高中物理課堂教學(xué)中德育滲透的實(shí)施案例分析

李 鳴

（1.浙江大學(xué)附屬中學(xué)，浙江 杭州 310007；2.杭州師范大學(xué)附屬阿克蘇市高級(jí)中學(xué)，新疆 阿克蘇 843000）

育人的根本在于立德，立德樹(shù)人是教育的中心環(huán)節(jié).高中物理知識(shí)和規(guī)律都含有豐富的德育因素，學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)科育人價(jià)值的集中體現(xiàn).不積跬步無(wú)以至千里，不積小流無(wú)以成江海，任何行為和認(rèn)知的形成都不是一蹴而就的.要落實(shí)以德育人的教育理念，就要做到潤(rùn)物細(xì)無(wú)聲，根據(jù)不同的內(nèi)容精心設(shè)計(jì)不同形式的德育實(shí)施途徑.按照物理學(xué)科核心素養(yǎng)的育人目標(biāo)，高中物理德育教育的實(shí)施途徑可分為以下幾種情況.

1 理解自然，家國(guó)情懷，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任

物理學(xué)是自然科學(xué)領(lǐng)域的一門(mén)基礎(chǔ)學(xué)科，研究自然界物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)、相互作用和運(yùn)動(dòng)規(guī)律.在教育教學(xué)中應(yīng)使學(xué)生形成經(jīng)典物理觀念，讓他們能用其解釋自然現(xiàn)象和解決實(shí)際問(wèn)題；使學(xué)生建立“天地與我并生，而萬(wàn)物與我為一”的自然觀，讓他們樹(shù)立人與自然是生命共同體的理念；使學(xué)生認(rèn)識(shí)科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)、環(huán)境4者之間的緊密聯(lián)系，讓他們樹(shù)立承擔(dān)社會(huì)責(zé)任的意識(shí).

在“加速器”案例中，筆者將“回旋加速器”的內(nèi)容重新設(shè)計(jì)，在課程實(shí)施階段創(chuàng)新安排了3個(gè)德育實(shí)施途徑.

（1）課程開(kāi)始階段，《閃電俠》視頻引入.

連續(xù)劇《閃電俠》講述的是中心城粒子加速器爆炸并引起了一股風(fēng)暴，閃電俠被雷擊后得到超高速力量保護(hù)中心城的故事.該視頻的引入讓學(xué)生加深了對(duì)粒子加速器威力的理解，直觀地感受到科技的力量.同時(shí)，借用此則視頻讓學(xué)生認(rèn)識(shí)科學(xué)·技術(shù)·社會(huì)·環(huán)境的關(guān)系，理性地理解一方面科學(xué)技術(shù)是推動(dòng)人類(lèi)社會(huì)發(fā)展的革命性力量，另一方面科學(xué)技術(shù)使人類(lèi)社會(huì)面臨各種各樣的風(fēng)險(xiǎn)，具有不確定性和兩面性，是一把雙刃劍.

（2）課程進(jìn)行階段，提問(wèn)“為什么要制造加速器”，展現(xiàn)“中國(guó)加速器的發(fā)展歷程”.

教師通過(guò)查詢(xún)廣泛的資料，從“基礎(chǔ)研究”、“國(guó)計(jì)民生”和“國(guó)防安全”3個(gè)方面，讓學(xué)生全面理解加速器為人類(lèi)社會(huì)所帶來(lái)的影響，進(jìn)一步樹(shù)立科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力的觀念.同時(shí)，通過(guò)新中國(guó)成立以來(lái)粒子加速器的發(fā)展數(shù)據(jù)、“回旋加速器紀(jì)念郵票”等圖片和上海光源新聞的視頻，讓學(xué)生感受到新中國(guó)科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，砥礪家國(guó)情懷，激發(fā)使命擔(dān)當(dāng).

（3）課程結(jié)束階段，重溫回旋加速器發(fā)現(xiàn)史.

教師以勞倫斯發(fā)明回旋加速器作為課程的結(jié)尾，通過(guò)史料圖片的再現(xiàn)和發(fā)明故事的講述，使學(xué)生懂得所有促進(jìn)人類(lèi)文明進(jìn)步的偉大發(fā)明都經(jīng)過(guò)了創(chuàng)新的理論思考和艱辛的實(shí)驗(yàn)研究，啟發(fā)學(xué)生為了實(shí)現(xiàn)人類(lèi)命運(yùn)共同體而不懈努力.

除了上述案例所采用的德育實(shí)施途徑外，我們還可以通過(guò)以下途徑：（1）查閱三大守恒定律發(fā)現(xiàn)歷史，提出觀點(diǎn)，學(xué)生展開(kāi)討論，如針對(duì)能量守恒為什么還要節(jié)約能源等，樹(shù)立地球村意識(shí)；（2）圍繞電磁和電磁輻射展開(kāi)調(diào)查，如無(wú)線充電是否會(huì)產(chǎn)生電磁輻射、4G和5G的電磁輻射調(diào)查、建筑大廈外表面光“污染”等，撰寫(xiě)調(diào)查報(bào)告，增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任意識(shí)；（3）通過(guò)觀看紀(jì)錄片、參觀博物館等方式，了解中華民族的科學(xué)發(fā)展歷程和近代中國(guó)的科技進(jìn)步歷程，增強(qiáng)民族自信心和自豪感.（4）利用近期祖國(guó)與高中物理有關(guān)的科技取得重大突破的時(shí)機(jī)，如北斗全球系統(tǒng)組網(wǎng)完成手機(jī)、GPS開(kāi)始使用北斗系統(tǒng)、“奮斗者”號(hào)潛水器在馬里亞納海溝下潛10909 m成功坐底等，啟迪學(xué)生對(duì)祖國(guó)富強(qiáng)的自豪和追求.

2 建模推理，實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新，鍛煉學(xué)生的科學(xué)思維

物理學(xué)運(yùn)用數(shù)學(xué)等工具，通過(guò)科學(xué)推理和論證，構(gòu)建反映事物本質(zhì)屬性的物理模型.在教學(xué)中，應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生的規(guī)律意識(shí)和探究規(guī)律的能力，讓他們能建立模型、解釋自然現(xiàn)象和解決實(shí)際問(wèn)題；應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生的選擇意識(shí)、證據(jù)意識(shí)和評(píng)估證據(jù)的能力，讓他們能從定性和定量?jī)蓚€(gè)方面研究相關(guān)問(wèn)題，進(jìn)行科學(xué)推理；應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維意識(shí)，讓他們能基于證據(jù)大膽質(zhì)疑，追求科學(xué)創(chuàng)新.

在案例“自由落體運(yùn)動(dòng)”中，筆者利用物理學(xué)科教室，設(shè)計(jì)了兩個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，并將德育實(shí)施帶入其中.

2.1 解決實(shí)際問(wèn)題，形成規(guī)律意識(shí)

在課程的引入環(huán)節(jié)，借助學(xué)校物理學(xué)科教室里的測(cè)定反應(yīng)速度的設(shè)備，進(jìn)行抓金屬棒測(cè)量反應(yīng)時(shí)間的游戲，從而引出本節(jié)課的主題.在課程的總結(jié)環(huán)節(jié)，首尾呼應(yīng)式提問(wèn)：“通過(guò)今天的學(xué)習(xí)，各個(gè)小組能利用金屬棒自由落體的規(guī)律，推測(cè)出在測(cè)反應(yīng)速度這個(gè)游戲中獲得高分的方法嗎？”引發(fā)學(xué)生針對(duì)模型和實(shí)際問(wèn)題的討論.邀請(qǐng)討論有結(jié)果的小組上臺(tái)演示，啟發(fā)學(xué)生感悟要解決實(shí)際問(wèn)題，既要有使用科學(xué)證據(jù)的意識(shí)，還要有評(píng)估科學(xué)證據(jù)的能力，做到理論聯(lián)系實(shí)際.

2.2 合作探究實(shí)驗(yàn)，形成選擇意識(shí)

本節(jié)課設(shè)計(jì)了學(xué)生分小組對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系進(jìn)行合作探究實(shí)驗(yàn)的環(huán)節(jié).各小組對(duì)探究問(wèn)題提出可行性方案，再?gòu)亩ㄐ院投康目刹僮餍越嵌?，最終確定本堂課使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器進(jìn)行實(shí)驗(yàn).實(shí)驗(yàn)中，每組學(xué)生都準(zhǔn)備了坐標(biāo)紙、筆記本電腦（已安裝Excel）、白紙和剪刀，啟發(fā)學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)處理形式和處理方法進(jìn)行選擇，當(dāng)所有小組都完成了實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)處理后，讓采用不同數(shù)據(jù)處理方法的小組上臺(tái)展示和交流，并對(duì)這幾種數(shù)據(jù)處理方法進(jìn)行比較和評(píng)價(jià).通過(guò)這樣的安排，培養(yǎng)學(xué)生的選擇意識(shí)，使他們能從不同角度思考問(wèn)題，追求科學(xué)創(chuàng)新.

除了上述案例所采用的德育實(shí)施途徑外，筆者還可以通過(guò)以下途徑：（1）引導(dǎo)學(xué)生利用科學(xué)方法，探索周?chē)挛锏膴W秘，如魔術(shù)解密等；（2）鼓勵(lì)學(xué)生自制演示實(shí)驗(yàn)道具，如水流星、驗(yàn)電器等，參與展示，培養(yǎng)動(dòng)手能力，并基于自己的展示發(fā)表自己的見(jiàn)解；（3）鼓勵(lì)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)，啟發(fā)他們利用不同實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)計(jì)不同實(shí)驗(yàn)方案，并提出合理猜想和假設(shè)，培養(yǎng)選擇意識(shí)和創(chuàng)新意識(shí).

3 實(shí)事求是，合作探究，塑造學(xué)生的科學(xué)態(tài)度

物理學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué).通過(guò)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察，提高他們持久實(shí)驗(yàn)的耐性和實(shí)驗(yàn)觀察能力，培養(yǎng)他們細(xì)致認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度；通過(guò)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)操作的合作，提高他們交流的意愿和能力，培養(yǎng)他們的動(dòng)手能力和實(shí)驗(yàn)習(xí)慣；通過(guò)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄，提高他們獲取、分析和處理信息的能力，培養(yǎng)他們的證據(jù)意識(shí)和獲取證據(jù)的能力；通過(guò)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的質(zhì)疑，提高他們對(duì)實(shí)驗(yàn)的評(píng)估和反思能力，培養(yǎng)他們求真務(wù)實(shí)、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度；通過(guò)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)方法的探究，提高他們?cè)谡鎸?shí)情境中解決物理問(wèn)題的能力，培養(yǎng)他們利用實(shí)驗(yàn)規(guī)律、建構(gòu)物理模型的能力.

在案例“浮力”中，筆者引導(dǎo)學(xué)生對(duì)物理模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，并引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)，同時(shí)在理論實(shí)驗(yàn)和實(shí)際實(shí)驗(yàn)中都設(shè)置了質(zhì)疑環(huán)節(jié)，創(chuàng)新了德育教育途徑.

3.1 真實(shí)情境建模，實(shí)驗(yàn)方案研討

播放電影《加勒比海盜》中“兩位船員在水底拉住木船行走，依靠船里的空氣進(jìn)行呼吸，從而成功潛在水底逃走”的片段，讓各小組通過(guò)合作、討論、展示與交流，得到此情境下的物理模型和實(shí)驗(yàn)方案，即制作一條等比例縮小的泡沫船，將它倒置在鹽水中，與下方固定的彈簧秤相連，通過(guò)測(cè)定其完全浸沒(méi)在鹽水中所受的拉力，再等比例放大得到兩個(gè)人在水下能否提供這么大的拉力，以此判定電影情境是否真實(shí)存在.

3.2 現(xiàn)場(chǎng)小組實(shí)驗(yàn)，得出初步結(jié)論

教師在網(wǎng)上搜索到船的一般尺寸，各組制作等比例縮小的泡沫船，在水缸中測(cè)定該泡沫船浸沒(méi)在水中所受的浮力.某小組展示如圖1所示：按1∶10制作泡沫船，完全浸沒(méi)時(shí)，彈簧秤讀數(shù)9.4 N，再等比例放大推算影片中船所受到的浮力約為9400 N.若每個(gè)人每只手的力量能達(dá)到2350 N是可以做到的.本實(shí)驗(yàn)中，給水缸加水、保持泡沫船不翻轉(zhuǎn)和彈簧秤讀數(shù)至少需要3人才可以做到，該環(huán)節(jié)提高了學(xué)生的動(dòng)手能力和合作意識(shí).

圖1 小組探究實(shí)驗(yàn)

3.3 質(zhì)疑實(shí)驗(yàn)結(jié)論，重現(xiàn)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景

各小組展示之后，讓學(xué)生進(jìn)一步對(duì)拉船的人進(jìn)行受力分析，分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)人所受的合外力豎直向上，得到了與剛才實(shí)驗(yàn)結(jié)論相反的結(jié)論，即人無(wú)法沉在水底，從而引發(fā)小組的質(zhì)疑.在各組爭(zhēng)論不下之時(shí)，再播放《流言終結(jié)者》，影片中的工作人員完全還原了實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，結(jié)果確實(shí)是人無(wú)法沉在水底.這個(gè)環(huán)節(jié)的重點(diǎn)在于讓學(xué)生通過(guò)理論分析產(chǎn)生認(rèn)知沖突，具有質(zhì)疑精神.同時(shí)讓學(xué)生體驗(yàn)到實(shí)際情境的復(fù)雜性，啟迪學(xué)生全面分析、實(shí)事求是.

除了上述案例所采用的德育實(shí)施途徑外，筆者還可以通過(guò)以下途徑：（1）通過(guò)紀(jì)錄片等形式讓學(xué)生了解科學(xué)的發(fā)展，如伽利略推翻亞里士多德理論、人類(lèi)對(duì)光的認(rèn)識(shí)進(jìn)程等，懂得科學(xué)的進(jìn)步離不開(kāi)科學(xué)家通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)現(xiàn)有理論產(chǎn)生的質(zhì)疑，培養(yǎng)實(shí)事求是的科學(xué)精神；（2）選擇難度適宜的探究課題，讓學(xué)生以小組的形式利用科學(xué)方法，參與科學(xué)探究全過(guò)程，激發(fā)科學(xué)探究興趣；（3）合理利用假期開(kāi)展實(shí)驗(yàn)類(lèi)物理研究性學(xué)習(xí)和項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，培養(yǎng)合作意識(shí)提升合作能力.

綜上所述，德育教學(xué)和高中物理教學(xué)是密不可分的，高中物理的知識(shí)和規(guī)律中都含有豐富的德育因素.十年樹(shù)木百年樹(shù)人，施教者要勇于擔(dān)當(dāng)物理學(xué)科的德育導(dǎo)師，不斷實(shí)踐學(xué)科教學(xué)育人，不斷反思德育教學(xué)成效，不斷改進(jìn)學(xué)科教學(xué)方法，不斷拓寬德育教育途徑，開(kāi)創(chuàng)高中物理德育教育新格局.