初中物理思想教育資源的深度挖掘
——以教科版八年級下冊“連通器”一節為例

●伍向東

立德樹人是教育的根本任務，初中物理學科教學中應有效地對學生進行思想教育，發揮學科育人的功能。在物理學習的過程中，應理論聯系實際，將思想教育內容細化到學科教學之中，融合滲透到教育教學的全過程，這就需要我們深度挖掘學科教學中思想教育的資源。現以教科版八年級下冊“連通器”一節為例，談談如何深度挖掘教材中所蘊含的多種思想教育資源，適宜地對學生進行思想教育。

一、“連通器”一節內容的整體認識

教育科學出版社八年級物理下冊第九章第三節“連通器”，首先從三峽大壩如何解決航運問題引入課題，然后討論連通器原理，接著進一步認識和學習生活中的連通器與原理，最后解釋船閘的工作原理。“連通器”是在學習了液體壓強的基礎上，在生產生活中有著廣泛且重要的應用，也是利用小道理解決大問題的典型事例。

就八年級的學生而言，易于接受形象化的知識，具備一定的分析和自主學習能力。在這節課前，學生已學習了液體的壓強，對液體內部及液體對其他物體產生的壓強已有所認識。另外，他們對連通器及其現象也有所了解，但對其具體的定義和原理卻不清楚。

二、對“連通器”教學中思想教育資源的深度挖掘

（一）增強學生的愛國主義情感

愛國是立德的重要組成部分[1]，愛國的源泉來自祖國的強大、對國家的自豪感。我國修建的長江三峽船閘，船閘上下落差達113m，船舶通過船閘要翻越相當于40 層樓房的高度。永久船閘有24 扇人字閘門，閘門高38.5m，寬20.2m，厚3m，重860T，面積接近兩個籃球場大小，其外形、重量都為世界之最，號稱“天下第一門”。這樣的龐然大物，完全由中國人自己制造，且制造水平精湛，不僅開關自如，還滴水不漏，是世界上規模最大的船閘，建造難度世界第一。通過向學生介紹這些資料，讓學生明白中國制造的強大，也能培養學生的民族自豪感。

“南水北調”是從長江上游調水到黃河上游的一項龐大的調水工程，有效地解決了黃河流域水資源不足和我國西北地區、華北部分地區缺水干旱的問題。中線的穿黃隧洞，是充分利用連通器原理解決大問題的典型例子，其任務是從南岸穿過黃河底部將中線調水輸送到北岸，單洞長4250m，清澈的漢江水將由此北上，與滔滔黃河十字立交，各行其道。南水北調大大緩解了我國北方水資源嚴重短缺的問題，促進了南北方經濟、社會、環境資源的協調發展，關系到中華民族的長遠發展，是利國利民的大事。

（二）培養學生的理性科學思維

物理學是一門培養學生理性科學思維的優勢學科，如分析與綜合、科學推理、模型建構、批判性思維是科學思維的重要內涵[2]。

學生擁有了科學思維的方式，才能建構出自身的物理知識體系，達到理論與實踐的統一。本節培養學生科學思維的具體表現為：

（1）船閘使用時，先開船閘下面的閥門，再打開閘門。為什么不是先打開閘門？老師可以以教室的門為例問學生：如果門外的水位達到兩米多深，我們能夠直接把這個教室的門打開嗎？ 如果我們通過下面的閥門把水放進教室，使教室內外的水位相同，我們這時候就很容易打開教室的門了。通過給學生的具體分析，培養學生實事求是、一絲不茍的科學態度。

（2）讓學生探究連通器在同種液體不流動時，液面保持相平的原因，培養學生主動探究的習慣、勇于探索的品質、科學研究的思維方式。

（3）讓學生經歷用“理想液片”模型推導出連通器內部液體的特點的過程，進一步體會“建立模型法”。讓學生感受從感性到理性思維的飛躍過程，培養學生初步的抽象思維與邏輯推理能力。

（三）滲透辯證唯物主義思想

馬克思在辯證唯物主義認識論的真理的條件性和具體性原理中提到：真理是人們對客觀事物及其規律的正確反映，任何真理都有自己適用的條件和范圍，都是主觀與客觀、理論與實踐的具體的歷史的統一[3]。如本節探究U 型管液面相平的條件必須是同種液體、靜止時，如果U 型管左邊是水，右邊是酒精，靜止時雖然左右兩邊液體壓強相等，但液面不相平。在物理教學中，以實際的事例、學生的真實體驗來對學生進行辯證唯物主義思想的滲透是具有重大意義的。

（四）傳承儒學中庸之道的思想

儒學思想的核心是中庸之道，包含三層理論：第一層理論——不偏不倚，要給自己樹立一個正確的目標，是一個持之以恒的成功之道；第二層理論——中正平和，遇事既不大喜也不大悲，只要保持一顆敬重或敬畏的心，人的健康就會得以保障，就會以良好的精神面貌干好事業；第三層理論——中用，指人要擁有一技之長，做一個有用的人才。一切人事皆應順乎自然規律，達到人與自然的和諧[4]。U 型管中放同種液體、靜止時，液面相平，體現了一種平衡，滲透了中正平和的思想觀。為什么液體會在涵洞中流動呢？有一種目標，使兩個液面達到相平，體現了一種追求目標、持之以恒的精神。茶壺的壺嘴高、壺身低，體現了一種中用的思想，順應自然規律。

（五）培養學生的創新精神

習近平總書記指出，“科技是國家強盛之基，創新是民族進步之魂”，從國家前途、民族命運以及我黨治國理政的戰略高度審視了創新教育的緊迫性和必要性[5]。教育最重要的目的是為國、為黨培養出具有創新意識的全面發展的人才。

初中物理教學中要引導學生不斷地去探索，不斷地提升自身的綜合素質，創新對于學生一生來說都是寶貴的財富。在連通器的學習中，可以介紹以下幾個學生的創新作品，培養學生的創新意識：

1.U 型“泡菜壇”[6]

普通的泡菜壇有一個缺點:菜泡好過后，在下面的菜，要取食有一定的困難。U 型“泡菜壇”（見圖1）有兩個出口，新鮮蔬菜不斷地從入口進入，泡好的菜被推到出口，需要時從出口取食，十分方便。

圖1

2.不同水米比例的電飯鍋（見圖2）

圖2

一家人用電飯鍋煮飯，有的人希望吃得硬一些，有的希望吃得軟一些，怎樣解決這個問題呢？做飯時先將米淘好放在有水的鍋中，中間插上一個擋板，用瓢把一邊的米舀點到另一邊去，這樣根據連通器的原理，兩邊的水面是保持相平的，但是一邊的米多、一邊的米少，自然水與米的比例不同，飯煮熟后軟硬的程度就不同了。

3.船舶水位計

我們可以根據船舶在載貨前的吃水線與載貨后的吃水線的不同推算所載貨物的重量。如果水面靜止時吃水線是唯一的，計算比較準確，但是江河大海中時刻有波浪，吃水線的高低難以確定，僅根據經驗，估計吃水線誤差較大，怎樣解決這個問題呢？可用一根兩端開口的透明玻璃管固定在船舶周圍，這時玻璃管與周圍的江湖大海共同組成一個連通器，再在玻璃管下端制作一個帶孔塞，塞體鉆出幾個直徑1mm 的通孔，可以有效地減少波浪對水位的影響[7]。

（六）培育學生的文化自信

文化自信是一個民族、國家、政黨對自身文化價值的充分肯定與積極踐行，是對其文化的生命力持有的堅定信心。習近平指出：“增強文化自覺和文化自信，是堅定道路自信、理論自信、制度自信的題中應有之義”，“沒有文明的繼承和發展，沒有文化的弘揚和繁榮，就沒有中國夢的實現”[8]，可見黨和國家對文化自信的高度重視。現行的初中物理教材以牛頓的經典物理學為主要內容，所研究的成就大部分為國外的物理成果，這就需要我們在教學中去挖掘中華民族的文化傳承，在物理教學中培育學生的文化自信，發揮優秀傳統文化的育人功能。

1.船閘的發明

船閘的發明是我國古代勞動人民智慧的結晶。1293年，郭守敬在通惠河上建立了24 座船閘，使運糧船可逆流而上，這一創舉對古代北京城的發展有重要的推動作用。同時給學生介紹郭守敬在科學活動中能精心觀察事物的特點，從中掌握它們的發展規律，并能夠發現、總結勞動人民的發明創造，在具體實踐中得到運用與提高；能夠取長補短，大膽探索，富有創新精神，由于他的刻苦鉆研、孜孜不倦，在天文、水利、數學方面都取得了極大的成就。

2.“公道杯”

古代飲酒用瓷制品，向杯內倒酒時，若液面低于龍頷的位置，酒不會漏出；當液面超過龍頷的位置，酒將通過杯底的漏水孔漏光。向學生展示“公道杯”的剖面示意圖（見圖3），使學生明白當液面高于中間吸管時，吸管與杯子構成一個連通器[9]，據虹吸原理水會漏出。其旨在告誡人們“知足者水存，貪心者水盡”，更讓同學們對古人智慧有一種由衷的贊賞。

圖3

3.倒注壺

陜西歷史博物館“鎮館之寶”之一的唐代青釉提梁倒注瓷壺（見圖4），壺底有一小孔，往壺中灌水時先把壺倒過來，讓水從壺底的孔中注入，直到水從壺嘴往外流（見圖5）。把壺體放正，水卻絲毫不會流出來（見圖6）。喝水時，只需要把壺嘴微微下傾，根據連通器的原理，水就從壺嘴中流出來[10]。在我們的教學中加入這一中國古人的發明創造，讓學生在學習科學文化知識的同時，感受先人的智慧，體會華夏文明的獨特魅力，提升學生的文化自信。

圖4

圖5

圖6

三、深度挖掘思想教育資源的教學建議及展望

“堅持德育為先，提升智育水平”。在初中物理教學中，對學生有效地進行思想教育，首先我們要樹立高度重視思想教育的意識，充分認識思想教育對學生發展的重要價值，為學生的核心素養提升與長遠發展奠定堅實的基礎。其次對思想教育資源的挖掘要做好系統規劃，根據學生的年齡、認知特點，在初二、初三有規劃地進行愛國主義、辯證唯物主義、創新精神等思想教育。再次要做好深度挖掘，多維度、多視角地開發思想教育資源，挖掘體現中華優秀傳統文化教育、體現古代勞動人民智慧的重要素材。最后，思想教育資源的運用要與時俱進，具有時代氣息、時代特征的思想教育資源更易被學生接受和理解。

深度挖掘初中物理思想教育資源，以事實說話，促進學生在具體情景中加深對物理知識的體會，注重培養學生的自主能力、主觀能動性，將思想教育潛移默化地滲透在學科教學的過程中，對學生的思想教育活動才會更加切實有效。