物道一理—史學(xué)在中學(xué)物理課程中的應(yīng)用舉例

郭艷萍

（山西省大同市礦區(qū)恒安中學(xué)，山西大同 037000）

引 言

當(dāng)代教育受“癸卯學(xué)制”以及西方學(xué)科結(jié)構(gòu)的影響，各學(xué)科間有一定的分界，這個(gè)分界的清晰度與學(xué)段成反比，即學(xué)段越低，分界越明顯。但每個(gè)學(xué)科都是對(duì)自然和社會(huì)的反映，低學(xué)段學(xué)科之間已出現(xiàn)互為徑庭的弊端，所以跨學(xué)科研究就成為對(duì)中低學(xué)段教育更高層級(jí)的要求。故將不同學(xué)科結(jié)合并在理解整體事物的基礎(chǔ)上更好地學(xué)習(xí)某學(xué)科，是對(duì)未來教育的期望，也是本文的嘗試。

一、關(guān)于物理概念的介紹

學(xué)科名稱、概念及來歷是在學(xué)生接觸一個(gè)新學(xué)科時(shí)，教師必須回答的首要問題，也是現(xiàn)在課程缺失的一環(huán)，所以正名是中學(xué)物理第一課首先就要介紹的。

（一）正名

關(guān)于物理一詞，我國最早見于《漢書·藝文志》記載楚國“曷鳥子”的一段話：“龐子云：愿聞人情物理?！蔽鳚h《淮南子》：“耳目之察，不足以分物理。”這時(shí)期的“物理”指的是廣泛的事物的道理，沒有現(xiàn)在的詞義。我國古代與現(xiàn)在物理一詞較接近的概念應(yīng)為“格物”。現(xiàn)代物理學(xué)概念來自亞里士多德的《物理學(xué)》一書，1900年由日本相關(guān)著者翻譯為中文，并傳入我國。

（二）思想

雖然我國古代學(xué)術(shù)中自然學(xué)科相對(duì)薄弱，但我們還是可以從大量具有哲學(xué)意味的文獻(xiàn)中窺見科學(xué)的光輝?！兑捉?jīng)·系辭》：“形而上者謂之道，形而下者謂之器?！薄豆茏印罚骸皹O變者，所以應(yīng)物也。慕選而不亂，極變而不煩。執(zhí)一之君子，執(zhí)一而不失，能君萬物。日月與之同光，天地與之同理。圣人載物，不為物使?！敝袊诺湔軐W(xué)對(duì)事物的認(rèn)識(shí)是整體的，有形的事物只是相對(duì)穩(wěn)定的階段，事物的發(fā)生、發(fā)展、變化、消亡及消亡后演變出新的形式都有其規(guī)律，其生生不息的規(guī)律就是道，這是從哲學(xué)層面對(duì)物理的思考[1]。

二、八年級(jí)上冊(cè)第一章第一節(jié)“長度和時(shí)間的測(cè)量”

秦始皇二十六年（公元前221年）統(tǒng)一度量衡，“度”為長度專名，“量”為體積專名，“衡”為重量專名。

（一）長度的測(cè)量

唐開元年間（723-726年，一說開元十二年即724年），僧人一行組織了世界上最早的天體測(cè)量活動(dòng)，南北跨越7973里（時(shí)），設(shè)置十一個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，在同一天測(cè)量表景，并根據(jù)景的長度變化測(cè)出每千里差四寸，以此計(jì)算出各地的相距里程?！吨袊茖W(xué)技術(shù)史·物理學(xué)及相關(guān)技術(shù)》載有十三件不同歷史時(shí)期的尺子。

（二）時(shí)間的測(cè)量

《墨子》中記載有關(guān)時(shí)間的認(rèn)識(shí)：“久，彌異時(shí)也。”《經(jīng)說》注：“合古今旦莫。”也就是說，時(shí)間就是結(jié)合過去和現(xiàn)在，日出和日落。“始，當(dāng)時(shí)也?！薄督?jīng)說》注：“時(shí)或有久，或無久，始當(dāng)無久?！币簿褪钦f，時(shí)間有短有長，但開始是沒有時(shí)間的，就像線的端點(diǎn)沒有線，這相當(dāng)于宇宙生成瞬間的時(shí)間形態(tài)，是墨子最偉大的思想，后來佛教傳入中國，極短的時(shí)間被稱為“剎那”。

中國古代計(jì)算時(shí)間的器具是滴漏和沙漏，利用砂礫水滴的運(yùn)動(dòng)規(guī)律得出秒、分，120分為一時(shí)辰，每天分為十二個(gè)時(shí)辰，滴漏和沙漏都是在中國最早出現(xiàn)的。目前，最早的滴漏實(shí)物是元代延佑三年（1316年）制造的，現(xiàn)藏于廣東省博物館內(nèi)。中國國家博物館藏有漢代日晷一面，是我國最早的測(cè)量太陽和地球天體相對(duì)關(guān)系確定節(jié)氣的日晷實(shí)物。

（三）實(shí)踐

開展小組合作，分析古代測(cè)量長度的儀器原理，模擬制作漢代日晷進(jìn)行戶外實(shí)時(shí)測(cè)量。

三、八年級(jí)上冊(cè)第二章第一節(jié)“聲音的產(chǎn)生和傳播”

（一）文史信息

能量以波的形式傳遞，構(gòu)成了中國的宏觀物理學(xué)思想。目前考古發(fā)現(xiàn)的典冊(cè)（甲骨卜辭）都是神性的記錄，“帝”、自然神和祖先構(gòu)成了一個(gè)彌漫著神性的世界，這種認(rèn)知就是一種神性能量的“波”的世界觀，神和人以看不見的波的形式交流。周代根據(jù)天體寒暑的周期變化形成的陰陽觀，也是一種在陰陽兩極間波動(dòng)的規(guī)律。這與西方的“粒子”“元素”“原子”世界觀截然不同。我國古代哲學(xué)類似元素的學(xué)說是“五行”即金、木、水、火、土，但又建立了互相生克的整體聯(lián)系。

漢代甚至更早就出現(xiàn)了摩擦發(fā)聲并產(chǎn)生駐波泵起水花的銅盆子。文字學(xué)家研究甲骨文“石”字就是最早的樂器石磬的象形，實(shí)物如山西省博物院藏的大石磬和國家博物館藏的安陽殷墟出土的商代虎紋石磬。耳朵聽到敲擊石磬的震動(dòng)波就是“聲”字，字形見于“小屯南地甲骨”3551號(hào)。我國河南舞陽賈湖遺址出土的七孔骨笛，距今7800-9000年，被公認(rèn)為世界上最早的七音階吹奏樂器。

（二）實(shí)踐

介紹上述信息，認(rèn)識(shí)除了聲音之外廣義的“波”概念，幫助學(xué)生了解中西方古典哲學(xué)的差異。

四、八年級(jí)上冊(cè)第三章第一節(jié)“溫度”

（一）文史信息

我國古代很早就掌握了溫度對(duì)物質(zhì)產(chǎn)生的影響規(guī)律，上古有“燧人氏鉆木取火”的傳說。對(duì)摩擦生熱的認(rèn)識(shí)，是人類重要的進(jìn)步。新石器時(shí)期出現(xiàn)的大量陶器，實(shí)質(zhì)上就是利用高溫改變泥土的性質(zhì)。商代占卜時(shí)，人們就掌握了在甲骨局部鉆鑿使選點(diǎn)變薄，并燒灼鉆鑿處，利用溫度的差異使骨質(zhì)開裂的方法。骨質(zhì)開裂后會(huì)出現(xiàn)裂紋“兆”，以“兆”的形態(tài)判斷吉兇，說明商代時(shí)人們就認(rèn)識(shí)了溫度和厚薄變化在熱脹冷縮時(shí)對(duì)材料強(qiáng)度的影響規(guī)律。

（二）實(shí)踐

介紹二十四節(jié)氣，天體溫度變化對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人類生活的影響。

五、八年級(jí)上冊(cè)第五章第一節(jié)“透鏡”

（一）文史信息

傳說透鏡的發(fā)現(xiàn)源于古人對(duì)松香（琥珀）球的觀察，因?yàn)槠渲械男?dòng)物看起來特別大，這就啟發(fā)了凸透鏡的制造，人們將水晶等透明材料磨成凸面鏡，就出現(xiàn)了放大效果，《淮南萬畢術(shù)》記載我國在公元前2世紀(jì)就開始用冰磨成透鏡取火。

《墨子》中記載的光學(xué)成就很多，關(guān)于鏡面和透鏡的內(nèi)容見《經(jīng)下》：“臨鑒而立，景到，多而若少，說在寡區(qū)?！边@是鏡面和小孔成像原理?！耙娢痪岸恍《?，一大而舌，說在中之內(nèi)外”，這是透鏡原理。

（二）踐

通過介紹《墨子》，提高學(xué)生對(duì)我國先秦時(shí)期科學(xué)成就的認(rèn)識(shí)。

六、八年級(jí)上冊(cè)第五章第四節(jié)“眼睛和眼鏡”

（一）文史信息

眼鏡最早出現(xiàn)在中國，史料記載馬可·波羅將眼鏡從中國傳到歐洲。明代田藝蘅著《留青日札》有“叆叇”一詞，就是眼鏡的古稱。

（二）實(shí)踐

調(diào)動(dòng)學(xué)生認(rèn)識(shí)中西方文化交流的重要意義。

七、八年級(jí)下冊(cè)第十章第一節(jié)“浮力”

（一）文史信息

通過“曹沖稱象”的故事了解古人對(duì)浮力的認(rèn)識(shí)。史料舉例：宋治平年間（1064-1067年），洪水沖毀黃河大橋，起穩(wěn)定作用的鐵牛被沖走沉沒，真定府僧人懷丙用重船卸載法將鐵牛成功打撈出水，這個(gè)利用浮力原理的方法至今仍是各國打撈沉船的方法。

（二）實(shí)踐

啟發(fā)思考，2007年12月22日我國打撈“南海一號(hào)”沉船的例子。

結(jié) 語

上述列舉的與物理學(xué)科相關(guān)的史學(xué)信息，僅僅是大海之點(diǎn)滴，以供學(xué)科教師管窺。本課題的研究也本著積累的原則，在研究文史文獻(xiàn)時(shí)廣泛聯(lián)系初中物理學(xué)科，尋找直接和間接的信息點(diǎn)，隨時(shí)發(fā)現(xiàn)隨時(shí)增益，隨時(shí)發(fā)現(xiàn)隨時(shí)應(yīng)用到教學(xué)中，期望能加強(qiáng)物理與中國古典哲學(xué)、中國歷史兩大門類的聯(lián)系。