拓展中國(guó)傳統(tǒng)文化在大學(xué)物理教學(xué)中的應(yīng)用*

苑新喜 李鐵平 石鐵鋼 畢 潔

(中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)數(shù)理學(xué)院 湖北 武漢 430074)

1 引言

大學(xué)物理是絕大多數(shù)理工科大學(xué)生必修的基礎(chǔ)理論課[1].它內(nèi)容廣泛，涵蓋了經(jīng)典力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)和近代物理學(xué)等物理學(xué)分支.它學(xué)時(shí)多，一般在100學(xué)時(shí)以上，少數(shù)學(xué)校和專(zhuān)業(yè)要求140學(xué)時(shí)以上.學(xué)生在學(xué)習(xí)大學(xué)物理時(shí)普遍覺(jué)得物理抽象枯燥而難學(xué)，甚至在一些學(xué)生心理滋生了厭學(xué)心態(tài)，導(dǎo)致學(xué)習(xí)成效不高.在長(zhǎng)期的大學(xué)物理課堂教學(xué)實(shí)踐中，我們一直在思考這樣一個(gè)問(wèn)題，對(duì)于大學(xué)物理課該怎樣的教與學(xué)才能充分體現(xiàn)其作為一門(mén)基礎(chǔ)理論課應(yīng)有的地位與作用，從而更好地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)與創(chuàng)新精神？在不斷思考與探索中我們逐漸領(lǐng)悟到，發(fā)掘和發(fā)現(xiàn)在大學(xué)物理課堂教學(xué)內(nèi)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(guó)傳統(tǒng)語(yǔ)言與文化把它們充分展現(xiàn)出來(lái)，是充分體現(xiàn)其作為一門(mén)基礎(chǔ)理論課應(yīng)有的地位與作用，從而更好培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)與創(chuàng)新精神，這是一個(gè)不可多得的理想的著力點(diǎn)、切入點(diǎn)和突破點(diǎn).下面結(jié)合我們的教學(xué)實(shí)踐，就中國(guó)傳統(tǒng)文化在大學(xué)物理教學(xué)中應(yīng)用的可行性、意義和應(yīng)注意的問(wèn)題等談一點(diǎn)粗淺的看法.

2 中國(guó)傳統(tǒng)文化在大學(xué)物理課堂教學(xué)中應(yīng)用的可行性

在長(zhǎng)期的大學(xué)物理課堂教學(xué)和探索實(shí)踐中筆者深深地感悟到，大學(xué)物理課堂所要求的諸多教學(xué)內(nèi)容是人類(lèi)智慧與文明的結(jié)晶之一.在大量的表面看起來(lái)抽象而枯燥乏味的大學(xué)物理教學(xué)內(nèi)容的背后其實(shí)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(guó)傳統(tǒng)文化博大精深，那些不勝枚舉的成語(yǔ)、名句、典故、唐詩(shī)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(xué)物理課堂教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)其實(shí)完全可以找到二者的貫通與關(guān)聯(lián)性，從而可以毫無(wú)障礙地將中國(guó)傳統(tǒng)文化應(yīng)用在大學(xué)物理教學(xué)中.筆者從開(kāi)始無(wú)意中偶然的應(yīng)用，發(fā)展到有意識(shí)較多地應(yīng)用.并在大學(xué)物理課堂上極其自然地使用 “鯉魚(yú)跳龍門(mén)”，“光陰似箭”，“物極必反”，“路遙知馬力”,“不積跬步，無(wú)以至千里；不積細(xì)流，無(wú)以成江海”，“天下大勢(shì)，分久必合，合久必分”，“遠(yuǎn)看青青近看無(wú)”，“不識(shí)廬山真面目”“周瑜打黃蓋”等為學(xué)生所熟悉的中國(guó)傳統(tǒng)文化名言，收到了意想不到的良好效果.下面筆者詳細(xì)給出了幾個(gè)應(yīng)用實(shí)例.

“老子、孔子、孫子”例.大學(xué)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(jīng)典的物理知識(shí)在中學(xué)物理中已講熟了，講透了.怎么樣在大學(xué)物理課堂中講出點(diǎn)新意以吸引學(xué)生和激發(fā)學(xué)生的聽(tīng)課興奮點(diǎn)？在實(shí)際講課中筆者設(shè)計(jì)了一個(gè)如下的思維背景.首先,與學(xué)生一起簡(jiǎn)單回顧一下“牛頓三大定律”的表述，然后話鋒一轉(zhuǎn)，問(wèn)學(xué)生“今天我們看牛頓三大定律內(nèi)容是不是很簡(jiǎn)單呢？那么,這三個(gè)人你們都知道吧？”筆者在黑板上依次寫(xiě)出“老子、孔子、孫子”，每寫(xiě)一個(gè)都相應(yīng)地說(shuō)一句他們代表性的名言如“道可道非可道”,“三人行必有我?guī)煛?“以正合以奇勝”，然后說(shuō)“這三位是公認(rèn)的中國(guó)歷史上絕頂聰明、具有大智慧的人，可是在我們今天看來(lái)很簡(jiǎn)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(lái)的？”學(xué)生聽(tīng)到此哄堂大笑.筆者接著說(shuō)“不要笑，這是一個(gè)非常嚴(yán)肅的問(wèn)題.”學(xué)生又是哄堂大笑.筆者接著說(shuō)“這個(gè)問(wèn)題實(shí)際上在問(wèn)，在古代中國(guó)科技水平領(lǐng)先世界一千多年，可到了近代為什么大大落后了？這個(gè)問(wèn)題英國(guó)科學(xué)家李約瑟研究了一輩子都沒(méi)研究清楚！”此時(shí)學(xué)生不再發(fā)笑，而是小聲議論紛紛.筆者接著說(shuō)“這個(gè)問(wèn)題到現(xiàn)在都沒(méi)有定論，仁者見(jiàn)仁，智者見(jiàn)智，你們每個(gè)人都可以有自己的看法.在我看來(lái)有一個(gè)重要的原因是中國(guó)古代缺乏足夠發(fā)達(dá)的符號(hào)邏輯思維.由于時(shí)間關(guān)系關(guān)于這個(gè)問(wèn)題今天就說(shuō)到這，我們以后有時(shí)間找機(jī)會(huì)再說(shuō).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(shí)間里引導(dǎo)學(xué)生的思緒穿越古今，穿越中西文化，穿越歷史與現(xiàn)實(shí)，穿越科學(xué)與社會(huì)，對(duì)比強(qiáng)烈，對(duì)學(xué)生思維與認(rèn)知產(chǎn)生了沖擊力與震撼力，很好地活躍了課堂氣氛，活躍了學(xué)生思維，激發(fā)和豐富了學(xué)生的想像空間，加深了學(xué)習(xí)印象，還為以后的教學(xué)內(nèi)容埋下了伏筆，在一定程度上吊起了學(xué)生聽(tīng)課的胃口.

“無(wú)中生有”例.英國(guó)著名科學(xué)家霍金提出宇宙創(chuàng)生于“無(wú)”[2].中國(guó)道家就有“道生一，一生二，二生三，三生萬(wàn)物”的說(shuō)法.我們仔細(xì)想想，實(shí)際上世界上的東西幾乎都是從無(wú)到有，宇宙中的有機(jī)分子從無(wú)到有，人類(lèi)也是從無(wú)到有.其實(shí)大學(xué)物理中的許多概念與公式也是如此.圓周運(yùn)動(dòng)是大學(xué)物理中接觸最多的一種典型的運(yùn)動(dòng)形式，中學(xué)物理也講了圓周運(yùn)動(dòng)的部分知識(shí).大學(xué)物理教材上講圓周運(yùn)動(dòng)使用圖解法，此法與剛剛講過(guò)的運(yùn)動(dòng)函數(shù)及運(yùn)動(dòng)方程等內(nèi)容嚴(yán)重脫節(jié)，方法孤立.在講解此內(nèi)容時(shí)筆者擯棄圖解法，結(jié)合剛剛講過(guò)的運(yùn)動(dòng)函數(shù)及運(yùn)動(dòng)方程等內(nèi)容，設(shè)計(jì)了如下一個(gè)“無(wú)中生有”的思維背景.開(kāi)始筆者先給出圓周運(yùn)動(dòng)的文字定義“運(yùn)動(dòng)軌跡是圓周或圓周的一部分”，然后又說(shuō)“大家注意了，我們下面就從圓周運(yùn)動(dòng)這么一個(gè)簡(jiǎn)單而直觀的定義出發(fā)，你們看我們?cè)趺礃訜o(wú)中生有，象變魔術(shù)一樣引出關(guān)于圓周運(yùn)動(dòng)的一大堆概念與公式”，此時(shí)筆者在黑板上特意板書(shū)“無(wú)中生有”四個(gè)字.然后，接著說(shuō)“根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)的文字定義‘運(yùn)動(dòng)軌跡是圓周或圓周的一部分’，你們看我們是不是根據(jù)已有的知識(shí)可以寫(xiě)出圓周運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)函數(shù)，r(t)=Rcosθ(t)i+Rsinθ(t)j”.在解釋這個(gè)數(shù)學(xué)表達(dá)式的同時(shí)，筆者特意強(qiáng)調(diào)圓周運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)函數(shù)表達(dá)形式不唯一，但這是一個(gè)非常簡(jiǎn)單而有效的表達(dá)形式.因?yàn)榍懊鎰倓傊v完由運(yùn)動(dòng)函數(shù)通過(guò)導(dǎo)數(shù)求運(yùn)動(dòng)的速度和加速度等，所以，很自然地順理成章地引導(dǎo)學(xué)生對(duì)運(yùn)動(dòng)函數(shù)r(t)=Rcosθ(t)i+Rsinθ(t)j求幾次簡(jiǎn)單的導(dǎo)數(shù)，在這個(gè)過(guò)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(shí)不時(shí)地問(wèn)學(xué)生：這是不是“無(wú)中生有”？最后，筆者指著圓周運(yùn)動(dòng)一大堆的概念與公式問(wèn)學(xué)生“這些概念與公式是誰(shuí)得出的？”“是你們自己！”由于設(shè)計(jì)了這么一個(gè)獨(dú)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(xué)生聽(tīng)得聚精會(huì)神、津津有味、深受啟發(fā)，在潛移默化中培育了學(xué)生的一點(diǎn)哲學(xué)辯證法的科學(xué)素養(yǎng).

中國(guó)傳統(tǒng)文化在大學(xué)物理課堂教學(xué)中的應(yīng)用，就像這樣發(fā)掘和發(fā)現(xiàn)在大學(xué)物理課堂教學(xué)內(nèi)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(guó)傳統(tǒng)文化把它們充分展現(xiàn)出來(lái).古人云“運(yùn)用之妙，存乎一心”.在教學(xué)實(shí)踐中筆者深感，將中國(guó)傳統(tǒng)文化巧妙地應(yīng)用在大學(xué)物理課堂教學(xué)中，不僅是可行的，而且是一項(xiàng)極具創(chuàng)造性的工作.

3 中國(guó)傳統(tǒng)文化在大學(xué)物理課堂教學(xué)中應(yīng)用的意義

中國(guó)人在教育開(kāi)導(dǎo)人時(shí)講究“曉之以理，動(dòng)之以情”.發(fā)掘和發(fā)現(xiàn)在大學(xué)物理課堂教學(xué)內(nèi)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(guó)傳統(tǒng)文化把它們充分展現(xiàn)出來(lái)，其實(shí)就是盡可能地為每一塊教學(xué)內(nèi)容或知識(shí)點(diǎn)賦予一個(gè)“理”或“情”的思維背景，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)不再感到大學(xué)物理“高深”、“莊嚴(yán)”、“神圣”得高不可攀，而使之返樸歸真，順理成章，讓學(xué)生覺(jué)得大學(xué)物理像鄰居家的大哥哥大姐姐一樣親切自然.

發(fā)掘和發(fā)現(xiàn)在大學(xué)物理課堂教學(xué)內(nèi)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(guó)傳統(tǒng)文化把它們充分展現(xiàn)出來(lái)，實(shí)際上找到了大學(xué)物理課程建設(shè)與教學(xué)改革的一個(gè)嶄新的切實(shí)可行的著力點(diǎn)、切入點(diǎn)和突破點(diǎn).通過(guò)這樣的著力點(diǎn)、切入點(diǎn)和突破點(diǎn)，一是可以更好地在大學(xué)物理課堂教學(xué)中滲透人文精神[3]；二是可以更好地提高大學(xué)物理課堂教學(xué)的語(yǔ)言表現(xiàn)藝術(shù)；三是可以更好地促進(jìn)大學(xué)物理課堂教學(xué)由講課適度地向講演轉(zhuǎn)變；四是可以更好地使大學(xué)物理課堂變得生動(dòng)、形象，活躍課堂教學(xué)的氣氛，活躍學(xué)生思維，潛移默化地提升學(xué)生學(xué)術(shù)思維的深度和廣度；五是可以更好地通過(guò)大學(xué)物理教育培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)；六是可以更好地激發(fā)教師自身對(duì)講課的熱情與投入，以此為契機(jī)帶動(dòng)教學(xué)研究，最終做到教學(xué)相長(zhǎng).

4 注意問(wèn)題

在教學(xué)實(shí)踐中在，我們感到將中國(guó)傳統(tǒng)文化巧妙地應(yīng)用在大學(xué)物理課堂教學(xué)中也要注意一些問(wèn)題.一是要注意在大學(xué)物理課堂教學(xué)中表達(dá)和展現(xiàn)哲理、事理、情理、思維邏輯和想像空間的度的把握問(wèn)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(yǔ)言與節(jié)奏來(lái)充分表達(dá)和展現(xiàn)大學(xué)物理課堂教學(xué)內(nèi)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(xué)的效率.三是要注意應(yīng)用時(shí)的鋪墊、時(shí)機(jī)與語(yǔ)言技巧，避免弄巧成拙.

5 總結(jié)

發(fā)掘和發(fā)現(xiàn)在大學(xué)物理課堂教學(xué)內(nèi)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(guó)傳統(tǒng)文化把它們充分展現(xiàn)出來(lái)，應(yīng)該成為大學(xué)物理課程建設(shè)與教學(xué)改革中的一項(xiàng)基礎(chǔ)性和長(zhǎng)期性的工作.它為每一塊教學(xué)內(nèi)容或知識(shí)點(diǎn)賦予一個(gè)“理”或“情”的思維背景，讓課堂教學(xué)充滿“情”或“理”，讓思維飛揚(yáng)起來(lái)，給講課增加一點(diǎn)講演的色彩，切實(shí)踐行“深入淺出”、“以人為本”和“授之以魚(yú)，不如授之以漁”的教學(xué)理念，因而，它是充分體現(xiàn)大學(xué)物理作為一門(mén)基礎(chǔ)理論課應(yīng)有地位與作用，從而更好地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)與創(chuàng)新精神的理想的著力點(diǎn)、切入點(diǎn)和突破點(diǎn).

參考文獻(xiàn)

1 張三慧. 大學(xué)物理學(xué)(第一冊(cè))力學(xué). 北京：清華大學(xué)出版社，1999

2 李元杰. 宇宙與超弦. 武漢：華中理工大學(xué)出版社，1991. 11

3 董承炎. 物理文化與人文精神. 物理通報(bào). 2003( 1): 43