在物理教學(xué)中增強文化自信的研究*
——以光學(xué)教學(xué)為例

曹雪瑩

(北京師范大學(xué)天津生態(tài)城附屬學(xué)校 天津 300450)

1 引言

文化，是一個國家、一個民族的靈魂．堅持文化自信，堅持從歷史走向未來，堅持對中華文化的繼承和發(fā)展，是實現(xiàn)偉大中國夢的先決條件．

文化自信，首先是對中國文化有認知，有認同．2016年教育部印發(fā)的《完善中華傳統(tǒng)文化教育指導(dǎo)綱要》中指出，初中階段要注重增強學(xué)生對中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的理解力，提高其對中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的認同度．因此，我們致力于將中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化融入物理教學(xué)的研究與實踐，使學(xué)生在中華文化的沐浴里學(xué)習(xí)物理，在中華精神的熏陶下探索科學(xué)，以增強學(xué)生的民族自豪感，培育學(xué)生的文化自信．中國傳統(tǒng)文化源遠流長、博大精深，為便于在日常教學(xué)中進行實踐，我們從中國古代科研成就和中國古代文學(xué)故事兩個大方向，篩選出與我國璀璨文化相結(jié)合的物理元素．本文將以初中物理光學(xué)部分的教學(xué)為例，細致呈現(xiàn)這些璀璨物理元素融入教學(xué)的研究及實踐過程．這將為如何增強學(xué)生的文化自信開啟一扇窗．

2 中國古代科研成就融入物理教學(xué)

在幾千年光輝燦爛的中華文明中，中國古代的物理科研成果璀璨瑰麗．我國物理知識的起源非常早，在漫長的遠古時代，中華民族的祖先就在生活和勞動中制造和使用著各種工具，有意識或無意識地應(yīng)用著物理原理[1]．幾千年的中華文明，孕育出了很多的物理成就．在正式使用“物理學(xué)”之前，中國曾以“格物”或“格致”代指，出自《禮記·大學(xué)》的“致知在格物，物格而后知至”．中國古代物理成就與中學(xué)物理相關(guān)的內(nèi)容很多，在實際教學(xué)中，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容適時融入，用前人的偉大成就激勵鼓舞學(xué)生，將會潤物細無聲地增強學(xué)生在物理學(xué)科的文化自信．

2.1 在課堂中引入古代科研成就

在我國古代物理的研究中，光學(xué)的成就很多．最早的是戰(zhàn)國時期的《墨經(jīng)》一書，其光學(xué)八條，完整記錄了光的直線傳播、影的形成、小孔成像、光的反射、平面鏡和球面鏡成像等內(nèi)容，初步奠定了幾何光學(xué)的基礎(chǔ)，可以稱之為2 000多年前世界上偉大的光學(xué)著作[2]．墨經(jīng)的光學(xué)八條，除球面鏡成像的知識外，都與初中光學(xué)內(nèi)容相關(guān)．在課堂教學(xué)中適當融入墨經(jīng)，加深學(xué)生對知識理解與應(yīng)用的同時，提高了學(xué)生的民族自豪感．

除了墨經(jīng)，還有很多著作記錄了中國古代的光學(xué)研究．比如，西漢劉安所著《淮南子》《淮南萬畢術(shù)》，記述了有關(guān)球面鏡取火、取水及平面鏡的內(nèi)容．東漢王充所著《論衡》，闡述了光的強度、光的直線傳播以及球面鏡取火的問題．宋朝的沈括著有《夢溪筆談》，他在光學(xué)上的貢獻主要是對小孔成像、凸面鏡和凹面鏡的規(guī)律，以及大氣中光現(xiàn)象的研究．元朝的趙友欽在《革象新書》中詳細記錄了光的直線傳播、小孔成像與照度的實驗探究過程，并模擬實驗解釋了日月食及月的盈虧問題．

再有，唐末五代譚峭的《化書》講到四種光學(xué)透鏡，明代郎瑛的《七修類稿》和張寧的《方洲雜言》最早提及眼鏡的使用，明代湯若望的《遠鏡說》開啟了中國望遠鏡的先河，清朝鄭復(fù)光的《鏡鏡詅癡》及張福僖的《光論》都系統(tǒng)討論了光的性質(zhì)及各種形式的反射鏡和透鏡[3]．中國的這些光學(xué)成就，很多都是早于西方的，對物理學(xué)的發(fā)展做出了很大貢獻．因此，教師將這些著作中的相關(guān)內(nèi)容引入物理課堂，是對現(xiàn)行教材知識的補充，可以幫助學(xué)生對中西科學(xué)進行融合，更對學(xué)生提高物理興趣、培育文化自信有很大幫助．

2.2 以專題形式開展物理課外活動

中國古代對光學(xué)的研究僅涉及幾何光學(xué)，尤以小孔成像和反射鏡的研究最為廣泛．因此，在光學(xué)部分的教學(xué)中，除了課堂引入，我們還推薦以專題的形式開展物理課外活動．教師指導(dǎo)學(xué)生查閱資料典籍，針對某一點，對古代科學(xué)家的科研成就進行系統(tǒng)地整理分析．

在“光的直線傳播”教學(xué)中，我們采用小孔成像的專題進行課外活動，完成傳統(tǒng)文化的滲透．學(xué)生整理的古代研究概括如下．小孔成像最早記述于《墨經(jīng)》．之后，北宋的沈括將靜物與運動體在小孔成的像相聯(lián)系，揭示了小孔成像的實質(zhì)．元初的趙友欽和清代的鄭復(fù)光又通過別出心裁的實驗將小孔成像的理論推進了一大步．元代的科學(xué)家郭守敬，還將小孔成像原理應(yīng)用到天文儀器上，發(fā)明了仰儀和景符，用以觀測太陽的位置、運動及日食情況．

除小孔成像外，還可以平面鏡成像、球面鏡成像、大氣中的光學(xué)現(xiàn)象、古代的光學(xué)儀器等為專題進行課外研究活動．在梳理中國古代科技成就的同時，可以搜集西方古代科學(xué)家在此專題下的研究，在國內(nèi)外科研成果的對比中，學(xué)生自然而然地發(fā)現(xiàn)中國古代在物理學(xué)的很多方面是世界領(lǐng)先，甚至是世界獨步的．將中國古代的科研成就，以專題的形式開展課外活動，可以很大程度地豐富學(xué)生的物理知識，讓學(xué)生近距離感受中國古代科學(xué)和科學(xué)家，在其不斷熏陶和影響下，達到國家認同教育和愛國主義教育．

3 中國古代文學(xué)故事融入物理教學(xué)

3.1 挖掘中國傳統(tǒng)故事

考慮到學(xué)生的年齡特點，結(jié)合學(xué)生的認知發(fā)展水平和興趣因素，我們將中國傳統(tǒng)文化中與物理相關(guān)的趣味故事引入課堂．學(xué)生在被故事吸引的同時，分析探索了物理規(guī)律，更感受到了古代勤勞智慧的中華民族對物理問題的思考．

如在“光的反射”一課中，筆者通過引用“杯弓蛇影”的故事來引入新課．故事簡介如下：《晉書·樂廣傳》里說，晉朝樂廣，好宴請賓客．客人飲酒前見杯中有小蛇隱約蠕動，飲后即病了．進而調(diào)查，發(fā)現(xiàn)墻上掛著一張弓，弓上畫了很多像蛇的花紋，才明白杯中的蛇原來是弓上花紋的倒影．通過趣味故事將學(xué)生帶入物理的情境中，內(nèi)化了學(xué)生對物理的喜歡，更使學(xué)生將物理和中國古代故事聯(lián)系在了一起，潛移默化地滲透了傳統(tǒng)文化的教育．

借用光學(xué)原理的傳統(tǒng)故事不勝枚舉，如著名的“兩小兒辯日”涉及了光的折射問題，“猴子撈月亮”“鏡花水月”“豬八戒照鏡子”蘊含了平面鏡成像的知識，“井底之蛙”“鑿壁偷光”“一葉障目，不見泰山”“管中窺豹”“百發(fā)百中”“一手遮天”“大樹底下好乘涼”都闡述了光沿直線傳播的道理．我們結(jié)合教學(xué)內(nèi)容的安排，挖掘合適的傳統(tǒng)故事活用在物理教學(xué)中，比如朗讀故事引入新課，應(yīng)用知識解釋故事，活用知識表演故事，故事名稱與物理知識配對游戲，開展傳統(tǒng)故事知多少以及故事分享會等豐富多彩的活動．學(xué)生在文學(xué)中尋找物理故事，在物理中感受文學(xué)的魅力，如此促進了學(xué)科的融合，又強化了物理的靈活應(yīng)用，更增強了文化自信，一舉三得．

3.2 活用中國古典詩詞

古典詩詞作為中華傳統(tǒng)文化中的精粹，與物理也是密不可分的．將古典詩詞引入物理課堂，可以給學(xué)生營造一種美的意境，使學(xué)生在美不勝收的傳統(tǒng)文化中感受物理的科學(xué)之美．

在李白“舉杯邀明月，對影成三人”的孤獨中，在林逋“疏影橫斜水清淺，暗香浮動月黃昏”的陶醉里，在蘇軾“峰多巧障日，江遠欲浮天”的壯美間，理解光沿直線傳播的規(guī)律．在夕陽美景“一道殘陽鋪水中，半江瑟瑟半江紅”和洞庭月色“湖光秋月兩相知，潭面無風鏡未磨”的畫卷里，感受平面鏡成像的原理．在“潭清疑水淺，荷動知魚散”的濃郁春光圖中，體會光發(fā)生折射的特點．在“香爐初上日，瀑水噴成虹”的七彩香爐峰上，觀察光的色散現(xiàn)象．一首首詩詞歌賦，將傳統(tǒng)文化和物理知識聯(lián)系在一起，也將愛國與科學(xué)聯(lián)系在一起．

科學(xué)思維和人文思維往往是兼而有之、互為補充的，很多科研工作者同樣熱衷于詩詞歌賦的創(chuàng)作[4]．受此啟發(fā)，在古典詩詞進課堂的研究中，我們一方面引用詩詞理解物理規(guī)律，另一方面鼓勵學(xué)生進行詩詞創(chuàng)作，以詩詞的形式，表述物理現(xiàn)象或抒發(fā)物理學(xué)習(xí)的心得．

例如，在“光的直線傳播”教學(xué)中，我們對光沿直線傳播所需要的條件進行了探究實驗，學(xué)生仔細觀察實驗現(xiàn)象，思考實驗原理，并用詩詞的形式記錄了下來．簡述一二：“光沿直線傳播，空氣清水玻璃．一時入糖水，路徑變彎折．攪拌，攪拌，終成直線一個．(《如夢令》)”“光入糖水真淘氣，光路彎折沒脾氣．光下攪拌變均勻，折線變直真神奇！(《七律詩》)”雖然在詩詞格律方面稍欠佳，但在學(xué)生的心中，物理科學(xué)與傳統(tǒng)文化已經(jīng)融為一體，筆者想，這就是我們進行文化自信教育的初步成果吧！至于對學(xué)生未來的影響，可能難以估量.

4 結(jié)束語

文化自信是一個國家、一個民族發(fā)展中更基本、更深沉、更持久的力量．祖國的未來在新一代的青少年，因此增強中學(xué)生的文化自信意義非凡．本文以黨中央提出的“傳承和弘揚優(yōu)秀傳統(tǒng)文化”這一思想為出發(fā)點，以學(xué)生在物理學(xué)習(xí)中民族自豪感的匱乏為突破口，結(jié)合中學(xué)物理教學(xué)的實際情況，通過在物理教學(xué)中適當添加中國古代科研成就和中國古代文學(xué)故事等方式，詳細闡述了將中國傳統(tǒng)文化融入中學(xué)物理教學(xué)的研究和實踐．該研究實踐對中學(xué)生滲透傳統(tǒng)文化的教育，提高民族自豪感，實現(xiàn)國家認同，增強文化自信很有裨益．