中国传统文化元素融入物理教学的探究

中国传统文化元素融入物理教学的探究

万立荣

(上海师资培训中心上海200234)

摘 要：首先阐述在物理教学中传承中国文化的重要意义，介绍了从中国传统文化中收集和提炼物理教学素材的基本方法和选材原则，并运用课堂实例说明如何在中学物理课堂中融入这些传统文化元素．对在中学物理教学中渗透中国传统文化教育作出了新的思考与尝试．

关键词：中国传统文化中学物理课堂教学

收稿日期：(2014-12-04)

每个民族都有自己的传统文化．传统文化形成和发展于长期的历史过程，是人类文化的瑰宝，是一个国家和民族的文化根基和精神家园．由于受到全球化、现代化及某些历史因素的影响．中国传统文化的传承现状不容乐观．近现代人的传统意识淡薄，传统文化缺失．这些有碍于形成民族认同感、自豪感和凝聚力[1]．

近年来这一问题逐渐引起重视，学校教育作为民族文化传承的主要阵地之一，也更加重视中国文化的传承与传播[2]，将之视为己任，渗透到课堂教学的方方面面．中国传统文化的传承并不局限于某些学科，不同学科由于其特征不同，在文化传承上有着不同取向，但肩负着同样的职责，应充分挖掘素材，在达成学科教学目标的同时，渗透中国传统文化教育．

物理学的发展起源于古希腊，繁荣于文艺复兴时代，这一时代创立了机动、电动力学和辐射动力学．这些构成了现代物理学的主要框架和内容，因此，物理学科的学习过程同时也是对欧洲这段文化发展史的了解过程．

而在中国文化发展史中也不乏光辉灿烂的科技成就，其中有些物理科学上的成就在较长时间内处于世界领先地位，只是近代科学兴起之后中国人的科学探索才落后于西方了.由于中国早期的科学探索系统性不强，表述较为含糊，缺乏数学论证的有力支撑，没有在现代物理学中成为主流知识．然而从教育肩负着文化传承的责任来讲，物理教学有责任让学生了解自己民族传统文化中的辉煌成就．

下面就中学物理教学中如何融入中国传统文化元素，进行中国传统文化教育做一些思考和尝试.

1中国传统文化素材的收集与选用

在中学物理教学中融入中国传统文化碰到的第一个问题就是“素材从哪儿来？”目前关于这方面的书籍较少，作为物理教师，在没有现成教材的情况下，只能自己动手收集和整理．

1.1素材来源

(1)史书记载

中华文明灿烂的科技文化在各类史书中能找到一些记载．例如西汉时期写成的《春秋纬·考灵曜(yào)》中记载了关于地动和运动相对性的表述“地恒动不止而人不知，譬如人在舟中闭窗而座，舟行而人不觉”．公元前三、四世纪成书的《庄子·徐无鬼》中记载了弦线共振现象等．

(2)文物传承

“欹(qī)器”为6 000年前的半坡氏族所用的一种尖底、口小的陶器水罐，它的特点是“虚则欹，中则正，满则覆”，这一器皿可以选做“物体重心”教学的素材；1978年5月在湖北随州擂鼓墩发掘的曾侯乙编钟距今有2 400多年的历史．这套乐器由65件大小不等、音调不同的青铜钟组成．每个钮钟上有两个乐音，中层甬钟有3个半八度音阶，能演奏古今中外的乐曲．而且每组甬钟都可以单独奏曲，声音清脆嘹亮，音色悦耳动听．编钟可以在“声学”部分的物理教学中做为较好的素材．

(3)诗词描述

诗词歌赋做为中国古代一种常见的文学表现形式，在给人以艺术享受的同时也包含着一些科学规律．有些现象需要通过物理知识来解释，例如为什么“夜半钟声到客船”，而白天客船上就听不清寒山寺的钟声呢？为什么“夕阳返照桃花坞，柳絮飞来片片红”中的柳絮不是白色而是红色呢？这些优美的诗句不仅可以作为语文教学中的素材，同样可以融入到物理教学中．

(4)风俗沿袭

中国人的饮食习俗中筷子是必不可少的，筷子，古代叫箸，在中国有悠久的历史． 《礼记》 中曾记载：“饭黍无以箸．”可见早在殷商时代，已经开始使用筷子进食．这一文化能沿袭至今，可见中国传统文化具有强大的生命力．从物理教学的角度来看筷子的使用应用了杠杆原理，这一素材在初中物理“杠杆”部分的教学中可以使用．与筷子一样，中国传统文化中还有许多沿袭至今的习俗，例如清明节放风筝就是其中的一种，据说最早的风筝是由古代哲学家墨翟制造的．“斫(zhuó)木为鹞(yào)，三年而成飞一日而败．”这只“木鹞”就是中国最早的风筝．风筝最初用于军事上传递信息等需要，造纸术普及后，风筝改为纸糊，逐渐成为人们的娱乐工具，如何让风筝顺利的飞上天空？如何让风筝飞得更高？这里面包含了许多物理中的力学知识，因此也是可以用于物理课堂教学的好素材．

1.2整理方法

“准历史”是近年来史学研究中提出的新概念之一．它泛指编写教材时在忠于历史事实及历史发展的情况下，将史料进行组织加工，以服务于某种教学目的或逻辑思路的做法．将“准历史”法应用于物理教学设计的研究也有所报道[3]．教师可利用这一方式将收集到的史料进行梳理加工，形成一段与学习对象认知水平相匹配的较为完整的资料，当进行某一章节教学设计时，再针对教学目标和内容将史料有机地合成到教学方案中，使之成为整体．下图简要说明了利用“准历史”法收集与加工素材的过程．

图1　利用“准历史”法收集与加工素材的过程

1.3选材原则

(1)史实可靠

由于物理教师大多对历史知识比较生疏，在收集史料的过程中很难辨清史实的真伪，另一方面，某些教师为迎合物理教学的需要而在一定程度上扭曲或虚构历史事实．这些都会在学生的认知领域留下错误的历史画面，从而对其发展产生极坏影响．因此在选择素材的过程中教师应本着严谨治学的态度，对得到的史实从若干个渠道进行求证后方可使用．

(2)顺势链接

将中国传统文化素材引入到物理课堂应该是自然融入，有机整合，而不是生搬硬套、生硬嫁接，让人感觉是为了引入而引入．要避免这一问题，就应合适选材，精心设计，让这些素材在物理教学中真正发挥出其教育功能．

下面以几个教学设计片段为例说明在新课引入、学生探究及课后练习等环节中如何融入中国传统文化元素．

2中国传统文化元素融入物理课堂教学的几个有效路径

2.1趣味引入

课题：高中物理“波的干涉”

传统文化素材：鱼洗

教学实录片段：

教师描述：(通过实物投影展示)这是鱼洗，古代人用来盛水的器皿，盆的内壁雕刻有4条鱼，因此而得名．鱼洗的两侧各有一只手柄，如果用手轻轻地来回摩擦它们，会产生什么现象呢？

学生：饶有兴味地边听边看．

教师操作：用手来回摩擦手柄，水面逐渐泛起波纹，随后溅起水珠，最后有4个地方能明显地观察到大量水珠喷溅．

学生：非常兴奋，后排同学情不自禁地起身观看．

教师：请两位同学上来试试好吗？

学生：全班同学争先恐后举手参与．

案例分析：物理教学的新课引入讲究激趣和悬疑，本案例中选择“鱼洗”这一中国古代文化元素作为引入素材，有3点激发了学生的好奇．一是古代器皿的仿制品呈现在物理课堂上，大家都有一股想看看摸摸的愿望；二是摩擦双柄能使水面喷水，这一现象很神奇；三是只有4个雕有鱼嘴的地方喷水，更加令人惊奇．这样的引入激发了大多数同学进一步了解其中奥秘的愿望．“鱼洗”这一素材非常适合应用在中学物理教学的引入部分，不过要进一步详细探究其原理则在一定程度上超出了高中物理学习的要求．

2.2合作探究

课题：初中物理“杠杆”

传统文化素材：桔槔(jiégāo)

教学设计片段：

情景：(视频展示桔槔打水的情景)桔槔是我国古代劳动人民用来汲水的一种简单机械，它由一个竖直的架子和一根细长的棒子组成，棒子一端绑有重物，另一端挂水桶，使用桔槔从井中提水更省力．

初步探究活动：(每两位同学组成一个探究小组)大家一起来探究，为什么使用桔槔提水更省力？每个小组桌上都有一个仿制的简易桔槔，请大家用它拎水试试，看看哪个小组最快找出桔槔省力的原因．

进一步探究活动：桔槔在工作时棒子能绕着支架上的固定点转动，固定点的位置与省力是否有关系呢？大家桌上的简易桔槔棒有多个小孔能固定在支架上，大家可以更换着试试．

梳理初步结论：

(1)桔槔末端重物的重力是帮助水桶上升的关键原因．

(2)桔槔与所绑重物的总重力作用点和水桶悬挂点分别位于固定转动点两侧．

(3)桔槔末端的重物作用点离固定转动点越远越省力．

案例分析：桔槔是中国古代社会一种主要的灌溉机械，早在战国时代《庄子·天运篇》中就有记载，是利用杠杆原理省力的实例之一．正好可以与初中物理中“杠杆”一节的学习链接起来．又由于桔槔的制作与使用都不复杂，适合在课堂教学中作为合作探究的素材．让学生们从自主探究中认识到杠杆及杠杆省力的原因，在学习物理知识的同时，了解中国传统文化，经历科学探究的过程．

2.3故事讲述

课题：初中物理“等效替代”

传统文化素材：曹冲称象

教学设计片段：

学生回忆儿时故事，曹冲称象

教师补充：形成完整故事.

教师设问：引导学生寻找故事中解决问题的关键方法——等效替代.

学生尝试：利用“等效替代”方法解决其他物理问题.

案例分析：学生们在幼年期间大多听说过“曹冲称象”的故事，但很少有人从物理方法的角度去分析它．而等效替代是物理学科中常用的科学思维方法，它是指面对复杂的、不易解决的物理问题，利用其他效果相同的物理量取而代之的方法．往往能够化复杂为简单，从而使不易解决的问题迎刃而解．对于物理方法的教学，直接描述法比较抽象，如果以学生熟悉的故事为切入点，可以降低难度、帮助理解、促进知识迁移，也能够使学生对物理学习产生亲切感和更浓的学习兴趣．

2.4课外拓展

课题：高中物理“杠杆原理的应用实践”

传统文化素材：杆秤

教学设计片段：复习杠杆原理—介绍杆秤的来历—学习杆秤的制作方法—课后制作简易杆秤—作品展示.

案例分析：杆秤的使用在中国已有几千年历史，《天工开物》书中的一幅“执秤图”让我们看到了早期的杆秤．由于其制作简单、使用方便而一直沿用至今，是中国传统文化成功传承的实例之一．高中物理拓展部分的教学在内容上可以进一步深化，时间上可以延续到课外，充分培养学生的独立思考能力、动手操作能力等科学探究能力．学习制作简易杆秤作为杠杆原理的拓展内容非常合适，它具有与杠杆原理知识点联系紧密、实验取材方便、操作安全、制作周期短等优点．

2.5习题编写

近年来，物理习题中也逐渐出现以中国传统文化素材编写的习题．有的来源于古诗词，有的来源于历史故事，例如：

北宋的沈括在其《梦溪笔谈》中记载着：行军宿营，士兵枕着牛皮制的箭筒睡在地上，能尽早听到夜袭敌人的马蹄声，这是利用固体比气体传播声音速度______(填“快”或“慢”)．

习题编写的形式包括填空题、选择题，问答题和情景题等．

中学物理课堂中融入中国传统文化元素的途径还有很多．只要物理教师们能够意识到物理教学也是传播中国传统文化的阵地之一，平时留意积累此类素材，并以合适的方式加入到教学设计中，就能让学生们了解到更多中国传统文化中与物理相关的知识，以及这些知识中包含的物理学的思想和方法．

参 考 文 献

1容中逵.当代中国传统文化传承不力之社会学成因.教育理论与实践，2011(9)：11～15

2余清臣.现代学校与中国传统文化传承——一种文化生态学的视角.浙江社会科学，2008(7)：108～114

3薛永红,石雷先.“准历史”法的中学物理教学设计.教育实践研究，2008，11B：56～58