论文部分内容阅读
摘要：“立德树人”是教育之根本。在物理学科核心素养中，科学态度与责任目标维度蕴含着重要的德育元素。德育与物理教学实践应该自然而恰当地融合，具体而言：在教学目标层面，要以德育元素为先导;在教学内容方面，应强化物理学史的融入;在教学方式上，需结合大数据尝试编写包含德育元素的新案例。从教学目标、教学内容和教学方式三方面重构物理课堂的组织形式，能够体现物理学科教学设计的寓“德”于“教”。
关键词：中学物理;立德树人;核心素养;科学态度和责任
2014年3月，《教育部关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见》首次提出了“核心素养体系”这一概念。
物理学科的核心素养具有四个维度：物理观念和应用、科学思维和创新、科学探究和交流、科学态度与责任。本文基于中学物理的教学实践，提出以“科学态度与责任” 为目标导向，实行理科课程德育功能的实践尝试。
一、中学物理教学中蕴含的德育元素
中学物理教学中蕴含的德育元素集中体现在“科学态度与责任”（重点包括科学本质、态度与责任等要素）。其主要指在认识科学本质、感知科学、技术、社会和环境关系的基础上，逐渐形成探索未知世界时的科学态度，以及遵守道德规范、保护环境并推动可持续发展的责任感和使命感。陈刚：《物理学习与教学论》，华东师范大学出版社2019年版，第18页。
在学校教育中，科学态度和责任目标的达成，需要教育实施者充分注意到课程内容、教学设备、实验设施、教学设计、学生学情、地方特色及社会文化等多方面、多样化的课程资源开发。教学过程中应为学生创设科学化、体系化与生活化的学习情境，且能通过教师的引领和学生的主动学习深入理解课程体现出的科学本质、科学态度、社会责任等要素。这一过程中，蕴含了大量的可供开发和建设的德育资源。
课程资源是教师进行有效课堂教学的重要媒介。以“科学态度与责任”为教育目标，深入挖掘课程的德育元素与资源具有非常积极的实践意义。在“科学态度与责任”层面，课程资源按照学科特点和知识体系，可以被分为物理学不同历史发展阶段物理学家（亚里士多德、伽利略、牛顿、麦克斯韦和爱因斯坦，等等）所具有的科学方法、思想和精神，以及物理学知识内容（理想模型、动量定理、机械能守恒等）所独具的人文内涵。如何能使这两类课程资源在达成科学态度和责任目标的同时实现德育的功能，则是重要的研究内容。
二、物理知识与德育元素融合的实践探索
笔者认为，物理课程教学改革应该聚焦“科学态度与责任”这个维度，开发学生感兴趣的教学内容，并使其成为课堂教学资源。例如，基于德育元素的教学目标设计、物理学史上发生的逸闻趣事、数据时代的新鲜热点话题等。而这样的教学资源与物理概念、公式、定理等相比，更能将德育元素体现出来，发挥真正的德育功能。下面将从教学目标、教学内容和教学方式三个方面，论证中学物理教学的寓“德”于“教”。
1以德育为先导，重视教学目标设计
科学态度与责任是核心素养的一个重要维度，也是以德育人的最高层次。教学目标设计则是有效展开课堂教学的指导依据。显然，以此为目标导向的教学设计原则上可以实现学生核心素养的培育，落实“立德树人”。学习心理学认为：科学态度素养的习得取决于情感、认知和行为三方面心理倾向成分关系的协调。积极恰当的心理协调能够将科学认知、情感转化成良好的行为，因此，教师在统领课堂教学设计时要考虑心理学层面上学生情感、认知与行为的协调性。
在教育心理学视域下，情感、认知和行为素养的习得方式各有特点。“情感”可以凭借情绪感染，进而提高对科学知识关注的热度、兴趣和积极性;“认知”能够以摆事实讲道理，亲历学习的方式加深对科学真相的认识和理解;“行为”可以通过榜样的示范作用，形成健康的科学行为习惯及强烈的社会责任感。那么，科学态度与责任的教学目标设计应该以平衡三者为理念。
以上，我们在理论层面上分析了以“科学态度与责任”为导向在德育实践中的必要性。接下来，在操作层面，以“静电现象及应用”为例，设计“科学态度与责任”的教学目标。（见表1）。
2强化融合物理学史，重构教学内容
对青少年成长而言，科学家生平轶闻和经历本身是最好的德育素材。比如，当讲授“牛顿定律”时，牛顿的早期经历、钻研精神及其为人类留下的物理学智慧，可以为学生追求真理、拥有献身科学、品味科学和享受科學的科学家情怀树立典范;当然，牛顿的个性以及牛顿理论的局限性也有助于学生辩证地看待科学家的人生;映射到自己的成长中，学生可以扬长避短，学习科学家的优秀品质，客观看待自己的优缺点，促进人格完善。
在物理学的教学内容中，涉及的物理学家很多。开尔文、库仑、法拉第、麦克斯韦、惠更斯和爱因斯坦等真实的科学家研究史实可以成为非常有效的思想品德教育素材，国内物理学家钱学森、邓稼先、杨振宁等奋发图强、锲而不舍地赶超世界科技强国的事件更是催人奋进，激励后辈。2017年，内蒙古乌海市某中学结合教学内容，进行了物理学史融入课堂实践的教学设计。笔者在下文列出一个案例予以说明。
例如，在“能源与可持续发展”课堂教学中，一方面要让学生学习到能量转化（率）和转移的方向性知识，另一方面需教育学生关注科学发展前沿，具有可持续发展的意识，有将科学服务于人类的使命感与责任感。这节课还能引领学生了解我国和世界的能源状况，以及中国发展能源的方针和对策。更巧妙的是，教师利用邓稼先真实历史故事的案例与能源知识结合，进一步让学生感受到了核能知识的重要性、核能事业的曲折与艰巨。教师将邓稼先的生平史实梳理如下：
邓稼先是我国著名核武器研制工作的开拓者。他于1941年考入西南联合大学物理系。1948—1950年，他在美国普渡大学学习，仅用一年时间就获得了博士学位，当时26岁。他毕业当年毅然回国，开创了中国原子核物理理论研究的新局面。1958年，国家需要他参与国防科研事业，但必须保密。他义无反顾地同意，回家对妻子说自己要调动工作，不能再照顾家和孩子，通信也困难。妻子表示支持。从此邓稼先隐姓埋名，甘当无名英雄，默默无闻地奉献了数十年。 授课中，教师先做简单介绍。邓稼先作为科学家，毅然回国进行科研;义无反顾地同意组织安排;隐姓埋名，默默奉献，一方面能唤起学生对前沿知识的渴望，另一方面能够激发他们的民族情感。邓稼先在国家计划发展核武器之时，选择了国家利益高于个人利益。这种榜样的力量与示范势必令学生能够在此经历“替代学习”的过程，激起内心情感的共鸣。同时，在培养学生“科学态度与责任”维度上，教师在课堂教学实践中提供了非常具体、生动、真实的物理学史情境，起到了以德育人的教学效果。
3开发数据教学案例，创新教学方式
案例教学是一种互动式的教学方式。案例教学在物理学教育中大有拓展空间，因为物理课程本身具有重要的人文内涵金波：《中学物理教学的思政教育特征及实施策略》，《中学物理教学参考》2015年第22期，第6-7页。
，将物理知识以信息丰富、情感饱满的案例形式再现出来，以有益于学生理解和掌握的方式讨论出来，师生基于案例，通过信息加工和学习迁移，的确会产生双向共赢的教学效果。
我们结合大数据时代的特点，尝试编写可以有效发挥物理课堂的德育功能的恰当案例。比如，教育者可以围绕当前一些令国民忧虑的健康问题开发案例，与物理学科知识自然恰当地融合，从而增强青少年的健康意识。笔者以“眼睛和眼镜”内容为例，结合一系列数据，编写了有利于保护眼睛的案例。
当前我国近视防治工作面临极大挑战，世界卫生组织数据显示，目前，中国近视患者人数多达6亿，几乎是中国总人口数的一半。我国高中生和大学生的近视率均已超过七成，并逐年增加，我国青少年近视率高居世界第一。看电子屏幕过多、不良光线、姿势不正确、用眼时间太长以及距离太近等，都是不良的用眼习惯。
青少年对数据敏感，学生会很快捕捉到案例中的一组数据“6亿、一半、七成、世界第一”。然后，教师可以顺势提出这样的问题：“针对青少年的视力情况谈谈你的看法？”由此引出保护视力这一要点。在理解了眼睛与眼镜的物理学原理基础上，学生将知识迁移升华为个体对眼睛健康，进而对身体健康问题的重视，最终增强其健康意识。
三、实践反思
1教学实践中存在的问题
基于物理课堂与德育融合的思考与实践，肯定了以“科学态度与责任”为目标导向的物理课堂更益于学生的知识获得、个性成长和品德培养。前期实践结果显示：90.6%的学生喜爱教师的课堂设计，将科学家精神、前沿科學与社会的联系融入课堂，学生既可学习知识，也可培养情感;86%的师生认为物理学史可以在以德育人中发挥独特的精神启迪作用;物理教师感受到：德育元素与物理知识融合的案例更有信服力。
然而，上述调查结果由于客观条件的限制，仍存在一些不足：第一，受调查者人数不够多，可供研究的学校有限，这些因素都将影响调查结果的信度、效度，因此，可能一定程度地影响到物理教学实践的组织和实施;第二，教师在实践过程中缺少与中学生长时间相处的经历，对中学生真实的学习习惯、心理特征、认知规律等方面的了解有欠缺，加上没有足够的教学经验，还是不能够充分结合教材进行有效而恰当的德育教育资源的开发;第三，中学迫于升学压力，还存在“知识本位，考试唯成绩论”的倾向性。
2物理教学的德育实施策略
首先，要注重课程资源中德育元素的挖掘和开发。比如，根植于科学活动的科学家精神、抽象于物理学科本身的科学方法、统领于物理学科发展的科学革命、表现于生活方面的物理与社会的联系等。教师必须多方查阅文献资料，有意识地将科学精神、科学方法、科学革命及物理与社会的联系中的德育元素渗透在教学活动中，而不是抛开学科教育的内容，游离于外在进行抽象空洞的思想教育。
其次，提高物理教育工作者的大德育理念。教育者需要从更高层面建构德育系统工程，提高自身的德育意识。在学校教育中，“立德树人” 是当下一面鲜明的教育旗帜，具有引领的效力。践行“立德树人”，就应秉持“育人为本，德育为先”的教育理念。其不只是针对学生层面的一个教育目标，也是对广大教育者的基本要求。
对物理教育者而言，课堂是教师实施教育活动的主要载体。新时代，为切实做好“立德树人”之根本，物理教师必须利用好学习的主阵地——课堂。应进一步以课堂教学为主，紧密围绕教材内容、教学目标，围绕其所蕴含的德育资源，做好物理教学内容与德育的有效契合。
关键词：中学物理;立德树人;核心素养;科学态度和责任
2014年3月，《教育部关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见》首次提出了“核心素养体系”这一概念。
物理学科的核心素养具有四个维度：物理观念和应用、科学思维和创新、科学探究和交流、科学态度与责任。本文基于中学物理的教学实践，提出以“科学态度与责任” 为目标导向，实行理科课程德育功能的实践尝试。
一、中学物理教学中蕴含的德育元素
中学物理教学中蕴含的德育元素集中体现在“科学态度与责任”（重点包括科学本质、态度与责任等要素）。其主要指在认识科学本质、感知科学、技术、社会和环境关系的基础上，逐渐形成探索未知世界时的科学态度，以及遵守道德规范、保护环境并推动可持续发展的责任感和使命感。陈刚：《物理学习与教学论》，华东师范大学出版社2019年版，第18页。
在学校教育中，科学态度和责任目标的达成，需要教育实施者充分注意到课程内容、教学设备、实验设施、教学设计、学生学情、地方特色及社会文化等多方面、多样化的课程资源开发。教学过程中应为学生创设科学化、体系化与生活化的学习情境，且能通过教师的引领和学生的主动学习深入理解课程体现出的科学本质、科学态度、社会责任等要素。这一过程中，蕴含了大量的可供开发和建设的德育资源。
课程资源是教师进行有效课堂教学的重要媒介。以“科学态度与责任”为教育目标，深入挖掘课程的德育元素与资源具有非常积极的实践意义。在“科学态度与责任”层面，课程资源按照学科特点和知识体系，可以被分为物理学不同历史发展阶段物理学家（亚里士多德、伽利略、牛顿、麦克斯韦和爱因斯坦，等等）所具有的科学方法、思想和精神，以及物理学知识内容（理想模型、动量定理、机械能守恒等）所独具的人文内涵。如何能使这两类课程资源在达成科学态度和责任目标的同时实现德育的功能，则是重要的研究内容。
二、物理知识与德育元素融合的实践探索
笔者认为，物理课程教学改革应该聚焦“科学态度与责任”这个维度，开发学生感兴趣的教学内容，并使其成为课堂教学资源。例如，基于德育元素的教学目标设计、物理学史上发生的逸闻趣事、数据时代的新鲜热点话题等。而这样的教学资源与物理概念、公式、定理等相比，更能将德育元素体现出来，发挥真正的德育功能。下面将从教学目标、教学内容和教学方式三个方面，论证中学物理教学的寓“德”于“教”。
1以德育为先导，重视教学目标设计
科学态度与责任是核心素养的一个重要维度，也是以德育人的最高层次。教学目标设计则是有效展开课堂教学的指导依据。显然，以此为目标导向的教学设计原则上可以实现学生核心素养的培育，落实“立德树人”。学习心理学认为：科学态度素养的习得取决于情感、认知和行为三方面心理倾向成分关系的协调。积极恰当的心理协调能够将科学认知、情感转化成良好的行为，因此，教师在统领课堂教学设计时要考虑心理学层面上学生情感、认知与行为的协调性。
在教育心理学视域下，情感、认知和行为素养的习得方式各有特点。“情感”可以凭借情绪感染，进而提高对科学知识关注的热度、兴趣和积极性;“认知”能够以摆事实讲道理，亲历学习的方式加深对科学真相的认识和理解;“行为”可以通过榜样的示范作用，形成健康的科学行为习惯及强烈的社会责任感。那么，科学态度与责任的教学目标设计应该以平衡三者为理念。
以上，我们在理论层面上分析了以“科学态度与责任”为导向在德育实践中的必要性。接下来，在操作层面，以“静电现象及应用”为例，设计“科学态度与责任”的教学目标。（见表1）。
2强化融合物理学史，重构教学内容
对青少年成长而言，科学家生平轶闻和经历本身是最好的德育素材。比如，当讲授“牛顿定律”时，牛顿的早期经历、钻研精神及其为人类留下的物理学智慧，可以为学生追求真理、拥有献身科学、品味科学和享受科學的科学家情怀树立典范;当然，牛顿的个性以及牛顿理论的局限性也有助于学生辩证地看待科学家的人生;映射到自己的成长中，学生可以扬长避短，学习科学家的优秀品质，客观看待自己的优缺点，促进人格完善。
在物理学的教学内容中，涉及的物理学家很多。开尔文、库仑、法拉第、麦克斯韦、惠更斯和爱因斯坦等真实的科学家研究史实可以成为非常有效的思想品德教育素材，国内物理学家钱学森、邓稼先、杨振宁等奋发图强、锲而不舍地赶超世界科技强国的事件更是催人奋进，激励后辈。2017年，内蒙古乌海市某中学结合教学内容，进行了物理学史融入课堂实践的教学设计。笔者在下文列出一个案例予以说明。
例如，在“能源与可持续发展”课堂教学中，一方面要让学生学习到能量转化（率）和转移的方向性知识，另一方面需教育学生关注科学发展前沿，具有可持续发展的意识，有将科学服务于人类的使命感与责任感。这节课还能引领学生了解我国和世界的能源状况，以及中国发展能源的方针和对策。更巧妙的是，教师利用邓稼先真实历史故事的案例与能源知识结合，进一步让学生感受到了核能知识的重要性、核能事业的曲折与艰巨。教师将邓稼先的生平史实梳理如下：
邓稼先是我国著名核武器研制工作的开拓者。他于1941年考入西南联合大学物理系。1948—1950年，他在美国普渡大学学习，仅用一年时间就获得了博士学位，当时26岁。他毕业当年毅然回国，开创了中国原子核物理理论研究的新局面。1958年，国家需要他参与国防科研事业，但必须保密。他义无反顾地同意，回家对妻子说自己要调动工作，不能再照顾家和孩子，通信也困难。妻子表示支持。从此邓稼先隐姓埋名，甘当无名英雄，默默无闻地奉献了数十年。 授课中，教师先做简单介绍。邓稼先作为科学家，毅然回国进行科研;义无反顾地同意组织安排;隐姓埋名，默默奉献，一方面能唤起学生对前沿知识的渴望，另一方面能够激发他们的民族情感。邓稼先在国家计划发展核武器之时，选择了国家利益高于个人利益。这种榜样的力量与示范势必令学生能够在此经历“替代学习”的过程，激起内心情感的共鸣。同时，在培养学生“科学态度与责任”维度上，教师在课堂教学实践中提供了非常具体、生动、真实的物理学史情境，起到了以德育人的教学效果。
3开发数据教学案例，创新教学方式
案例教学是一种互动式的教学方式。案例教学在物理学教育中大有拓展空间，因为物理课程本身具有重要的人文内涵金波：《中学物理教学的思政教育特征及实施策略》，《中学物理教学参考》2015年第22期，第6-7页。
，将物理知识以信息丰富、情感饱满的案例形式再现出来，以有益于学生理解和掌握的方式讨论出来，师生基于案例，通过信息加工和学习迁移，的确会产生双向共赢的教学效果。
我们结合大数据时代的特点，尝试编写可以有效发挥物理课堂的德育功能的恰当案例。比如，教育者可以围绕当前一些令国民忧虑的健康问题开发案例，与物理学科知识自然恰当地融合，从而增强青少年的健康意识。笔者以“眼睛和眼镜”内容为例，结合一系列数据，编写了有利于保护眼睛的案例。
当前我国近视防治工作面临极大挑战，世界卫生组织数据显示，目前，中国近视患者人数多达6亿，几乎是中国总人口数的一半。我国高中生和大学生的近视率均已超过七成，并逐年增加，我国青少年近视率高居世界第一。看电子屏幕过多、不良光线、姿势不正确、用眼时间太长以及距离太近等，都是不良的用眼习惯。
青少年对数据敏感，学生会很快捕捉到案例中的一组数据“6亿、一半、七成、世界第一”。然后，教师可以顺势提出这样的问题：“针对青少年的视力情况谈谈你的看法？”由此引出保护视力这一要点。在理解了眼睛与眼镜的物理学原理基础上，学生将知识迁移升华为个体对眼睛健康，进而对身体健康问题的重视，最终增强其健康意识。
三、实践反思
1教学实践中存在的问题
基于物理课堂与德育融合的思考与实践，肯定了以“科学态度与责任”为目标导向的物理课堂更益于学生的知识获得、个性成长和品德培养。前期实践结果显示：90.6%的学生喜爱教师的课堂设计，将科学家精神、前沿科學与社会的联系融入课堂，学生既可学习知识，也可培养情感;86%的师生认为物理学史可以在以德育人中发挥独特的精神启迪作用;物理教师感受到：德育元素与物理知识融合的案例更有信服力。
然而，上述调查结果由于客观条件的限制，仍存在一些不足：第一，受调查者人数不够多，可供研究的学校有限，这些因素都将影响调查结果的信度、效度，因此，可能一定程度地影响到物理教学实践的组织和实施;第二，教师在实践过程中缺少与中学生长时间相处的经历，对中学生真实的学习习惯、心理特征、认知规律等方面的了解有欠缺，加上没有足够的教学经验，还是不能够充分结合教材进行有效而恰当的德育教育资源的开发;第三，中学迫于升学压力，还存在“知识本位，考试唯成绩论”的倾向性。
2物理教学的德育实施策略
首先，要注重课程资源中德育元素的挖掘和开发。比如，根植于科学活动的科学家精神、抽象于物理学科本身的科学方法、统领于物理学科发展的科学革命、表现于生活方面的物理与社会的联系等。教师必须多方查阅文献资料，有意识地将科学精神、科学方法、科学革命及物理与社会的联系中的德育元素渗透在教学活动中，而不是抛开学科教育的内容，游离于外在进行抽象空洞的思想教育。
其次，提高物理教育工作者的大德育理念。教育者需要从更高层面建构德育系统工程，提高自身的德育意识。在学校教育中，“立德树人” 是当下一面鲜明的教育旗帜，具有引领的效力。践行“立德树人”，就应秉持“育人为本，德育为先”的教育理念。其不只是针对学生层面的一个教育目标，也是对广大教育者的基本要求。
对物理教育者而言，课堂是教师实施教育活动的主要载体。新时代，为切实做好“立德树人”之根本，物理教师必须利用好学习的主阵地——课堂。应进一步以课堂教学为主，紧密围绕教材内容、教学目标，围绕其所蕴含的德育资源，做好物理教学内容与德育的有效契合。