拓展中国传统文化在大学物理教学中的应用*

苑新喜 李铁平 石铁钢 毕 洁

(中国地质大学(武汉)数理学院 湖北 武汉 430074)

1 引言

大学物理是绝大多数理工科大学生必修的基础理论课[1].它内容广泛，涵盖了经典力学、热学、电磁学、光学和近代物理学等物理学分支.它学时多，一般在100学时以上，少数学校和专业要求140学时以上.学生在学习大学物理时普遍觉得物理抽象枯燥而难学，甚至在一些学生心理滋生了厌学心态，导致学习成效不高.在长期的大学物理课堂教学实践中，我们一直在思考这样一个问题，对于大学物理课该怎样的教与学才能充分体现其作为一门基础理论课应有的地位与作用，从而更好地培养学生的科学素养与创新精神？在不断思考与探索中我们逐渐领悟到，发掘和发现在大学物理课堂教学内容背后所隐藏着的丰富多彩的哲理、事理、情理、思维逻辑和想像空间，并用恰到好处的中国传统语言与文化把它们充分展现出来，是充分体现其作为一门基础理论课应有的地位与作用，从而更好培养学生的科学素养与创新精神，这是一个不可多得的理想的着力点、切入点和突破点.下面结合我们的教学实践，就中国传统文化在大学物理教学中应用的可行性、意义和应注意的问题等谈一点粗浅的看法.

2 中国传统文化在大学物理课堂教学中应用的可行性

在长期的大学物理课堂教学和探索实践中笔者深深地感悟到，大学物理课堂所要求的诸多教学内容是人类智慧与文明的结晶之一.在大量的表面看起来抽象而枯燥乏味的大学物理教学内容的背后其实隐藏着丰富多彩的哲理、事理、情理、思维逻辑和想像空间.中国传统文化博大精深，那些不胜枚举的成语、名句、典故、唐诗和宋词等中恰恰饱含着丰富多彩的哲理、事理、情理、思维逻辑和想像空间.笔者在大学物理课堂教学实践中发现其实完全可以找到二者的贯通与关联性，从而可以毫无障碍地将中国传统文化应用在大学物理教学中.笔者从开始无意中偶然的应用，发展到有意识较多地应用.并在大学物理课堂上极其自然地使用 “鲤鱼跳龙门”，“光阴似箭”，“物极必反”，“路遥知马力”,“不积跬步，无以至千里；不积细流，无以成江海”，“天下大势，分久必合，合久必分”，“远看青青近看无”，“不识庐山真面目”“周瑜打黄盖”等为学生所熟悉的中国传统文化名言，收到了意想不到的良好效果.下面笔者详细给出了几个应用实例.

“老子、孔子、孙子”例.大学物理中避免不了讲解“牛顿三大定律”，而“牛顿三大定律”这一块基本而经典的物理知识在中学物理中已讲熟了，讲透了.怎么样在大学物理课堂中讲出点新意以吸引学生和激发学生的听课兴奋点？在实际讲课中笔者设计了一个如下的思维背景.首先,与学生一起简单回顾一下“牛顿三大定律”的表述，然后话锋一转，问学生“今天我们看牛顿三大定律内容是不是很简单呢？那么,这三个人你们都知道吧？”笔者在黑板上依次写出“老子、孔子、孙子”，每写一个都相应地说一句他们代表性的名言如“道可道非可道”,“三人行必有我师”,“以正合以奇胜”，然后说“这三位是公认的中国历史上绝顶聪明、具有大智慧的人，可是在我们今天看来很简单的牛顿三大定律为什么是牛顿提出的，而不是老子、孔子、孙子提出来的？”学生听到此哄堂大笑.笔者接着说“不要笑，这是一个非常严肃的问题.”学生又是哄堂大笑.笔者接着说“这个问题实际上在问，在古代中国科技水平领先世界一千多年，可到了近代为什么大大落后了？这个问题英国科学家李约瑟研究了一辈子都没研究清楚！”此时学生不再发笑，而是小声议论纷纷.笔者接着说“这个问题到现在都没有定论，仁者见仁，智者见智，你们每个人都可以有自己的看法.在我看来有一个重要的原因是中国古代缺乏足够发达的符号逻辑思维.由于时间关系关于这个问题今天就说到这，我们以后有时间找机会再说.下面我们就逐条解读一下‘牛顿三大定律’……”这样在短短的一两分钟的时间里引导学生的思绪穿越古今，穿越中西文化，穿越历史与现实，穿越科学与社会，对比强烈，对学生思维与认知产生了冲击力与震撼力，很好地活跃了课堂气氛，活跃了学生思维，激发和丰富了学生的想像空间，加深了学习印象，还为以后的教学内容埋下了伏笔，在一定程度上吊起了学生听课的胃口.

“无中生有”例.英国著名科学家霍金提出宇宙创生于“无”[2].中国道家就有“道生一，一生二，二生三，三生万物”的说法.我们仔细想想，实际上世界上的东西几乎都是从无到有，宇宙中的有机分子从无到有，人类也是从无到有.其实大学物理中的许多概念与公式也是如此.圆周运动是大学物理中接触最多的一种典型的运动形式，中学物理也讲了圆周运动的部分知识.大学物理教材上讲圆周运动使用图解法，此法与刚刚讲过的运动函数及运动方程等内容严重脱节，方法孤立.在讲解此内容时笔者摈弃图解法，结合刚刚讲过的运动函数及运动方程等内容，设计了如下一个“无中生有”的思维背景.开始笔者先给出圆周运动的文字定义“运动轨迹是圆周或圆周的一部分”，然后又说“大家注意了，我们下面就从圆周运动这么一个简单而直观的定义出发，你们看我们怎么样无中生有，象变魔术一样引出关于圆周运动的一大堆概念与公式”，此时笔者在黑板上特意板书“无中生有”四个字.然后，接着说“根据圆周运动的文字定义‘运动轨迹是圆周或圆周的一部分’，你们看我们是不是根据已有的知识可以写出圆周运动的运动函数，r(t)=Rcosθ(t)i+Rsinθ(t)j”.在解释这个数学表达式的同时，笔者特意强调圆周运动的运动函数表达形式不唯一，但这是一个非常简单而有效的表达形式.因为前面刚刚讲完由运动函数通过导数求运动的速度和加速度等，所以，很自然地顺理成章地引导学生对运动函数r(t)=Rcosθ(t)i+Rsinθ(t)j求几次简单的导数，在这个过程中引出了角位移、角速度、角加速度、向心加速度、法向加速度和速率等一大堆的概念与公式，其间不忘记时不时地问学生：这是不是“无中生有”？最后，笔者指着圆周运动一大堆的概念与公式问学生“这些概念与公式是谁得出的？”“是你们自己！”由于设计了这么一个独特的思维背景，课堂上教师讲得信心百倍、热情洋溢、行云流水、掷地有声；学生听得聚精会神、津津有味、深受启发，在潜移默化中培育了学生的一点哲学辩证法的科学素养.

中国传统文化在大学物理课堂教学中的应用，就像这样发掘和发现在大学物理课堂教学内容背后所隐藏着的丰富多彩的哲理、事理、情理、思维逻辑和想像空间，并用恰到好处的中国传统文化把它们充分展现出来.古人云“运用之妙，存乎一心”.在教学实践中笔者深感，将中国传统文化巧妙地应用在大学物理课堂教学中，不仅是可行的，而且是一项极具创造性的工作.

3 中国传统文化在大学物理课堂教学中应用的意义

中国人在教育开导人时讲究“晓之以理，动之以情”.发掘和发现在大学物理课堂教学内容背后所隐藏着的哲理、事理、情理、思维逻辑和想像空间，并用恰到好处的中国传统文化把它们充分展现出来，其实就是尽可能地为每一块教学内容或知识点赋予一个“理”或“情”的思维背景，使得学生在学习时不再感到大学物理“高深”、“庄严”、“神圣”得高不可攀，而使之返朴归真，顺理成章，让学生觉得大学物理像邻居家的大哥哥大姐姐一样亲切自然.

发掘和发现在大学物理课堂教学内容背后所隐藏着的丰富多彩的哲理、事理、情理、思维逻辑和想像空间，并用恰到好处的中国传统文化把它们充分展现出来，实际上找到了大学物理课程建设与教学改革的一个崭新的切实可行的着力点、切入点和突破点.通过这样的着力点、切入点和突破点，一是可以更好地在大学物理课堂教学中渗透人文精神[3]；二是可以更好地提高大学物理课堂教学的语言表现艺术；三是可以更好地促进大学物理课堂教学由讲课适度地向讲演转变；四是可以更好地使大学物理课堂变得生动、形象，活跃课堂教学的气氛，活跃学生思维，潜移默化地提升学生学术思维的深度和广度；五是可以更好地通过大学物理教育培养学生的科学素养；六是可以更好地激发教师自身对讲课的热情与投入，以此为契机带动教学研究，最终做到教学相长.

4 注意问题

在教学实践中在，我们感到将中国传统文化巧妙地应用在大学物理课堂教学中也要注意一些问题.一是要注意在大学物理课堂教学中表达和展现哲理、事理、情理、思维逻辑和想像空间的度的把握问题，要避免哗众取宠，喧宾夺主，本末倒置；二是注意用更凝练与有效的语言与节奏来充分表达和展现大学物理课堂教学内容背后隐藏着的哲理、事理、情理、思维逻辑和想像空间，提高课堂教学的效率.三是要注意应用时的铺垫、时机与语言技巧，避免弄巧成拙.

5 总结

发掘和发现在大学物理课堂教学内容背后所隐藏着的丰富多彩的哲理、事理、情理、思维逻辑和想像空间，并用恰到好处的中国传统文化把它们充分展现出来，应该成为大学物理课程建设与教学改革中的一项基础性和长期性的工作.它为每一块教学内容或知识点赋予一个“理”或“情”的思维背景，让课堂教学充满“情”或“理”，让思维飞扬起来，给讲课增加一点讲演的色彩，切实践行“深入浅出”、“以人为本”和“授之以鱼，不如授之以渔”的教学理念，因而，它是充分体现大学物理作为一门基础理论课应有地位与作用，从而更好地培养学生的科学素养与创新精神的理想的着力点、切入点和突破点.

参考文献

1 张三慧. 大学物理学(第一册)力学. 北京：清华大学出版社，1999

2 李元杰. 宇宙与超弦. 武汉：华中理工大学出版社，1991. 11

3 董承炎. 物理文化与人文精神. 物理通报. 2003( 1): 43