我国古代物理学成就在中学物理活动教学中的应用①

吴之洋

(广西壮族自治区桂林市平乐县实验中学，广西 桂林 542400)

我国古代学者在科技方面的成就璀璨夺目，深挖我国古代物理学成就，并在中学物理活动教学中加以应用，既可使学生深刻感受中国古代先进的科学技术，提升民族自豪感，又能使学生在继承中发扬古代科学家的探索精神，帮助学生理解学科知识，提升创新能力，落实立德树人根本任务。

1 中学物理活动教学简介

在中学物理活动教学中，教师根据课程标准、学生学习需要及其身心发展的特点创设教学情境，让学生持续参与阅读、体验、讨论分析、实验操作等，习得知识、发展能力。这种教学的特点是让学生参与活动，通过听、触、思等方式让学生获得切身体悟，完成知识的意义建构，实现知识和能力的迁移和应用。

2 我国古代物理学成就在中学物理活动教学中应用的程序和方式

2.1 基本程序

将我国古代物理学成就引入物理活动教学，设计有挑战性的学习活动，让学生在真实的情境中，通过对活动的持续参与、体验，注重学习主体的自身体验、感悟、操作和思维，促使外部操作活动和内部思维活动不断交互反馈。通过“做”来深化“思”，通过“思”来促进“做”，实现学生知识的自我建构与解决实际问题能力的生成，其基本程序如图1所示。

图1

2.2 应用方式

我国古代物理学成就中涉及中学物理的相关内容，可以用来设计活动教学，其应用方式主要有以下几种。

2.2.1 讨论分析式

在课堂上向学生展示与课堂教学内容相关的古代物理学成就，如古籍原文(带翻译)、挂图、视频等，通过阅读、观察，激发他们的兴趣，培养他们敢于表达观点的勇气、与他人交流或争辩的能力以及运用物理知识解决实际问题的意识。

例如，在“力的合成”的教学中，可结合古籍原述，利用《墨经》的记述和挂图(图2)，让学生尝试应用平行四边形法则解决问题：由两人操作的戽斗提水怎样才能更省力？

图2

2.2.2 实验操作式

基于我国古代物理学成就，设计一些与物理课堂教学内容相关的实践或探究活动，可利用复制的实物、模型等，让学生通过实物制作或实验操作，自主提出假设，设计实验方案，验证假设，归纳其中的物理原理，分析解决相关成就中蕴涵的问题，培养学生的综合应用能力。这种活动可以是学生个人完成、小组完成或师生合作完成。

例如，在“探究杠杆的平衡条件”的教学中，可以先将苏科版初中物理教材中的活动“探究跷跷板中的道理”，改为展示学生自制的桔槔、脚碓、杆秤等不等臂杠杆的实物模型，然后用PPT介绍：(1) 《庄子·天地》中叙述了孔子的学生子贡南游时教农夫用桔槔的故事，指出：桔槔“后重前轻”；(2) 脚碓总是前短后长，提问学生：为什么要做成这种样式？再引导学生完成教材上的“活动1：探究杠杆的平衡条件”，估测脚碓中动力、阻力的大小和两边杆长，试图找出它们之间的关系；利用实验室器材精确测量力臂与力，做好记录并总结出杠杆平衡条件。最后，利用杠杆的平衡条件，分析上述器具这样做的优势。此外还可设计课外实践活动：自制一把杆秤，要求有两个量程、刻度较精确。

2.2.3 游戏式

在课堂上让学生展示课前准备的图片、课件或自制的实物模型，接受同学们的质疑与提问，也可以进行角色模拟，编排短剧，培养学生乐于表达、敢于质疑的习惯，同时还可以调节课堂气氛，使学生身心愉悦。

例如，在“怎样描述运动”的教学之后，用PPT引入《吕氏春秋》中的“刻舟求剑”故事及配图，教师用现代文翻译后，让学生分别扮演楚人、河岸、剑，模拟三者的运动情况，再让学生思考：楚人为什么找不到所掉的剑？你能从相对运动的原理想出找到这把剑的方法吗？

2.2.4 专题研究式

引导学生根据提出的问题，查找和收集资料，分小组讨论和总结，用小论文的形式表述所研究的问题和过程，也可以组织学生做小型的学术报告。

例如，在完成“探究杠杆的平衡条件”的活动后，可组织学生阅读《墨经》《天工开物》等古籍，让他们以小组合作的形式撰写专题报告：我国古代有关杠杆的物理学成就，并选取优秀报告集中展示。

3 结语

我国古代物理学的突出成就是提升学生能力的重要教学资源，引入这一资源，为中学物理教学提供了新的途径，在中学物理活动教学中引入我国古代物理学成就，可培养学生的民族自信和文化自信，提升学生的物理学科核心素养。