核心素養下物理課程思政教學探究*

周云龍，韓海生，裴魏魏

(佳木斯大學理學院，黑龍江 佳木斯 154007)

1 引言

物理課程思政是堅持思政教育全面化、立體化的生動體現，物理知識和方法的引入從更深層面上增進思政教育的學理性和感染力，踐行課程思政理念能提升物理課程的思想性、使物理課程充分發揮育人價值。兩者相輔相成，助力物理課堂教學守好一段渠，種好責任田，切實發展學生的物理學科核心素養，培養出既有智慧能力又有端正立場的社會主義接班人，落實立德樹人根本任務。

2 課程思政的內涵解讀

習近平總書記曾指出：“要堅持把立德樹人作為中心環節，把思想政治工作貫穿教育教學全過程，實現全程育人、全方位育人，努力開創我國高等教育事業發展新局面。[1]” 這是黨中央在新形勢下針對思政課提出的具有重大指導意義的原則和方針。一些學者認為，課程思政是以課程為載體，將思政教育融入所有的學校教學和教育活動中[2]。基于他們的觀點，筆者認為，課程思政是通過創新教育思路，主動尋求學科知識與思政內容的關聯，結合各學科知識積韻拓寬思政教育的渠道，實現全程全方位育人。

不同于有些學者認為的，課程思政理念適用于高等教育，而中小學階段要用學科德育的理念，筆者認為，要實現思想政治教育全程全方位育人，有必要在各學段各學科一以貫之地踐行課程思政理念。各學科有效融入思政元素，形成課程思政教學體系，不僅能緩解思政課“孤島化”的困境，又能使各學科課程充分發揮育人功能，協同服務于立德樹人的達成。

3 核心素養下物理課程思政的實施要點

實施物理課程思政應該明確幾個要點。首先，課程思政的理念需要依托物理學科這一載體，它不僅是將思政教育的內容融入物理教學中，更在于在思政原則的指引下對物理課程進行深度開發，發掘

其中的思政教育元素[3]。其次，課程思政通常是隱形地融入于物理教學過程中，學生于潛移默化中接受正確價值觀的引領。最后，物理課程思政要求教師不僅要熟悉物理的知識體系、思維方式和研究方法，而且要牢記立德樹人根本任務，在教學中恰切地將物理知識與思政元素聯系起來，讓品德養成與知識傳授同頻共振，實現思想政治教育最美的效果。

4 物理課程思政教學探究

物理課程思政教學要打通課前、課上、課下各環節，將課程思政步步深入地融入物理教學中。課前可以 用微課創設思政情境，引發學生思考，再用導學案進行配合，讓學生的思考落到具體處，激發學習動機，培養科學態度與責任；課上包括思政情境導入、新課教學、課堂總結與評價三個步驟，其中的思政情境導入與課前導學密切關聯，吸引學生參與互動，將思政元素內化于心，另外兩個步驟將思政元素在物理學習中層層滲透；課下實踐作業的完成，幫助學生將思政元素外顯于形，落實物理學科核心素養的養成。如圖 1 可見物理課程思政教學設計流程。

與理論知識、價值觀念、精神追求相關的思政元素不勝枚舉，本文結合具體的物理學科知識，僅從文化自信、追求真理、綠色生態觀三個元素入手展開對物理課程思政教學的探究，落實“課程思政”在物理教學中的融入。

4.1 文化自信

“落其實者思其樹，飲其流者懷其源”。文化自信作為“課程思政”融入物理教學的重要思政元素，具有深沉且持久的力量，傳承好中華優秀傳統文化，深度挖掘跨越時空、具有當代價值的歷史素材[4]，促進物理知識學習與價值浸潤的內在融通。

以“宇宙航行”為例進行物理課程思政教學設計。由我國現今卓越的載人航天成就引入，然后講述明朝時期“萬戶上天”的典故，古今對比強烈，讓學生體會中華民族在載人航天領域艱辛且悠久的探索歷史，堅定文化自信；引導學生感受航空航天技術為社會帶來的巨大進步，引領學生認識科學·技術·社會·環境（STSE）的關系，激發學生學好物理建設祖國、服務社會的熱情，培養學生科學態度與責任。具體教學設計如下。

課前：

課前導學。課前發放導學案，并以微課視頻作為輔助。微課視頻簡要介紹我國非凡的航空航天成就和明朝“萬戶上天”的典故，形成強烈的古今對比，在體會航天探索的艱辛的同時培養學生的文化自信和科學責任感，微課視頻的最后提出問題“人類是何以走出地球，飛向宇宙的？”引發學生思考。導學案內容包括復習萬有引力定律表達式和向心力表達式，預習人造衛星的發射原理以及三個宇宙速度的意義。微課視頻引發學生思考，通過導學案的配合讓學生的思考有了具體的落腳點，激發學生強烈的學習動機和學習熱情。

課上：

課上部分可以劃分為思政情境導入、新課教學，課堂總結與評價共三個環節。

（1）思政情境導入

教師：同學們關注最近的航天領域時事了嗎？神州十三號于 4 月 16 日落地東風著陸場，三名航天員在 太空駐留 183 天后平安返回。但是你們知道嗎，我國對于載人航天的探索要從明朝說起，哪位同學能起來講一下“萬戶飛天”的典故？

說明：承接課前的微課視頻導學，讓學生講述“萬戶飛天”的典故，堅定文化自信，實現思政元素與物 理知識的有機融通；古今對比，讓學生深深感受科技對社會的巨大促進作用，培養學生的科學態度與責任。

學生：它講的是明朝的萬戶為了實現他的航天夢想，通過綁火箭飛向天空；但不幸的是火箭爆炸了，萬 戶也因此犧牲。人們稱他為“世界航天第一人”。

教師：很好，那大家想一下，從萬戶飛天的失敗到如今載人航天的成功，我們是掌握了哪些科技知識才得以實現這一切呢？由此引入新課教學部分。

（2）新課教學

以牛頓的設想切入，引導學生學習人造衛星的發射原理，領悟科學猜想及外推的方法，從而加強科學思維；鼓勵學生利用已學知識（萬有引力定律、向心力的知識）推導第一宇宙速度，并邀請兩位同學上講臺板書演示，引導學生熟練掌握萬有引力作為向心力來研究天體運動問題的方法；演示宇宙速度 Flash 課件，使學生知道三個宇宙速度的物理含義；師生共同探究人造地球衛星的運行規律，尤其是同步衛星，例如衛星繞地的速度、周期與半徑的關系，幫助學生建立起關于各種人造地球衛星運行狀況的正確圖景，培養學生分析、歸納和推導及合作交流的能力。

【例 1】二零二一年，天問一號探測器發射后，如圖 2 所示，先沿軌道Ⅰ運行，之后進入橢圓軌道Ⅱ，Ⅰ和Ⅱ相切于 P 點，最終順利著陸火星，第一次留下了中國人的印跡。則天問一號探測器（）

圖2 天問一號軌道圖

A.在軌道Ⅱ上處于受力平衡狀態

B.在軌道Ⅰ運行周期比在Ⅱ時短

C.從軌道Ⅰ進入Ⅱ在 P 處要加速

D.沿軌道Ⅰ向 P 飛近時速度增大

答案：D.

例 1 的背景是“天問一號”的霍曼軌道分析—衛星變軌模型，展現了我國非凡的科技成就，增強民族自 豪感，堅定文化自信。通過例 1 的探究練習，加強學生對天體動力學知識的遷移與應用，實現思政元素的浸潤與物理知識應用的高度統一。

（3）課堂總結與評價

師生共同總結課堂內容；針對課堂學習、探究交流中的表現，學生自己進行反思，教師予以評價，幫助學生改善進步；針對課堂引導與教學效果，學生對老師進行評價，幫助老師解構不合理之處，促進其教學能力提升。

課下：

實踐作業。閱讀教材中的“STSE”和“科學漫步”材料；自主查閱“載人航天精神”以及“中國航天日” 的內容并作分享交流。實踐作業的完成使學生深入學習四個“特別能”的載人航天精神，增強文化自信，養成嚴謹務實、勇于攀登、創新進取的科學態度與責任。

4.2 追求真理

“君子之學,惟求其是”。追求科學真理就是要不斷探索未知，發現自然規律，積極地發揮我們的主觀能動性[5]。科學以求真為旨趣,崇尚真理,拒絕權威,反對盲從。只有一直追求真理，才能保持對科學的熱情，從而無懼失敗，使科學和社會不斷進步。

以“自由落體運動”為例進行物理課程思政教學設計。由伽利略利用科學研究方法推翻亞里士多德觀點的物理學史引入，激發物理素材的思政內涵，鼓勵學生敢于追求科學真理、培養理性的批判創新精神，發展科學態度與責任；引導學生通過紙片下落實驗、牛頓管實驗等經歷自由落體規律的探究過程，提煉理想化模型的科學方法，培養科學思維和科學探究能力。具體教學設計如下。

課前：

課前導學通過微課與導學案相互配合完成。微課視頻簡要呈現與落體運動研究有關的物理學史，包括亞里士多德的觀點，伽利略怎樣用邏輯推理來質疑批判亞里士多德的觀點，又是如何設計實驗驗證的。微課視 頻將系統地帶學生認識落體運動的史實，讓學生深切體會伽利略的科學方法精髓在于“實驗+邏輯推理”，感受科學方法對物理學的推動作用，培養學生的科學態度與責任。導學案進行配合，復習前幾節學習的勻變速直線運動的規律，以及打點計時器的操作，為“自由落體運動”的新課做鋪墊，并簡要介紹課上要進行的實驗，增加學生的學習準備。

課上：

課上部分還是劃分為思政情境導入、新課教學，課堂總結與評價共三個環節。

（1）思政情境導入

教師：大家通過微課了解了有關落體運動的物理學史，哪位同學能給大家講一下亞里士多德的觀點，以及伽利略推翻其錯誤觀點的過程？

學生：有的學生簡要講述，有的學生進行補充。

教師：這個過程體現了伽利略追求真理、敢于批判權威的精神，那我們今天重新經歷一次這個科學探究的過程，好嗎？一起深入學習伽利略的追求真理、科學探究的精神。

（2）新課教學

教師：演示紙片下落實驗。讓紙片和同樣大小的鐵片從同一高度同時下落，發現鐵片先落地。

教師：如果通過這個實驗，我得出“重的物體下落得快”這個錯誤結論，你們可以設計出實驗推翻我的結論嗎？

學生：拿兩張上述同樣大小的紙片，把其中一張揉成紙團，仍然讓它們同時同高度下落，結果是紙團先落地。

教師：你們的實驗確實很好地駁斥了我的錯誤論斷。那剛剛紙團和紙片下落快慢不同是受什么因素的影響呢？

學生猜想：是受空氣阻力的影響。

牛頓管實驗驗證：結合教材，學生分小組實驗，組內合作探究，教師適時引導和參與。具體實驗步驟與現象如表 1 所示。

表1 牛頓管實驗記錄表

教師鼓勵學生自主得出實驗結論，并進一步分析歸納出自由落體運動的定義。還要為學生特別指出，自由落體運動是在理想狀態下的，實際生活中會受到空氣阻力，但是我們在空氣阻力非常小時選擇忽略它，是因為有時在科學研究中必須運用理想化的方法，突出主要的研究對象，抽象出相應的物理模型。

（3）課堂總結與評價

利用三個具有不同側重點的問題驅動學生回顧知識，提煉科學研究方法，反思與評價探究學習過程的效果，讓學生學會總結與反思，交流與評價，切實培養學生的科學探究能力。

①在本節課中，你學到了什么知識？

②本節課，你學到了什么科學研究方法？

③評價在探究學習過程中自己、小組成員、老師的表現，有什么改進的建議？

課下：

實踐作業。結合教材，自己動手制作“人的反應時間測量尺”，并利用此測量尺與同學合作完成反應時間的測量。實踐作業的完成可以增強學生知識遷移、解決問題的科學探究能力。

4.3 綠色生態觀

習近平生態文明思想科學地回答了生態和人類文明之間的關系，其中包括“堅持人與自然和諧共生”的科學自然觀，“綠水青山就是金山銀山”的綠色發展觀，“良好生態環境是最普惠的民生福祉”的生態民生觀[6]。深入貫徹習近平生態文明思想，倡導節約適度、綠色低碳、文明健康的生活方式，加快形成全民參與的 良好格局，為實現碳中和、碳減排貢獻自己的力量。

以“速度變化快慢的描述—加速度”一節為例進行物理課程思政教學設計。具體教學設計如下。

課前：

課前導學還是采用“微課+導學案”的方式。微課視頻結合教材 STSE 部分，簡要呈現大量汽車帶來的社會問題、中國碳達峰、碳中和的目標，強調前者與實現碳達峰、碳中和目標之間的沖突，引發學生思考科學、技術、社會，環境之間的關系：汽車是不是越多越好？交通工具的速度能不能無限制提高？導學案內容包括引導學生采用類比法類比υ的定義式推理出ɑ,學習υ-t 圖像的物理意義等，培養他們運用比值法和υ-t 圖像的科學思維。微課視頻激發學生推動可持續發展的責任感，導學案配合著讓學生的學習熱情有的放矢，培養學生的社會責任感，增強解決實際問題的能力。

課上：

課上部分劃分為思政情境導入、新課教學，課堂總結與評價共三個環節。

（1）思政情境導入

教師：大家通過微課視頻了解了中國碳達峰、碳中和的目標，哪位同學能講一下它的含義嗎？

學生：碳達峰一般是指二氧化碳的排放量在達到最大值之后便下降；碳中和則指人類產生的二氧化碳被樹木、海洋等吸收掉，從而實現二氧化碳相對“零排放”[7]。

教師：非常準確。我們知道大量汽車帶來了一系列社會問題，比如能源過度消耗、尾氣與噪聲污染等，這些問題阻礙著碳中和目標的實現，同學們思考一下，如何處理這種矛盾呢？我們可以做些什么？請大家小組討論，待會一起分享交流。

學生：研制新能源汽車，比如太陽能車、電動汽車；多乘坐公共交通出行，減少私家車上路。

教師：太棒了！研制新能源汽車是不是要懂得速度變化快慢的相關知識呀？今天我們一起來學習加速度，掌握一些解決問題的能力，推動形成節約低碳、綠色健康的生活方式，早日實現碳中和的目標。

（2）新課教學

教師：同學們，看下面這個表格，比較 A 與 B 誰的速度變化快？B 與C 呢？

表2 不同物體運動的初末速度及時間表

通過比較 A 與 B、B 與 C 的速度變化快慢，引發學生思考如何比較 D 的速度變化快慢，設置懸念的同時引導學生類比速度υ的定義式推理出加速度ɑ的定義式，發現比較 A、B、C、D 速度變化快慢的問題運用比值法就迎刃而解了。師生結合教材共同從圖像中探究學習加速度，掌握直線 的斜率就是加速度的方法，通過直線的傾斜程度便可判斷加速度的大小。

【反饋練習】

①能不能說速度為 0，加速度一定為 0 ?

答：不能，比如列車加速起步瞬間。

②描述圖 3 中物體從 0-t1、t1-t2的運動情況。

圖3 反饋練習第②題

答：0-t1物體以加速度ɑ1做減速運動,速度從 v0減到 0;0-t2物體以加速度ɑ2做反向加速運動,速度從 0 到 v2。

（3）課堂總結與評價

總結：加速度，①比值定義法；表示速度變化快慢的物理量。②矢量。③在圖像中，斜率表示加速度。

評價：師生之間在民主合作的環境里展開反思性的對話、評價式的溝通，不僅能幫助學生全面深度地審 視自己，客觀公正地分析課堂上的表現，及時地糾正一些習慣，還能幫助教師解構教學的不合理之處，從而作出更有效、更合理的教學決定，促進其教學能力提升。

課下：

實踐作業。開展“碳中和、碳減排，從我做起”分享交流會，可以相互交流綠色、文明的生活方式或小妙招，也可以與同學展示運用物理知識制作的小手工或小發明。實踐作業的完成可以進一步深化學生對綠色生態觀的認識，培養學生科學態度與責任，引導學生形成綠色低碳的生活方式，加快實現碳達峰、碳中和目標。

5 結論

將課程思政融入物理教學，依托物理學科的獨特優勢，充分汲取物理知識背后的育人力量，落實課程思政在物理教學中的實施路徑，建立物理教學的價值引領與知識傳授的契合關系，引導學生堅定文化自信，厚植愛國情懷，提升政治素質；讓學生在分析解決問題的實踐中啟智增慧、敦品礪行，真正學深悟透，自覺用自己的青春書寫一個勇于擔責、砥礪奮斗、不愧時代不負自己的故事，真正地為達成“立德樹人”根本任務貢獻物理力量。