立德樹人格局下課程思政融入高中物理教學(xué)的實踐研究*——以能量量子化為例

李 林

(深圳市寶安中學(xué)高中部 廣州 深圳 518101)

2018年，習(xí)近平總書記在全國教育大會上的講話中指出：“黨的十八大以來，我們圍繞培養(yǎng)什么人、怎樣培養(yǎng)人、為誰培養(yǎng)人這一根本問題，全面加強黨對教育工作的領(lǐng)導(dǎo)，堅持立德樹人，加強學(xué)校思想政治工作，推進教育改革……要在加強品德修養(yǎng)上下功夫，教育引導(dǎo)學(xué)生培育和踐行社會主義核心價值觀，踏踏實實修好品德，成為有大愛大德大情懷的人……要全面加強和改進學(xué)校美育，堅持以美育人、以文化人，提高學(xué)生審美和人文素養(yǎng)……”[1]2019年3 月習(xí)總書記又在學(xué)校思想政治理論課教師座談會上提出：挖掘其他課程和教學(xué)方式中蘊含的思想政治教育資源，實現(xiàn)全員全程全方位育人[2].“課程思政”與“思政課程”不同，前者提倡每一門課都要具有思政教育的功能，后者則專指對學(xué)生進行思想品德教育的專門課程.課程思政本質(zhì)上是踐行“立德樹人”理念的教育，它的目標是構(gòu)建全員育人、全程育人、全方位育人的格局，知識傳授、價值引領(lǐng)和能力培養(yǎng)三位一體，彼此交融.

1 高中物理教學(xué)中融入課程思政的基礎(chǔ)

物理學(xué)所研究的對象是物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)和物質(zhì)最基本、最普遍的運動形式，因此物理學(xué)是一切自然科學(xué)以及進一步認識復(fù)雜運動的基礎(chǔ)，是自然科學(xué)研究中的領(lǐng)頭學(xué)科[3].物理學(xué)所展現(xiàn)的科學(xué)的世界觀、認識論和方法論深刻影響著人類對物質(zhì)世界的基本認識、人類的思維方式和社會生活[4].物理學(xué)中的實驗發(fā)現(xiàn)和理論創(chuàng)新，特別是物理學(xué)中一系列重大發(fā)現(xiàn)(如電子的發(fā)現(xiàn)、相對論理論的創(chuàng)立和夸克模型的建立等)都為闡述辯證唯物主義哲學(xué)的一般規(guī)律和原理提供了重要的科學(xué)事實和依據(jù)，使辯證唯物主義的基本原理更加豐富并不斷向前發(fā)展.而辯證唯物主義中的質(zhì)量互變規(guī)律、對立統(tǒng)一規(guī)律、否定之否定規(guī)律、真理的相對性以及實踐是認識的基礎(chǔ)、是真理的檢驗標準等原理,為人類認識物質(zhì)世界的客觀規(guī)律提供了重要的哲學(xué)思想和方法論.人類在認識和改變客觀世界的同時，也在改變自己的主觀世界和思維方式，使之更加適應(yīng)于改善人類的生存狀態(tài)的要求[5].

教育部發(fā)布的最新的綱領(lǐng)性文件，《普通高中物理課程標準(2017年版2020年修訂)》明確了物理學(xué)科核心素養(yǎng)的四個維度：物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任[6].其中，科學(xué)態(tài)度與責(zé)任重點包括科學(xué)本質(zhì)、科學(xué)態(tài)度、科學(xué)責(zé)任等要素，主要指在認識科學(xué)本質(zhì)、感知科學(xué)、技術(shù)、社會和環(huán)境關(guān)系之上，逐漸形成的嚴謹認真、實事求是的科學(xué)態(tài)度及遵守道德規(guī)范、保護環(huán)境并推動可持續(xù)發(fā)展的責(zé)任感[7].不難看出，新課程標準的指導(dǎo)思想，核心素養(yǎng)中科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的內(nèi)部聯(lián)系都體現(xiàn)出高中物理所具備的的思政功能.在教學(xué)內(nèi)容方面，高中物理中的定理、理論不是一蹴而就的，長期的發(fā)展、完善過程印證了辯證唯物主義認識論.教師在講解理論時，可以先介紹物理學(xué)家探索科學(xué)規(guī)律的艱辛過程，啟發(fā)學(xué)生從多角度思考分析，達到對學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)，著重突出世界觀的培養(yǎng).其次，高中物理的培養(yǎng)目標可以細化為知識目標、能力目標和情感目標，即希望學(xué)生能運用所學(xué)物理知識解決實際問題，掌握科學(xué)方法，具有科學(xué)精神和科學(xué)素養(yǎng)，而這些恰好也是思想政治教育的目標之一.物理學(xué)推動科技進步、推進中國發(fā)展的具體案例，又給高中物理教學(xué)提供了連綿不絕的思想政治教育資源.如2020 年6月23日我國北斗三號最后一顆全球組網(wǎng)衛(wèi)星發(fā)射成功，標志著北斗導(dǎo)航衛(wèi)星已經(jīng)完成了全球部署，中國有了自己的導(dǎo)航系統(tǒng).中國的北斗系統(tǒng)從1994 年開始建設(shè)，從無到有，自立更生，耗時26 年，終于建成了一張?zhí)炀W(wǎng).北斗衛(wèi)星打破了美國壟斷，大大提高了我們在空天領(lǐng)域主動權(quán).北斗衛(wèi)星的開發(fā)過程非常艱難，當時我國經(jīng)濟基礎(chǔ)薄弱，人才匱乏同時還要面臨歐美技術(shù)封鎖.中國航天人在困難面前沒有低頭，經(jīng)歷了幾代人的艱辛努力，才取得成功.教師要善于挖掘前沿科技中的思政元素，因時而進，因時而新，這樣可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，提高課堂參與度，大大增強課程思政的教育效果.

2 “課程思政”教學(xué)實踐——以“能量量子化”為例

必須清醒認識到，物理教師不是專業(yè)的思想政治教師，融入思想政治教育的物理課不能等同于思想政治課.在物理教學(xué)中如何巧妙地融入思想政治教育需要教師做好備課工作，精心做好教學(xué)設(shè)計，選擇合適的教學(xué)方法、教學(xué)材料.現(xiàn)以人教版選修3-5第十七章第1節(jié)“能量量子化”中的幾段教學(xué)片段為案例，初步嘗試將“課程思政”融入高中物理教學(xué)，僅供參考，以達到拋磚引玉的目的.

2.1 結(jié)合物理學(xué)史視頻動態(tài)化引入主題

課前，結(jié)合物理學(xué)史的內(nèi)容，播放視頻動畫，使課本上靜態(tài)的知識動態(tài)化.讓學(xué)生了解本節(jié)課相關(guān)的物理學(xué)背景和時代背景.19世紀末期，物理學(xué)已經(jīng)發(fā)展成了一門非常完善的學(xué)科.一切物理現(xiàn)象似乎都能夠從以力、熱、光和電磁為支柱的物理學(xué)知識理論體系中找到滿意的答案，物理學(xué)家們都感到物理學(xué)已大功告成；但開爾文卻提到物理學(xué)天空的兩朵烏云，物理學(xué)后續(xù)的發(fā)展歷程表明，恰恰是這兩朵小小的烏云，引起了物理學(xué)的一場大變革[8].

思政分析：在引入過程中，教師可以指出在19世紀末，物理學(xué)界彌漫一種驕傲自滿的情緒，按照機械決定論的哲學(xué)觀點世界運行機制已被揭示，但從辨證唯物主義觀點出發(fā)，時間萬物都在發(fā)展變化中.所謂學(xué)海無涯、學(xué)無止境，要時刻保持謙虛、謹慎的學(xué)習(xí)態(tài)度，以批判的眼光看問題，微小細節(jié)背后可能蘊藏著巨大的不同，都可能是改變世界認知觀念的決定性因素.物理學(xué)中諸多重大進展就是基于這種求真務(wù)實、嚴謹審慎的科學(xué)態(tài)度發(fā)現(xiàn)的.比如在探究“以太”是否存在的實驗中，邁克耳孫和莫雷測量的結(jié)果與19世紀末物理學(xué)家們利用經(jīng)典物理原理得出的結(jié)論不相符，但他們并沒有隱瞞，而是帶動全世界的物理學(xué)家們研究不符的原因；正如我們現(xiàn)在所知，恰恰正是這些“出人意料”的實驗結(jié)果引發(fā)了物理學(xué)家的思考，進而促進相對論的誕生[9].任何物理學(xué)的理論都是暫時的，世間并沒有絕對真理也沒有終極真理，任何物理學(xué)理論都存在它的局限性和邊界，對于目前無法解決的問題，我們就要突破傳統(tǒng)觀念的束縛，提出新觀點，建立新理論，拓展已有知識的邊界，從而推動科學(xué)不斷發(fā)展.

2.2 結(jié)合生活實例初步展開課堂教學(xué)

黑體輻射是本節(jié)課的重點也是難點，教師需從生活中熱輻射講起，逐漸過渡到黑體和黑體輻射.課前學(xué)生已經(jīng)知道熱傳遞有3種形式：熱傳導(dǎo)、熱對流、熱輻射，其中熱輻射的主要成分是波長較長的電磁波，不能引起人的視覺.教師講解歐洲工業(yè)革命時鋼鐵冶煉的歷史背景，借此引導(dǎo)學(xué)生體會物理學(xué)發(fā)展與生產(chǎn)實踐的關(guān)系.那中國古代對此現(xiàn)象是否也有類似的研究呢？此時，教師引導(dǎo)成語“爐火純青”原意是道士煉丹，認為煉到爐里發(fā)出純青色的火焰就算成功了.在唐代孫思邈的《四言詩》有介紹：“洪爐烈火，洪焰翕赫；煙示及黔，焰不假碧.”[10]在現(xiàn)代應(yīng)用方面，熱輻射在現(xiàn)代生活中廣泛存在，比如紅外線照相機、紅外線溫度計、紅外追蹤等，科學(xué)家還可以根據(jù)Wien displacement定律計算出太陽的表面溫度[11].

思政分析：在教學(xué)中，引入“爐火純青”這個成語，并解讀其基本含義，說明中國古人很早就對熱輻射現(xiàn)象有觀察、有研究，總結(jié)出一整套經(jīng)驗理論，這宣揚了中華民族的優(yōu)秀傳統(tǒng)文化，增強學(xué)生的文化自信.將中華優(yōu)秀巧妙傳統(tǒng)文化融入課程，有助于左右腦的相互溝通，讓學(xué)生把邏輯思維和形象思維更好地融合起來，并在認識上跨越人文科學(xué)與自然科學(xué)的知識鴻溝，促使學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、語言表達能力和分析解決問題能力的提升，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣[12].在介紹西方科學(xué)家開展熱輻射現(xiàn)象研究的緣由時，教師引導(dǎo)學(xué)生以動態(tài)、發(fā)展的觀點認識物理學(xué)的發(fā)展規(guī)律，從實踐出發(fā)，總結(jié)經(jīng)驗，凝練科學(xué)理論，又進一步指導(dǎo)實踐，循環(huán)上升，逐漸進步.分析紅外測溫技術(shù)在生活中的實例，進一步教導(dǎo)學(xué)生了解物理學(xué)的前沿技術(shù)，同時也使學(xué)生了解國際國內(nèi)的發(fā)展形勢，不僅要做到學(xué)以致用，更要做到學(xué)為何用，增強民族復(fù)興的使命擔(dān)當.同時，宣揚踏實肯干，精益求精的工匠精神，培養(yǎng)學(xué)生正確的人生觀、世界觀和價值觀.

2.3 簡化“能量量子化”知識模型師生思維碰撞

能量量子化現(xiàn)象是第一種被發(fā)現(xiàn)的量子現(xiàn)象，它在創(chuàng)立量子力學(xué)過程中起了奠基作用.不過，髙中生從經(jīng)典物理的連續(xù)性觀念到近代物理的量子化觀念的轉(zhuǎn)變是非常困難的，教師需要注意把能量量子化這部分知識簡化，便于學(xué)生理解.教師可以類比生活中的例子，比如人的數(shù)量是量子化的，物體的質(zhì)量是量子化的，電荷量是量子化的等實例，進而引出能量量子化的含義.為了解釋“紫外災(zāi)難”，普朗克利用內(nèi)插法提出了一個全新的公式，他用一個能量不連續(xù)的諧振子假設(shè)，推導(dǎo)出黑體輻射公式，與實驗符合得非常好.普朗克能量子假設(shè)具有劃時代的意義，但在20世紀初，經(jīng)典物理學(xué)家對此理論的懷疑和非難也接踵而來，普朗克的工作幾乎無人問津，普朗克自己也感到不安[11].

思政分析：科學(xué)家在觀察和研究世界時，從事物的現(xiàn)象到本質(zhì)、從特殊到普遍、從經(jīng)驗到規(guī)律、從已知到未知之間的所經(jīng)歷的探索歷程，無不閃耀著理性精神的光芒.雖然普朗克利用內(nèi)插法的理論推導(dǎo)還有不足之處，但這種量子化假設(shè)具有重大意義.大膽的猜測和敏銳的洞察力，造就天才的突破，這為我們運用新方法探究未知物理世界樹立了一個典范.教師也要注意引導(dǎo)學(xué)生從辨證的角度看問題.科學(xué)的發(fā)展過程充滿偶然性與必然性，偶然性與必然性相互關(guān)聯(lián)，相互促進，并在一定條件下相互轉(zhuǎn)化[13].量子化理論的發(fā)現(xiàn)既是偶然的，同時也是必然的.一方面，眾多科學(xué)家對黑體輻射規(guī)律的研究必然會得出滿意的解釋，這體現(xiàn)了科學(xué)發(fā)展過程中新理論的必然性；另一個方面，普朗克通過大膽假設(shè)，運用內(nèi)插法得出的新理論，完美解釋了黑體輻射規(guī)律，這體現(xiàn)了科學(xué)發(fā)展的偶然性[14].

3 結(jié)語

課程思政是一個內(nèi)涵豐富的理論系統(tǒng)，實施方式多種多樣，與各學(xué)科有千絲萬縷的聯(lián)系，教師可以結(jié)合各學(xué)科特點，融合學(xué)科資源，多樣化、多層次“潤物細無聲”地實施.本文以能量量子化為例，探討在高中物理的教學(xué)內(nèi)容方面如何挖掘思政元素，在教學(xué)過程中如何引入課程思政思路.課程思政融入高中物理教學(xué)是一項艱巨的任務(wù)，需要長期堅持研究和探索，需要廣大教師共同努力，全面挖掘高中物理課程思政育人元素清單，研磨經(jīng)典課例，推進深度反思，形成完善的物理思政課程體系，從而更好地踐行“立德樹人”的根本任務(wù)，以求思政課程效果最大化，實現(xiàn)全方位育人.