核心素養視野下高中物理教材中STSE的德育

《普通高中物理課程標準（2017年版2020年修訂）》中提出了STSE教育理念，該理念倡導通過跨學科的學習方式，讓學生在掌握科學和技術知識的同時，深刻理解科學探索中的道德倫理，培養尊重事實、追求真理、勇于創新的科學精神。這種科學精神與道德素養的融合教育，對于學生全面、均衡的人格發展具有重要意義。新人教版高中物理教材中的STSE內容，正是這一教育理念的生動體現，它不僅豐富了物理課程內容，更為學生提供了廣闊的德育學習空間。通過深入分析STSE內容，我們可以從物理學科核心素養的四個維度——物理觀念、科學思維、科學探究、科學態度和責任出發，探討其對學生德育素養的深遠影響。

一、物理觀念維度下的德育

以新人教版必修一第一章第四節STSE欄目中的“交通工具與社會發展”為例，該欄目生動展示了隨著社會的進步和技術的發展，交通工具速度的巨大飛躍——從速度僅為5km/h的馬車到高達500km/h的磁懸浮列車。學生可以從這一速度變革中深刻感受到技術進步和人們對生活便利的追求，加深對速度概念的學習。同時，教師可以巧妙地利用欄目內容，引導學生關注“速度與社會生活”的緊密聯系，通過討論“如果沒有火車和汽車，現代社會將會如何”等話題，激發學生對社會生活的思考;通過探討“交通工具速度的提升如何影響部隊機動性、國家間交流與貿易”等問題，引導學生關注“速度與國家安全、國防建設以及全球發展問題”的重要問題;通過剖析“交通堵塞、交通事故、能源消耗、環境污染”等現實問題，引導學生關注“速度與能源安全、速度與環境保護”的微妙平衡。在這樣的教學過程中，教師不僅能夠有效地進行物理知識傳授，還能潛移默化地對學生進行國防安全教育、社會安全教育和環境保護教育等德育，實現知識教育與德育的和諧統一。

二、科學思維維度下的德育

以新人教版必修三第十三章第三節的STSE欄目——“法拉第與電氣化時代”為例，這一欄目生動地描繪了法拉第如何運用科學思維推動電氣化時代的到來。法拉第堅信自然現象之間相互聯系，通過逆向思維提出“磁生電”的假說，并通過進一步推理，提出用“場”和“力線”概念來描述電磁作用。這些成果都是科學思維的杰出代表，不僅推動了電磁學的發展，更為人類社會的電氣化進程奠定了堅實基礎。同時，材料中提到的法拉第在艱苦條件下堅持學習、對理想的執著追求以及在探索過程中展現出的堅韌不拔的精神，都是對學生進行德育的寶貴素材。教師在教學中應充分挖掘這些資源，通過講述法拉第的故事，引導學生領悟科學思維的魅力，培養他們的科學精神和道德品質。

三、科學探究維度下的德育

物理學是一門以實驗為基礎的科學，教材中諸多精心設計的實驗探究活動，為學生開辟了一條直觀感悟物理奧秘，用實驗探索知識的途徑。正如教育巨匠杜威所強調的，科學學習的本質遠不止于知識的單向傳遞，其真正價值更體現在對探究過程和學習方法的深刻體驗上。陶行知先生所倡導的“做中學”教育理念，也在此找到了共鳴。教材中的STSE內容，將科學家們的實驗探究情境生動地呈現在學生眼前，仿佛引導學生穿越時空，與科學家們并肩工作。在這樣的學習氣氛中，學生們得以模擬科學家的探究過程，逐步掌握科學知識，更重要的是，他們能深刻體會到科學探究的艱辛與樂趣，領悟到獲得知識的不易與珍貴。這樣的學習經歷，無疑有助于培養學生的科學探究精神，激發他們對未知世界的好奇與探索欲望。例如，在新人教版選擇性必修一第四章第五節中的科學漫步這一欄目通過“泊松亮斑趣事”與“X射線衍射與雙螺旋”兩個子話題，向學生們展示了科學探索的無窮魅力與深邃內涵。其中，阿拉果成功觀測到“泊松亮斑”，為光的波動理論提供了有力的實證支持;勞厄則通過X射線晶體衍射實驗，證實了X射線亦具有波動性特征;威爾金斯和富蘭克林對DNA進行X射線衍射實驗，得到了DNA雙螺旋結構的衍射圖樣，再進一步證實了X射線的波動性同時，也宣布了分子生物學的誕生，再次用實驗證實了光是一種波。在教學中，我們完全可以借鑒并延續這種科學探索的精神和方法，有條件的學校也可以和大學合作做物理實驗，讓學生親身體驗科學探究獲取知識的過程。這樣的教學模式，學生們將有機會以科學探究者的身份，深入體驗知識獲取的全過程，強化物理觀念，提升科學思維能力。同時，這種以科學探究為核心的教學方法，也將有助于培養學生們嚴謹認真、實事求是的科學態度，以及獨立思考、解決問題的能力。最終，通過這樣的教學活動，我們有望培養出更多具備科學素養和創新精神的未來之星。

四、科學態度與責任維度下的德育

隨著新課程改革的深入推進，教材中的STSE內容逐漸凸顯出其人文與科學的交融價值，成為培養學生科學態度和社會責任感的重要載體。在教學過程中，教師應充分發掘STSE資源的潛力，結合時事熱點和多媒體手段，逐步激發學生對物理世界的探索熱情，并在此過程中培育他們的團隊協作精神和對科學真理的堅定追求。例如，新人教版必修二第七章第一節科學漫步欄目中的“人類對行星運動規律的認識”，就像一部展現科學家嚴謹治學、追求真理的畫卷。從托勒密的“地心說”到哥白尼的“日心說”，再到開普勒的行星運動三定律，每一步都銘刻著科學家們的智慧與堅韌，彰顯著他們對科學真理的不懈追求。布魯諾為捍衛“日心說”所展現出的無畏精神，更是將科學家對真理的堅守推向了新的高度。這些故事無疑會深深觸動學生的心靈，激勵他們繼承和弘揚這種寶貴的科學精神。同時，教材中提到的錢學森、鄧稼先等杰出科學家的事跡，更是對學生進行愛國主義教育的生動教材。他們為了國家的科技事業和國防建設，甘于隱姓埋名、默默奉獻，用自己的智慧和汗水譜寫了壯麗的愛國篇章。他們的崇高品質和深厚愛國情懷，將成為學生們心中永恒的豐碑，激勵著他們為國家的繁榮富強貢獻自己的力量。此外，新人教版必修三STSE欄目的“量子力學的創立和索爾維會議”則深刻闡釋了科學合作的重要性。量子力學的創立是多位科學家歷經數十年共同努力的結晶，這一過程充分體現了科學研究中的團結協作與知識共享。教師在教學中可以以此為契機，著力培養學生的合作意識和團隊精神，使他們在未來的科學探索中能夠更好地發揮集體智慧的力量，共同推動科學的進步與發展。

責任編輯 徐國堅