高中物理教學中民族特色滲透科技教育的探討

隨著核心素養時代的到來，高中物理教學機遇與挑戰并存.一方面，傳統的知識傳授模式已難以滿足學生全面發展的需求；另一方面，怎樣在物理教學中深度融入科學素養培養，成為亟待解決的關鍵問題.民族地區擁有獨特的文化背景，像少數民族傳統的手工技藝、特色的民俗活動等，均蘊含了豐富的物理知識，為高中物理教學提供了獨特視角以及豐富素材[1.此外，現代科技的蓬勃發展，又為民族地區帶來新的教育資源.將民族特色與現代科技素材有機融人高中物理教學，探索科學教育的有效滲透路徑，不但可提升教學質量，還能激發學生對物理學科的熱愛，具有重要的現實意義.

1民族特色在高中物理教學中的應用

在民族地區的高中物理教學中，巧妙融入民族特色素材，可為教學增添一份獨特魅力，有效提高學生的學習興趣和科學素養.

1. 1 壯族銅鼓與物理振動教學

壯族銅鼓歷史悠久，不僅是中國古代的重要樂器，還是權力及地位的象征，其造型精美絕倫，工藝復雜，蘊含了深厚的文化底蘊.從物理角度來看，銅鼓獨特的聲學特性為物理振動與波動教學提供了絕佳案例.在課堂上，教師可為學生詳細介紹銅鼓的構造，引導學生觀察其特殊的形狀與材質.經實驗演示，用不同力度、從不同位置敲擊銅鼓，使學生直觀地看到銅鼓的振動模式變化（如鼓面的振幅、頻率隨敲擊方式的改變).在這個過程中，學生可深刻理解聲音是怎樣由物體振動產生且通過空氣傳播.同時，結合銅鼓的鑄造工藝，深入講解金屬材料的物理特性，拓寬學生知識面.

1.2 苗族爬桿跳坡節與力學教學

苗族爬桿跳坡節屬于苗族人民的盛大傳統節日，其中的爬桿比賽充滿了挑戰性與趣味性，該活動蘊含了豐富的力學知識，是高中物理力學教學的鮮活素材.教師可以精心設計力學實驗，模擬爬桿過程[2].首先，對重力、摩擦力、桿對人的支持力等進行受力分析，使學生明白這些力如何相互作用來維持爬桿者的運動狀態.接著，分析爬桿過程中的能量轉換（如人的化學能如何轉化為機械能，以及動能和重力勢能的相互轉化).在教學過程中，教師還可以詳細介紹爬桿比賽的歷史背景及文化內涵，使學生在學習力學知識的同時，增強文化自信和民族認同感，認識到民族傳統活動背后的科學價值.

1.3 瑤族的竹竿舞與振動和波動教學

瑤族的竹竿舞因其獨特的節奏與韻律深受人們喜愛.在物理教學中，竹竿舞是教師講解機械波傳播規律時可用的生動實例.教師可以組織學生進行竹竿舞表演，使學生親身體驗竹竿的振動與相互配合的節奏.在表演過程中，引導學生觀察竹竿振動產生的波形，講解波的傳播方向、波長、頻率等概念.同時，通過改變竹竿的長度、材質和舞者的配合方式，鼓勵學生探究這些因素對波的傳播和干涉、衍射現象的影響.這種親身體驗式的教學方法，讓學生能夠更加直觀、深入地理解物理概念，提升學習效果.

1.4漢族的背簍與力學平衡教學

漢族的背簍是一種傳統的勞動工具，其設計蘊含了巧妙的力學原理.在物理力學平衡教學中，教師可以把背簍引入課堂，作為教學道具.讓學生親自背負重物，通過調整姿勢來保持平衡，引導學生分析在這個過程中人體所受的重力、支持力、摩擦力等，以及這些力如何達到平衡狀態[3].同時，結合背簍的歷史及文化背景，講述其在不同地區、不同勞動場景中的應用，培養學生的勞動意識和對優秀傳統文化的尊重.這種將理論知識和實際生活充分結合的教學形式，不但可幫助學生掌握力學平衡原理，還可使學生直觀感受物理知識在日常生活中的廣泛應用，

2現代科技在高中物理教學中的應用

因信息技術的飛速發展，現代科技為高中物理教學提供了豐富的工具及手段，極大地增加了教學可能性.通過把現代科技融入物理教學，不但可幫助學生更直觀地理解抽象物理概念，還可激發學生的學習興趣，培養其創新能力與實踐能力.下述將從編程建模、3D打印和編程無人機三個方面著手，探討現代科技在高中物理教學中的具體應用.

2. 1 編程建模與物理問題解決

編程建模作為一種軟件工程技術，能幫助學生將復雜物理問題抽象化、模型化，從而提高解決問題的準確性與效率.在高中物理教學中，教師可引入編程建模方法，引導學生運用計算機編程語言及相關工具，建立物理問題的數學模型，進行模擬和預測.通過這種方式，學生能更深入理解物理原理，提升解決實際問題的能力.

2.23D打印與物理實驗器材制作

3D打印技術作為一種快速原型制造技術，能夠根據需求快速制作各類物理實驗器材.在高中物理教學中，教師借助3D打印技術，依據學生的學習需求和實驗內容定制器材，既能提升實驗的趣味性與互動性，又能降低實驗成本，提高實驗效率.例如，在力學實驗中，教師可引導學生設計并打印不同形狀的杠桿、滑輪或斜面，用于探究力的平衡與機械效率等問題.在光學實驗中，學生可通過3D打印制作各種透鏡和棱鏡，研究光的折射與反射現象.在電磁學實驗中，打印定制的線圈和磁鐵，有助于探究電磁感應和磁場分布等物理現象.

基于3D打印技術還能制作原子結構模型、行星運動模型等復雜物理模型，幫助學生直觀理解微觀世界與宏觀宇宙的物理規律.例如，講解原子結構時，學生通過3D打印制作不同元素的原子模型，觀察電子云分布和能級變化，這種包含動手實踐的教學方式，能激發學生學習興趣，增強其科學探究能力.在熱學實驗中，教師引導學生運用3D打印技術制作熱傳導實驗裝置.學生設計并打印不同材料的熱傳導棒，探究熱傳導速率與材料性質的關系.在熱傳導棒上放置溫度傳感器，測量并比較各種材料的熱傳導性能，深入理解熱傳導原理.這種基于3D打印的實驗設計，不僅能提高實驗的精確性與可重復性，而且有助于培養學生的實驗設計和數據分析能力.在進行波動與振動教學時，教師引導學生通過3D打印技術制作波動實驗裝置.學生設計并打印不同形狀和長度的彈簧振子或波動槽，探究波的傳播、反射和十涉現象.同時，可通過調整實驗裝置參數，觀察波形變化，驗證波動方程的正確性，這種實驗方法將抽象的波動理論轉化為具體的實驗現象，可幫助學生更好地掌握相關知識.

2.3編程無人機與物理原理探究

編程無人機作為現代科技產品，其飛行原理和控制方式涉及力學、電磁學、控制理論等多個物理知識點.在高中物理教學中，若條件充許，教師可將編程無人機作為教學工具，鼓勵學生設計并操控無人機執行飛行任務，引導學生探究相關物理原理，不僅能激發學生的學習興趣，還能提升學生的動手能力與團隊協作能力.例如，在力學教學中，教師可引導學生分析無人機飛行原理，探究升力、推力與重力的關系.在能量轉換與守恒的教學中，教師可引導學生通過編程無人機探究能量轉化過程，因為無人機飛行時電能轉化為機械能，故而學生可通過測量無人機電池電量消耗和飛行時間，計算能量轉換效率.其間，通過調整無人機飛行高度和速度，能夠明確動能與勢能的轉化關系，驗證能量守恒定律.在聲學教學中，教師可借助編程無人機開展聲音傳播實驗，學生利用無人機搭載的麥克風，測量不同高度和距離下的聲音強度，探究聲音在空氣中的傳播規律.

2.4虛擬現實(VR)與增強現實(AR)技術的應用

虛擬現實（VR）與增強現實（AR）技術為高中物理教學提供了全新的沉浸式學習體驗.在VR技術的應用下，學生能夠進入虛擬的物理實驗室，開展各種實驗操作，不用擔心實驗器材受到損壞，也不會受到實驗環境的限制.例如，在核物理教學中，學生可經VR技術模擬原子核的裂變與聚變過程，理解能量的釋放與粒子的運動軌跡.在相對論教學中，學生可經VR技術感受高速運動下的時空變化，理解愛因斯坦的相對論原理.

AR技術還可以把虛擬的物理模型疊加到現實世界中，幫助學生更加直觀地理解物理現象.例如，在電磁學教學中，學生可經AR技術觀察電場線與磁場線的分布，理解電磁場的空間結構.在光學教學中，學生可經AR技術模擬光的干涉與衍射現象，觀察光波的傳播及疊加過程.在力學教學中，教師可以利用VR技術模擬行星運動、萬有引力作用下的天體軌跡等復雜的力學場景，學生還可以依靠VR設備“進入”太陽系，觀察行星繞太陽公轉的軌跡，理解開普勒定律與萬有引力定律.在流體力學教學中，學生可以利用VR技術模擬流體的流動過程，觀察不同條件下流體的速度、壓力分布與湍流現象，從而深入理解伯努利方程和流體力學的基本原理

2.5 人工智能(AI)與物理數據分析

人工智能（AI）技術在物理教學中的應用，具體體現在數據分析與模式識別方面.在高中物理實驗中，學生可經AI技術來分析各項實驗數據，提取其中的規律與趨勢.例如，在力學實驗中，學生可經AI算法分析物體的運動軌跡，預測其未來的位置與速度.在熱力學實驗中，學生可經AI技術了解溫度和時間的關系，探究熱傳導和熱輻射的規律.

此外，AI技術還可以用于開展個性化教學.通過分析學生的學習數據，AI系統能夠為每個學生提供定制化的學習建議及資源，幫助其更好地掌握物理知識.例如，在講解電路原理時，AI系統可結合學生的學習進度與理解程度，推薦適宜的練習題和實驗項目.這種基于AI的教學方法，可使教學更具針對性與有效性.

3結語

將民族特色與現代科技有機融合，能讓高中物理教學的內容更加豐富多元，形式更為生動有趣.本文探討了壯族銅鼓、苗族爬桿跳坡節、瑤族竹竿舞、漢族背簍等民族傳統文化元素，以及編程建模、3D打印、編程無人機等現代科技手段在高中物理教學中的應用，這些元素與技術的運用，不僅能有效激發學生的學習興趣，培養其創新能力，還能提升學生的科學素養，增強他們的民族認同感.展望未來，隨著教育技術的持續進步和民族文化的深度挖掘，高中物理教學必將展現出更為多元的發展態勢.

【廣西教育科學“十四五”規劃2023年度專項課題：基于創新素養下的青少年科技實踐活動研究（2023ZJY1333)】

參考文獻：

[1」黃曉標，黎小鹿，劉驍，等.高中物理教學賦能科學教育的深度探索[J].物理教學， ，2024(12):30-33+75

[2]沈建偉.立足高中物理教學實施科學教育策略研究[J].天津教育，2024(31)：33-34.

[3]王小兵，劉娜.跨學科融合理念下高中物理課堂的構建[J].亞太教育，2024(24)：125—127.