立德樹人視域下物理教學的實踐與探索

在當代社會中，教育的目標已經不局限于簡單的知識傳授，而是強調培養學生的美好品德和促進學生的全面發展。本文將從“基于認知特點，秉持物理教學中立德樹人的原則”“指向單元整體，探析物理教學中立德樹人的元素”“聚焦實驗過程，創新物理立德樹人的策略”三個方面對立德樹人視域下的物理教學展開探索，以期為物理教學中踐行立德樹人提供一些新的思路和實踐方法。

一、基于認知特點，秉持物理教學中立德樹人的原則

（一）系統集成，發展學科觀念

系統集成原則強調通過跨學科的教學，讓學生綜合應用不同學科的知識點和技能，進而形成更完整的知識結構。發展學科觀念強調培養學生對學科內在規律和原理的理解，也強調培養學生的批判性思維和創新能力。

例如，在學習電磁感應時，學生不僅要理解電磁感應的基本原理，還要掌握相關的數學知識和實驗技能。在這個情境下，教師可以設計一個實驗任務，要求學生利用自制的電磁感應裝置，通過探究導體在磁場中運動所產生的感應電流來理解電磁感應的規律。在這個過程中，學生不僅能學到物理知識，還能發展自身的數學建模能力、動手實驗能力，實現對知識的系統集成。同時，學生可以加深對物理學科內在規律的理解，形成關于電磁感應的學科思維，提高自身的創新探究能力。這樣的教學方法不僅能夠幫助學生更好地學習和理解物理知識，還能夠提高學生的跨學科學習能力和創新能力。通過整合多學科知識，學生能夠發展自身綜合應用知識解決問題的能力。通過發展學科觀念的運用，學生能夠更深入地理解和把握物理學科的本質。

（二）多元融合，鼓勵創新

多元融合強調將不同學科、不同知識領域進行有機融合，以便學生獲得更豐富、更有趣的學習體驗。鼓勵創新是指鼓勵學生積極探索、嘗試新的想法和方法，培養他們的創新精神和問題解決能力。

在教學過程中，教師要將物理知識與其他學科進行有機結合，以激發學生的學習興趣。例如，在講解牛頓第二定律時，教師不僅要介紹相關公式和概念，還要引入生活中的案例，如汽車行駛過程中的力的作用等。通過這種多元融合的方式，學生能夠更好地理解物理定律，并用其解決實際問題。

此外，教師還要鼓勵學生勇于創新，通過實踐與探索培養學生的創新能力。例如，在教學“光的折射”時，教師可以要求學生設計一個簡易的實驗裝置，觀察光線從空氣進入水中的折射現象。通過實踐操作，學生不僅可以深刻理解光的折射現象，還可以鍛煉自身的觀察能力、實驗設計能力和數據分析能力。教師在高中物理教學中遵循多元融合和鼓勵創新原則，既可以提高學生的學習興趣和參與度，又可以培養學生的綜合能力和創新思維。

（三）滲透歷史，增強民族自信

“滲透歷史”是指將學科知識與歷史文化結合，通過對物理學史的教學，加深學生對物理學科的認識和理解，并通過物理教學來弘揚民族文化，增強學生的民族自信和自豪感。

一方面，教師可以通過介紹物理學家的突破性研究和重大發現來幫助學生更好地把握科學發展的規律。例如，在教學伽利略的斜面實驗和牛頓的萬有引力定律時，教師可以引導學生通過實驗和觀察，主動探索自然規律，從而激發學生的好奇心和求知欲，培養他們對科學的興趣。

另一方面，教師可以拓展知識點來介紹中國科學家的研究成果和中國古代科學技術的發展歷程，增強學生的民族自信。例如，在談到楊振寧和李政道的研究成果時，教師可以為學生介紹二人在物理學領域的杰出貢獻，并向學生介紹中國古代的科學技術發展，讓學生認識到中國在科學領域的杰出貢獻。教師在高中物理教學中滲透歷史和增強學生民族自信，不僅能夠提高學生的物理學習水平，還能夠促進學生的思維發展和積極人格的形成。

二、指向單元整體，探析物理教學中立德樹人的元素

（一）基本定律，引導探究

在高中物理教學中，基本定律是引導學生勤于探究的關鍵。通過學習和理解物理學的基本定律，學生可以建立起對自然世界的認知框架，并發展批判性思維和提高科學探究的能力。

例如，在教授牛頓的三大運動定律時，教師可以準備水平滑臺、彈簧測力計、直尺和標尺、不同質量的小物體（金屬塊、木塊）等道具，引導學生進行實驗。教師可以先將一個水平滑臺放置在實驗桌上，并將彈簧測力計固定。然后，教師可以選擇一個小物體，并將該物體放在水平滑臺上，使其處于靜止狀態。接著，教師可以用彈簧測力計測量物體所受的重力，輕輕推動物體，使其開始運動，并記錄所施加的力和計算物體的加速度。最后，教師可以重復以上步驟，使用不同質量的物體進行實驗，并讓學生記錄每次實驗的物體質量、所施加的力和物體的加速度，繪制力與加速度的關系圖。學生可以通過數據來討論實驗結果，分析力與加速度的關系，并得出結論，驗證牛頓的三大運動定律。這樣的實踐探究能夠培養學生的實驗能力、問題解決能力和科學思維，也能夠激發學生對物理學的興趣。在這樣的模式中，基本定律的教學不再是枯燥的理論知識教學，而是一個引導學生勤于探究、發現規律的過程，其可以激發學生的學習主動性和創造性，培養學生的科學精神和解決問題的能力。

（二）動手操作，體驗和諧之美

動手操作可以增加學生與物理世界互動的機會，讓學生通過實際操作來體驗和諧之美。通過動手操作，學生可以親身參與實驗和示范，觀察物理現象，從而更深入地理解物理原理和概念。

例如，教師在講解圓周運動時，可以讓學生通過實際操作來體驗圓周運動的和諧之美。教師可以讓學生利用一根繩子和一個小球制作一個簡單的擺線裝置。然后，教師可以引導學生將繩子拉緊，讓小球做圓周運動。在觀察小球運動的過程中，教師要引導學生關注小球的運動軌跡、周期和頻率等，使其發現小球做圓周運動時的軌跡穩定，周期和頻率也呈現一定的規律性。通過實際操作，學生可以直觀地感受到這種和諧之美，并深入理解圓周運動的規律。這種教學方式有助于激發學生的學習興趣，增強他們的自主學習能力和實踐能力。通過實踐與探索，學生能夠親身體驗到物理現象的和諧之美，加深對物理概念和規律的理解。

（三）模型思想，分析主次矛盾

“模型思想，分析主次矛盾”的教學方式是指通過使用模型幫助學生更好地理解和掌握復雜的物理概念和現象，并通過分析問題的主次矛盾，集中解決核心問題，進而提高學生的問題解決能力，增強學生的物理學習效果。

例如，在教授自由落體運動時，教師可以引入模型思想，將自由落體運動簡化為一個質點在重力作用下的運動，將復雜的現象簡化為更易于理解和分析的模型。教師還可以解釋質點模型的適用性和局限性，并鼓勵學生思考如何運用這個模型來解決問題。然后，教師可以引導學生分析主次矛盾，先確定主要矛盾，即自由落體運動的加速度與物體質量無關，只與重力加速度有關，再發現次要矛盾，即在實驗測量中存在誤差和不確定性。在實驗中，教師可以引導學生進行多次測量，并記錄下每次測量的結果。通過分析這些數據，學生可以發現測量誤差的來源，并提出提高測量精度、增加數據的量等減少誤差的方法。學生還可以利用這些數據計算出自由落體運動的平均加速度，并與理論值進行比較，驗證模型的準確性。教師通過引入模型思想和分析主次矛盾的教學方式，可以幫助學生更好地理解物理概念，培養學生的實驗能力和分析能力，幫助學生更好地應用物理知識。

三、聚焦實驗過程，創新物理教學中立德樹人的策略

（一）合作式教學，懂得團結協作

合作式教學注重學生之間的合作與協作，通過小組活動和合作項目來培養學生的團隊合作能力、溝通能力和解決問題的能力。教師開展合作式教學能夠激發學生的學習興趣，增強他們的學習效果。

例如，在教學光的折射時，教師可以以“光在水中的折射”為主題。首先，教師可以引入光的折射的基本概念和相關公式，并解釋與折射相關的術語，如入射角、折射角和折射率。然后，教師可以將學生分組，每個小組配備一個透明的容器（玻璃槽）、光源（激光筆或手電筒）、標尺和直尺等實驗道具。教師可以讓學生將水倒入透明容器中，使水面平整，隨后讓學生在一側將光源對準水面，觀察光線在水中的折射現象。教師可以讓學生改變光線的入射角度，觀察光線的折射角度和折射路徑的變化，記錄入射角度、折射角度等實驗數據并計算介質的折射率。最后，教師可以引導學生討論實驗結果，幫助他們發現折射定律的規律。通過小組合作，學生可以相互討論、互相幫助，共同解決問題，加深對光的折射規律的理解和掌握，充分體會團隊合作的重要性和相互協作的價值。團結協作的教學方式不僅能增強學生的學習效果，還能培養學生的團隊意識和協作能力，為他們未來的學習和工作打下堅實的基礎。

（二）項目式教學，組織深度學習

項目式教學是一種以項目為核心的教學方法，通過讓學生參與實際項目的設計、實施和評估來培養學生的主動學習能力、問題解決能力和團隊合作能力。這種方式可以讓學生更主動地參與學習，增強學習效果。

例如，教師在講授電場直流電路知識時，可以把學生分成多個小組，每個小組負責設計和組裝一個簡單的電路實驗裝置。學生需要了解電路的基本原理、電子元件的使用方法及實驗過程中的安全注意事項，然后自己搭建電路，觀察并記錄實驗現象。在實驗過程中，學生需要解決電路連接不穩定、電流過大等問題。通過團隊合作和思考，學生可以順利解決這些問題，并取得實驗成功。這種積極主動的學習方式能激發學生的學習興趣，使學生更愿意主動探索和學習物理知識。通過實際操作，學生能更深入地理解電路的工作原理和電子元件的使用方法。項目式教學能夠激發學生的學習興趣，增強學生的學習動力，促進學生對知識的綜合應用，培養學生的問題解決能力和創新思維。

（三）拓展式教學，樹立遠大理想

拓展式教學是指通過引導學生思考和解決實際問題，為學生提供更廣泛的學科知識，幫助學生超越課本知識，培養學生綜合運用知識解決問題的能力。

例如，在講解常用的光學儀器時，教師可以組織學生開展“設計和制作太陽能熱水器”活動。在開始前，教師可以帶領學生學習關于光學和能量轉換的理論知識，包括光的折射和反射特性、熱能的傳導和吸收原理。然后，教師可以讓學生以小組為單位設計并制作太陽能熱水器。學生需要考慮如何最大限度地吸收太陽能，并將其轉化為熱能，同時要設計一個儲能系統將能量保存。學生可以調整反射器的角度和材質，改變吸熱器的材料和設計及優化儲能系統，反復進行測試和實驗。最后，學生要對實驗結果進行數據收集和分析，比較不同設計方案的效果，總結出最優的設計方案。在此過程中，學生不僅能從光學和熱學的角度深入學習物理知識，還能發展自身的實踐能力、團隊合作能力和創新思維，意識到物理知識與實際生活之間的聯系，激發自身對未來科技發展的向往和熱情，樹立遠大理想。

結語

立德樹人視域下開展物理教學的實踐與探索具有重要意義。教師需要具備高水平的專業素養，使用靈活的教學策略，以面對在教學過程中的一系列挑戰。教師基于立德樹人開展物理教學有助于不斷完善物理教育體系，培養具有創新能力和社會責任感的青少年。

（作者單位：江蘇省南通市通州區金沙中學）