课程思政与新课标的关系及融入高中物理教学的探索*——以“电动势”为例

方润根

(杭州学军中学 浙江 杭州 310012)

叶晟波

(浙江省慈溪中学 浙江 宁波 315300)

陈 诺

(浙江师范大学物理与电子信息工程学院 浙江 金华 312000)

1 问题的提出

《普通高中物理课程标准(2017 年版)2020年修订》提出基础教育承载着党的教育方针和教育思想，高中课程要落实立德树人根本任务，进一步提升学生综合素质，着力发展核心素养[1].课程思政指以构建全员、全程、全课程育人格局的形式将各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应，把“立德树人”作为教育的根本任务的综合教育理念[2].课程思政和新课标都以“立德树人”作为教育的根本任务，那么如何在物理课堂教学中落实立德树人，并进一步提升学生物理学科核心素养？一个重要的途径就是重视高中物理课程的德育功能，把思政教育融入到学科教学中，德是做人之本，德育是教育之魂，物理课堂注重学生物理认知能力的培养，注重体现物理学科的本质.所以如何从物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任等方面提炼育人价值，落实课程思政，成为今后一段时期内需要不断探索的问题，它的探索和实践会给物理课程思政教学以有益的启示.

2 课程思政与新课标的关系

课程思政与新课标都以立德树人为根本任务，关注科技进步和社会发展需要[3].在第四次工业革命的浪潮中，我国频频向创新高地发起冲锋，“天河”创造超算纪录；“墨子”领跑量子科技；“北斗”完成全球组网；5G赋能百业千行，科技的发展把人和自然的关系引入伦理学.高中物理课程在内容上注重与生产、生活、科技发展的联系，其应用产生的各种发明创造,都是人类秉持物理精神,去和客观世界打交道的过程中逐步发展起来的.高中物理课程同时关注物理学的技术应用带来的社会问题，让学生认识科学技术和社会的关系，所以在高中物理教育中进行思政教育，与新课标的根本任务和基本理念一致，不仅能增强科学伦理的教育，培养学生的社会责任感，树立社会主义核心价值观，同时也满足了社会发展的需要，提升育人价值.

课程思政与新课标都注重课程满足学生终身发展的需要[3].教学要促进学生核心素养发展，每门学科都得从学生终身发展必备的核心概念的学习活动和个体的品德活动两方面入手，个体的品德心理对知识的学习活动具有启动、导向和调控作用[4].高中阶段是人生历程的关键期，加强学科思政教育符合学生年龄特点，使学生在获得核心概念、提升物理认知的同时个性道德情操也和谐发展，从而培养学生探索未知、追求真理、勇攀科学高峰的责任感和使命感，做好社会主义建设者和接班人.

课程思政与新课标都注重培养学生的物理学科核心素养[3].物理核心素养是育人价值的集中体现，它是在物理认知的过程中逐步养成和发展起来的，而物理认知过程中蕴含着思想品德的教育因素，思想品德中的教育因素又依附着物理认知过程，并在物理概念和知识等的教学中表达出来.所以高中物理教学落实课程思政的本质就是物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任的培养，即物理核心素养的培养.物理观念的培养，促使学生世界观、科学观、辩证唯物论的形成；科学思维的培养如物理模型的构建、科学推理和论证教会学生如何思考问题；科学探究的培养可以训练多种物理方法，教会学生如何做事；科学态度与责任的培养促使学生物理精神的养成，教会学生如何做人，这些都是是物理文化的传承[5].物理文化对学生的思维方式、价值观念产生深远影响，从而理解中国特色社会主义道路的必然性，理解社会主义核心价值观，崇尚理性精神，树立高远的理想追求和深沉的家国情怀.

如果把物理课堂教学看成各学科教学中的一个层次的子系统，它包括物理教师、物理教科书、学生三个要素，联系这些要素的就是课堂教学，三个要素和课堂教学都包含思政教育的因素，即立德树人、树立社会主义核心价值观、传承物理文化，所以思政教育是物理学的内在要素.物理教师结合新课标基本理念，把课程思政融入物理教学，把教学工作、核心素养的培养、立德树人的任务自然地融合在一起，使物理教学走向物理教育.

3 思政教育融入物理课程面临的问题

笔者在实践课程思政教育的过程中发现，思政教育要融入高中物理课程面临着一些问题：首先教师还没有主动把思政教育融入物理教学的意识，教师较少参与课程思政活动，需要进一步探索和实践如何把思政教育融入高中物理课程；其次是思政教育融入物理课堂缺乏合作交流，少有教师之间或者兄弟学校互相切磋探讨.针对思政建设面临的问题，笔者提出以下建议：(1)加强高中物理思政教育课程的实践探索，鼓励开展研究、试点和交流；(2)建议学校引导教师提升思政教育的自觉性、积极性、创造性，整合资源，优化共享.本文笔者以人教版(2019年)普通高中物理教科书必修第三册第十章“静电场中的能量”第2节“电势差”的教学为例[6]，实践把思政教育融入高中物理课堂教学.

4 思政教育融入高中物理课程教学

4.1 把实际情境转化为解决问题的物理情境

寻找物理规律的过程需要创设问题情境.情境指在学习过程中，为了达到一定的教学目标，在教学设计和实施过程中根据学生认知特点，所创建的具有学习背景、景象和学习活动条件的学习环境，创造教学情境.目的就是通过物理观察让学生主动思考，当赋予物理认知过程以情和境后，可以使之变得具体、形象、有趣，具有背景化、问题化和思维化.“电势差”这节新课的引入可以创设这样一个物理情境：教室里关闭灯光、拉下窗帘，形成一个暗室，教师两手分别持日光灯管的左右两端，缓慢靠近辉光球如图1所示[7]，此时需要调动学生所有的感官去观察这个情境过程，将情境与知识相联系，转化为解决问题的物理情境，提出符合学生认知规律、展现逻辑层次的物理问题；最后学生分析实验现象，推理可能的原因，经历推理论证过程，发展科学思维，实际情境转化为解决问题的物理情境，其分析推理流程如图2所示.

辉光球 日光灯管 灯管靠近辉光球发光

图2 分析推理流程图

4.2 明确研究对象和研究的问题

日光灯发光情境的创设，不但说明灯管两端有电压，而且为顺利引入电势差的概念做好铺垫，使学生真实感受到了电势差的存在.通过分析推理，学生明确了研究对象和研究的问题，即从能量视角研究电场.那如何具体描述电场能的特性？类比用电场线描述电场力的特性，可以用等势面描述电场能的特性.

4.3 实验探究建立模型

“电势差”一节中“等势面”的教学设计如下：实验探究，观察现象，寻找规律，用等势面形象表示电场能的特性，其思路如框图3所示.教材先展示了两幅典型电场的等势线和电场线如图4[8]，一方面是让学生了解这些典型电场的等势线和电场线的大致形状， 另一方面是让学生感受一下等势线和电场线相互垂直的具体呈现，为实验探究环节做好铺垫.

图4 两幅典型电场的等势线和电场线

图3 “等势面”教学设计思路框图

物理实验是有目的、有计划地运用科学仪器、设备，在人为控制条件下，使物理现象反复再现，从而进行认真观测， 获取大量资料的一种科学研究方法[9]，它能有效地培养学生科学探究能力和科学态度.“探究等量异种电荷电场的等势面分布”的实验器材如图5所示，最后学生得到了如图6的等势线图，建立起点电荷、带异种电荷的平行板、等量异种电荷周围的等势面模型，再引导学生总结等势面与电场线的关系，讨论其描述力和能特性的物理量之间的关系.

图5 “探究等量异种电荷电场的等势面分布”的实验器材

图6 等量异种电荷电场的等势线

4.4 建立物理量间的定量关系构建知识结构图

通过以上实验探究，建立了一些典型的电荷周围等势面的模型，那么，静电力做功WAB跟电势差UAB具体有什么定量关系呢？电势差UAB是一个非常重要的概念，在解决实际问题中电势差比电势更方便.电势差UAB定义为电场中两点间电势的差值UAB=φA-φB，也叫电压，是一个从能量视角描述场的物理量.我们可以把电势差的概念纳入以前所学的知识体系中，让学生通过逻辑思维，对知识高水平加工，由浅入深的顺序让学生参与静电力做功与电势差的关系的推导

WAB=-ΔEp=EpA-EpB=

qφA-qφB=q(φA-φB)=qUAB

对WAB=qUAB进行变形得到

从而得到了电势差的另外一个定义.通过知识结构图的构建如图7所示，使学生熟悉物理量相互之间的关系，让零散的知识形成一个关联紧密的封闭知识链，学生在推导的过程中丰富、拓展了知识，关注公式的注意点、使用条件.

图7 “电势差”知识结构图

学生通过整合，提升对物理研究方法的理解，一方面物理方法比数学的抽象逻辑方法更灵活，另一方面物理认知比一般学科的认知更完整，所以物理教育事实上能训练学生的全面认知能力，提升科学素养[10].

4.5 重视科学思维教学传承物理精神

物理研究方法是包含在物理科学思维里的，科学思维教育比知识教学更具有长远意义.对教育而言，学生在校所能学到的知识很有限，而科学技术的迅速发展，要求社会成员具有较强的独立获取新知识、掌握新技术、解决新问题的创新能力.要迅速地弄懂这些新知识、新发现，掌握这些新技术，如果没有一套行之有效的科学方法是很难达到的.所以在物理教学中不仅要教给学生基本的科学文化知识，更重要的是要教给学生具有普遍价值的科学方法.物理科学思维方法是一个人终身不可缺少的基本素质，是核心素养中不可或缺的内容，学生在物理教学中受到的科学思维方法的教育和培养将终身受益，所以掌握科学方法比掌握具体的科学知识更具有长远的意义.科学方法大多蕴涵在知识的发展过程中，需要教师挖掘教材中的科学方法教育因素，以科学方法为线索组织教材、组织教学过程.对一些重点知识，模拟科学家的研究过程，切实运用必要的科学方法，让学生在科学方法的导引下主动地去获取知识，学生经过学习逐步地掌握了科学方法，进而形成自己的科学的学习方法，就会有效地提高学习效率，这样能使物理教学达到更高的境界，从而增强学生探索未知、追求真理、勇攀科学高峰的责任感和使命感，实现育人价值.

所以，我们在教学过程中，以教材中知识的发生、发展过程中伴随知识的发生、发展过程所蕴涵的科学思维方法为基础，将知识的发展过程及其所运用的科学思维方法整理出线索，使“知识”和“方法”在教学过程中同时展开、并行前进[11].以“电势差”这节为例，我们在该节学科知识和能力体系构建过程中，进行模型建构、分析、推理、思辨、质疑、等思维活动，并不断完善，认识物理知识和概念的规律、关系、特点的思维操作模式，形成思维导图，最后如图8呈现.

图8 知识与方法思维导图

5 归纳总结

综上所述，物理教育是一种认知活动，通过“电势差”的教学实践，使物理认知的过程和价值的引领相结合，把思政教育融入高中物理教学，实现了物理文化的传承.整个教学过程归纳总结如下：

(1)教师创设物理情境，通过分析推理引导学生把实际情境转化为解决问题的物理情境，培养学生场的物质观、能量观，帮助学生从物理学视角认识自然.

(2)分析清楚问题的研究对象是场，明确从能量角度研究电场.

(3)实验探究，得到等量异种电荷的等势面分布情况，发现了等势面的对称之美，并找出等势面的规律以及与电场线的关系，最后建立了完整的描述电场力和电势能特性的电场线和等势面的模型，学生从中体会建模的思维方式和模型在研究具体问题中的重要作用.

(4)得出电场力做功与电势差的定量关系WAB=qUAB，并使其纳入原来的知识体系，形成知识链.

(5)整个物理认知过程注重科学思维的培养，在知识和方法的获得中培养了学生科学推理、科学论证、质疑创新能力，培养了学生科学态度和科学精神，提升审美，立志报国,做好社会主义建设者和接班人，实现思政教育融入高中物理课程教学的目的.