高中物理课堂渗透中华传统文化的教学设计的研究与思考
陶梦雨 陆建隆
摘? ?要：中华传统文化承载着中国的科技发展、人文情怀和价值观念等诸多重要的育人元素，对培养全面发展的新型人才意义重大。高中物理课堂教学中渗透中华传统文化，既能够运用传统文化中的相关知识辅助教学，又能够以此为依托弘扬中华优秀传统文化，使之焕发新的光彩。文章依据《普通高中物理课程标准（2017年版）》中关于渗透中华传统文化的要求和有关传统文化内容在高考命题中的趋势，对在高中物理课堂教学中渗透中华传统文化的教学片段的设计展开了探讨。
关键词：高中物理课堂教学;课程标准;高考命题;中华传统文化
中图分类号：G633.7 文献标识码：A ? ? 文章编号：1003-6148（2020）11-0028-4
在大力弘扬中华优秀传统文化的今天，传统文化的育人价值越来越受到重视。中华传统文化当中有关物理学的研究记载内容丰富，许多文明成果都与物理学科紧密联系，将其渗透到物理教学中，不仅能够帮助学生加深对物理知识的认识和理解，更能够促进我国优秀传统文化的传承与发展。
1? ? 从课标要求看在教学中渗透中华传统文化的重要性
《普通高中物理课程标准（2017年版）》[1]在前言关于修订工作的基本原则中就明确提出要“继承和弘扬中华优秀传统文化”;在阐述学科课程标准对教学内容的更新上指出“课程内容落实习近平新时代中国特色社会主义思想，有机融入社会主义核心价值观，中华优秀传统文化、革命文化和社会主义先进文化教育内容”。课标对教学要求的制定以及对教学工具的编排都体现出了在高中物理教学中渗透中华传统文化势在必行，“弘扬中华优秀传统文化”不仅是课标修订、教材编写的原则，更是中学教育的改革方向。
2? ? 从高考试题评价来看中华传统文化渗透的紧迫性
2.1? ? 高考试题渗透中华传统文化
从2000年开始，高考的物理试题当中考查物理学发展过程中重要的人物和事件的题目越来越多，甚至在同一年的试卷上可以出现2到3次与人文发展联系密切的背景题干。2004年北京卷的第20题就提到了在南京的紫金山天文台发现并命名的吴健雄星。紫金山天文台是中国天体物理观测点之一，也是极具传统文化色彩的科研建筑。2005年之后，伴随着我国航天技术的不断突破，有关神舟系列、嫦娥探月等航天工程的高考题也逐渐成为热门。从我国对航天工程项目的命名——“天宫”“嫦娥”等就可以明显体会到其中浓浓的传统文化气息，这些都是将现代物理前沿科技与传统文化紧密联系的典型例子。
2010年之后的高考试卷开始更加真正突出“弘扬中华传统文化”当中的“传统”二字。2011年，江苏卷第一题考的是石拱桥。石拱桥是中国四大传统桥型之一，是我国古代文明的重要成果，体现了我国古代劳动人民将物理规律应用在建筑领域的精巧构思，是中华传统文化当中与物理联系紧密的实例。2014年教育部印发了《完善中华优秀传统文化教育指导纲要》，传统文化元素的渗透在中学教育阶段得到了更大的重视。
2.2? ? 对高考物理试题重视中华传统文化情况的进一步分析
通过对历年来高考题目的文本分析不难发现，高考命题对中华传统文化的重视程度越来越高。作为引导高中教育的有力手段，高考的命题趋势充分说明了渗透中华传统文化在物理教学当中是必要的，传统文化当中可寻的物理教学素材丰富多样。同时，从试卷整体的文化质感来看，近年来高考物理的命题也愈发体现出物理学科本身在文化气息方面应有的魅力。
受到高考命题的启发，在高中物理教学中构建传统文化相比于呈现试卷文本更为容易，形式上也更加的灵动多彩。因此，教学对提升学生文化素养的责任也就更为重大。
3? ? 在高中物理课堂教学中渗透传统文化的实践建议
3.1? ? 从科学思维的角度发挥传统文化的物理价值——以引入典故为例
目前，高中阶段物理教师在渗透传统文化的时候普遍选择将所要渗透的内容放在课堂教学的引入环节。将传统文化元素渗透在教学引入环节的确能够起到吸引学生注意力、激发学习动机的作用，也能够为学生在正式进入新知识学习之前做一个心理上的准备。高中阶段的学生在长期的社会生活当中，或多或少都积累了一定的传统文化知识，从学生熟悉的内容着手，引导他们发现和探究这些“熟悉”传统文化背后“陌生”的一面，能获得更全面的认识。不仅能够调动学生学习物理的兴趣，学生的知识水平也得到了进一步提高。
教學片段：力的合成——等效思想。
渗透素材：“曹冲称象”（中华传统文化典故）。
师：历史上有一个著名的故事——“曹冲称象”，相信大家都听说过。同学们有没有考虑过，为什么曹冲要在船身标出那道吃水线呢？
生：……
教师给出提示：思考吃水线在称象过程中的作用。
生：吃水线用来作为增加石头数量的参照。
师：当船上的石头使得船达到同一吃水线的时候说明了什么？
生：说明此时船上石头和大象一样重。
师：所以我们就可以通过测量石头的质量得出大象的质量。
生：是。
师：在“曹冲称象”故事中这种替代的方法就是我们物理学当中非常重要的一种思维方法——等效思想。这种方法的适用范围很广，包括我们今天要学习的“力的合成”也要用到。
教学反思：“曹冲称象”的故事相信学生都不陌生，但是之前更多的是赞叹曹冲的智慧，很少有人关注到其中的等效思想。等效思想在物理学习中非常重要，是物理核心素养当中“科学思维”的一大分支。通过从思维方法的角度带领学生再次审视“曹冲称象”的故事，更能够加深学生对等效思想的认识和理解，从而更容易在“力的合成”一节中体验等效思想在物理探究中的重要价值。
3.2? ? 运用传统文化促进物理观念的形成——以巩固新知为例
传统文化的适用性其实并不仅仅局限于引入环节，穿插于新课知识点之间的知识拓展对调节学生的上课专注度和延伸知识面也有所帮助。在我国经典著作当中也有相关的研究记载。在得出新的物理概念或规律之后，将传统文化当中同领域的研究记载渗透到教学中，既能够为所得出的概念或规律加以佐证和巩固，同时也能够从我国古代社会文化背景角度了解古人对物理概念和规律的探索历程，从中体会中华传统文化的精神文化魅力。
教学片段：牛顿第一定律。
渗透素材：《墨经》和《考工记》片段（中华传统文化留存至今的古书经著）。
在得出了牛顿第一定律之后，学生已经了解了西方对“力是改变物体运动状态的原因”这一结论漫长的研究历程。
教师可以通过PPT呈现给学生：《墨经》第21条“力，刑之所以奋也。”
教师给出解释：力是使物体运动的原因，即使物体运动的作用叫力。从静止到运动，这就是“力是改变物体运动状态的原因”的最初版本，也是我国对牛顿第一定律的早期探索得出的结论。那么，牛顿第一定律除了告诉我们“力是改变物体运动状态的原因”之外，还为我们揭示了什么？
生：惯性。
师：那我国传统文化中哪些是对惯性的研究呢？
接下来，教师通过PPT呈现春秋末年《考工记》当中“马力既竭，辀犹能一取焉”。
教师解释：在马拉车时，马不走了，即马对车不施力，车子还有前进的趋势，或即车子还可以前进一小段路。由这句话的描述，同学们能不能提炼成它对应的物理语言？
生：一切物体都有保持原来运动状态不变的性质。
师：那这个性质叫什么？
生：惯性。
教师总结：其实这就是关于惯性最早的阐述。由此可见，我国对牛顿第一定律的研究和西方科学家们的结论大体相同，而且我国的研究起步和发现较之西方更早。
教学反思：《墨经》与《考工记》等都是我国古代经典的科学著作，高中物理需要学习掌握的许多知识和规律都可以在传统文化留存下来的这些经典著作中找到对应的研究。在教学中渗透和补充相应的传统文化，是学生知识巩固和强化的过程，有助于学生沿着前人的研究过程促进自身物理观念的构建，进一步提升对教學内容的理解。
3.3? ? 发挥中华传统文化的育人价值——以应用介绍为例
物理学的不断进步和发展，归根结底是为了推动社会生产力的发展、提升人们的生活品质。那么，教学中必不可少的“应用”环节介绍，就成为渗透传统文化的大好时机。在我国古代，很早就有关于物理学的研究，那些经由科学家和劳动人民长期实践所发明和改良的机械器物、生产技术，有些成为了珍贵的历史文物，有些通过不断的改良沿用至今，无论是对于考古工作还是对于现代生活的进步都具有重要的研究意义和价值。它们本身所兼备的物理学原理和传统文化内涵，更是为我们的物理教学和传统文化渗透提供了珍贵的素材。对于一些易于发现其背后物理原理的典型应用，教师可以把课堂交给学生，让学生通过小组合作的方式进行课堂讨论或课外研究，充分发挥学生在学习过程中的主体作用;而对于一些设计原理复杂、所学知识只应用在某一处细节方面的技术、器具，教师也可以从知识拓展的角度出发，带着学生一起解读这些应用背后潜藏的奥秘。
教学片段：重心的应用。
渗透素材：小口尖底瓶（中华传统文化当中的历史文物）。
在“重心”知识点介绍结束之后，作为“重心”知识的生活应用实例，教师可以向学生介绍作为仰韶文化的典型代表之一的小口尖底瓶。
师：在我国仰韶文化中有一种汲水器具叫做小口尖底瓶（PPT呈现仰韶文化中小口尖底瓶的图片），具有“虚则欹，中则正，满则覆”的工作特点。这里的“欹”指的是倾斜的意思。这句话的意思是当瓶子是空的时候瓶身是倾斜的，水装到中间位置的时候瓶身就正了，若是装得太满水就会翻出来。请大家小组讨论，小口尖底瓶这样的工作特点背后究竟是什么道理呢？
学生小组讨论，教师提示：可结合一下我们这节课刚刚学习的知识内容，想想看瓶中水量的多少改变的是什么？
小组讨论后，请小组派代表回答。
教师引导学生得出：水量的变化导致瓶子整体的重心位置变化，再结合平衡原理可以解释瓶身在不同情况下呈现出不同的状态。
师：其实，小口尖底瓶“虚则欹，中则正，满则覆”的工作特点，不仅使其在物理方面的应用价值得到充分利用，之后更是因为其中的育人价值，成为了国宝的原型（PPT呈现鲁国国宝欹器图片）。大家想想看，“虚则欹，中则正，满则覆”能让你想到我国传统文化当中的哪些为人处世之道？
学生交流讨论。
师：图片中的这个国宝是古代鲁国宗庙中的欹器，其物理原理也和小口尖底瓶一样，但鲁国国君就从中看到了与夏朝伯益所言的“满招损，谦受益”相似的人生哲理，将之奉于宗庙用以提醒自己要万事主张“中庸之道、适可而止”。“中庸之道、适可而止”一直是我国传统文化当中具有重要地位的思想观念和行为准则，为历代统治者所奉行，以至于孔子在参观鲁国宗庙的时候，都不得不为这从物理现象出发上升到做人层面所得出的处世之道而叹服。
教学反思：小口尖底瓶是利用重心知识的典型代表之一，能够在教学中体现物理规律对生产生活的应用价值。同时，由它衍生出来的欹器更是集中体现了中华传统文化中“中庸之道、适可而止”等为人处世之道。作为将“重心”知识应用到社会生活的实例，它可以让学生了解物理学习对社会生活的实用性;作为传统文化思想的实物载体，它对学生人生观、价值观的形成影响更为深远。
3.4? ? 培养科学探究——以习题赏析为例
为强化学生对新学知识的理解和运用能力，通过习题来巩固和检验学习效果非常重要。高考题的命制都是经过了众多专家、教师的反复推敲与研討，具有较强的科学性和严谨性。深入钻研和赏析高考题中有关传统文化的题目，既能够在物理学习中渗透传统文化元素，实现素质教育所要求的育人价值，又能够巩固物理知识，为日后更好地备战高考打下坚实的基础。学生在阅读带有趣味性的题目时，往往专注度高、理解能力强，对题设当中给出的知识信息捕捉敏感且吸收率高。这不仅能够适当地为学生减轻压力、缓解做题时候的紧张感，更能够于无形中提升学生的文化底蕴。
教学片段：静电现象——2015年高考题解读。
渗透素材：《春秋纬考异邮》片段（中华传统文化留存至今的古书经著）。
题目中明确指出要分辨“静电现象”。根据“有玳瑁吸衣若之说”也能够直接排除A选项。这道题当中的情境创设比它本身“考了什么”更值得我们去赏析。日常生活中物理现象和规律引起了古人的好奇和探究热情，因此在我国传统文化遗留下来的文学著作中，有关物理现象和规律的记载很多。推算发现的时间，许多物理学重要规律的总结都是由我国古代的科学家们最先发现的，这就很值得我们自豪。不仅是本题中提到的《春秋纬考异邮》，我国专门记载科技原理的古书著作还有很多，例如战国时期的《墨经》、明代的《天工开物》等，这些都是我国古代诗人、科学家们智慧的结晶，对中国乃至世界的文明进步都具有重大意义。
4? ? 总结与思考
通过本文对高中物理课堂渗透中华传统文化的教学片段设计可以看出，传统文化包罗万象，可渗透的素材纷繁多样，在课堂教学的每一个环节都可以进行中华传统文化的渗透教育，不同环节的渗透所指向的效果也不相同。随着科技水平的进步发展，传统文化的呈现形式也为我们提供了更加多元化的选择。灵活地在教学中选用中华传统文化素材，不仅能够促进学生的全面发展，更能够让学生的物理学习变得丰富多彩、让中华传统文化真正“活”起来。
参考文献：
[1]中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018.
[2]张金平，昝金华.中国传统文化十六讲[M].济南：山东人民出版社，2015.
[3]王凌云，丁庆红.挖掘物理学史的内涵 在物理教学中渗透人文教育[J].物理教师，2012，33（6）：54-56.
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[5]顾建新.境自远尘皆入咏 物含妙理总堪寻——将中华优秀传统文化渗透到物理实验教学中[J].物理教学探讨，2008，26（12）：56-58.
（栏目编辑? ? 邓? ?磊）
