《論衡》中的物理教學(xué)資源

摘" 要：本文探討了《論衡》中有關(guān)力、熱、電磁、光和聲等方面的中學(xué)物理教學(xué)資源，并以這些課程資源為例，論述課程資源在中學(xué)物理教學(xué)新課引入、新課講授、知識鞏固和課后習(xí)題四個環(huán)節(jié)中的應(yīng)用。通過利用傳統(tǒng)文化中的中學(xué)物理課程資源進(jìn)行教學(xué)，教師能夠在柯詩婷 郭慶 戴耀東 喬翠蘭激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、幫助學(xué)生建構(gòu)知識的同時，增強(qiáng)學(xué)生的文化自信。

關(guān)鍵詞：課程資源；傳統(tǒng)文化；課堂教學(xué)

通訊作者：張佳蕊（2000—" ），女，在讀碩士研究生，主要研究方向為中學(xué)物理教學(xué)。

1" 引言

中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化是我國巨大的文明寶庫，2022年9月開始實施的《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》強(qiáng)調(diào)了中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化教育在所有學(xué)科學(xué)習(xí)中的重要作用，要求教師發(fā)掘并運(yùn)用優(yōu)秀傳統(tǒng)文化資源進(jìn)行教學(xué)。［1］中國古代的科技發(fā)展一直走在世界前沿，古代的物理學(xué)發(fā)展也有著許多輝煌的成就。對于正在不斷開發(fā)各類中學(xué)物理課程資源的教育工作者來說，傳統(tǒng)文化是一個巨大的寶藏，要接觸到這個寶藏，就需要以流傳至今的古籍、器物等作為媒介。

《論衡》由東漢王充所著，是一部批判封建迷信的無神論著作?！墩摵狻贩穸水?dāng)時社會對許多自然現(xiàn)象的神學(xué)解釋，給出了科學(xué)的論述。若加以合理開發(fā)和利用，該書可以在物理教學(xué)中起到良好效果，是值得挖掘的經(jīng)典古籍。

2" 《論衡》中的物理教學(xué)資源

本文共列舉了《論衡》一書中19處可供中學(xué)物理課程使用的資源，涉及力、熱、電磁、光、聲等方面。

2.1" 力學(xué)資源

《論衡》中記載了許多關(guān)于力學(xué)方面的觀察和研究。其中《效力篇》中就有關(guān)于力的相互作用的

描述，指出力氣再大的人也不能舉起自己。從中學(xué)物理知識的角度來看，是因為力的作用是相互的，施力物體和受力物體必須同時存在?！稜盍羝分杏小扒覉A物投之于地，東西南北，無之不可。策杖叩動，才微輒?！保?］，描述了如果將球形的物體丟到地上，它能朝各個方向滾動，只有去碰動它才可能讓其短暫停留。從此處記載可以看出，王充已經(jīng)初步意識到力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因。同出自《狀留篇》中的“針錐所穿，無不暢達(dá)。使針錐末方，穿物無一分之深矣”［3］講述了關(guān)于壓力的作用效果，也就是壓強(qiáng)的描述，這句話的意思是用針或者錐子這類尖銳的東西去穿刺物體，很容易穿過，但是將針或者錐子的頂端磨平，再用同樣的方法去穿刺物體，就很難達(dá)到相同效果了。在物理學(xué)中，這是因為在大小相同的力的作用下，接觸面積小的壓力作用效果明顯，而受力面積大的壓力作用效果不明顯?！稜盍羝分袑T性的相關(guān)現(xiàn)象也多有觀察，例如激流中的小石頭會被水沖走而大石頭不會，是因為大石頭比小石頭重，由這個現(xiàn)象可以得出物體的慣性大小由物體的質(zhì)量決定。同樣與慣性有關(guān)的現(xiàn)象還有“是故車行于陸，船行于溝，其滿而重者行遲，空而輕者行疾”［4］，此句所示的現(xiàn)象涉及物體質(zhì)量是影響摩擦力大小的因素這一物理原理?！墩摵狻分羞€有一些運(yùn)動學(xué)方面的記載，例如《說日篇》中王充就已經(jīng)提出了運(yùn)動快慢的概念，文中提及太陽日夜各走一千里的速度和麒麟白天走一千里的速度是一樣的；還寫到船在水上行走，近看覺得快，遠(yuǎn)看覺得慢，其實速度是相同的，只是視線的遠(yuǎn)近不同。

2.2" 熱學(xué)資源

《論衡》中關(guān)于熱學(xué)部分的講述主要涉及三個方面：一是物態(tài)變化；二是熱傳遞；三是熱脹冷縮?！墩f日篇》中有關(guān)于云、霧、雨、露、霜、雪的表述：“云霧，雨之征也，夏則為露，冬則為霜，溫則為雨，寒則為雪。雨露凍凝者，皆由地發(fā)，不從天降也?！保?］另外《感虛篇》中有寫到“寒不累時則霜不降，溫不兼日則冰不釋”［6］，意思是霜降是一段時間寒冷的積累，而冰雪消融也是一段時間溫暖的積累。這兩處記載是對各種物態(tài)變化現(xiàn)象及其發(fā)生條件的觀察?！墩摵狻分袑醾鬟f的條件和效率的概述有《寒溫篇》中的“夫近水則寒，近火則溫”［7］，意思是靠近水會讓人感到寒冷，而靠近火會讓人感到溫暖。以及《感虛篇》中“倚一尺冰置庖廚中，終夜不能寒也”［8］，這句話的意思是在廚房里放一塊冰，一整晚也不能使廚房涼起來。

2.3" 電磁學(xué)資源

《是應(yīng)篇》中有對磁石和雷電現(xiàn)象的描述。在書中，作者對司南，也就是古代指南針進(jìn)行了介紹——“司南之杓，投之于地，其柢指南”［9］；《龍?zhí)撈分袑纂姾螘r產(chǎn)生作出了解釋，是“云雨至則雷電擊”［10］；《亂龍篇》中的“頓牟掇芥，磁石引針”［11］是對摩擦起電和吸鐵石的記載（頓牟指的是琥珀），這句話是指琥珀摩擦后可以吸引輕小物體，而磁石可以吸住鐵針。

2.4" 光學(xué)和聲學(xué)資源

在《率性篇》中，有關(guān)于凸透鏡取火的最早記錄：“消煉五石，鑄以為器，磨礪生光，仰以向日，則火來至”［12］，這是《論衡》中關(guān)于光學(xué)內(nèi)容的記載。同時王充在《論衡》中還涉及聲音的產(chǎn)生與傳播，《論死篇》中揭示了人如何發(fā)出不同的聲音：“氣括口喉之中，動搖其舌，張歙其口”［13］，意思是人發(fā)聲是將氣吸入口和喉嚨中，通過改變舌頭和嘴巴的狀態(tài)來改變氣流在口中的狀態(tài)從而發(fā)出不同的聲音。在《變虛篇》中，作者用與視線范圍類比的方法，揭示了聲音的響度隨距離增加減小的現(xiàn)象。

3" 《論衡》中的物理資源應(yīng)用

開發(fā)各類中學(xué)物理課程資源的最終目的是將其有效地運(yùn)用到教學(xué)中，《論衡》中的中學(xué)物理課程資源應(yīng)該經(jīng)過適當(dāng)整理加工后有機(jī)地融入物理教學(xué)的各個環(huán)節(jié)中。下文從物理課堂的新課引入、新課講授、知識鞏固、課后習(xí)題四個方面，以《論衡》中的中學(xué)物理課程資源為例，就物理課堂中如何利用這些資源提出一些想法。

3.1" 在新課引入中的應(yīng)用

新課引入作為一堂課的開始，往往要吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)熱情，引導(dǎo)他們進(jìn)入物理知識學(xué)習(xí)的情境中。《論衡》中的例子都十分貼近生活，從現(xiàn)象出發(fā)，生動形象，又具有科學(xué)的探究性，很適合在新課引入中呈現(xiàn)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入物理情境。［14］

案例一" 教師可以將《論衡》用于人教版初中物理八年級上冊第五章第1節(jié)“透鏡”的引入部分。以火的使用是人類生存的必要條件為情境，引導(dǎo)學(xué)生思考可行的取火方式有哪些，學(xué)生可能回答“鉆木取火”“放大鏡生火”等取火方式，教師引出《論衡·率性篇》中相關(guān)記載：“消煉五石，鑄以為器，磨礪生光，仰以向日，則火來至?！币馑际侨刍迨?，鑄成鏡狀，并且研磨光滑，上仰對向太陽，不一會兒火就來了。這也就是學(xué)生所說的“放大鏡取火”的最早記錄，也就是運(yùn)用透鏡來取火的實例，從而帶領(lǐng)學(xué)生走入《透鏡》一節(jié)的學(xué)習(xí)，一同探究透鏡取火的原理。

設(shè)計意圖：從古籍《論衡》中記載的有關(guān)透鏡的現(xiàn)象出發(fā)，教師將其與生活中放大鏡取火現(xiàn)象相聯(lián)系，激發(fā)學(xué)生對透鏡的興趣和學(xué)習(xí)熱情，從古人對生活的探索中培養(yǎng)學(xué)生的探索精神。同時，由于《論衡》中對透鏡取火的記載是世界上已知最早的，教師帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)知識還可以加強(qiáng)學(xué)生的文化自信。

3.2" 在新課講授中的應(yīng)用

在學(xué)習(xí)重難點時，有學(xué)生會遇到很多難以理解的地方。教師可以通過對生活現(xiàn)象的分析解釋幫助學(xué)生更加直觀地解決問題?！墩摵狻分杏泻芏嗯c生活相關(guān)的示例和解釋，教師可以將其利用起來。

案例二" 教師在人教版初中物理八年級下冊第七章第1節(jié)“力”的教學(xué)中講授“力的作用是相互的”知識點時，可以引用《論衡·效力篇》中“古之多力者，身能負(fù)荷千鈞，手能決角伸鉤，使之自舉，不能離地。”［15］大概意思是有的人力氣很大，可以舉起很重的東西，但是如果要他來舉起自己，卻不能使自己離地。請學(xué)生試試究竟能不能在不借助其他物體的情況下舉起自身，從實踐中思考“自舉不能離地”的原因，認(rèn)識力不能脫離物體存在，且施力物體和受力物體是同時存在的，進(jìn)而理解力的作用是相互的。

設(shè)計意圖：利用古文記載讓學(xué)生關(guān)注到平時被忽略的生活現(xiàn)象，激發(fā)他們的求知欲；并從對生活現(xiàn)象的分析中理解知識點，突破抽象的知識難點；貫徹物理源于生活的科學(xué)思想。

3.3" 在知識鞏固中的應(yīng)用

學(xué)生對物理知識的掌握不是教師進(jìn)行一次新課教學(xué)就能實現(xiàn)的。新知學(xué)習(xí)過后的鞏固環(huán)節(jié)必不可少。教師可以給出《論衡》中的相關(guān)描述，要求學(xué)生利用所學(xué)知識進(jìn)行解釋，這是一種很好的知識鞏固的方法。

案例三" 在人教版初中物理八年級上冊第三章“物態(tài)變化”的學(xué)習(xí)之后，教師可以利用王充在《論衡·說日篇》中對于云、霧、雨、露、霜、雪的描述來幫助學(xué)生鞏固六種物態(tài)變化的學(xué)習(xí)?！墩摵狻ふf日篇》中記載：“云霧，雨之征也，夏則為露，冬則為霜，溫則為雨，寒則為雪。雨露凍凝者，皆由地發(fā)，不從天降也?！痹诋?dāng)時，王充已經(jīng)能脫離神學(xué)的說法，科學(xué)地解釋了水循環(huán)的大概過程。在學(xué)習(xí)完物態(tài)變化之后，教師可以請學(xué)生利用所學(xué)知識描述自然界的水循環(huán)及其發(fā)生的條件。教師在描述水循環(huán)的同時引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識到水資源浪費(fèi)的不可逆性，促使學(xué)生在生活中養(yǎng)成保護(hù)水資源的習(xí)慣。

設(shè)計意圖：教師可以從古文記載的真實情境出發(fā)，幫助學(xué)生鞏固知識、提升解決實際問題的綜合能力，同時對學(xué)生進(jìn)行反對迷信和保護(hù)環(huán)境的思政教育。［16］

3.4" 在課后習(xí)題中的應(yīng)用

物理的學(xué)習(xí)過程需要講練結(jié)合，在課堂學(xué)習(xí)之后，學(xué)生還需要經(jīng)過一定量的練習(xí)才能達(dá)到更好的學(xué)習(xí)效果?！墩摵狻分惖墓偶信c物理知識相關(guān)的句子可以作為問題情境和題干提出。

案例四" 《論衡·狀留篇》中有“針錐所穿，無不暢達(dá)”的說法，意思是用針和錐子去扎物體很容易穿過去，是因為在壓力大小相同的情況下，針和錐子的施力面積小，所以它們的壓力作用效果更明顯?！笆贯樺F末方，穿物無一分之深矣”，將針和錐子的末端磨平，用同樣的力去扎同樣的物體就不能穿過了，這是通過改變接觸面積來改變壓力的作用效果。

設(shè)計意圖：幫助學(xué)生鞏固壓力作用效果的影響因素知識點，鼓勵他們發(fā)現(xiàn)生活中的物理現(xiàn)象，并促使學(xué)生將物理知識運(yùn)用于實踐。

4" 結(jié)語

王充在《論衡》中記載的不僅是物理觀念，還蘊(yùn)含著物理思想。利用古籍作為物理教學(xué)資源，教師在傳授知識的同時也可以傳授思想，讓學(xué)生看到先輩們對科學(xué)的探索和取得的成就，增強(qiáng)文化自信。與此同時，教師也要讓學(xué)生看到中國古代物理在理論方面的局限性。中國古代的物理研究大多數(shù)僅停留在對現(xiàn)象的觀察和描述上，沒有達(dá)到總結(jié)規(guī)律的程度。所以在利用古籍作為教育資源時，教師既要向?qū)W生傳達(dá)中國古代科學(xué)發(fā)展的優(yōu)越之處，激發(fā)學(xué)生的民族自豪感以及向先輩們學(xué)習(xí)的情感，也要帶領(lǐng)學(xué)生辯證地看到中國古代物理的不足之處。教師應(yīng)告知學(xué)生，我們既要繼承古人的科學(xué)研究精神，又要發(fā)展這樣的精神。

參考文獻(xiàn)

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［14］段宜君，劉碧蕊.物理學(xué)科核心素養(yǎng)視角下的中國物理學(xué)史教學(xué)策略探究［J］.物理通報，2022（12）：128-132，137.

［16］張琨，賈永超，陳超然.高中物理課程思政資源開發(fā)的原則與途徑［J］.物理教學(xué)探討，2022，40（10）：6-9，14.