中華傳統文化在高考物理試題中的滲透與體現*
——以2021年高考廣東卷為例

厲曉萱 許弘澤

（哈爾濱師范大學教師教育學院 黑龍江 哈爾濱 150025）

梁 紅

（哈爾濱學院物理系 黑龍江 哈爾濱 150086）

中華優秀傳統文化博大精深，凝聚著中華民族卓越的精神與智慧.黨的十八大以來，黨中央高度重視中華優秀傳統文化的歷史傳承與創新發展.2021年2月，教育部發布了《關于做好2021年普通高校招生工作的通知》.其中提出了“2021年高考命題要堅持立德樹人，加強對學生德智體美勞全面發展的考查和引導.要優化情境設計，增強試題開放性、靈活性，充分發揮高考命題的育人功能和積極導向作用.”

如圖1所示，從情境化物理問題的解決過程來看［1］，不難發現，在高考試題中滲透中華傳統文化，既能通過新穎的情境多維度地考查學生的核心素養，又可以通過問題情境引導學生感受到中華傳統文化的魅力，實現選拔與育人的有機結合.

圖1 物理試題中滲透中華傳統文化對學生的價值

1 2021年高考廣東卷部分試題賞析

當前新高考的政策是自選部分科目參加考試，因此新高考改革省份的物理科目試題由各省份自主命題.其中，2021年廣東省普通高中學業水平選擇性考試的物理試題在充分貫徹了“一核四層四翼”要求的基礎上，更加注重試題情境的創設、中華傳統文化的滲透，突出對學生物理核心素養的考查.

【例1】（2021年高考廣東卷物理第13題）算盤是我國古老的計算工具，中心帶孔的相同算珠可在算盤的固定導桿上滑動，使用前算珠需要歸零，如圖2所示，水平放置的算盤中有甲、乙兩顆算珠未在歸零位置，甲靠邊框b，甲、乙相隔s1=3.5×10-2m，乙與邊框a相隔s2=2.0×10-2m，算珠與導桿間的動摩擦因數μ=0.1.現用手指將甲以0.4 m／s的初速度撥出，甲、乙碰撞后甲的速度大小為0.1 m／s，方向不變，碰撞時間極短且不計，重力加速度g取10 m／s2.

圖2 例1題圖

（1）通過計算，判斷乙算珠能否滑動到邊框a；

（2）求甲算珠從撥出到停下所需的時間.

賞析：算盤是源自中國的一種計算工具，也是義務教育階段要求學生掌握的計數工具，而廣東省命題組從生活經驗入手，以撥動算珠的過程為情境依托，如圖2所示，探究兩顆算珠的運動過程不但綜合考查了學生對勻變速直線運動基本規律的理解與掌握，更考查了學生對于動量守恒規律的把握與運用.通過題目精巧的構思，將“過程不守恒但瞬間守恒”的難點埋藏于試題情境之下，在體現中華傳統文化魅力、貫徹立德樹人理念的基礎上，全方位地考查了學生的科學思維能力，實現了學科間的交互與融合.剝離模型后，追溯題源可以發現題目整體設計思路與2018年高考全國Ⅱ卷第24題有著異曲同工之妙.但本題更側重于基礎知識的考查、創新型試題情境的建立，符合新課程標準中提出的“注重體現物理學科本質，培養學生物理學科核心素養”的基本理念［2］.

【例2】（2021年高考廣東卷物理第3題）唐代《耒耜經》記載了曲轅犁相對直轅犁的優勢之一是起土省力，設牛用大小相等的拉力F通過耕索分別拉兩種犁，F與豎直方向的夾角分別為α和β，α＜β，如圖3所示，忽略耕索質量，耕地過程中，下列說法正確的是（ ）

圖3 例2題圖

A.耕索對曲轅犁拉力的水平分力比對直轅犁的大

B.耕索對曲轅犁拉力的豎直分力比對直轅犁的大

C.曲轅犁勻速前進時，耕索對犁的拉力小于犁對耕索的拉力

D.直轅犁加速前進時，耕索對犁的拉力大于犁對耕索的拉力

賞析：相比于21世紀早期，舉國上下為全面實現小康社會而辛勤勞動，學生實踐的機會和經驗遠勝于教育環境得到大幅度改善的今天，隨之而來的是生活經驗匱乏，對簡單器械感到陌生，對于物理學原理在生產生活中的滲透難以理解.本題在向學生普及中國歷史知識、介紹農業發展的基礎上，考查了學生對力的分解以及作用力與反作用力的理解（如圖3所示）.通過巧妙的情境設置，將區分“作用力與反作用力”和“平衡力”這一易錯點引入其中，考查了基礎性必備知識、應用性關鍵能力和創新性核心價值.通過命題組的精心設計，本題目在堅持了“一核”的高考核心立場的同時，又兼顧了“四層”與“四翼”的具體要求.

【例3】（2021年高考廣東卷物理第9題）長征途中，為了突破敵方關隘，戰士爬上陡峭的山頭，居高臨下向敵方工事內投擲手榴彈，戰士在同一位置先后投出甲、乙兩顆質量均為m的手榴彈，手榴彈從投出的位置到落地點的高度差為h，在空中的運動可視為平拋運動，軌跡如圖4所示，重力加速度為g，下列說法正確的有（ ）

圖4 例3題圖

A.甲在空中的運動時間比乙的長

B.兩手榴彈在落地前瞬間，重力的功率相等

C.從投出到落地，每顆手榴彈的重力勢能減少mgh

D.從投出到落地，每顆手榴彈的機械能變化量為mgh

賞析：2021年1月教育部印發了《革命傳統進中小學教材指南》，其中指出了對中小學生進行革命傳統教育、植入紅色基因，對培養德智體美勞全面發展的社會主義建設者和接班人的重要意義.本題以長征戰士英勇作戰為背景，如圖4所示，在將物理學科與革命歷史有機融合的基礎上，通過同一高度、不同初速度的平拋運動背景，考查了落地時間等經典問題.并按題目走向依次考查了瞬時功率計算中力與速度的關系、重力勢能的相關計算.而在選項D考查設置上，打破了以往的通過條件判斷運動類型的正向思維考法，而是通過題目給出的平拋運動條件反推手榴彈僅受到重力，得到此運動過程中機械能守恒，進而判斷該選項的正誤.本題考查知識范圍廣、問題鏈邏輯性強、難點設置新穎合理，通過結合命題組設置的長征革命史的試題情境，在立德樹人的背景下選拔優秀人才、引導課堂教學，符合中國高考評價體系的具體要求.

2 中華傳統文化中的物理學史

在中國5 000多年的悠久歷史文化中，從來不缺少物理學的影子.早在春秋戰國時期，墨家代表作《墨經》中就包含了豐富的力學、光學等相關內容.如“力，形之所以奮也.”在闡述力是改變物體運動狀態的因素；“景之小、大，說在地正、遠近.”“景，光至，景亡；若在，盡古息.”通過闡述光線與影子的關系，反映了光沿直線傳播的規律.并且墨家做了世界上最早的小孔成像實驗，相關背景材料也被引入至2021年高考湖南卷中，作為第16題背景材料.除此之外還有很多可用、但未被挖掘的原始物理情景（見表1）.

表1 中華傳統文化中的物理學知識

春秋時期的墨家經典著作《墨經》，宋元時期的《夢溪筆談》《革象新書》，明朝時期的《天工開物》《物理小識》，這些偉大的中華古籍中都記載了豐富的科學知識.此外，魚洗、趙州橋、水運儀象臺、魯班木工尺等充滿創造性的古代發明都在闡述著我國古人在物理學規律、制造技術等方面的探索成果，為中華民族乃至世界的科技進步和文明發展作出了重要貢獻，是中華民族的優秀瑰寶.

面對以北京為試點的教師輪崗制度，在職物理教師應在充分考慮學情的基礎上選擇最為恰當、極具代表性、切中要害的原始物理情景，以此為切入點，滲透物理學原理及規律.而作為新時代教師，除了提高學生的知識水平，更應該充分運用史料，在教學中滲透愛國主義教育，在命題中科普中華民族的優秀成果，使學生感受中華民族廣大勞動人民的智慧，在逐步增強文化自信的同時，提高物理學科的核心素養.