立德樹人格局下課程思政融入高中物理教學的實踐研究*——以能量量子化為例

李 林

(深圳市寶安中學高中部 廣州 深圳 518101)

2018年，習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，我們圍繞培養什么人、怎樣培養人、為誰培養人這一根本問題，全面加強黨對教育工作的領導，堅持立德樹人，加強學校思想政治工作，推進教育改革……要在加強品德修養上下功夫，教育引導學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校美育，堅持以美育人、以文化人，提高學生審美和人文素養……”[1]2019年3 月習總書記又在學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方式中蘊含的思想政治教育資源，實現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，后者則專指對學生進行思想品德教育的專門課程.課程思政本質上是踐行“立德樹人”理念的教育，它的目標是構建全員育人、全程育人、全方位育人的格局，知識傳授、價值引領和能力培養三位一體，彼此交融.

1 高中物理教學中融入課程思政的基礎

物理學所研究的對象是物質的基本結構和物質最基本、最普遍的運動形式，因此物理學是一切自然科學以及進一步認識復雜運動的基礎，是自然科學研究中的領頭學科[3].物理學所展現的科學的世界觀、認識論和方法論深刻影響著人類對物質世界的基本認識、人類的思維方式和社會生活[4].物理學中的實驗發現和理論創新，特別是物理學中一系列重大發現(如電子的發現、相對論理論的創立和夸克模型的建立等)都為闡述辯證唯物主義哲學的一般規律和原理提供了重要的科學事實和依據，使辯證唯物主義的基本原理更加豐富并不斷向前發展.而辯證唯物主義中的質量互變規律、對立統一規律、否定之否定規律、真理的相對性以及實踐是認識的基礎、是真理的檢驗標準等原理,為人類認識物質世界的客觀規律提供了重要的哲學思想和方法論.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，使之更加適應于改善人類的生存狀態的要求[5].

教育部發布的最新的綱領性文件，《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、科學態度與責任[6].其中，科學態度與責任重點包括科學本質、科學態度、科學責任等要素，主要指在認識科學本質、感知科學、技術、社會和環境關系之上，逐漸形成的嚴謹認真、實事求是的科學態度及遵守道德規范、保護環境并推動可持續發展的責任感[7].不難看出，新課程標準的指導思想，核心素養中科學態度與責任的內部聯系都體現出高中物理所具備的的思政功能.在教學內容方面，高中物理中的定理、理論不是一蹴而就的，長期的發展、完善過程印證了辯證唯物主義認識論.教師在講解理論時，可以先介紹物理學家探索科學規律的艱辛過程，啟發學生從多角度思考分析，達到對學生科學素養的培養，著重突出世界觀的培養.其次，高中物理的培養目標可以細化為知識目標、能力目標和情感目標，即希望學生能運用所學物理知識解決實際問題，掌握科學方法，具有科學精神和科學素養，而這些恰好也是思想政治教育的目標之一.物理學推動科技進步、推進中國發展的具體案例，又給高中物理教學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衛星發射成功，標志著北斗導航衛星已經完成了全球部署，中國有了自己的導航系統.中國的北斗系統從1994 年開始建設，從無到有，自立更生，耗時26 年，終于建成了一張天網.北斗衛星打破了美國壟斷，大大提高了我們在空天領域主動權.北斗衛星的開發過程非常艱難，當時我國經濟基礎薄弱，人才匱乏同時還要面臨歐美技術封鎖.中國航天人在困難面前沒有低頭，經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，這樣可以激發學生學習物理的興趣，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，精心做好教學設計，選擇合適的教學方法、教學材料.現以人教版選修3-5第十七章第1節“能量量子化”中的幾段教學片段為案例，初步嘗試將“課程思政”融入高中物理教學，僅供參考，以達到拋磚引玉的目的.

2.1 結合物理學史視頻動態化引入主題

課前，結合物理學史的內容，播放視頻動畫，使課本上靜態的知識動態化.讓學生了解本節課相關的物理學背景和時代背景.19世紀末期，物理學已經發展成了一門非常完善的學科.一切物理現象似乎都能夠從以力、熱、光和電磁為支柱的物理學知識理論體系中找到滿意的答案，物理學家們都感到物理學已大功告成；但開爾文卻提到物理學天空的兩朵烏云，物理學后續的發展歷程表明，恰恰是這兩朵小小的烏云，引起了物理學的一場大變革[8].

思政分析：在引入過程中，教師可以指出在19世紀末，物理學界彌漫一種驕傲自滿的情緒，按照機械決定論的哲學觀點世界運行機制已被揭示，但從辨證唯物主義觀點出發，時間萬物都在發展變化中.所謂學海無涯、學無止境，要時刻保持謙虛、謹慎的學習態度，以批判的眼光看問題，微小細節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.物理學中諸多重大進展就是基于這種求真務實、嚴謹審慎的科學態度發現的.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果與19世紀末物理學家們利用經典物理原理得出的結論不相符，但他們并沒有隱瞞，而是帶動全世界的物理學家們研究不符的原因；正如我們現在所知，恰恰正是這些“出人意料”的實驗結果引發了物理學家的思考，進而促進相對論的誕生[9].任何物理學的理論都是暫時的，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，從而推動科學不斷發展.

2.2 結合生活實例初步展開課堂教學

黑體輻射是本節課的重點也是難點，教師需從生活中熱輻射講起，逐漸過渡到黑體和黑體輻射.課前學生已經知道熱傳遞有3種形式：熱傳導、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.教師講解歐洲工業革命時鋼鐵冶煉的歷史背景，借此引導學生體會物理學發展與生產實踐的關系.那中國古代對此現象是否也有類似的研究呢？此時，教師引導成語“爐火純青”原意是道士煉丹，認為煉到爐里發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]在現代應用方面，熱輻射在現代生活中廣泛存在，比如紅外線照相機、紅外線溫度計、紅外追蹤等，科學家還可以根據Wien displacement定律計算出太陽的表面溫度[11].

思政分析：在教學中，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象有觀察、有研究，總結出一整套經驗理論，這宣揚了中華民族的優秀傳統文化，增強學生的文化自信.將中華優秀巧妙傳統文化融入課程，有助于左右腦的相互溝通，讓學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與自然科學的知識鴻溝，促使學生的學習能力、語言表達能力和分析解決問題能力的提升，激發他們的學習興趣[12].在介紹西方科學家開展熱輻射現象研究的緣由時，教師引導學生以動態、發展的觀點認識物理學的發展規律，從實踐出發，總結經驗，凝練科學理論，又進一步指導實踐，循環上升，逐漸進步.分析紅外測溫技術在生活中的實例，進一步教導學生了解物理學的前沿技術，同時也使學生了解國際國內的發展形勢，不僅要做到學以致用，更要做到學為何用，增強民族復興的使命擔當.同時，宣揚踏實肯干，精益求精的工匠精神，培養學生正確的人生觀、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

能量量子化現象是第一種被發現的量子現象，它在創立量子力學過程中起了奠基作用.不過，髙中生從經典物理的連續性觀念到近代物理的量子化觀念的轉變是非常困難的，教師需要注意把能量量子化這部分知識簡化，便于學生理解.教師可以類比生活中的例子，比如人的數量是量子化的，物體的質量是量子化的，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“紫外災難”，普朗克利用內插法提出了一個全新的公式，他用一個能量不連續的諧振子假設，推導出黑體輻射公式，與實驗符合得非常好.普朗克能量子假設具有劃時代的意義，但在20世紀初，經典物理學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：科學家在觀察和研究世界時，從事物的現象到本質、從特殊到普遍、從經驗到規律、從已知到未知之間的所經歷的探索歷程，無不閃耀著理性精神的光芒.雖然普朗克利用內插法的理論推導還有不足之處，但這種量子化假設具有重大意義.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.教師也要注意引導學生從辨證的角度看問題.科學的發展過程充滿偶然性與必然性，偶然性與必然性相互關聯，相互促進，并在一定條件下相互轉化[13].量子化理論的發現既是偶然的，同時也是必然的.一方面，眾多科學家對黑體輻射規律的研究必然會得出滿意的解釋，這體現了科學發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，運用內插法得出的新理論，完美解釋了黑體輻射規律，這體現了科學發展的偶然性[14].

3 結語

課程思政是一個內涵豐富的理論系統，實施方式多種多樣，與各學科有千絲萬縷的聯系，教師可以結合各學科特點，融合學科資源，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內容方面如何挖掘思政元素，在教學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是一項艱巨的任務，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，以求思政課程效果最大化，實現全方位育人.