基于苏科版物理新教材中“国家工程”栏目的学科德育实施策略

摘要：本文通过对义务教育物理新课标和苏科版新教材的研究，基于立德树人的根本任务，探讨了围绕新教材增加的“国家工程”栏目开展学科德育实践的策略。学科德育是立德树人的时代要求，三全育人是教师的时代使命。新教材引入了代表性的国家科学成就作为教学和教育素材，同学们可以在学好科学知识的同时保持良好的道德素养，为成为社会主义事业的建设者和接班人打好基础。

关键词：学科德育，跨学科，核心素养，国家工程，科学态度与责任

1 引言

2022年《义务教育物理课程标准（2022年版）》正式发布，物理新课标增加了两个一级主题：实验探究和跨学科实践，旨在强调物理学科知识学习的应用价值，强调培养学生核心素养的重要性和紧迫性。核心素养是课程育人价值的集中体现，是学生通过课程学习逐步形成的适应个人终身发展和社会发展需要的正确价值观、必备品格和关键能力。物理课程要培养的核心素养，主要包括物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任。

习近平总书记多次强调，课程教材要发挥培根铸魂、启智增慧的作用。教育的根本任务是“立德树人”，学科德育工作是立德树人的时代要求，培养德性完整的人是教育的第一价值。基于2022版物理课程标准的2024年苏科版物理新教材，在栏目中增加了“国家工程”栏目，主要介绍我国现代的重大科技工程，了解党领导下国家科技发展的重大成果，激发同学们的爱国热情，培养科学态度和实现中华民族伟大复兴的责任感和使命感。

“国家工程”栏目共在四册书中设置了11个内容，其中八年级7个，九年级4个。八年级包括：“南极巡天望远镜和月基光学望远镜”、“南水北调”工程、“北斗卫星系统”、“奋斗者号深潜器”、“中国核潜艇”、“探月工程和火星探测工程”、“载人航天工程”；九年级包括：“西电东送和高压直流输电”、“中国天眼”、“中国5G通信系统”、“两弹一星”工程。本文主要就其中的部分内容进行学科德育层面教学策略的探讨，希望获得培养学生科学态度与责任等核心素养的新途径，探寻出适切学生认知的情境素材和润物无声的呈现方式。在立足物理学科教学的同时，着重介绍科技创新成果对国家发展战略的重大意义，探讨培养学生投身科学事业和国家认同责任感的方式。

本文主要以八年级上册新教材提到的“望远镜”、“南水北调”工程、“北斗卫星系统”三个栏目为例，在栏目内容简介、教材章节、德育价值、素养提升任务四个方面进行分析阐述。

2 南极巡天望远镜和月基光学望远镜

2.1“国家工程”栏目内容

南极巡天望远镜是中国自主研发的可远程遥控、无人值守运行的天文光学望远镜。2017年，南极巡天望远镜成功追踪探测到国际上首例双中子星并合引力波事件的光学信号。

2013年，我国“嫦娥三号”月球探测器携带的月基光学望远镜实现了人类首次依托地外天体平台开展自主天文观测。月球上没有大气层，进行天文观测不受大气层干扰，且月球自转较慢，具有得天独厚的天文观测条件。

2.2教材章节

位于教材第三章“光的折射透镜”中的第四节“透镜的应用”。同学们在学习完光的折射定律及凸透镜成像的基本规律后，继续沿着由知识到应用的方向学习透镜在生活中的应用。单一的透镜主要学习照相机镜头和眼球晶状体的成像规律。随后深入学习近视眼镜和远视眼镜这类凸透镜外再叠加第二个透镜的成像情况。最后新教材在正文部分继续介绍了望远镜和显微镜的结构与用法，使同学们了解了这类组合透镜对拓展人类视野、推动社会科学发展的重要作用。

2.3德育价值

介绍本栏目内容时，可以向同学们说明，我国是世界上最早开始天文观测的国家之一，曾创下了很多领先的观测记录。由于近代的历史原因，旧中国内忧外患、国力羸弱，我国的天文观测基本处于停滞状态。直到新中国成立后，伴随社会主义制度的确立以及各项基础设施的完善，国家深入实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略，坚持教育优先发展、科技自立自强、人才引领驱动，加快建设教育强国、科技强国、人才强国。十八大以来，我国基础研究和原始创新不断加强，一些关键核心技术实现突破，研制出一个又一个举世瞩目的国之重器。教师可以再补充介绍“中国天眼”：贵州的500米口径球面世界最大射电望远镜FAST，它对于微弱的宇宙信号的捕捉和发现，帮助人类进一步认识了宇宙的奥秘，对于宇宙结构、外星文明、天体运动等提供了重要数据支撑。教学中，通过前沿科技与学科知识（望远镜）的有机融合，反映我国科技与社会发展伟大成就，充分展示了我国在空间观测领域的卓越贡献，鼓舞和激励学生增强国家认同感和社会使命感。

2.4素养提升任务

关于天文望远镜的内容，可以鼓励同学们分小组利用周末时间自行查阅资料，形成一份学习小报。内容包括：中国探月工程和火星探测工程，中国载人航天工程，宇宙的起源与膨胀等等。通过资料的查阅和整合，同学们可以对近年来快速高质量发展的中国航天事业有更深入的了解，赞美中国科研工作者的丰硕成果。

对于动手能力强的小组，鼓励他们利用两个凸透镜片和纸筒等材料，自制开普勒式单筒望远镜。通过调节目镜和物镜的距离，观察到远处的物体好像被拉近了，实际上是增大了视角，才能看清楚物体。利用自制望远镜可以观察日食和月食等天文现象、也可以通过增加滤色片理解透明物体的颜色原理等初中物理知识。

3 “南水北调”工程

3.1“国家工程”栏目内容：

南水北调工程是中国为了解决北方地区缺水问题，进行水资源优化配置的一项基础设施工程。它是世界上规模最大、受益人口最多、涉及范围最广的调水工程。因为南北地势问题，向北方调水需要让水往高处走，从长江到黄河中间设计了庞大的泵站群，将长江水逐级提升，总扬程65米。工程将1432km的水脉串联贯通，接力把南方丰富的水资源送往北方。

南水北调工程的实施，不仅可实现缺水流域和丰水流域的连通互补，提高我国水资源综合利用效率，还可以大大改善生态环境，造福中华民族的子孙后代。

3.2 教材章节

位于教材第四章“物态变化”中的第五节“水循环”。同学们在本章节学习掌握了三种物质状态间的六种物态变化，能举例自然界和日常生活中不同物态的物质及应用。物态变化的学习，主要以H2O的三态变化为例，尤其像水的沸腾实验、冰的熔化实验都是重点探究活动。最后在知识运用上，探究自然界“水循环”中的物态变化知识，教材建议学生调查学校或家庭的用水状况和节水方案、了解当地农业和绿化灌溉的节水技术等，学以致用，会运用物理知识思考解决社会发展问题的方法。

3.3 德育价值

本节内容中，同学们了解到虽然地球上的总水量很大，但是可以利用的淡水很少，水是生命之源，为了人类社会的可持续发展，必须注意水资源的节约和合理利用。此时教师获得合适契机引出我国代表性的特大调水工程--南水北调工程。南水北调工程建设过程中解决了许多工程上的世界难题，将长江水一路护送到黄河南岸。该工程的建成和使用，对推动全国可持续发展和区域协同发展、早日实现中华民族伟大复兴有重要作用。教师可以组织学生一起观看南水北调的相关视频，进一步了解工程的意义、价值和难度，感受科技力量和中国科学家的工程创新。

3.4 素养提升任务

2022版义务教育物理课标增加了跨学科实践的教学要求，本栏目的内容正是一个物理学与工程实践和社会发展相结合的具体实例。同学们可以小组合作，先查阅国内、外著名的水利工程简介，随后进行一项实物模型的制作任务：制作一个船闸模型或者水利发电站模型。理解船闸模型可以为下学期的液体压强和连通器的知识做好铺垫；水利发电的研究对于后续能量转化的学习、重力势能的理解、电磁感应现象都有很大帮助。同学们可以在信息检索→设计结构→动手制作→分析讨论→提炼物理模型的探究全过程中提高真实问题的解决能力。

4 北斗卫星导航系统----定位与授时

4.1 “国家工程”栏目内容：

北斗卫星导航系统是我国着眼于国家安全和经济社会发展需要，自主建设、独立运行的卫星导航系统。它可为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务。北斗卫星导航系统配备了国产高精度星载原子钟，核心部件全部自主可控。除定位、导航和授时服务外，系统还拥有短报文通信和国际搜救等多种服务功能。

4.2 教材章节

位于教材第五章“物体的运动”中第一节“长度与时间的测量”。新教材的这一节内容，从估测身边的书桌尺寸开始，引出中国古代“布指知寸、布手知尺、舒肘知寻”的粗测方法。通过分析对比，体会秦国统一度量衡对社会发展的重要意义。随后同学们学习科学的长度、时间测量方法和单位，主要掌握刻度尺和秒表的使用。此时教师可以介绍目前我国先进的北斗卫星导航系统，介绍该系统在定位、授时等方面对国家安全和发展的重大意义。

4.3 德育价值

同学们可能会觉得卫星定位系统与日常生活距离较远，没有直接关系。教师可以从1993年我国“银河号”货轮失去GPS导航信号的事件开始介绍，让同学们体会独立自主的卫星导航系统对于大国发展和国家安全的重要意义。2008年的汶川地震救援时，空降部队的解放军指战员，携带北斗卫星终端，空降进入灾区孤岛，帮助党中央准确了解了震中地区的实际灾情，挽救了更多同胞的生命。目前北斗卫星已经全球组网，可以进行全球的定位、授时服务。结合我国在人工智能、大数据方面的领先技术，北斗系统将帮助交通、电力、通信、测绘、农业等各行各业快速实现现代化和智能化。通过具体应用事例的介绍，同学们可以体会独立自主的卫星定位系统对于国家安全、海洋战略、应急救灾等方面不可替代的作用。在以上案例的分析中，同学们也可以充分感受到科技创新能力是一个国家综合国力竞争的决定性因素，自力更生是中华民族自立于世界之林的奋斗基点，自主创新是我们攀登世界科技高峰的必由之路。作为当代青少年更应积极主动的增强动手实践能力，提升科学素养，为实现世界科技强国的民族梦想接力奋斗。

4.4 素养提升任务

同学们可以在自主阅读的基础上，查阅北斗卫星的轨道高度、运行速度、运行周期等参数，理解运动的快慢如何描述、卫星与地球运动的相对性等知识。还可以查阅我国目前利用北斗卫星系统在交通、救灾、物流等方面的具体应用，体会科技进步对生产力的促进和变革。任务成果的展示环节，可以举行北斗卫星科普知识竞赛，通过趣味问答、北斗闯关、讲好科学家的北斗故事等活动，激发同学们对科技创新的热情和增强民族自豪感。

5 结语

中共中央、国务院在新时代新形势下提出了“三全育人”的新要求，即“全员育人、全程育人、全方位育人”。现代教育学之父赫尔巴特也说过“没有无教育的教学”。立足基础教育的学情，作为物理课程的教育者，也要肩负历史使命，在传授科学知识和提高探究能力的基础上，继续做好学科德育工作，深入挖掘学科知识中的德育素材内涵，设计好基于德育素材的素养提升进阶任务，做好党的伟大成就的宣讲员，为培养社会主义建设者和接班人贡献自己的力量。

参考文献：

【1】中华人民共和国教育部.义务教育物理课程标准（2022年版）【S】.北京师范大学出版社，2022

【2】刘炳昇，义务教育教科书物理八年级上册【M】，江苏凤凰科学技术出版社，2024.8

【3】徐立恒.袁凯，中学物理教材中有机融入重大主题教育情况研究【J】，物理教师，2022.11

【4】朱文军，落实新理念修订新教材培养时代新人--苏科版初中物理新教材介绍【J】，中学物理，2024.10

【5】杨九俊.王彦明，新课堂“怎么办”【M】，江苏凤凰教育出版社，2024.6