核心素養視域下高中物理課程思政教育策略探討①
——以“反沖現象 火箭”教學為例

吳志山

(江蘇省南通第一中學,江蘇 南通 226001)

各地高校以習近平總書記在學校思想政治理論課教師座談會上的講話精神為指引,率先開展了課程思政研究,取得了豐碩的成果。高中階段是學生世界觀、人生觀、價值觀形成的重要階段,高中物理課程中也含有豐富的課程思政資源,我們可以依托高校研究經驗,針對高中教育教學特點,探究高中物理課程思政教育策略,讓核心素養培養與價值引領有效結合,落實立德樹人根本任務。

1 高中物理課程思政現狀

高中物理課程思政是利用物理課程中蘊含的思政元素對學生進行思想政治教育,是指以物理課程為載體,在傳授必備知識、培養關鍵能力的過程中,挖掘和融入思政內容,潛移默化地實行全員、全過程、全方位育人。

目前部分高中物理教師還沒有真正實現從提分到育人的理念轉變,在教學中主要以知識和解題方法的傳授為主,以提高成績為目標,課程思政的教育意識較為薄弱。在進行教學設計時沒有或很少挖掘課程中的思政元素,甚至為了“節約”時間而主動放棄教材或相關資料提供的思政元素。學生忙于學業,少有關心國家、社會發展的時間和空間。

物理學是自然科學領域的一門基礎學科,高中分科選學人數最多,更好挖掘物理課程的思政資源,有效開展思政教育是當務之急。本文以“反沖現象 火箭”為例,探討核心素養視域下高中物理課程思政的教育策略。

2 高中物理課程思政教育策略探討

物理課程思政與核心素養的培養相得益彰、相互融合,體現了學科育人的價值,使學生在獲得必備知識與關鍵能力的同時形成必備品格。物理學科核心素養主要包括“物理觀念”“科學思維”“科學探究”“科學態度與責任”四個方面。[1]辯證思維、科學方法、科學態度、責任擔當、人際交往、家國情懷、理想信念等都是課程思政的重要內容,可以從核心素養視角探索課程思政的教育策略。

2.1 增強物理觀念,培養辯證思維

“物理觀念”是從物理學視角形成的關于物質、運動與相互作用、能量等的基本認識;是物理概念和規律等在頭腦中的提煉與升華;是從物理學視角解釋自然現象和解決實際問題的基礎。[1]在物理概念與規律的教學中,教師應該滲透辯證唯物主義,增強學生的物理觀念,引導學生從辯證視角來看待物理事物,培養學生全面分析問題的習慣,在更高層面拓展問題解決的思路。

在反沖概念的教學中,學生對生活中的一些現象,如煙花升空、反沖自動澆花裝置、各種槍炮的后坐力等,要能主動運用相互作用觀念去解決問題。基于辯證思維,可以利用反沖現象去認識火箭、反沖式水輪發電機的原理,但同時也一定會有需要預防反沖的地方,比如怎樣減小槍炮的后坐力從而提高射擊精度等。其他章節中也有許多這樣的例子,比如共振的利用和預防,放射性的利用和防護等,在教學中要注重觀念的融合和辯證唯物主義的指引,讓學生在思考問題時能更全面、更客觀,也更容易想到問題解決的方法。

2.2 注重科學思維,加強方法教育

教學中要引導學生運用科學思維方法(如建模、類比、等效等),對相關問題進行定性或定量分析和研究,培養學生模型建構的意識和能力;在問題解決過程中要有多角度思考問題、大膽質疑、批判創新的意識。在物理教學過程中,必須注重對學生科學思維能力的培養,要加強思維方法的教育和滲透。

筆者在反沖的教學中,學生面對紛繁的反沖現象,如沖天的爆竹、放飛的氣球、放水時游動的水管等,要在觀察的基礎上抽象概括出共同特征:原來相對靜止的兩部分物體在遠大于外力的內力作用下,向相反方向運動。然后,在對問題的研究過程中能歸納出問題的一般解決路徑:創設真實情境→提出問題→分析問題→建構模型→尋找規律→解決問題→反饋驗證→總結評價→提出新問題……(圖1)在問題解決過程中培養學生的模型遷移的能力,并能運用多種思維方法解決新問題,如分析過氣球放氣模型后,要能將所用方法遷移到火箭發射過程的分析,找出影響推重比的因素,提出改進措施,并在課后的水火箭制作與調試過程中能主動應用。

2.3 進行科學探究,培養科學精神

科學探究是指學生基于觀察和實驗提出物理問題、形成猜想和假設、設計實驗與制定方案、獲取和處理信息、基于證據得出結論并作出解釋,以及對科學探究過程和結果進行交流、評估、反思。在科學探究教學中,教師要注意課程思政的滲透,培養學生的合作學習能力,要集思廣益,培養團隊協作能力;對實驗數據的處理要實事求是,面對失敗要不氣餒,細查原因,有重新再來的勇氣和擔當。

在反沖的教學中,設計了學生自主小實驗:探究反擊式水輪機模型的轉動(圖2)。實驗器材由部分同學利用課余時間制作,實驗時4人一組,8人共用一個水桶,這些都有意識地加強了學生的交流與合作。吸管初始狀態并不確定,引導學生通過觀察提出問題:怎樣讓它轉?怎樣使它轉得快?自主進行探究。最后介紹水輪機的實際應用,回歸社會與生活,在培養學生實驗探究能力的同時,也使學生養成實事求是的科學態度。

圖2

在理論探究中,提出課題:探究火箭發射速度的影響因素,學生經歷模型建構、規律應用等一系列探究過程,其中正方向的規定、質量變化的處理、外力的影響等許多因素都會影響推導結論。通過理論探究過程的體驗,學生體會到嚴謹認真態度的可貴,模型抽象能力、規律駕馭程度等因素對探究結果的影響,使學生初步養成嚴謹的科研態度,熟悉不良結構問題的探究思路與方法。

2.4 體驗社會生活,培養社會擔當意識

物理來源于生活,應用于生活,在物理教學中,我們應讓學生體驗生活,通過生活化物理情境的創設,激發學生探究生活現象與自然規律的欲望,認識科學、技術、社會、環境的關系,具有將科技創新服務社會、用于生活的意識,逐漸形成保護環境、推動可持續發展的責任感。

在反沖的教學中,情境的創設基本來源于生活與社會現象,如爆竹的運動、噴淋系統中的反沖或槍炮的后坐力等,很容易讓學生產生探究的欲望,提出改進或創新的思路,學生體會到物理就在身邊。在介紹水輪發電機時,學生更能體會到物理的實用性,也體會到利用水力等清潔能源對碳減排的貢獻。在對火箭的相關參量進行分析后,學生自主提出多級火箭的概念,在得到驗證后體會到問題解決的成就感。再利用《0到200,揭秘長征火箭家族的成長軌跡》中的一組數據介紹我國長征系列火箭,介紹我國航天技術在多代科學人才的努力下,現在已經躋身世界前列,明確國家未來科技的發展需要我們的接力,激發學生民族自信的同時明確未來的責任和擔當。

2.5 了解物理學史,培育愛國情懷

我國擁有悠久的文明史,對人類文明產生了不可磨滅的影響,在科技方面,我國古代先賢有大膽的突破,在近現代的物理發展中我國科學家也做出了卓越的貢獻。但許多學生對外面的世界僅限于自己所用、所見,看到的似乎都是“技不如人”,難免有“國外的月亮比較圓”的想法。作為物理教師,在尊重客觀事實的基礎上,要彰顯我國科學家對物理學的貢獻,生動描述錢三強、錢學森等一大批科學家為祖國的繁榮富強,放棄國外優渥的生活與研究條件義無反顧地回到祖國的懷抱,為祖國的發展而奮斗的先進事跡。同時要告知學生我國現代科技的發展雖然起步比較晚,但在黨的領導下,發展速度快,有許多領域已經達到國際先進水平,以激發學生民族自豪感。同時也要讓學生了解我們面臨的困難,如芯片等前沿科技遭遇“卡脖子”等,從而激發學生的社會責任感,培育愛國情懷,帶著使命積極投身當前的學習中去。

2.6 提高教師素質,保證課程思政實效

學生學習的主陣地在學校、在課堂,課程思政的實施者即為教師,但相關研究表明,目前許多教師課程思政的意識并不強,總認為只要把物理教好就行,德育是班主任的事。其實,德育是個潤物細無聲的過程,教師應該提高課程思政素養,加強課程思政教育培訓,在理論學習和教學實踐中提高自身的育人能力。如參加課程思政的理論培訓,學習高校開展課程思政的經驗,結合中學教學實際,挖掘思政資源與德育元素,尋找思政教育的切入點,并在實踐中優化和提升,從而保證物理課程思政的實效。

3 結語

課程思政的載體是學科教學,陣地在課堂,在開展課程思政教育的過程中要注意時機,要自然融入課程才能做到潤物細無聲,這就要求教師提前備好學科課程思政內容,定好課程思政目標,做好教學設計,適時在學科教學中融入思政因素。物理課程思政教育的方式、方法可以多樣,不能生搬硬套。物理課程的特點決定了思政內容要真實可靠,因為只有真實,學生才能感同身受,產生共鳴而觸動其心靈。當前,高中物理課程思政教育之路還任重道遠。