高中物理課堂滲透中華傳統(tǒng)文化的教學設計的研究與思考

陶夢雨 陸建隆

摘? ?要：中華傳統(tǒng)文化承載著中國的科技發(fā)展、人文情懷和價值觀念等諸多重要的育人元素，對培養(yǎng)全面發(fā)展的新型人才意義重大。高中物理課堂教學中滲透中華傳統(tǒng)文化，既能夠運用傳統(tǒng)文化中的相關(guān)知識輔助教學，又能夠以此為依托弘揚中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化，使之煥發(fā)新的光彩。文章依據(jù)《普通高中物理課程標準（2017年版）》中關(guān)于滲透中華傳統(tǒng)文化的要求和有關(guān)傳統(tǒng)文化內(nèi)容在高考命題中的趨勢，對在高中物理課堂教學中滲透中華傳統(tǒng)文化的教學片段的設計展開了探討。

關(guān)鍵詞：高中物理課堂教學;課程標準;高考命題;中華傳統(tǒng)文化

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A ? ? 文章編號：1003-6148（2020）11-0028-4

在大力弘揚中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的今天，傳統(tǒng)文化的育人價值越來越受到重視。中華傳統(tǒng)文化當中有關(guān)物理學的研究記載內(nèi)容豐富，許多文明成果都與物理學科緊密聯(lián)系，將其滲透到物理教學中，不僅能夠幫助學生加深對物理知識的認識和理解，更能夠促進我國優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的傳承與發(fā)展。

1? ? 從課標要求看在教學中滲透中華傳統(tǒng)文化的重要性

《普通高中物理課程標準（2017年版）》[1]在前言關(guān)于修訂工作的基本原則中就明確提出要“繼承和弘揚中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化”;在闡述學科課程標準對教學內(nèi)容的更新上指出“課程內(nèi)容落實習近平新時代中國特色社會主義思想，有機融入社會主義核心價值觀，中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化、革命文化和社會主義先進文化教育內(nèi)容”。課標對教學要求的制定以及對教學工具的編排都體現(xiàn)出了在高中物理教學中滲透中華傳統(tǒng)文化勢在必行，“弘揚中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化”不僅是課標修訂、教材編寫的原則，更是中學教育的改革方向。

2? ? 從高考試題評價來看中華傳統(tǒng)文化滲透的緊迫性

2.1? ? 高考試題滲透中華傳統(tǒng)文化

從2000年開始，高考的物理試題當中考查物理學發(fā)展過程中重要的人物和事件的題目越來越多，甚至在同一年的試卷上可以出現(xiàn)2到3次與人文發(fā)展聯(lián)系密切的背景題干。2004年北京卷的第20題就提到了在南京的紫金山天文臺發(fā)現(xiàn)并命名的吳健雄星。紫金山天文臺是中國天體物理觀測點之一，也是極具傳統(tǒng)文化色彩的科研建筑。2005年之后，伴隨著我國航天技術(shù)的不斷突破，有關(guān)神舟系列、嫦娥探月等航天工程的高考題也逐漸成為熱門。從我國對航天工程項目的命名——“天宮”“嫦娥”等就可以明顯體會到其中濃濃的傳統(tǒng)文化氣息，這些都是將現(xiàn)代物理前沿科技與傳統(tǒng)文化緊密聯(lián)系的典型例子。

2010年之后的高考試卷開始更加真正突出“弘揚中華傳統(tǒng)文化”當中的“傳統(tǒng)”二字。2011年，江蘇卷第一題考的是石拱橋。石拱橋是中國四大傳統(tǒng)橋型之一，是我國古代文明的重要成果，體現(xiàn)了我國古代勞動人民將物理規(guī)律應用在建筑領(lǐng)域的精巧構(gòu)思，是中華傳統(tǒng)文化當中與物理聯(lián)系緊密的實例。2014年教育部印發(fā)了《完善中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化教育指導綱要》，傳統(tǒng)文化元素的滲透在中學教育階段得到了更大的重視。

2.2? ? 對高考物理試題重視中華傳統(tǒng)文化情況的進一步分析

通過對歷年來高考題目的文本分析不難發(fā)現(xiàn)，高考命題對中華傳統(tǒng)文化的重視程度越來越高。作為引導高中教育的有力手段，高考的命題趨勢充分說明了滲透中華傳統(tǒng)文化在物理教學當中是必要的，傳統(tǒng)文化當中可尋的物理教學素材豐富多樣。同時，從試卷整體的文化質(zhì)感來看，近年來高考物理的命題也愈發(fā)體現(xiàn)出物理學科本身在文化氣息方面應有的魅力。

受到高考命題的啟發(fā)，在高中物理教學中構(gòu)建傳統(tǒng)文化相比于呈現(xiàn)試卷文本更為容易，形式上也更加的靈動多彩。因此，教學對提升學生文化素養(yǎng)的責任也就更為重大。

3? ? 在高中物理課堂教學中滲透傳統(tǒng)文化的實踐建議

3.1? ? 從科學思維的角度發(fā)揮傳統(tǒng)文化的物理價值——以引入典故為例

目前，高中階段物理教師在滲透傳統(tǒng)文化的時候普遍選擇將所要滲透的內(nèi)容放在課堂教學的引入環(huán)節(jié)。將傳統(tǒng)文化元素滲透在教學引入環(huán)節(jié)的確能夠起到吸引學生注意力、激發(fā)學習動機的作用，也能夠為學生在正式進入新知識學習之前做一個心理上的準備。高中階段的學生在長期的社會生活當中，或多或少都積累了一定的傳統(tǒng)文化知識，從學生熟悉的內(nèi)容著手，引導他們發(fā)現(xiàn)和探究這些“熟悉”傳統(tǒng)文化背后“陌生”的一面，能獲得更全面的認識。不僅能夠調(diào)動學生學習物理的興趣，學生的知識水平也得到了進一步提高。

教學片段：力的合成——等效思想。

滲透素材：“曹沖稱象”（中華傳統(tǒng)文化典故）。

師：歷史上有一個著名的故事——“曹沖稱象”，相信大家都聽說過。同學們有沒有考慮過，為什么曹沖要在船身標出那道吃水線呢？

生：……

教師給出提示：思考吃水線在稱象過程中的作用。

生：吃水線用來作為增加石頭數(shù)量的參照。

師：當船上的石頭使得船達到同一吃水線的時候說明了什么？

生：說明此時船上石頭和大象一樣重。

師：所以我們就可以通過測量石頭的質(zhì)量得出大象的質(zhì)量。

生：是。

師：在“曹沖稱象”故事中這種替代的方法就是我們物理學當中非常重要的一種思維方法——等效思想。這種方法的適用范圍很廣，包括我們今天要學習的“力的合成”也要用到。

教學反思：“曹沖稱象”的故事相信學生都不陌生，但是之前更多的是贊嘆曹沖的智慧，很少有人關(guān)注到其中的等效思想。等效思想在物理學習中非常重要，是物理核心素養(yǎng)當中“科學思維”的一大分支。通過從思維方法的角度帶領(lǐng)學生再次審視“曹沖稱象”的故事，更能夠加深學生對等效思想的認識和理解，從而更容易在“力的合成”一節(jié)中體驗等效思想在物理探究中的重要價值。

3.2? ? 運用傳統(tǒng)文化促進物理觀念的形成——以鞏固新知為例

傳統(tǒng)文化的適用性其實并不僅僅局限于引入環(huán)節(jié)，穿插于新課知識點之間的知識拓展對調(diào)節(jié)學生的上課專注度和延伸知識面也有所幫助。在我國經(jīng)典著作當中也有相關(guān)的研究記載。在得出新的物理概念或規(guī)律之后，將傳統(tǒng)文化當中同領(lǐng)域的研究記載滲透到教學中，既能夠為所得出的概念或規(guī)律加以佐證和鞏固，同時也能夠從我國古代社會文化背景角度了解古人對物理概念和規(guī)律的探索歷程，從中體會中華傳統(tǒng)文化的精神文化魅力。

教學片段：牛頓第一定律。

滲透素材：《墨經(jīng)》和《考工記》片段（中華傳統(tǒng)文化留存至今的古書經(jīng)著）。

在得出了牛頓第一定律之后，學生已經(jīng)了解了西方對“力是改變物體運動狀態(tài)的原因”這一結(jié)論漫長的研究歷程。

教師可以通過PPT呈現(xiàn)給學生：《墨經(jīng)》第21條“力，刑之所以奮也。”

教師給出解釋：力是使物體運動的原因，即使物體運動的作用叫力。從靜止到運動，這就是“力是改變物體運動狀態(tài)的原因”的最初版本，也是我國對牛頓第一定律的早期探索得出的結(jié)論。那么，牛頓第一定律除了告訴我們“力是改變物體運動狀態(tài)的原因”之外，還為我們揭示了什么？

生：慣性。

師：那我國傳統(tǒng)文化中哪些是對慣性的研究呢？

接下來，教師通過PPT呈現(xiàn)春秋末年《考工記》當中“馬力既竭，辀猶能一取焉”。

教師解釋：在馬拉車時，馬不走了，即馬對車不施力，車子還有前進的趨勢，或即車子還可以前進一小段路。由這句話的描述，同學們能不能提煉成它對應的物理語言？

生：一切物體都有保持原來運動狀態(tài)不變的性質(zhì)。

師：那這個性質(zhì)叫什么？

生：慣性。

教師總結(jié)：其實這就是關(guān)于慣性最早的闡述。由此可見，我國對牛頓第一定律的研究和西方科學家們的結(jié)論大體相同，而且我國的研究起步和發(fā)現(xiàn)較之西方更早。

教學反思：《墨經(jīng)》與《考工記》等都是我國古代經(jīng)典的科學著作，高中物理需要學習掌握的許多知識和規(guī)律都可以在傳統(tǒng)文化留存下來的這些經(jīng)典著作中找到對應的研究。在教學中滲透和補充相應的傳統(tǒng)文化，是學生知識鞏固和強化的過程，有助于學生沿著前人的研究過程促進自身物理觀念的構(gòu)建，進一步提升對教學內(nèi)容的理解。

3.3? ? 發(fā)揮中華傳統(tǒng)文化的育人價值——以應用介紹為例

物理學的不斷進步和發(fā)展，歸根結(jié)底是為了推動社會生產(chǎn)力的發(fā)展、提升人們的生活品質(zhì)。那么，教學中必不可少的“應用”環(huán)節(jié)介紹，就成為滲透傳統(tǒng)文化的大好時機。在我國古代，很早就有關(guān)于物理學的研究，那些經(jīng)由科學家和勞動人民長期實踐所發(fā)明和改良的機械器物、生產(chǎn)技術(shù)，有些成為了珍貴的歷史文物，有些通過不斷的改良沿用至今，無論是對于考古工作還是對于現(xiàn)代生活的進步都具有重要的研究意義和價值。它們本身所兼?zhèn)涞奈锢韺W原理和傳統(tǒng)文化內(nèi)涵，更是為我們的物理教學和傳統(tǒng)文化滲透提供了珍貴的素材。對于一些易于發(fā)現(xiàn)其背后物理原理的典型應用，教師可以把課堂交給學生，讓學生通過小組合作的方式進行課堂討論或課外研究，充分發(fā)揮學生在學習過程中的主體作用;而對于一些設計原理復雜、所學知識只應用在某一處細節(jié)方面的技術(shù)、器具，教師也可以從知識拓展的角度出發(fā)，帶著學生一起解讀這些應用背后潛藏的奧秘。

教學片段：重心的應用。

滲透素材：小口尖底瓶（中華傳統(tǒng)文化當中的歷史文物）。

在“重心”知識點介紹結(jié)束之后，作為“重心”知識的生活應用實例，教師可以向?qū)W生介紹作為仰韶文化的典型代表之一的小口尖底瓶。

師：在我國仰韶文化中有一種汲水器具叫做小口尖底瓶（PPT呈現(xiàn)仰韶文化中小口尖底瓶的圖片），具有“虛則欹，中則正，滿則覆”的工作特點。這里的“欹”指的是傾斜的意思。這句話的意思是當瓶子是空的時候瓶身是傾斜的，水裝到中間位置的時候瓶身就正了，若是裝得太滿水就會翻出來。請大家小組討論，小口尖底瓶這樣的工作特點背后究竟是什么道理呢？

學生小組討論，教師提示：可結(jié)合一下我們這節(jié)課剛剛學習的知識內(nèi)容，想想看瓶中水量的多少改變的是什么？

小組討論后，請小組派代表回答。

教師引導學生得出：水量的變化導致瓶子整體的重心位置變化，再結(jié)合平衡原理可以解釋瓶身在不同情況下呈現(xiàn)出不同的狀態(tài)。

師：其實，小口尖底瓶“虛則欹，中則正，滿則覆”的工作特點，不僅使其在物理方面的應用價值得到充分利用，之后更是因為其中的育人價值，成為了國寶的原型（PPT呈現(xiàn)魯國國寶欹器圖片）。大家想想看，“虛則欹，中則正，滿則覆”能讓你想到我國傳統(tǒng)文化當中的哪些為人處世之道？

學生交流討論。

師：圖片中的這個國寶是古代魯國宗廟中的欹器，其物理原理也和小口尖底瓶一樣，但魯國國君就從中看到了與夏朝伯益所言的“滿招損，謙受益”相似的人生哲理，將之奉于宗廟用以提醒自己要萬事主張“中庸之道、適可而止”?！爸杏怪?、適可而止”一直是我國傳統(tǒng)文化當中具有重要地位的思想觀念和行為準則，為歷代統(tǒng)治者所奉行，以至于孔子在參觀魯國宗廟的時候，都不得不為這從物理現(xiàn)象出發(fā)上升到做人層面所得出的處世之道而嘆服。

教學反思：小口尖底瓶是利用重心知識的典型代表之一，能夠在教學中體現(xiàn)物理規(guī)律對生產(chǎn)生活的應用價值。同時，由它衍生出來的欹器更是集中體現(xiàn)了中華傳統(tǒng)文化中“中庸之道、適可而止”等為人處世之道。作為將“重心”知識應用到社會生活的實例，它可以讓學生了解物理學習對社會生活的實用性;作為傳統(tǒng)文化思想的實物載體，它對學生人生觀、價值觀的形成影響更為深遠。

3.4? ? 培養(yǎng)科學探究——以習題賞析為例

為強化學生對新學知識的理解和運用能力，通過習題來鞏固和檢驗學習效果非常重要。高考題的命制都是經(jīng)過了眾多專家、教師的反復推敲與研討，具有較強的科學性和嚴謹性。深入鉆研和賞析高考題中有關(guān)傳統(tǒng)文化的題目，既能夠在物理學習中滲透傳統(tǒng)文化元素，實現(xiàn)素質(zhì)教育所要求的育人價值，又能夠鞏固物理知識，為日后更好地備戰(zhàn)高考打下堅實的基礎(chǔ)。學生在閱讀帶有趣味性的題目時，往往專注度高、理解能力強，對題設當中給出的知識信息捕捉敏感且吸收率高。這不僅能夠適當?shù)貫閷W生減輕壓力、緩解做題時候的緊張感，更能夠于無形中提升學生的文化底蘊。

教學片段：靜電現(xiàn)象——2015年高考題解讀。

滲透素材：《春秋緯考異郵》片段（中華傳統(tǒng)文化留存至今的古書經(jīng)著）。

題目中明確指出要分辨“靜電現(xiàn)象”。根據(jù)“有玳瑁吸衣若之說”也能夠直接排除A選項。這道題當中的情境創(chuàng)設比它本身“考了什么”更值得我們?nèi)ベp析。日常生活中物理現(xiàn)象和規(guī)律引起了古人的好奇和探究熱情，因此在我國傳統(tǒng)文化遺留下來的文學著作中，有關(guān)物理現(xiàn)象和規(guī)律的記載很多。推算發(fā)現(xiàn)的時間，許多物理學重要規(guī)律的總結(jié)都是由我國古代的科學家們最先發(fā)現(xiàn)的，這就很值得我們自豪。不僅是本題中提到的《春秋緯考異郵》，我國專門記載科技原理的古書著作還有很多，例如戰(zhàn)國時期的《墨經(jīng)》、明代的《天工開物》等，這些都是我國古代詩人、科學家們智慧的結(jié)晶，對中國乃至世界的文明進步都具有重大意義。

4? ? 總結(jié)與思考

通過本文對高中物理課堂滲透中華傳統(tǒng)文化的教學片段設計可以看出，傳統(tǒng)文化包羅萬象，可滲透的素材紛繁多樣，在課堂教學的每一個環(huán)節(jié)都可以進行中華傳統(tǒng)文化的滲透教育，不同環(huán)節(jié)的滲透所指向的效果也不相同。隨著科技水平的進步發(fā)展，傳統(tǒng)文化的呈現(xiàn)形式也為我們提供了更加多元化的選擇。靈活地在教學中選用中華傳統(tǒng)文化素材，不僅能夠促進學生的全面發(fā)展，更能夠讓學生的物理學習變得豐富多彩、讓中華傳統(tǒng)文化真正“活”起來。

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（欄目編輯? ? 鄧? ?磊）