拓展中國傳統文化在大學物理教學中的應用*

苑新喜 李鐵平 石鐵鋼 畢 潔

(中國地質大學(武漢)數理學院 湖北 武漢 430074)

1 引言

大學物理是絕大多數理工科大學生必修的基礎理論課[1].它內容廣泛，涵蓋了經典力學、熱學、電磁學、光學和近代物理學等物理學分支.它學時多，一般在100學時以上，少數學校和專業要求140學時以上.學生在學習大學物理時普遍覺得物理抽象枯燥而難學，甚至在一些學生心理滋生了厭學心態，導致學習成效不高.在長期的大學物理課堂教學實踐中，我們一直在思考這樣一個問題，對于大學物理課該怎樣的教與學才能充分體現其作為一門基礎理論課應有的地位與作用，從而更好地培養學生的科學素養與創新精神？在不斷思考與探索中我們逐漸領悟到，發掘和發現在大學物理課堂教學內容背后所隱藏著的豐富多彩的哲理、事理、情理、思維邏輯和想像空間，并用恰到好處的中國傳統語言與文化把它們充分展現出來，是充分體現其作為一門基礎理論課應有的地位與作用，從而更好培養學生的科學素養與創新精神，這是一個不可多得的理想的著力點、切入點和突破點.下面結合我們的教學實踐，就中國傳統文化在大學物理教學中應用的可行性、意義和應注意的問題等談一點粗淺的看法.

2 中國傳統文化在大學物理課堂教學中應用的可行性

在長期的大學物理課堂教學和探索實踐中筆者深深地感悟到，大學物理課堂所要求的諸多教學內容是人類智慧與文明的結晶之一.在大量的表面看起來抽象而枯燥乏味的大學物理教學內容的背后其實隱藏著豐富多彩的哲理、事理、情理、思維邏輯和想像空間.中國傳統文化博大精深，那些不勝枚舉的成語、名句、典故、唐詩和宋詞等中恰恰飽含著豐富多彩的哲理、事理、情理、思維邏輯和想像空間.筆者在大學物理課堂教學實踐中發現其實完全可以找到二者的貫通與關聯性，從而可以毫無障礙地將中國傳統文化應用在大學物理教學中.筆者從開始無意中偶然的應用，發展到有意識較多地應用.并在大學物理課堂上極其自然地使用 “鯉魚跳龍門”，“光陰似箭”，“物極必反”，“路遙知馬力”,“不積跬步，無以至千里；不積細流，無以成江?！?，“天下大勢，分久必合，合久必分”，“遠看青青近看無”，“不識廬山真面目”“周瑜打黃蓋”等為學生所熟悉的中國傳統文化名言，收到了意想不到的良好效果.下面筆者詳細給出了幾個應用實例.

“老子、孔子、孫子”例.大學物理中避免不了講解“牛頓三大定律”，而“牛頓三大定律”這一塊基本而經典的物理知識在中學物理中已講熟了，講透了.怎么樣在大學物理課堂中講出點新意以吸引學生和激發學生的聽課興奮點？在實際講課中筆者設計了一個如下的思維背景.首先,與學生一起簡單回顧一下“牛頓三大定律”的表述，然后話鋒一轉，問學生“今天我們看牛頓三大定律內容是不是很簡單呢？那么,這三個人你們都知道吧？”筆者在黑板上依次寫出“老子、孔子、孫子”，每寫一個都相應地說一句他們代表性的名言如“道可道非可道”,“三人行必有我師”,“以正合以奇勝”，然后說“這三位是公認的中國歷史上絕頂聰明、具有大智慧的人，可是在我們今天看來很簡單的牛頓三大定律為什么是牛頓提出的，而不是老子、孔子、孫子提出來的？”學生聽到此哄堂大笑.筆者接著說“不要笑，這是一個非常嚴肅的問題.”學生又是哄堂大笑.筆者接著說“這個問題實際上在問，在古代中國科技水平領先世界一千多年，可到了近代為什么大大落后了？這個問題英國科學家李約瑟研究了一輩子都沒研究清楚！”此時學生不再發笑，而是小聲議論紛紛.筆者接著說“這個問題到現在都沒有定論，仁者見仁，智者見智，你們每個人都可以有自己的看法.在我看來有一個重要的原因是中國古代缺乏足夠發達的符號邏輯思維.由于時間關系關于這個問題今天就說到這，我們以后有時間找機會再說.下面我們就逐條解讀一下‘牛頓三大定律’……”這樣在短短的一兩分鐘的時間里引導學生的思緒穿越古今，穿越中西文化，穿越歷史與現實，穿越科學與社會，對比強烈，對學生思維與認知產生了沖擊力與震撼力，很好地活躍了課堂氣氛，活躍了學生思維，激發和豐富了學生的想像空間，加深了學習印象，還為以后的教學內容埋下了伏筆，在一定程度上吊起了學生聽課的胃口.

“無中生有”例.英國著名科學家霍金提出宇宙創生于“無”[2].中國道家就有“道生一，一生二，二生三，三生萬物”的說法.我們仔細想想，實際上世界上的東西幾乎都是從無到有，宇宙中的有機分子從無到有，人類也是從無到有.其實大學物理中的許多概念與公式也是如此.圓周運動是大學物理中接觸最多的一種典型的運動形式，中學物理也講了圓周運動的部分知識.大學物理教材上講圓周運動使用圖解法，此法與剛剛講過的運動函數及運動方程等內容嚴重脫節，方法孤立.在講解此內容時筆者擯棄圖解法，結合剛剛講過的運動函數及運動方程等內容，設計了如下一個“無中生有”的思維背景.開始筆者先給出圓周運動的文字定義“運動軌跡是圓周或圓周的一部分”，然后又說“大家注意了，我們下面就從圓周運動這么一個簡單而直觀的定義出發，你們看我們怎么樣無中生有，象變魔術一樣引出關于圓周運動的一大堆概念與公式”，此時筆者在黑板上特意板書“無中生有”四個字.然后，接著說“根據圓周運動的文字定義‘運動軌跡是圓周或圓周的一部分’，你們看我們是不是根據已有的知識可以寫出圓周運動的運動函數，r(t)=Rcosθ(t)i+Rsinθ(t)j”.在解釋這個數學表達式的同時，筆者特意強調圓周運動的運動函數表達形式不唯一，但這是一個非常簡單而有效的表達形式.因為前面剛剛講完由運動函數通過導數求運動的速度和加速度等，所以，很自然地順理成章地引導學生對運動函數r(t)=Rcosθ(t)i+Rsinθ(t)j求幾次簡單的導數，在這個過程中引出了角位移、角速度、角加速度、向心加速度、法向加速度和速率等一大堆的概念與公式，其間不忘記時不時地問學生：這是不是“無中生有”？最后，筆者指著圓周運動一大堆的概念與公式問學生“這些概念與公式是誰得出的？”“是你們自己！”由于設計了這么一個獨特的思維背景，課堂上教師講得信心百倍、熱情洋溢、行云流水、擲地有聲；學生聽得聚精會神、津津有味、深受啟發，在潛移默化中培育了學生的一點哲學辯證法的科學素養.

中國傳統文化在大學物理課堂教學中的應用，就像這樣發掘和發現在大學物理課堂教學內容背后所隱藏著的豐富多彩的哲理、事理、情理、思維邏輯和想像空間，并用恰到好處的中國傳統文化把它們充分展現出來.古人云“運用之妙，存乎一心”.在教學實踐中筆者深感，將中國傳統文化巧妙地應用在大學物理課堂教學中，不僅是可行的，而且是一項極具創造性的工作.

3 中國傳統文化在大學物理課堂教學中應用的意義

中國人在教育開導人時講究“曉之以理，動之以情”.發掘和發現在大學物理課堂教學內容背后所隱藏著的哲理、事理、情理、思維邏輯和想像空間，并用恰到好處的中國傳統文化把它們充分展現出來，其實就是盡可能地為每一塊教學內容或知識點賦予一個“理”或“情”的思維背景，使得學生在學習時不再感到大學物理“高深”、“莊嚴”、“神圣”得高不可攀，而使之返樸歸真，順理成章，讓學生覺得大學物理像鄰居家的大哥哥大姐姐一樣親切自然.

發掘和發現在大學物理課堂教學內容背后所隱藏著的豐富多彩的哲理、事理、情理、思維邏輯和想像空間，并用恰到好處的中國傳統文化把它們充分展現出來，實際上找到了大學物理課程建設與教學改革的一個嶄新的切實可行的著力點、切入點和突破點.通過這樣的著力點、切入點和突破點，一是可以更好地在大學物理課堂教學中滲透人文精神[3]；二是可以更好地提高大學物理課堂教學的語言表現藝術；三是可以更好地促進大學物理課堂教學由講課適度地向講演轉變；四是可以更好地使大學物理課堂變得生動、形象，活躍課堂教學的氣氛，活躍學生思維，潛移默化地提升學生學術思維的深度和廣度；五是可以更好地通過大學物理教育培養學生的科學素養；六是可以更好地激發教師自身對講課的熱情與投入，以此為契機帶動教學研究，最終做到教學相長.

4 注意問題

在教學實踐中在，我們感到將中國傳統文化巧妙地應用在大學物理課堂教學中也要注意一些問題.一是要注意在大學物理課堂教學中表達和展現哲理、事理、情理、思維邏輯和想像空間的度的把握問題，要避免嘩眾取寵，喧賓奪主，本末倒置；二是注意用更凝練與有效的語言與節奏來充分表達和展現大學物理課堂教學內容背后隱藏著的哲理、事理、情理、思維邏輯和想像空間，提高課堂教學的效率.三是要注意應用時的鋪墊、時機與語言技巧，避免弄巧成拙.

5 總結

發掘和發現在大學物理課堂教學內容背后所隱藏著的豐富多彩的哲理、事理、情理、思維邏輯和想像空間，并用恰到好處的中國傳統文化把它們充分展現出來，應該成為大學物理課程建設與教學改革中的一項基礎性和長期性的工作.它為每一塊教學內容或知識點賦予一個“理”或“情”的思維背景，讓課堂教學充滿“情”或“理”，讓思維飛揚起來，給講課增加一點講演的色彩，切實踐行“深入淺出”、“以人為本”和“授之以魚，不如授之以漁”的教學理念，因而，它是充分體現大學物理作為一門基礎理論課應有地位與作用，從而更好地培養學生的科學素養與創新精神的理想的著力點、切入點和突破點.

參考文獻

1 張三慧. 大學物理學(第一冊)力學. 北京：清華大學出版社，1999

2 李元杰. 宇宙與超弦. 武漢：華中理工大學出版社，1991. 11

3 董承炎. 物理文化與人文精神. 物理通報. 2003( 1): 43