要的意義.這次任務有望實現我國開展航天活動以來的4個“首次”：首次在月球表面自動采樣；首次從月面起飛；首次在3.8×108m外的月球軌道上進行無人交會對接；首次帶著月壤以接近第二宇宙速度返回地球.吸引學生很快進入課題，并增強民族自豪感.

(2)小游戲

兩個學生做滑板游戲，借助游戲簡單的模型介紹系統、內力、外力的概念.由游戲情景，抽象出簡化物理模型，培養了學生的科學思維能力.學生小組合作探究，推導出動量守恒定律.

2.4.2 合作探究過程

如圖1所示，設在光滑水平面上有兩個勻速運動的小球，它們的質量分別是m1和m2，速度分別是v1和v2，且v1>v2.經過一定時間，m1追上m2，并與之發生碰撞如圖2所示，設碰后二者的速度分別為v′1和v′2.分析兩個小球的碰撞過程，證明在碰撞前后兩球的總動量守恒.

圖1 碰前

圖2 碰后

設兩個小球的作用時間為t，碰撞過程中兩球間的作用力大小分別為F，利用動量定理證明.(提醒學生要規定正方向)第一個小球和第二個小球在碰撞中所受的作用力F1和F2是一對相互作用力，大小相等，方向相反，作用在同一直線上，作用在兩個物體上；在非常短的一段時間Δt內，第一個小球受到的沖量是

F1Δt=m1v′1-m1v1

第二個小球受到的沖量是

F2Δt=m2v′2-m2v2

又F1和F2大小相等，方向相反，所以

F1Δt=-F2Δt

m1v′1-m1v1=-(m2v′2-m2v2)

由此得

m1v1+m2v2=m1v′1+m2v′2

課程思政點：(1)由質點的動量定理，說明了力的累積效應會引起質點運動狀態的改變，這是量的積累引起質的變化的一種表現形式，量變質變規律是唯物辯證法的基本規律之一[4]，“不積跬步，無以至千里，不積小河，無以成江海”，告訴學生們，做事情要腳踏實地，認真學習，有了不斷的努力，才會有質的突破.(2)學生們在公式的推導過程既鍛煉了科學思維，同時也培養了學生的鉆研精神，在遇到困境時，不畏艱難，勇于探索的創新精神和善于解決問題的實踐能力，增強學生責任意識.(3)目前的學生，雖然他們學習能力比較強，但是有著濃厚的個人主義，合作意識薄弱.在合作探究中，潛移默化地培養了學生的團隊合作的意識.

3 學以致用

播放小視頻：車廂耦合.既使學生對碰撞有了直觀印象，又開拓了學生的視野，學生采取自主合作探究的模式.

【應用1】在列車編組站里，一輛m1=1.8×104kg的貨車在平直軌道上以v1=2 m/s的速度運動，碰上一輛m2=2.2×104kg的靜止的貨車，它們碰撞后結合在一起繼續運動.求列車碰撞后運動的速度.

引入課程思政：改革開放40年來，中國高鐵經歷了從少到多、從追趕到領跑、從走得了變成走得好的轉變.中國高鐵營業里程超過世界其他國家高鐵營業里程總和.中國高鐵跑出中國速度，更創造了中國奇跡.高鐵建設是中國正在開展新工業革命的標志，中國特有的文化和中國人的勤勞創新使得中國高鐵技術得以迅速應用，引領世界，并開始向海外(俄羅斯和印度尼西亞)輸出高速鐵路項目.

【應用2】自制小實驗：由自制導彈模型引入本題，增加趣味性，吸引學生.

一枚在空中飛行的火箭，質量為m，在某點的速度為v,方向水平，燃料即將耗盡.火箭在該點突然炸裂成兩塊，其中質量為m1的一塊沿著與v相反的方向飛去，速度為v1.求炸裂后另一塊的速度v2.

引入課程思政：近年來，中國航天不斷創造世界奇跡，中國航天在載人航天、新型火箭、衛星導航系統、月球與深空探測與商業航天等領域取得了重大成就.特別是今年，天問一號抵達火星、天宮空間站將全面開建、長征火箭家族將繼續擴容、數型民營火箭和衛星也將有新突破.將來有志于從事中國航天事業的青年們，向你們推薦3所航天類的高校:北京航空航天大學、哈爾濱工業大學和西北工業大學.希望大家努力學習科學文化知識，將來為我們國家的航天事業添磚加瓦，貢獻自己的一份力量.本部分不僅融入了課堂思政的內容又對學生進行了簡短的生涯規劃教育.

4 教學總結

動量守恒定律是系統在不受外力或者所受合外力為零時所遵循的規律.它是動量定理的深化和延伸，且由于它的使用范圍十分廣泛，所以學好動量守恒定律對于處理綜合問題是很重要的.鑒于學生的基礎和學習特點，所以本節課增加了小視頻和小游戲的數量，寓教于樂，在游戲中學到物理知識.導入新課時用到了嫦娥五號落月的小視頻，講解例題時講到我國航天發展水平居于國際前列，增強了學生的民族自豪感.同時提到了幾所航天類高校，對學生的生涯規劃進行引導，使學生正確認識自己的時代使命，明白應當努力地學習，不斷的開拓進取，并把個人成長和事業追求與國家民族的需要契合起來，促進個人提升，為國家做出自己的貢獻.讓學生意識到在高科技領域，我們必須要獨立自主和自力更生，努力掌握核心技術，不被西方國家牽著鼻子走，通過我們自己的努力為國家爭光.