中學(xué)物理課程中“中國(guó)物理學(xué)史”課程資源的開(kāi)發(fā)利用

■ 寶雞文理學(xué)院 李怡然 段旭朝 張佳寧 丁海濤

1 中國(guó)物理學(xué)史課程資源在教材中的開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀及分析

1.1 開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀

中國(guó)物理學(xué)史課程資源包含帶有中國(guó)屬性的、與物理有關(guān)、已發(fā)生已出現(xiàn)的一切文化資源。以人教2019版高中物理教科書(shū)為例,對(duì)相關(guān)素材進(jìn)行統(tǒng)計(jì),結(jié)果如表1所示。

表1 物理學(xué)史課程素材出現(xiàn)次數(shù)統(tǒng)計(jì)

1.2 分析

在新人教版教材中,涉及到的物理學(xué)史素材及立足中國(guó)的教學(xué)素材共211處。在所有這些物理學(xué)史素材中,“外國(guó)物理學(xué)史”屬性的素材所占的比例達(dá)71%;所有中國(guó)物理學(xué)史屬性的素材占29%。其中,“中國(guó)現(xiàn)代物理成就”屬性的素材占22%,“中國(guó)古代物理成就”和“中國(guó)古代詩(shī)詞成語(yǔ)諺語(yǔ)文化”屬性的素材占4%和3%。

圖1 各屬性的素材在所有物理學(xué)史素材中所占比例

在211處物理學(xué)史素材中,“正文”物理學(xué)史素材有100處。在這些“正文”的物理學(xué)史素材中,“外國(guó)物理學(xué)史”屬性的素材占85%,“中國(guó)現(xiàn)代物理成就”屬性的素材占11%,“中國(guó)古代物理成就”和“中國(guó)古代詩(shī)詞成語(yǔ)諺語(yǔ)文化”屬性的素材占2%和2%。

圖2 各屬性的素材在正文物理學(xué)史素材中所占比例

可以看出,學(xué)生在整個(gè)高中生涯通過(guò)教材媒介僅接觸到211處(含重復(fù))物理學(xué)史素材,正文中僅出現(xiàn)100處,物理學(xué)史課程資源的開(kāi)發(fā)仍有非常大的空間。特別是,立足中國(guó)的素材在這些素材中僅占29%,更可看出中國(guó)物理學(xué)史課程資源開(kāi)發(fā)上的不足。中國(guó)物理學(xué)史課程資源的開(kāi)發(fā)大多偏重于中國(guó)現(xiàn)代物理成就,在“中國(guó)古代物理成就”和“中國(guó)古代詩(shī)詞成語(yǔ)諺語(yǔ)文化”屬性的開(kāi)發(fā)上欠缺嚴(yán)重。

2 中國(guó)物理學(xué)史課程資源與教學(xué)的結(jié)合

2.1 作為教學(xué)的導(dǎo)入素材

作為課堂教學(xué)的第一個(gè)環(huán)節(jié),導(dǎo)入部分通常要起到吸引學(xué)生注意和興趣,引入教學(xué)主題的作用。利用故事性很好、引人入勝的物理學(xué)史或是膾炙人口、具有人文之美的詩(shī)篇諺語(yǔ)進(jìn)行導(dǎo)入,可以很好地吸引學(xué)生興趣。此外,由于在嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的物理課堂中加入部分人文性質(zhì)的內(nèi)容,也使得整節(jié)課堂更活潑靈動(dòng)。例如,在講授牛頓第一定律“慣性與質(zhì)量”小節(jié)的時(shí)候,就可以利用《考工記》中的“勸登馬力,馬力既竭,辀猶能一取焉。”的記載來(lái)導(dǎo)入,通過(guò)提問(wèn)“馬跑不動(dòng)的時(shí)候辀車(chē)為什么還能前進(jìn)一段距離,這里面蘊(yùn)含了什么物理知識(shí)”導(dǎo)入慣性的講授。更具文化底蘊(yùn)的導(dǎo)入讓學(xué)生耳目一新,興趣濃厚。

2.2 作為新課教學(xué)的內(nèi)容

有些中國(guó)物理學(xué)史素材也適合作為新課教學(xué)的知識(shí)內(nèi)容直接加入。例如,在講授參考系的新知時(shí),可以加入王夫之《思問(wèn)錄》中的“靜者靜動(dòng),非不動(dòng)也。”進(jìn)一步幫助學(xué)生理解“靜止的物體只在做相對(duì)于參考系靜止的運(yùn)動(dòng),并不是絕對(duì)的在任何判定條件(參考系)下都是靜止的”。再比如,在講授牛頓第一定律新知時(shí),可以加入《墨經(jīng)》對(duì)力的闡述“力,刑之所以?shī)^也。”奮,改變,力是物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的原因。與牛頓第一定律的表述相互參照,作為學(xué)生理解牛頓第一定律內(nèi)涵的輔助。一般來(lái)說(shuō),適合作為新課教學(xué)的知識(shí)內(nèi)容直接加入的中國(guó)物理學(xué)史素材往往都是古籍中對(duì)物理原理結(jié)論性的記述,教師在備課時(shí)可以對(duì)這個(gè)類(lèi)型多留心積累。

2.3 作為習(xí)題的背景素材

“臺(tái)上一分鐘,臺(tái)下十年功”除了課堂教學(xué),課外練習(xí)是中學(xué)生不可忽視的學(xué)習(xí)過(guò)程,也是以中國(guó)物理學(xué)史為媒介滲透人文教育、德育的強(qiáng)有力渠道。由于中國(guó)物理學(xué)史素材的情境性,我們可以將它巧妙地與物理習(xí)題相結(jié)合,增加題目的人文性、趣味性。例如,在講“分子動(dòng)理論的基本內(nèi)容”一節(jié)時(shí),可以考察“掬水月在手,弄花香滿(mǎn)衣”體現(xiàn)了什么物理現(xiàn)象。在講“牛頓第一定律”一節(jié)時(shí),可以考察清初揭暄所言“猶夫舟之觸岸,人必反靡;馬之驟鞭,身必少卻也”的物理原理。

3 獲取中國(guó)物理學(xué)史課程資源的策略

3.1 “物理成就成果的實(shí)物證據(jù)”等級(jí)

可以從博物館展列出的相關(guān)古物和古代建筑遺跡兩個(gè)角度搜集獲取,如博物館中展列出的“司南”原物、北京天壇回音壁等。

3.2 “古籍文獻(xiàn)的相關(guān)記載”等級(jí)

可以作為入手點(diǎn)的角度有兩個(gè),一個(gè)是古代典籍;另一個(gè)則是古代詩(shī)詞、成語(yǔ)、諺語(yǔ)。

包含較多物理方面素材的古代典籍主要有《考工記》《墨經(jīng)》《論衡》《博物志》《夢(mèng)溪筆談》《營(yíng)造法式》《天工開(kāi)物》《物理小識(shí)》等。這些典籍大多以古代科技為主題,包含著古代勞動(dòng)人民在物理方面的智慧結(jié)晶,是獲取物理課程資源的重要來(lái)源。

我國(guó)古代詩(shī)詞、成語(yǔ)、諺語(yǔ)盡管受限于篇幅,很少涉及物理原理的分析,但很多詩(shī)詞、成語(yǔ)、諺語(yǔ)都包含了對(duì)物理現(xiàn)象的觀察認(rèn)識(shí)。如與光的折射相關(guān)的詩(shī)句“潭清疑水淺”、與光的直線(xiàn)傳播相關(guān)的成語(yǔ)“一葉蔽目”、與慣性相關(guān)的諺語(yǔ)“船到江心拋錨遲,懸崖勒馬早已晚”等。詩(shī)詞、成語(yǔ)、諺語(yǔ)也可作為重要的物理課程資源。

3.3 “相關(guān)主題論文專(zhuān)著”等級(jí)

可以從人物傳記、專(zhuān)題著作、學(xué)術(shù)論文三方面考慮。在“人物傳記”上,可搜尋古代人物,如墨子、王充、沈括等人物的傳記,也可搜尋近現(xiàn)代人物,如吳有訓(xùn)、錢(qián)三強(qiáng)、王淦昌等人物的傳記。在“專(zhuān)題著作”上,可從古代生產(chǎn)工具、建筑、武器等專(zhuān)題進(jìn)行搜集,也可直接從物理學(xué)史專(zhuān)題角度搜集,如李約瑟的《中國(guó)科學(xué)技術(shù)史》、戴念祖等人的《中國(guó)物理學(xué)史大系》等。在“學(xué)術(shù)論文”上,可以從知網(wǎng)等數(shù)據(jù)庫(kù)了解學(xué)習(xí)當(dāng)前中國(guó)物理學(xué)史方面的最新研究認(rèn)識(shí),獲取課程資源。

3.4 “相關(guān)多媒體資源”等級(jí)

主要是從紀(jì)錄片資源、科教欄目等方面搜集獲取。物理教師通過(guò)觀摩學(xué)習(xí),從中分辨選取適合與物理教學(xué)相結(jié)合的片段。

4 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)統(tǒng)計(jì)分析,中國(guó)物理學(xué)史課程資源的開(kāi)發(fā)工作亟待進(jìn)一步開(kāi)展,中學(xué)物理教師可從實(shí)物證據(jù)、古籍文獻(xiàn)、論文專(zhuān)著、多媒體資源等多個(gè)層級(jí),探尋開(kāi)發(fā)中國(guó)物理學(xué)史課程資源,在不斷搜集積累中組建充實(shí)豐富的“中國(guó)物理學(xué)史——中學(xué)物理教學(xué)”課程資源庫(kù)。