中國(guó)傳統(tǒng)文化元素融入物理教學(xué)的探究

中國(guó)傳統(tǒng)文化元素融入物理教學(xué)的探究

萬(wàn)立榮

(上海師資培訓(xùn)中心上海200234)

摘 要：首先闡述在物理教學(xué)中傳承中國(guó)文化的重要意義，介紹了從中國(guó)傳統(tǒng)文化中收集和提煉物理教學(xué)素材的基本方法和選材原則，并運(yùn)用課堂實(shí)例說(shuō)明如何在中學(xué)物理課堂中融入這些傳統(tǒng)文化元素．對(duì)在中學(xué)物理教學(xué)中滲透中國(guó)傳統(tǒng)文化教育作出了新的思考與嘗試．

關(guān)鍵詞：中國(guó)傳統(tǒng)文化中學(xué)物理課堂教學(xué)

收稿日期：(2014-12-04)

每個(gè)民族都有自己的傳統(tǒng)文化．傳統(tǒng)文化形成和發(fā)展于長(zhǎng)期的歷史過(guò)程，是人類(lèi)文化的瑰寶，是一個(gè)國(guó)家和民族的文化根基和精神家園．由于受到全球化、現(xiàn)代化及某些歷史因素的影響．中國(guó)傳統(tǒng)文化的傳承現(xiàn)狀不容樂(lè)觀(guān)．近現(xiàn)代人的傳統(tǒng)意識(shí)淡薄，傳統(tǒng)文化缺失．這些有礙于形成民族認(rèn)同感、自豪感和凝聚力[1]．

近年來(lái)這一問(wèn)題逐漸引起重視，學(xué)校教育作為民族文化傳承的主要陣地之一，也更加重視中國(guó)文化的傳承與傳播[2]，將之視為己任，滲透到課堂教學(xué)的方方面面．中國(guó)傳統(tǒng)文化的傳承并不局限于某些學(xué)科，不同學(xué)科由于其特征不同，在文化傳承上有著不同取向，但肩負(fù)著同樣的職責(zé)，應(yīng)充分挖掘素材，在達(dá)成學(xué)科教學(xué)目標(biāo)的同時(shí)，滲透中國(guó)傳統(tǒng)文化教育．

物理學(xué)的發(fā)展起源于古希臘，繁榮于文藝復(fù)興時(shí)代，這一時(shí)代創(chuàng)立了機(jī)動(dòng)、電動(dòng)力學(xué)和輻射動(dòng)力學(xué)．這些構(gòu)成了現(xiàn)代物理學(xué)的主要框架和內(nèi)容，因此，物理學(xué)科的學(xué)習(xí)過(guò)程同時(shí)也是對(duì)歐洲這段文化發(fā)展史的了解過(guò)程．

而在中國(guó)文化發(fā)展史中也不乏光輝燦爛的科技成就，其中有些物理科學(xué)上的成就在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)處于世界領(lǐng)先地位，只是近代科學(xué)興起之后中國(guó)人的科學(xué)探索才落后于西方了.由于中國(guó)早期的科學(xué)探索系統(tǒng)性不強(qiáng)，表述較為含糊，缺乏數(shù)學(xué)論證的有力支撐，沒(méi)有在現(xiàn)代物理學(xué)中成為主流知識(shí)．然而從教育肩負(fù)著文化傳承的責(zé)任來(lái)講，物理教學(xué)有責(zé)任讓學(xué)生了解自己民族傳統(tǒng)文化中的輝煌成就．

下面就中學(xué)物理教學(xué)中如何融入中國(guó)傳統(tǒng)文化元素，進(jìn)行中國(guó)傳統(tǒng)文化教育做一些思考和嘗試.

1中國(guó)傳統(tǒng)文化素材的收集與選用

在中學(xué)物理教學(xué)中融入中國(guó)傳統(tǒng)文化碰到的第一個(gè)問(wèn)題就是“素材從哪兒來(lái)？”目前關(guān)于這方面的書(shū)籍較少，作為物理教師，在沒(méi)有現(xiàn)成教材的情況下，只能自己動(dòng)手收集和整理．

1.1素材來(lái)源

(1)史書(shū)記載

中華文明燦爛的科技文化在各類(lèi)史書(shū)中能找到一些記載．例如西漢時(shí)期寫(xiě)成的《春秋緯·考靈曜(yào)》中記載了關(guān)于地動(dòng)和運(yùn)動(dòng)相對(duì)性的表述“地恒動(dòng)不止而人不知，譬如人在舟中閉窗而座，舟行而人不覺(jué)”．公元前三、四世紀(jì)成書(shū)的《莊子·徐無(wú)鬼》中記載了弦線(xiàn)共振現(xiàn)象等．

(2)文物傳承

“欹(qī)器”為6 000年前的半坡氏族所用的一種尖底、口小的陶器水罐，它的特點(diǎn)是“虛則欹，中則正，滿(mǎn)則覆”，這一器皿可以選做“物體重心”教學(xué)的素材；1978年5月在湖北隨州擂鼓墩發(fā)掘的曾侯乙編鐘距今有2 400多年的歷史．這套樂(lè)器由65件大小不等、音調(diào)不同的青銅鐘組成．每個(gè)鈕鐘上有兩個(gè)樂(lè)音，中層甬鐘有3個(gè)半八度音階，能演奏古今中外的樂(lè)曲．而且每組甬鐘都可以單獨(dú)奏曲，聲音清脆嘹亮，音色悅耳動(dòng)聽(tīng)．編鐘可以在“聲學(xué)”部分的物理教學(xué)中做為較好的素材．

(3)詩(shī)詞描述

詩(shī)詞歌賦做為中國(guó)古代一種常見(jiàn)的文學(xué)表現(xiàn)形式，在給人以藝術(shù)享受的同時(shí)也包含著一些科學(xué)規(guī)律．有些現(xiàn)象需要通過(guò)物理知識(shí)來(lái)解釋?zhuān)鐬槭裁础耙拱腌娐暤娇痛?，而白天客船上就?tīng)不清寒山寺的鐘聲呢？為什么“夕陽(yáng)返照桃花塢，柳絮飛來(lái)片片紅”中的柳絮不是白色而是紅色呢？這些優(yōu)美的詩(shī)句不僅可以作為語(yǔ)文教學(xué)中的素材，同樣可以融入到物理教學(xué)中．

(4)風(fēng)俗沿襲

中國(guó)人的飲食習(xí)俗中筷子是必不可少的，筷子，古代叫箸，在中國(guó)有悠久的歷史． 《禮記》 中曾記載：“飯黍無(wú)以箸．”可見(jiàn)早在殷商時(shí)代，已經(jīng)開(kāi)始使用筷子進(jìn)食．這一文化能沿襲至今，可見(jiàn)中國(guó)傳統(tǒng)文化具有強(qiáng)大的生命力．從物理教學(xué)的角度來(lái)看筷子的使用應(yīng)用了杠桿原理，這一素材在初中物理“杠桿”部分的教學(xué)中可以使用．與筷子一樣，中國(guó)傳統(tǒng)文化中還有許多沿襲至今的習(xí)俗，例如清明節(jié)放風(fēng)箏就是其中的一種，據(jù)說(shuō)最早的風(fēng)箏是由古代哲學(xué)家墨翟制造的．“斫(zhuó)木為鷂(yào)，三年而成飛一日而?。边@只“木鷂”就是中國(guó)最早的風(fēng)箏．風(fēng)箏最初用于軍事上傳遞信息等需要，造紙術(shù)普及后，風(fēng)箏改為紙糊，逐漸成為人們的娛樂(lè)工具，如何讓風(fēng)箏順利的飛上天空？如何讓風(fēng)箏飛得更高？這里面包含了許多物理中的力學(xué)知識(shí)，因此也是可以用于物理課堂教學(xué)的好素材．

1.2整理方法

“準(zhǔn)歷史”是近年來(lái)史學(xué)研究中提出的新概念之一．它泛指編寫(xiě)教材時(shí)在忠于歷史事實(shí)及歷史發(fā)展的情況下，將史料進(jìn)行組織加工，以服務(wù)于某種教學(xué)目的或邏輯思路的做法．將“準(zhǔn)歷史”法應(yīng)用于物理教學(xué)設(shè)計(jì)的研究也有所報(bào)道[3]．教師可利用這一方式將收集到的史料進(jìn)行梳理加工，形成一段與學(xué)習(xí)對(duì)象認(rèn)知水平相匹配的較為完整的資料，當(dāng)進(jìn)行某一章節(jié)教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，再針對(duì)教學(xué)目標(biāo)和內(nèi)容將史料有機(jī)地合成到教學(xué)方案中，使之成為整體．下圖簡(jiǎn)要說(shuō)明了利用“準(zhǔn)歷史”法收集與加工素材的過(guò)程．

圖1　利用“準(zhǔn)歷史”法收集與加工素材的過(guò)程

1.3選材原則

(1)史實(shí)可靠

由于物理教師大多對(duì)歷史知識(shí)比較生疏，在收集史料的過(guò)程中很難辨清史實(shí)的真?zhèn)?，另一方面，某些教師為迎合物理教學(xué)的需要而在一定程度上扭曲或虛構(gòu)歷史事實(shí)．這些都會(huì)在學(xué)生的認(rèn)知領(lǐng)域留下錯(cuò)誤的歷史畫(huà)面，從而對(duì)其發(fā)展產(chǎn)生極壞影響．因此在選擇素材的過(guò)程中教師應(yīng)本著嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的態(tài)度，對(duì)得到的史實(shí)從若干個(gè)渠道進(jìn)行求證后方可使用．

(2)順勢(shì)鏈接

將中國(guó)傳統(tǒng)文化素材引入到物理課堂應(yīng)該是自然融入，有機(jī)整合，而不是生搬硬套、生硬嫁接，讓人感覺(jué)是為了引入而引入．要避免這一問(wèn)題，就應(yīng)合適選材，精心設(shè)計(jì)，讓這些素材在物理教學(xué)中真正發(fā)揮出其教育功能．

下面以幾個(gè)教學(xué)設(shè)計(jì)片段為例說(shuō)明在新課引入、學(xué)生探究及課后練習(xí)等環(huán)節(jié)中如何融入中國(guó)傳統(tǒng)文化元素．

2中國(guó)傳統(tǒng)文化元素融入物理課堂教學(xué)的幾個(gè)有效路徑

2.1趣味引入

課題：高中物理“波的干涉”

傳統(tǒng)文化素材：魚(yú)洗

教學(xué)實(shí)錄片段：

教師描述：(通過(guò)實(shí)物投影展示)這是魚(yú)洗，古代人用來(lái)盛水的器皿，盆的內(nèi)壁雕刻有4條魚(yú)，因此而得名．魚(yú)洗的兩側(cè)各有一只手柄，如果用手輕輕地來(lái)回摩擦它們，會(huì)產(chǎn)生什么現(xiàn)象呢？

學(xué)生：饒有興味地邊聽(tīng)邊看．

教師操作：用手來(lái)回摩擦手柄，水面逐漸泛起波紋，隨后濺起水珠，最后有4個(gè)地方能明顯地觀(guān)察到大量水珠噴濺．

學(xué)生：非常興奮，后排同學(xué)情不自禁地起身觀(guān)看．

教師：請(qǐng)兩位同學(xué)上來(lái)試試好嗎？

學(xué)生：全班同學(xué)爭(zhēng)先恐后舉手參與．

案例分析：物理教學(xué)的新課引入講究激趣和懸疑，本案例中選擇“魚(yú)洗”這一中國(guó)古代文化元素作為引入素材，有3點(diǎn)激發(fā)了學(xué)生的好奇．一是古代器皿的仿制品呈現(xiàn)在物理課堂上，大家都有一股想看看摸摸的愿望；二是摩擦雙柄能使水面噴水，這一現(xiàn)象很神奇；三是只有4個(gè)雕有魚(yú)嘴的地方噴水，更加令人驚奇．這樣的引入激發(fā)了大多數(shù)同學(xué)進(jìn)一步了解其中奧秘的愿望．“魚(yú)洗”這一素材非常適合應(yīng)用在中學(xué)物理教學(xué)的引入部分，不過(guò)要進(jìn)一步詳細(xì)探究其原理則在一定程度上超出了高中物理學(xué)習(xí)的要求．

2.2合作探究

課題：初中物理“杠桿”

傳統(tǒng)文化素材：桔槔(jiégāo)

教學(xué)設(shè)計(jì)片段：

情景：(視頻展示桔槔打水的情景)桔槔是我國(guó)古代勞動(dòng)人民用來(lái)汲水的一種簡(jiǎn)單機(jī)械，它由一個(gè)豎直的架子和一根細(xì)長(zhǎng)的棒子組成，棒子一端綁有重物，另一端掛水桶，使用桔槔從井中提水更省力．

初步探究活動(dòng)：(每?jī)晌煌瑢W(xué)組成一個(gè)探究小組)大家一起來(lái)探究，為什么使用桔槔提水更省力？每個(gè)小組桌上都有一個(gè)仿制的簡(jiǎn)易桔槔，請(qǐng)大家用它拎水試試，看看哪個(gè)小組最快找出桔槔省力的原因．

進(jìn)一步探究活動(dòng)：桔槔在工作時(shí)棒子能繞著支架上的固定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，固定點(diǎn)的位置與省力是否有關(guān)系呢？大家桌上的簡(jiǎn)易桔槔棒有多個(gè)小孔能固定在支架上，大家可以更換著試試．

梳理初步結(jié)論：

(1)桔槔末端重物的重力是幫助水桶上升的關(guān)鍵原因．

(2)桔槔與所綁重物的總重力作用點(diǎn)和水桶懸掛點(diǎn)分別位于固定轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)兩側(cè)．

(3)桔槔末端的重物作用點(diǎn)離固定轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)越遠(yuǎn)越省力．

案例分析：桔槔是中國(guó)古代社會(huì)一種主要的灌溉機(jī)械，早在戰(zhàn)國(guó)時(shí)代《莊子·天運(yùn)篇》中就有記載，是利用杠桿原理省力的實(shí)例之一．正好可以與初中物理中“杠桿”一節(jié)的學(xué)習(xí)鏈接起來(lái)．又由于桔槔的制作與使用都不復(fù)雜，適合在課堂教學(xué)中作為合作探究的素材．讓學(xué)生們從自主探究中認(rèn)識(shí)到杠桿及杠桿省力的原因，在學(xué)習(xí)物理知識(shí)的同時(shí)，了解中國(guó)傳統(tǒng)文化，經(jīng)歷科學(xué)探究的過(guò)程．

2.3故事講述

課題：初中物理“等效替代”

傳統(tǒng)文化素材：曹沖稱(chēng)象

教學(xué)設(shè)計(jì)片段：

學(xué)生回憶兒時(shí)故事，曹沖稱(chēng)象

教師補(bǔ)充：形成完整故事.

教師設(shè)問(wèn)：引導(dǎo)學(xué)生尋找故事中解決問(wèn)題的關(guān)鍵方法——等效替代.

學(xué)生嘗試：利用“等效替代”方法解決其他物理問(wèn)題.

案例分析：學(xué)生們?cè)谟啄昶陂g大多聽(tīng)說(shuō)過(guò)“曹沖稱(chēng)象”的故事，但很少有人從物理方法的角度去分析它．而等效替代是物理學(xué)科中常用的科學(xué)思維方法，它是指面對(duì)復(fù)雜的、不易解決的物理問(wèn)題，利用其他效果相同的物理量取而代之的方法．往往能夠化復(fù)雜為簡(jiǎn)單，從而使不易解決的問(wèn)題迎刃而解．對(duì)于物理方法的教學(xué)，直接描述法比較抽象，如果以學(xué)生熟悉的故事為切入點(diǎn)，可以降低難度、幫助理解、促進(jìn)知識(shí)遷移，也能夠使學(xué)生對(duì)物理學(xué)習(xí)產(chǎn)生親切感和更濃的學(xué)習(xí)興趣．

2.4課外拓展

課題：高中物理“杠桿原理的應(yīng)用實(shí)踐”

傳統(tǒng)文化素材：桿秤

教學(xué)設(shè)計(jì)片段：復(fù)習(xí)杠桿原理—介紹桿秤的來(lái)歷—學(xué)習(xí)桿秤的制作方法—課后制作簡(jiǎn)易桿秤—作品展示.

案例分析：桿秤的使用在中國(guó)已有幾千年歷史，《天工開(kāi)物》書(shū)中的一幅“執(zhí)秤圖”讓我們看到了早期的桿秤．由于其制作簡(jiǎn)單、使用方便而一直沿用至今，是中國(guó)傳統(tǒng)文化成功傳承的實(shí)例之一．高中物理拓展部分的教學(xué)在內(nèi)容上可以進(jìn)一步深化，時(shí)間上可以延續(xù)到課外，充分培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力、動(dòng)手操作能力等科學(xué)探究能力．學(xué)習(xí)制作簡(jiǎn)易桿秤作為杠桿原理的拓展內(nèi)容非常合適，它具有與杠桿原理知識(shí)點(diǎn)聯(lián)系緊密、實(shí)驗(yàn)取材方便、操作安全、制作周期短等優(yōu)點(diǎn)．

2.5習(xí)題編寫(xiě)

近年來(lái)，物理習(xí)題中也逐漸出現(xiàn)以中國(guó)傳統(tǒng)文化素材編寫(xiě)的習(xí)題．有的來(lái)源于古詩(shī)詞，有的來(lái)源于歷史故事，例如：

北宋的沈括在其《夢(mèng)溪筆談》中記載著：行軍宿營(yíng)，士兵枕著牛皮制的箭筒睡在地上，能盡早聽(tīng)到夜襲敵人的馬蹄聲，這是利用固體比氣體傳播聲音速度______(填“快”或“慢”)．

習(xí)題編寫(xiě)的形式包括填空題、選擇題，問(wèn)答題和情景題等．

中學(xué)物理課堂中融入中國(guó)傳統(tǒng)文化元素的途徑還有很多．只要物理教師們能夠意識(shí)到物理教學(xué)也是傳播中國(guó)傳統(tǒng)文化的陣地之一，平時(shí)留意積累此類(lèi)素材，并以合適的方式加入到教學(xué)設(shè)計(jì)中，就能讓學(xué)生們了解到更多中國(guó)傳統(tǒng)文化中與物理相關(guān)的知識(shí)，以及這些知識(shí)中包含的物理學(xué)的思想和方法．

參 考 文 獻(xiàn)

1容中逵.當(dāng)代中國(guó)傳統(tǒng)文化傳承不力之社會(huì)學(xué)成因.教育理論與實(shí)踐，2011(9)：11～15

2余清臣.現(xiàn)代學(xué)校與中國(guó)傳統(tǒng)文化傳承——一種文化生態(tài)學(xué)的視角.浙江社會(huì)科學(xué)，2008(7)：108～114

3薛永紅,石雷先.“準(zhǔn)歷史”法的中學(xué)物理教學(xué)設(shè)計(jì).教育實(shí)踐研究，2008，11B：56～58