培養空間想象力滲透中華傳統文化

方武增

(惠來縣慈云實驗中學　廣東 揭陽　515200)

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培養空間想象力滲透中華傳統文化

方武增

(惠來縣慈云實驗中學廣東 揭陽515200)

中華傳統文化博大精深，是炎黃子孫幾千來的文化傳統觀念等方面的歷史沉淀，以不同的方式影響著每一個人的思想和行為．而在物欲橫流的今天，在一部分人中間愛國精神缺乏，傳統文化普遍缺失；同時，不少學生學習過于死板，缺乏想象力．課堂作為教育的重要陣地，教師如何利用好這一平臺，培養空間想象力，滲透中華傳統文化，任重而道遠！

三維想象力降維傳統文化

1　與時俱進的物理教學

近期，教育部指出：高考要體現出“一點四面”．其中一項便是要在教學中滲透中國的傳統文化，培養學生的愛國主義情懷！故在平常的物理教學中，一定要以人為本，有效教學．不能讓知識在學生腦海中進行簡單地“堆積”，而是“物理知識”與“人文情懷”在學生身上得到立體的呈現．

高中新課標教學理念中，物理學科越來越注重培養學生科學素養和發散思維，考題也著重考察學生的觀察能力、理解能力和空間想象力，培養學生運用數學工具處理物理問題的能力；其中關鍵一環是培養學生的空間想象力，并利用幾何知識解決物理知識，即滲透“數形結合”的思想．在“全國卷”中比較突出的是幾何運算的能力，故需要研究數學中的幾何知識并為物理所用．

如何將兩者有機結合在一起呢？離不開教師對教學情景、教學內容、課程設計等方面的精雕細刻，以下以陀螺轉動和足球疊加為例．

2　中華傳統文化植入三維物理

現行的新課標部分考題已逐漸滲透三維受力分析，難度較大，傳統的二維(平面)受力分析已無法滿足解題的需要，因此培養空間想象力，探究立體的分析法變得十分迫切．

三維物理蘊含著非常豐富數學思想方法，其中最重要的就是轉化的思想方法，由三維空間向二維平面轉化．把空間的基本元素轉化到某一個平面中去，用學生們比較熟悉的傳統二維分析思維來解決問題，必要時，構建平面幾何(特別是三角形)來解，

情景1：中國是陀螺的故鄉，在我國典籍《帝京景物略》(明崇禎八年)中提到：“陀螺者，木利如小空鐘，中實而無一柄，繞以鞭之，是而無竹尺，轉轉無復往往，轉之疾，正如卓立地上，頂光旋轉，……”．現實中，如圖1，若有一圓錐形陀螺，其過軸線的截面為等腰直角三角形，其轉動“無復”，且角速度為ω，運動中陀螺轉動軸總保持“卓立”(豎直)，上表面半徑為r．欲讓旋轉的陀螺從光滑桌面上水平飛出，且飛出過程中恰不與桌子相碰．設陀螺底端頂點離開桌面的瞬間，其水平速度為v0．陀螺上的最大線速度為v．則下列說法正確的是

答案：B，D.

圖1

分析見表1.

表1分析

陀螺原圖(我國古代人的玩具,引起學生的興趣) 既向右拋出,本身又旋轉,難以畫出準確的立體運動圖,列方程難度更大.正視圖兩個分運動圖3 平拋運動 水平方向:勻速直線運動r=v0t豎直方向:自由落體運動r=12gt2 聯立解得v0=gr2 注:由于運動軌跡弧線向右上方拱起,故陀螺只要末位置不與桌子相碰,中途一定不會與桌子相碰二維運動一維運動俯視圖兩個分運動圖4 旋轉且整體向前 二維運動 以幾何中心為參考系,邊緣做勻速圓周運動線速度:v1=ωr二維 勻速直線運動速度恒為v0一維運動 在A點處,根據矢量疊加v=ωr+gr2

在課堂上營造這樣的傳統文化氛圍，培養了學生空間想象力，在掌握學習三維物理的核心要素“降維”的同時；也讓學生在了解歷史的過程中，擴展了視野，增強了民族自豪感，激發了學習的欲望，達到較好的教學效果！

中華傳統文化中，如天文、紡織和建筑等多方面成就在世界上處于領先地位！在現在的高中物理課本中，一提到“力”的物理學史，許多人會想到“亞里士多德”、“伽利略”和“牛頓”這幾位“洋人”；其實比“亞里士多德”更早的《墨子·經上》就提到：“力，刑(形)之所以奮也”，“刑”指的是物體，“奮”意喻狀態的改變．中華文字豐富的內涵，讓同學們在想象時空里有了民族認同感，同時也對“力”有了更深的認識．

3　考古文化滲透三維物理

提起“足球”，馬上會想到“世界杯”，想到歐美足球列強，與之形成強烈反差的是“中國足球隊”，每一次大賽，后者幾乎是所有國人的痛，中國似乎沒有足球的DNA，其實不然，古代足球正起源于中國．

情景2：1973年，考古學家在山西陽高許家窯發現了大量人類化石及脊椎動物化石和大量文化遺物．距今約10萬年．石器中有大量打制較好的石球，這是“足球”的雛形；在《史記·扁鵲倉公列傳》提到“處后蹴鞠，要蹶寒，汗出多……”，“蹴鞠”就是踢足球．鞠者，圓渾之物，外系獸革、內實米糠．現實中，在教室粗糙的地面將完全相同的4個足球彼此相互接觸疊放好，3個在下，一個在上，如圖5(俯視)所示，處于靜止狀態，每個足球的質量都是m，不考慮轉動情況，下列說法正確的是(重力加速度為g)

B．下面的球不受地面給的摩擦力

答案:A，C.

圖5

分析：

整體法：4個球的總重力為G=4mg，則下面每

隔離法：對下邊的其中一個球分析，有

FNsinθ=f

表2

實現降維可以從圖9所示的幾個方面入手.

圖9

從圖9可看出：平面受力依舊使用，關鍵在從第2到第3的過渡；必要時也可畫輔助線，進行割補，實現降維，從而優化解題思路和方法，使解題簡捷明快.

學生是祖國的來來，在三維物理教學中加強對學生中華優秀文化的教育，不僅培養了學生的想象力，更是培養了中華優秀文化傳統的繼承人，一舉兩得！

作為一名物理教師，站好課堂教學這班崗，將物理文化和中華傳統文化進行融合，并以此提高學生人文素養，是時代和歷史賦于我們的使命！

2016-04-20)