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高中力学教学中思政元素渗透与教学设计

2022-11-16薛剑锋翁雨燕

中学教学参考·理科版 2022年7期
关键词:力学课程思政教学设计

薛剑锋 翁雨燕

[摘 要]课程思政的要义是全面育人,培养具有社会主义核心价值观的人才。高中物理教师要充分挖掘并利用力学知识中的思政元素,如中国古代对“力”的研究中体现的工匠精神、物理学家建立经典力学定律过程中体现的哲学思想、三峡水利枢纽工程中体现的制度自信、中国航天事业发展历程中钱学森的爱国情怀等。思政元素的融入不仅能够营造良好的学习氛围,还能够潜移默化地影响学生的思想、行为及价值选择。文章以高中力学中的动量守恒定律为例,融入思政元素进行教学设计。

[关键词]课程思政;力学;动量守恒定律;教学设计

[中图分类号]    G633.7        [文献标识码]    A        [文章编号]    1674-6058(2022)20-0033-03

2016 年12月,习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上提出“要坚持把立德树人作为中心环节,把思想政治工作贯穿教育教学全过程,实现全程育人、全方位育人”[1]。2020年5月,教育部正式颁布《高等学校课程思政建设指导纲要》,为高校全面推进课程思政建设提供了指导性纲领[2]。物理学是研究物质世界最基本、最普遍规律的一门科学,是自然科学的基石。力学是物理学的发端和基础,它引领并推动了基础学科的发展[3]。在力学教学中渗透思政元素,有助于学生在知识体系构建中形成正确的人生观和价值观。力学知识蕴含着丰富的思政元素,本文对这些思政元素及其在高中力学教学的渗透进行探讨,从而引导学生树立正确的价值观,坚定理想信念。

一、高中物理教学中融入思政元素的意义

习近平总书记高度重视学校思政课建设,强调思政课“今后只能加强不能削弱,而且必须提高水平”[4],并指出“办好思政课,最根本的是要全面贯彻党的教育方针,解决好培养什么人、怎样培养人、为谁培养人这个根本问题”[5]。石书臣教授认为,课程思政与思政课二者是一个课程思政共同体,共同担负着立德树人的根本任务[6]。课程思政可以与任何学科相结合,其中的思政元素是非显性的,可以隐藏在各个教学环节中,教师可以在传授知识的同时引领学生思想价值观的发展。

思政教育应当融入教学的全过程。高等教育作为课程思政改革的标杆,具有一定的导向作用。高中是进入大学前的一个重要阶段,高中与大学的课程思政衔接需要做好。在高中物理教学中融入思政元素,不仅对高中物理课程改革具有重要的实践意义,还能对高校思政教育起到促进作用。

二、高中力学中的思政元素

高中力学蕴含丰富的思政元素,包含工匠精神、哲学思想、制度自信、爱国情怀等,对学生价值观、人生观和世界观的塑造具有指导性作用。

(一)工匠精神:《墨经》中对力学的认识

早在春秋战国时期,伟大的哲学家墨翟就在《墨经》中记载了大量的力学知识,对力做了初步定义,对杠杆、轮轴和斜面做了分析。《墨经》中用“刑之所以奋”解释“力”,这句话的意思是“力是使物体发生运动的原因”。《墨经》在杠杆原理的探讨中提出:“衡,加重于一旁,必捶,权重相若也。相衡,则本短标长。两加焉重相若,则标必下,标得权也。”不仅考虑了动力与阻力的关系,还考虑了力臂的因素。《墨经》中还讨论了平动、转动和滚动,明确指出“凡重物,上下提举,下不拖垮,旁不牵引,则必定垂直下落”[7]。《墨经》中关于力学的论述有十几条,墨家之所以在力学方面取得这些成就,与他们的工匠精神紧密相关。“敬业、精益、专注、创新”精神推动着世界科技进步,《墨经》就是中国古人工匠精神的代表作。教师可通过介绍古人对“力”的研究,让学生了解中国古代的科技文化与工匠们的科学精神,让学生学习这些精神并发扬光大。

(二)哲学思想:牛顿定律蕴含对真理的寻求

马克思主义认为,实践对认识具有决定性作用,每一个正确的认识都要经历实践到理论、理论到实践的过程,循环往复[8]。人们对力与运动的关系的认识也经历了曲折、反复的道路,如牛顿第一定律的确立,经历了从亚里士多德的“必须有力作用在物体上,物体才能运动;没有力的作用,物体就要静止在某个地方”,到伽利略和笛卡儿的“力不是维持物体运动的原因”,再到牛顿的“力不是维持物体运动状态的原因,而是改变物体运动状态的原因”。先辈们不断地建立理论又推翻理论,不畏权威,尊重规律的客观性,为寻求真理不断努力。随着科技的发展,人们对力与运动关系的本质的探索仍将继续。教师在牛顿第一定律的教学中讲述规律发现过程的故事,有助于学生从哲学层面上更深刻地理解和把握物理知识,有利于培养学生坚持真理、不惧权威的精神,帮助学生形成辩证唯物主义的世界观和方法论。

(三)制度自信:三峡工程的完成体现了我国的国力与制度优势

长江三峡水利枢纽,是中国乃至世界最大的水利枢纽工程,其正常蓄水位175米,总库容393亿立方米,水库面积1084平方千米,实际总投资1800亿元左右,对中国经济发展有重大意义。水坝修筑期间,三峡移民工程在17年里,有序完成130万移民搬迁,同时完成2座城市、10座县城、20个区县、114座集镇重建,是一项史无前例的壮举[9]。在讲解保守力做功的时候,教师可引入长江三峡水利枢纽工程(如图1),分析“蓄水位175米”在发电方面的重大意义:水具有的巨大的重力势能,转化为动能,可推动水轮机运转发电,保证了数亿人的用电量。让学生感叹建设长江三峡大坝的伟大意义,意识到只有中国这种“集中力量办大事”的社会主义制度才能完成这一史诗级巨作,由此引发学生对中国力量的惊叹,增强学生的民族自豪感与制度自信。

(四)爱国情怀:航天建设中对科学家的敬佩

动量守恒定律是经典力学的重要知识,也是火箭发射的基本理论依据。被譽为“中国航天之父”的钱学森先生极大地推动了我国航天事业的发展。钱学森的回国之路是坎坷的。新中国成立后,钱学森决定回国参加建设,却遭到美国的百般阻挠。钱学森没有屈服,提出了抗议,之后在中国政府的帮助下终于成功回到祖国,而后为我国导弹和航天事业做出了巨大贡献。1970年,我国成功发射第一颗人造卫星——东方红一号 ,成为世界上第五个能独立发射人造地球卫星的国家,大大提升了我国在国际上的地位[10]。2021年5月,祝融号成功着陆火星并带回了火星新照片(如图2),实现了中国航天史无前例的突破。

在反冲运动的教学过程中,教师可在讲解火箭发射基本原理的同时引入钱学森为国奉献的故事,并分析其科学思想和方法,深化课堂教学内容,使力学课堂与现代科技成就、名人事迹深度融合,让学生认识到力学与国家发展密切相关,增强学生学习物理的责任感,培养学生的爱国精神。

三、高中力学课程思政的教学设计——以动量守恒定律为例

人教版高中物理选择性必修一教材第一章“动量守恒定律”包含工匠精神、哲学思想、制度自信、爱国情怀等思政元素,在高考中也占据重要的地位。本文对此具体分析,并结合课程思政进行教学设计,在教学中安排了多媒体展示、实验探究、文献阅读等环节,将课程思政融入力学教学。

(一)情境引入

视频播放:神舟十二号发射(如图3)。

学生看后谈自己的感想,然后回忆自己见过的与反冲运动有关的例子(见表1),并思考这些例子的共同点。

(二)课堂教学

实验探究:学生动手做实验,放飞气球(如图4),观察气球的运动;教师引导学生分析气球的受力特点,通过分析反冲现象加深对动量守恒定律的理解。

思政元素渗透:每一个正确的认识都需要经历理论到实践、实践到理论的过程。学生根据已有的知识动手做实验,再分析现象总结规律,能够深刻领悟辩证唯物主义的方法论。

提问猜想:教师利用多媒体展示古代火箭和现代火箭,介绍火箭的工作原理和发展史,并让学生猜想影响火箭速度的因素。

思政元素渗透:介绍古代火箭及其发射原理,引入我國古代四大发明,让学生知道我国早在宋朝就发明了火箭,弘扬古人的工匠精神,提升文化自信。

理论分析:神舟十二号发射升空,设火箭飞行时,在极短的时间[∆t]内喷射燃气的质量是[∆m],喷出的燃气相对喷气前火箭的速度是[u],喷出燃气后火箭的质量是[m],喷气后增加的速度为[∆v]。

根据动量守恒定律有:[m∆v+∆mu=0],

得出火箭在喷燃气后增加的速度为:[∆v=-∆mmu]。

教师组织学生讨论得出:火箭喷出的燃气的速度越大、火箭喷出物质的质量与火箭本身质量之比越大,火箭增加的速度就越大。

思政元素渗透:借助神舟系列飞船的图片展示,回顾我国火箭技术的发展历程,让学生认识到现今我国的火箭技术已经跨入了世界先进行列,增强学生的民族自豪感。

文献阅读:组织学生阅读有关钱学森事迹的文献,并了解东方红一号(如图5)发射的意义。

思政元素渗透:让学生了解我国火箭之父钱学森的科学精神与爱国故事,引发学生对个人命运与国家发展的关系的思考,增强学生的民族责任感和为国奉献的精神。东方红一号的发射是中国人自力更生、艰苦奋斗的真实写照,有力地证明了我国社会主义制度的优势,引入这一事例有助于增强学生的制度自信。

(三)课外研讨

课外实验作业:利用身边的材料制作水火箭。

思政元素渗透:将知识与生活相结合,让学生在动手操作中感悟科学研究的严谨性,领悟科学精神。

四、小结

课程思政通过挖掘专业课中的思政元素,将知识传授与价值引领相结合,让学生成为德才兼备的人才。力学是高中物理的重要部分,蕴含大量的思政元素,不管是科学家的事迹还是当代的科技成就,都能用于思政教育。本文仅仅提及了古人对“力”的研究中的工匠精神、物理学家对真理探索的过程体现的哲学思想、中国水利工程中体现的制度自信、中国科学家为国献身的爱国精神。力学中的思政元素远不止这些,教师要大胆探索,不断挖掘思政元素,在教学中勇于实践,通过课程思政让学生体验物理学家的科学精神和人文情怀,同时提高学生的文化自豪感,树立学生的社会主义核心价值观并使学生意识到自身的使命与责任。

[   参   考   文   献   ]

[1]  吴晶,胡浩.习近平在全国高校思想政治工作会议上强调  把思想政治工作贯穿教育教学全过程  开创我国高等教育事业发展新局面[J].中国高等教育,2016(24):5-7.

[2]  教育部.教育部关于印发《高等学校课程思政建设指导纲要》的通知[EB/OL].(2020-06-01)[2022-01-19].http://www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7056/202006/t20200603_462437.html.

[3]  崔京浩.力学在学科发展及国民经济中的重大作用[J].工程力学,2010(S2):1-41.

[4]  吴晶,胡浩.一堂特殊而难忘的思政课[N].人民日报,2019-03-19(004).

[5]  习近平.思政课是落实立德树人根本任务的关键课程[J].求是,2020(17):4-16.

[6]  石书臣.正确把握“课程思政”与思政课程的关系[J].思想理论教育,2018(11):57-61.

[7]  崔雪茹,黄英.《墨经》中的自然哲学理论初探[J].重庆三峡学院学报,2018(5):107-114.

[8]  刘汉平,祁胜文,王红梅,等.基于光学课程培养辩证唯物主义世界观的探索[J].大学教育,2021(5):115-117.

[9]  卢纯.百年三峡 治水楷模 工程典范 大国重器:三峡工程的百年历程、伟大成就、巨大效益和经验启示[J].人民长江,2019(11):1-17.

[10]  谈庆明.钱学森与力学[J].中国工程科学,2001(10):1-6.

(责任编辑 易志毅)

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