高中力學(xué)教學(xué)中思政元素滲透與教學(xué)設(shè)計

蘇州大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院（215026）薛劍鋒 翁雨燕

2016 年12月，習(xí)近平總書記在全國高校思想政治工作會議上提出“要堅持把立德樹人作為中心環(huán)節(jié)，把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過程，實(shí)現(xiàn)全程育人、全方位育人”［1］。2020年5月，教育部正式頒布《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》，為高校全面推進(jìn)課程思政建設(shè)提供了指導(dǎo)性綱領(lǐng)［2］。物理學(xué)是研究物質(zhì)世界最基本、最普遍規(guī)律的一門科學(xué)，是自然科學(xué)的基石。力學(xué)是物理學(xué)的發(fā)端和基礎(chǔ)，它引領(lǐng)并推動了基礎(chǔ)學(xué)科的發(fā)展［3］。在力學(xué)教學(xué)中滲透思政元素，有助于學(xué)生在知識體系構(gòu)建中形成正確的人生觀和價值觀。力學(xué)知識蘊(yùn)含著豐富的思政元素，本文對這些思政元素及其在高中力學(xué)教學(xué)的滲透進(jìn)行探討，從而引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的價值觀，堅定理想信念。

一、高中物理教學(xué)中融入思政元素的意義

習(xí)近平總書記高度重視學(xué)校思政課建設(shè)，強(qiáng)調(diào)思政課“今后只能加強(qiáng)不能削弱，而且必須提高水平”［4］，并指出“辦好思政課，最根本的是要全面貫徹黨的教育方針，解決好培養(yǎng)什么人、怎樣培養(yǎng)人、為誰培養(yǎng)人這個根本問題”［5］。石書臣教授認(rèn)為，課程思政與思政課二者是一個課程思政共同體，共同擔(dān)負(fù)著立德樹人的根本任務(wù)［6］。課程思政可以與任何學(xué)科相結(jié)合，其中的思政元素是非顯性的，可以隱藏在各個教學(xué)環(huán)節(jié)中，教師可以在傳授知識的同時引領(lǐng)學(xué)生思想價值觀的發(fā)展。

思政教育應(yīng)當(dāng)融入教學(xué)的全過程。高等教育作為課程思政改革的標(biāo)桿，具有一定的導(dǎo)向作用。高中是進(jìn)入大學(xué)前的一個重要階段，高中與大學(xué)的課程思政銜接需要做好。在高中物理教學(xué)中融入思政元素，不僅對高中物理課程改革具有重要的實(shí)踐意義，還能對高校思政教育起到促進(jìn)作用。

二、高中力學(xué)中的思政元素

高中力學(xué)蘊(yùn)含豐富的思政元素，包含工匠精神、哲學(xué)思想、制度自信、愛國情懷等，對學(xué)生價值觀、人生觀和世界觀的塑造具有指導(dǎo)性作用。

（一）工匠精神：《墨經(jīng)》中對力學(xué)的認(rèn)識

早在春秋戰(zhàn)國時期，偉大的哲學(xué)家墨翟就在《墨經(jīng)》中記載了大量的力學(xué)知識，對力做了初步定義，對杠桿、輪軸和斜面做了分析?！赌?jīng)》中用“刑之所以奮”解釋“力”，這句話的意思是“力是使物體發(fā)生運(yùn)動的原因”?！赌?jīng)》在杠桿原理的探討中提出：“衡，加重于一旁，必捶，權(quán)重相若也。相衡，則本短標(biāo)長。兩加焉重相若，則標(biāo)必下，標(biāo)得權(quán)也。”不僅考慮了動力與阻力的關(guān)系，還考慮了力臂的因素?！赌?jīng)》中還討論了平動、轉(zhuǎn)動和滾動，明確指出“凡重物，上下提舉，下不拖垮，旁不牽引，則必定垂直下落”［7］?！赌?jīng)》中關(guān)于力學(xué)的論述有十幾條，墨家之所以在力學(xué)方面取得這些成就，與他們的工匠精神緊密相關(guān)?！熬礃I(yè)、精益、專注、創(chuàng)新”精神推動著世界科技進(jìn)步，《墨經(jīng)》就是中國古人工匠精神的代表作。教師可通過介紹古人對“力”的研究，讓學(xué)生了解中國古代的科技文化與工匠們的科學(xué)精神，讓學(xué)生學(xué)習(xí)這些精神并發(fā)揚(yáng)光大。

（二）哲學(xué)思想：牛頓定律蘊(yùn)含對真理的尋求

馬克思主義認(rèn)為，實(shí)踐對認(rèn)識具有決定性作用，每一個正確的認(rèn)識都要經(jīng)歷實(shí)踐到理論、理論到實(shí)踐的過程，循環(huán)往復(fù)［8］。人們對力與運(yùn)動的關(guān)系的認(rèn)識也經(jīng)歷了曲折、反復(fù)的道路，如牛頓第一定律的確立，經(jīng)歷了從亞里士多德的“必須有力作用在物體上，物體才能運(yùn)動；沒有力的作用，物體就要靜止在某個地方”，到伽利略和笛卡兒的“力不是維持物體運(yùn)動的原因”，再到牛頓的“力不是維持物體運(yùn)動狀態(tài)的原因，而是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因”。先輩們不斷地建立理論又推翻理論，不畏權(quán)威，尊重規(guī)律的客觀性，為尋求真理不斷努力。隨著科技的發(fā)展，人們對力與運(yùn)動關(guān)系的本質(zhì)的探索仍將繼續(xù)。教師在牛頓第一定律的教學(xué)中講述規(guī)律發(fā)現(xiàn)過程的故事，有助于學(xué)生從哲學(xué)層面上更深刻地理解和把握物理知識，有利于培養(yǎng)學(xué)生堅持真理、不懼權(quán)威的精神，幫助學(xué)生形成辯證唯物主義的世界觀和方法論。

（三）制度自信：三峽工程的完成體現(xiàn)了我國的國力與制度優(yōu)勢

長江三峽水利樞紐，是中國乃至世界最大的水利樞紐工程，其正常蓄水位175米，總庫容393億立方米，水庫面積1084平方千米，實(shí)際總投資1800億元左右，對中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展有重大意義。水壩修筑期間，三峽移民工程在17 年里，有序完成130 萬移民搬遷，同時完成2座城市、10座縣城、20個區(qū)縣、114座集鎮(zhèn)重建，是一項(xiàng)史無前例的壯舉［9］。在講解保守力做功的時候，教師可引入長江三峽水利樞紐工程（如圖1），分析“蓄水位175 米”在發(fā)電方面的重大意義：水具有的巨大的重力勢能，轉(zhuǎn)化為動能，可推動水輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)電，保證了數(shù)億人的用電量。讓學(xué)生感嘆建設(shè)長江三峽大壩的偉大意義，意識到只有中國這種“集中力量辦大事”的社會主義制度才能完成這一史詩級巨作，由此引發(fā)學(xué)生對中國力量的驚嘆，增強(qiáng)學(xué)生的民族自豪感與制度自信。

圖1 長江三峽水利樞紐工程

（四）愛國情懷：航天建設(shè)中對科學(xué)家的敬佩

動量守恒定律是經(jīng)典力學(xué)的重要知識，也是火箭發(fā)射的基本理論依據(jù)。被譽(yù)為“中國航天之父”的錢學(xué)森先生極大地推動了我國航天事業(yè)的發(fā)展。錢學(xué)森的回國之路是坎坷的。新中國成立后，錢學(xué)森決定回國參加建設(shè)，卻遭到美國的百般阻撓。錢學(xué)森沒有屈服，提出了抗議，之后在中國政府的幫助下終于成功回到祖國，而后為我國導(dǎo)彈和航天事業(yè)做出了巨大貢獻(xiàn)。1970 年，我國成功發(fā)射第一顆人造衛(wèi)星——東方紅一號，成為世界上第五個能獨(dú)立發(fā)射人造地球衛(wèi)星的國家，大大提升了我國在國際上的地位［10］。2021年5月，祝融號成功著陸火星并帶回了火星新照片（如圖2），實(shí)現(xiàn)了中國航天史無前例的突破。

圖2 祝融號傳回的火星照片

在反沖運(yùn)動的教學(xué)過程中，教師可在講解火箭發(fā)射基本原理的同時引入錢學(xué)森為國奉獻(xiàn)的故事，并分析其科學(xué)思想和方法，深化課堂教學(xué)內(nèi)容，使力學(xué)課堂與現(xiàn)代科技成就、名人事跡深度融合，讓學(xué)生認(rèn)識到力學(xué)與國家發(fā)展密切相關(guān)，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的責(zé)任感，培養(yǎng)學(xué)生的愛國精神。

三、高中力學(xué)課程思政的教學(xué)設(shè)計——以動量守恒定律為例

人教版高中物理選擇性必修一教材第一章“動量守恒定律”包含工匠精神、哲學(xué)思想、制度自信、愛國情懷等思政元素，在高考中也占據(jù)重要的地位。本文對此具體分析，并結(jié)合課程思政進(jìn)行教學(xué)設(shè)計，在教學(xué)中安排了多媒體展示、實(shí)驗(yàn)探究、文獻(xiàn)閱讀等環(huán)節(jié)，將課程思政融入力學(xué)教學(xué)。

（一）情境引入

視頻播放：神舟十二號發(fā)射（如圖3）。

圖3 神舟十二號發(fā)射

學(xué)生看后談自己的感想，然后回憶自己見過的與反沖運(yùn)動有關(guān)的例子（見表1），并思考這些例子的共同點(diǎn)。

表1 與反沖運(yùn)動有關(guān)的例子

（二）課堂教學(xué)

實(shí)驗(yàn)探究：學(xué)生動手做實(shí)驗(yàn)，放飛氣球（如圖4），觀察氣球的運(yùn)動；教師引導(dǎo)學(xué)生分析氣球的受力特點(diǎn)，通過分析反沖現(xiàn)象加深對動量守恒定律的理解。

圖4 放飛氣球

思政元素滲透：每一個正確的認(rèn)識都需要經(jīng)歷理論到實(shí)踐、實(shí)踐到理論的過程。學(xué)生根據(jù)已有的知識動手做實(shí)驗(yàn)，再分析現(xiàn)象總結(jié)規(guī)律，能夠深刻領(lǐng)悟辯證唯物主義的方法論。

提問猜想：教師利用多媒體展示古代火箭和現(xiàn)代火箭，介紹火箭的工作原理和發(fā)展史，并讓學(xué)生猜想影響火箭速度的因素。

思政元素滲透：介紹古代火箭及其發(fā)射原理，引入我國古代四大發(fā)明，讓學(xué)生知道我國早在宋朝就發(fā)明了火箭，弘揚(yáng)古人的工匠精神，提升文化自信。

理論分析：神舟十二號發(fā)射升空，設(shè)火箭飛行時，在極短的時間Δt內(nèi)噴射燃?xì)獾馁|(zhì)量是Δm，噴出的燃?xì)庀鄬姎馇盎鸺乃俣仁莡，噴出燃?xì)夂蠡鸺馁|(zhì)量是m，噴氣后增加的速度為Δv。

根據(jù)動量守恒定律有：mΔv+Δmu=0，

得出火箭在噴燃?xì)夂笤黾拥乃俣葹椋害=-

教師組織學(xué)生討論得出：火箭噴出的燃?xì)獾乃俣仍酱蟆⒒鸺龂姵鑫镔|(zhì)的質(zhì)量與火箭本身質(zhì)量之比越大，火箭增加的速度就越大。

思政元素滲透：借助神舟系列飛船的圖片展示，回顧我國火箭技術(shù)的發(fā)展歷程，讓學(xué)生認(rèn)識到現(xiàn)今我國的火箭技術(shù)已經(jīng)跨入了世界先進(jìn)行列，增強(qiáng)學(xué)生的民族自豪感。

文獻(xiàn)閱讀：組織學(xué)生閱讀有關(guān)錢學(xué)森事跡的文獻(xiàn)，并了解東方紅一號（如圖5）發(fā)射的意義。

圖5 東方紅一號

思政元素滲透：讓學(xué)生了解我國火箭之父錢學(xué)森的科學(xué)精神與愛國故事，引發(fā)學(xué)生對個人命運(yùn)與國家發(fā)展的關(guān)系的思考，增強(qiáng)學(xué)生的民族責(zé)任感和為國奉獻(xiàn)的精神。東方紅一號的發(fā)射是中國人自力更生、艱苦奮斗的真實(shí)寫照，有力地證明了我國社會主義制度的優(yōu)勢，引入這一事例有助于增強(qiáng)學(xué)生的制度自信。

（三）課外研討

課外實(shí)驗(yàn)作業(yè)：利用身邊的材料制作水火箭。

思政元素滲透：將知識與生活相結(jié)合，讓學(xué)生在動手操作中感悟科學(xué)研究的嚴(yán)謹(jǐn)性，領(lǐng)悟科學(xué)精神。

四、小結(jié)

課程思政通過挖掘?qū)I(yè)課中的思政元素，將知識傳授與價值引領(lǐng)相結(jié)合，讓學(xué)生成為德才兼?zhèn)涞娜瞬拧ＡW(xué)是高中物理的重要部分，蘊(yùn)含大量的思政元素，不管是科學(xué)家的事跡還是當(dāng)代的科技成就，都能用于思政教育。本文僅僅提及了古人對“力”的研究中的工匠精神、物理學(xué)家對真理探索的過程體現(xiàn)的哲學(xué)思想、中國水利工程中體現(xiàn)的制度自信、中國科學(xué)家為國獻(xiàn)身的愛國精神。力學(xué)中的思政元素遠(yuǎn)不止這些，教師要大膽探索，不斷挖掘思政元素，在教學(xué)中勇于實(shí)踐，通過課程思政讓學(xué)生體驗(yàn)物理學(xué)家的科學(xué)精神和人文情懷，同時提高學(xué)生的文化自豪感，樹立學(xué)生的社會主義核心價值觀并使學(xué)生意識到自身的使命與責(zé)任。