陈 彬
(江苏省锡山高级中学,江苏 无锡 214174)
古诗词是中华民族五千年历史长河中积淀的文化瑰宝,它描绘了美轮美奂的大好河山,展现了作者气吞山河的磅礴气势,讲述鞭辟入里的人生哲理。在物理教学中也时常引用古诗词,但当前大部分古诗词与教学的结合只是一种比较简单的“缝接”,尤其是高中物理教学,只借用古文或者诗词来讲述现象或描述场景,忽视了自然科学与人文科学相通的逻辑基础,可谓是“大材小用”。
所有学科的教育都应该指向学生核心素养的培养。2016年9月发布的中国学生核心素养体系以培养“全面发展的人”为核心,分为文化基础、自主发展、社会参与3个方面,而文化基础又分为人文底蕴和科学精神,可见科学和人文是学生全面发展不可分割的一个整体。在物理习题教学中引入古诗词,无疑可以促进文理融合,打破学科壁垒,在提升学生科学思维能力、培养学生探究精神的同时,丰富人文积淀,提高审美情趣,激发学生学习物理的兴趣。
古诗词是中华传统文化的结晶,韵律和谐、意境优美、哲理深刻。如果我们能够把物理现象、规律和方法与一些古诗词中的意境相对应,这不仅可以帮助学生体会文理学科的相通性,为学科融合做好铺垫,更可以把冰冷的物理模型、严谨的物理规律变得富有诗意,从而激发学生的好奇心,提高物理习题教学的效率。
与古诗词相结合的高中物理习题教学策略可以分为两类:第一类是将古诗词引入物理习题,根据古诗词描述的场景或者现象创设情境,解释其中的物理原理,笔者称之为“充当引文”策略。第二类是通过对物理习题的讲述和分析,把其中的过程、逻辑、规律用文学语言描述出来,笔者称之为“讲述过程”策略、“凝练原理”策略。一言以蔽之,第一类策略中古诗词起着“抛砖引玉”的效果,第二类策略中古诗词则有“画龙点睛”的作用。
第一类策略常为教师或者教材所采用,但相对来说效率不高,笔者更推崇第二类策略。接下来笔者将以几道具体的物理习题为例,展示古诗词与物理习题教学相结合的策略。
例1:晋朝的葛洪在《抱朴子》中写道:“游云西行,而谓月之东驰”(图1),其中“游云西行”是选为参照物,“月之东驰”是选为参照物。
图1
解析:本题考查运动的相对性。在描述运动之前应该选取参照物,在没有特别说明的前提下,一般默认地面为参照物。“游云西行”是以地面或月亮为参照物,“月之东驰”则是以“游云”为参照物。
策略:古文在本题中的作用就是引入,创设具体的情境,要求学生在具体的情境下解决物理问题,属于第一类策略。这是一种比较简单的结合策略,这种策略已经比较多地使用在教材或者习题之中,例如讲述分子热运动时引用诗句:“遥知不是雪,为有暗香来。”人教版教材选择性必修第二册第二章导语部分引用了李白的诗句:“朝辞白帝彩云间,千里江陵一日还。”用描写三峡的诗句引出三峡水电站,引入电磁感应的内容。
例2:如图2所示,带有光滑弧形轨道的小车质量为M,轨道上端口的切线沿竖直方向,静止在光滑水平面上,另一质量为m的小球以速度v从水平端沿着弧形轨道向上滑去,已知小球能够从轨道的上端口飞出,则下列说法中正确的是( )。
A. 小球飞出轨道后一段时间内做竖直上抛运动
B. 小球从上端口飞出轨道后无法再次回到小车
C. 小球在最高点时,小车和小球的速度都为0.5v
图2
策略:本题是通过动力学和水平方向动量守恒两个方面分析物体的运动过程。我们不妨采用拟人化方法进行描述:小球离开轨道上端后,小车与小球依然形影相随(水平共速),哪怕你去了那么遥远的地方(小球位于最大高度),我依然能在你回来的时候在原地等你(水平方向上的相对位置不变),然而再坚贞的爱情有时候也抵不住时间的流淌,最终两人还是渐行渐远(最终状态)。从相偎相依到最后的形同陌路,前后是多么鲜明的对比啊!宋代诗人欧阳修的《生查子·元夕》也有如此对比鲜明的场景:“去年元夜时,花市灯如昼。月上柳梢头,人约黄昏后。今年元夜时,月与灯依旧。不见去年人,泪湿春衫袖。”词的上阙写的是去年元月的场景:如昼的花灯、梢头的明月、相约的人儿,柔情蜜意尽显于字里行间;而下阕是今年的场景:不变的花灯与月亮,而去年成双的人儿啊,只剩下一个人在那暗自神伤。用这一首词描述题中小球、小车运动的全过程是最好不过的了。短短数十字,真是言简意赅!
例3:如图3所示,有一根通电长直导线与矩形线框位于同一平面内,导线中通有向上的电流,电流随时间逐渐增大,此时回路中的感应电流方向为;若用外力使线框向右运动,则矩形线框所受安培力的合力方向为。
分析:本题考查楞次定律,是一道基础题。关键是能够理解和熟练运用楞次定律。原磁场方向垂直纸面向里,由于电流增大,原磁场的磁通量增大,感应电流产生的磁场为垂直纸面向外,故电流为逆时针;同时,感应电流受到的安培力必定阻碍线框与磁场的相对运动,故受力方向向左。
图3
策略:教材中楞次定律的表述为“感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化”。这种表述对于初次学习楞次定律的学生而言并不容易理解。有教师也对楞次定律分情况讨论,总结出“增反减同”“来拒去留”等口诀帮助学生理解记忆,虽然做题快速简单,但总缺乏一种“文学美”。老子曾在《道德经》中说道:“天之道,损有馀而补不足。”大致的意思是自然的法则,是减损多余的,补充不足的。这一命题和楞次定律有着异曲同工之妙——“馀”对应增加的磁通量,“不足”对应减少的磁通量,体现了自然万物的一种“惰性”,其实对应的就是我们物理中所说的“惯性”。在学习物理时,既能掌握楞次定律的逻辑与运用,亦能够体会先贤对于万物之理的深刻思考。
古诗词是我国文学宝库中的瑰宝,也是物理教学丰富的素材库。将古诗词融入物理习题教学,可提升学生的人文素养,实现学生的全面发展。当然,我们并不能为了融合而融合,古诗词的引入一定是为物理教学服务,要契合物理概念、规律、过程的基础逻辑,“宁缺毋滥”。