陳 彬
(江蘇省錫山高級中學,江蘇 無錫 214174)
古詩詞是中華民族五千年歷史長河中積淀的文化瑰寶,它描繪了美輪美奐的大好河山,展現了作者氣吞山河的磅礴氣勢,講述鞭辟入里的人生哲理。在物理教學中也時常引用古詩詞,但當前大部分古詩詞與教學的結合只是一種比較簡單的“縫接”,尤其是高中物理教學,只借用古文或者詩詞來講述現象或描述場景,忽視了自然科學與人文科學相通的邏輯基礎,可謂是“大材小用”。
所有學科的教育都應該指向學生核心素養的培養。2016年9月發布的中國學生核心素養體系以培養“全面發展的人”為核心,分為文化基礎、自主發展、社會參與3個方面,而文化基礎又分為人文底蘊和科學精神,可見科學和人文是學生全面發展不可分割的一個整體。在物理習題教學中引入古詩詞,無疑可以促進文理融合,打破學科壁壘,在提升學生科學思維能力、培養學生探究精神的同時,豐富人文積淀,提高審美情趣,激發學生學習物理的興趣。
古詩詞是中華傳統文化的結晶,韻律和諧、意境優美、哲理深刻。如果我們能夠把物理現象、規律和方法與一些古詩詞中的意境相對應,這不僅可以幫助學生體會文理學科的相通性,為學科融合做好鋪墊,更可以把冰冷的物理模型、嚴謹的物理規律變得富有詩意,從而激發學生的好奇心,提高物理習題教學的效率。
與古詩詞相結合的高中物理習題教學策略可以分為兩類:第一類是將古詩詞引入物理習題,根據古詩詞描述的場景或者現象創設情境,解釋其中的物理原理,筆者稱之為“充當引文”策略。第二類是通過對物理習題的講述和分析,把其中的過程、邏輯、規律用文學語言描述出來,筆者稱之為“講述過程”策略、“凝練原理”策略。一言以蔽之,第一類策略中古詩詞起著“拋磚引玉”的效果,第二類策略中古詩詞則有“畫龍點睛”的作用。
第一類策略常為教師或者教材所采用,但相對來說效率不高,筆者更推崇第二類策略。接下來筆者將以幾道具體的物理習題為例,展示古詩詞與物理習題教學相結合的策略。
例1:晉朝的葛洪在《抱樸子》中寫道:“游云西行,而謂月之東馳”(圖1),其中“游云西行”是選為參照物,“月之東馳”是選為參照物。

圖1
解析:本題考查運動的相對性。在描述運動之前應該選取參照物,在沒有特別說明的前提下,一般默認地面為參照物。“游云西行”是以地面或月亮為參照物,“月之東馳”則是以“游云”為參照物。
策略:古文在本題中的作用就是引入,創設具體的情境,要求學生在具體的情境下解決物理問題,屬于第一類策略。這是一種比較簡單的結合策略,這種策略已經比較多地使用在教材或者習題之中,例如講述分子熱運動時引用詩句:“遙知不是雪,為有暗香來。”人教版教材選擇性必修第二冊第二章導語部分引用了李白的詩句:“朝辭白帝彩云間,千里江陵一日還。”用描寫三峽的詩句引出三峽水電站,引入電磁感應的內容。
例2:如圖2所示,帶有光滑弧形軌道的小車質量為M,軌道上端口的切線沿豎直方向,靜止在光滑水平面上,另一質量為m的小球以速度v從水平端沿著弧形軌道向上滑去,已知小球能夠從軌道的上端口飛出,則下列說法中正確的是( )。
A. 小球飛出軌道后一段時間內做豎直上拋運動
B. 小球從上端口飛出軌道后無法再次回到小車
C. 小球在最高點時,小車和小球的速度都為0.5v


圖2
策略:本題是通過動力學和水平方向動量守恒兩個方面分析物體的運動過程。我們不妨采用擬人化方法進行描述:小球離開軌道上端后,小車與小球依然形影相隨(水平共速),哪怕你去了那么遙遠的地方(小球位于最大高度),我依然能在你回來的時候在原地等你(水平方向上的相對位置不變),然而再堅貞的愛情有時候也抵不住時間的流淌,最終兩人還是漸行漸遠(最終狀態)。從相偎相依到最后的形同陌路,前后是多么鮮明的對比啊!宋代詩人歐陽修的《生查子·元夕》也有如此對比鮮明的場景:“去年元夜時,花市燈如晝。月上柳梢頭,人約黃昏后。今年元夜時,月與燈依舊。不見去年人,淚濕春衫袖。”詞的上闕寫的是去年元月的場景:如晝的花燈、梢頭的明月、相約的人兒,柔情蜜意盡顯于字里行間;而下闋是今年的場景:不變的花燈與月亮,而去年成雙的人兒啊,只剩下一個人在那暗自神傷。用這一首詞描述題中小球、小車運動的全過程是最好不過的了。短短數十字,真是言簡意賅!
例3:如圖3所示,有一根通電長直導線與矩形線框位于同一平面內,導線中通有向上的電流,電流隨時間逐漸增大,此時回路中的感應電流方向為;若用外力使線框向右運動,則矩形線框所受安培力的合力方向為。
分析:本題考查楞次定律,是一道基礎題。關鍵是能夠理解和熟練運用楞次定律。原磁場方向垂直紙面向里,由于電流增大,原磁場的磁通量增大,感應電流產生的磁場為垂直紙面向外,故電流為逆時針;同時,感應電流受到的安培力必定阻礙線框與磁場的相對運動,故受力方向向左。

圖3
策略:教材中楞次定律的表述為“感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化”。這種表述對于初次學習楞次定律的學生而言并不容易理解。有教師也對楞次定律分情況討論,總結出“增反減同”“來拒去留”等口訣幫助學生理解記憶,雖然做題快速簡單,但總缺乏一種“文學美”。老子曾在《道德經》中說道:“天之道,損有馀而補不足。”大致的意思是自然的法則,是減損多余的,補充不足的。這一命題和楞次定律有著異曲同工之妙——“馀”對應增加的磁通量,“不足”對應減少的磁通量,體現了自然萬物的一種“惰性”,其實對應的就是我們物理中所說的“慣性”。在學習物理時,既能掌握楞次定律的邏輯與運用,亦能夠體會先賢對于萬物之理的深刻思考。
古詩詞是我國文學寶庫中的瑰寶,也是物理教學豐富的素材庫。將古詩詞融入物理習題教學,可提升學生的人文素養,實現學生的全面發展。當然,我們并不能為了融合而融合,古詩詞的引入一定是為物理教學服務,要契合物理概念、規律、過程的基礎邏輯,“寧缺毋濫”。