傳統文化與信息技術有效融合的高中物理教學實踐

官柳金

摘 要：我國傳統文化源遠流長、博大精深，是歷代勞動人民所創作出來的寶貴遺產，凝聚著中華民族的民族認同，蘊含著豐富的道德規范、精神文化、價值取向等，對我們的思想意識與思維方式具有潛移默化的影響。傳統文化與信息技術的有效融合，可以運用到高中物理學教學中，既符合立德樹人的根本任務要求，又能豐富教學內容和激發學生興趣，創設多元教學與培養探究精神。探究傳統文化中物理學發展的相關成就，可以借助信息技術工具，將傳統文化滲透到高中物理學教學中，引入傳統文化資源，創設相應教育環境，依托傳統文化載體與豐富的物理教學內容，探析傳統文化思想，創新物理教學方法，在科學評價后完善教學。

關鍵詞：傳統文化 信息技術 高中物理 DOI：10.12278/j.issn.1009-7260.2022.06.031

中華傳統文化是以儒家思想文化為核心，融合了釋、道、法、墨等多種思想文化及其相關延伸的組合，是中華民族精神、文明與風俗的總稱，傳統文化形式多樣、內容豐富，傳統思想、傳統文化、傳統節日、語言文字、傳說神話、中醫中藥、民間工藝、飲食文化、衣冠服飾等，都是傳統文化的重要組成部分。立德樹人背景下，高中物理教學中應當挖掘與物理相關的傳統文化育人資源，通過借助新型信息技術工具，將與課程相關的傳統文化融入教學中，以圖文并茂的課件、生動直觀的微視頻進行展現。借助傳統文化資源，可以豐富物理教學內容，幫助學生理解物理概念與定理，培養學生的人文素養與科學精神，達成教學目標。

一、將傳統文化融入高中物理學教學的意義

（一）符合立德樹人的根本任務要求

在立德樹人背景下，借助信息技術，將傳統文化融入高中物理教學中，首先是符合立德樹人的根本任務要求。中小學教育教學中同樣要解答“培養什么樣的人，怎樣培養人”的問題，教育信息化的背景下，通過發揮信息技術工具與資源的優勢，根據物理課程主題內容，深入挖掘、合理開發、有效利用傳統文化資源，可以讓學生受到傳統文化的感染，認識傳統文化中物理學的發展成就，形成民族自豪感，有利于培養學生愛國主義精神。比如，東漢的張衡利用力學原理制造的地動儀，能夠準確記錄地震，直到一千多年后的公園13世紀，古波斯才有類似的儀器，歐洲最早的地震儀要到地動儀發明后的1700多年后才出現。

（二）豐富教學內容，激發學生興趣

傳統文化中包括很多與物理學相關的內容，從遠古到西周時期、春秋戰國時期、秦漢到五代時期、宋元到明清時期，都有很多物理學方面的發明創造、思想文化、典籍記錄等。比如：商周時期已經發明計量用具壺漏、商業貿易的權衡器、生產中的杠桿與桔槔、日常生活中的銅鏡與陽燧等;春秋戰國時期的物理學研究，以《墨經》《考工記》為代表，尤其是《墨經》一書涉及力、聲、光等多方面的物理知識，最早提出了小孔成像的學說，幾何光學研究比歐幾里得早百余年。因此，高中物理學教學中引入相關傳統文化內容，可以豐富教學內容，借助圖文并茂的課件與生動的微視頻激發學生思考與討論的興趣。

（三）創設多元教學，培養探究精神

基于信息技術的高中物理學教學可以通過有效融合傳統文化中物理學的相關元素，創設多元教學方式，在課前提供微課資源構建微課教學與翻轉課堂教學模式，課堂上借助交互式白板等形成小組合作探究模式，課后還可以借助微課與云平臺，實現高效鞏固與拓展延伸學習。教育是培養全面發展的人，通過融入相關傳統文化資源，布置自主學習與探究任務，能夠培養學生的探究精神，讓學生學習古人研究實踐中所展現的探究精神。比如北宋沈括創作的《夢溪筆談》，被英國科學史家李約瑟稱為“中國科學史上的里程碑”，涉及天文、數學、物理等各學科，作者歷時多年創作完成，體現出嚴謹治學精神。

二、中國物理學發展的相關成就

我國古代物理學的發展經歷了三個階段，都有相應的發明創造、思想典籍、相關應用等。遠古時期的獨木舟、舂臼、弓箭等，與浮力、杠桿、彈性等知識相關，“燧人氏鉆木取火”的記載，與熱學中的摩擦生熱知識相關。在夏商周時期，發明牛車、馬車、獨輪車，計量工具壺漏、貿易工具秤桿秤砣、生產工具杠桿、滑輪與桔槔，通過控制火候進行燒陶與冶銅等，都與物理學知識原理有關。春秋戰國時期，生產力得到進一步提高，古人發明創造了冶鐵與鐵制工具，興修農田水利，建造更高大的建筑物，這些都涉及諸多物理學知識;尤其是戰國時期的魯國人墨子，在力學、聲學、光學等方面都有突出成就;齊國人所作《考工記》同樣涉及力學、聲學、熱學等物理學知識;此時期出現了最古老的指南針“司南”。秦漢時期，古代物理學全面發展，以地動儀、記里鼓車、水運渾象儀為代表的復雜機械，以透光鏡為代表的小型器具，以《淮南子》《論衡》等為代表的相關典籍，都與物理學知識原理有關。宋元時期的冶金、武器制造等方面加速發展，出現了像《夢溪筆談》《武經總要》《營造法式》等科學著作。明清時期，我國科學研究與發明創造逐漸落后于西方，但仍出現了《天工開物》等科學著作。

三、傳統文化與信息技術有效融合的高中物理教學策略

（一）引入傳統文化資源，創設相應教育環境

不論是初中物理教材還是高中物理教材，其中絕大多數物理概念、定理與科學研究方法，大都是近現代西方科學家研究與發明而來，很多內容與學生熟悉的生活經驗、思維方式不相適應，不僅導致學生不易理解，而且無法讓學生在物理學習中產生文化共鳴，無法有效滲透德育教育，較難培養學生愛國主義精神。在高中物理教學中，基于立德樹人的根本任務，教師要重視將科學精神與人文素養融合，引入與物理學相關的傳統文化資源，創設相應的教育環境，培養學生對于傳統文化的敬仰之情，形成民族自豪感，滲透愛國主義教育。

例如，魯科版必修一的緒論部分，教材根據“源自然之問”等四個主題，多是從日常生活、生產實踐、現代與未來科技發展等方面論述，幾乎沒有融入傳統文化內容。教師不妨將傳統文化中的俗語、諺語、成語等融入其中，借助多媒體工具進行展現，這樣可以讓學生感悟傳統文化中的物理學知識，建立起聯系。比如：“霜前冷，雪后寒”“小小秤砣壓千斤”“四兩撥千斤”等俗語和諺語都與物理學知識相關，教師運用大屏幕展現深秋時節、下雪后的景觀圖，讓學生運用物理學知識解釋其中原因：深秋時節早晚溫差大，空氣中水蒸氣凝華成小冰晶（霜），凝華吸熱，帶走空氣溫度，感到“霜前冷”，而“雪后寒”可以用融化吸熱的知識解釋;關于稱量可以用“動力×動力臂=阻力×阻力臂”解釋;而“坐井觀天”“立竿見影”等成語可以用光沿直線傳播的原理解釋，讓學生真切感受傳統文化中的物理學知識。在“空間和時間”的章節中，教師不僅要讓學生明確愛因斯坦的時空觀，還要引入傳統文化中對宇宙、時空等的論述。比如：春秋戰國的《管子·宙合》，時間稱“宙”，空間稱“合”，“天地，萬物之橐也;宙合，有橐天地”，說明萬物包于天地之中，天地又包含在時空之中;《墨子·經上》中講“宇，彌異所也;久，彌異時也”，將空間稱作“宇”，時間稱作“久”。教師借助電子課件展現古代的思想文化，能夠讓學生感受古人的才能，開闊視野，提升民族自豪感，激發學生探索未知的興趣。

（二）依托傳統文化載體，豐富物理教學內容

1.融入我國物理學史，培養學生文化素養

在傳統文化與高中物理的融合教學中，教師還要重視融入我國物理學歷史內容，這不僅豐富了物理教學內容，而且提高了學生文化素養，提高了學生對傳統文化的認同。教師可以根據物理教學需要，挖掘與開發我國物理學發展史的內容，包括天文、力學、光學等方面，讓學生形成民族自豪感，有效提高學生的文化素養。

例如，經過上述的分析，可以明確我國傳統文化中蘊含著豐富的物理學發展成就，教師可以從夏商周、春秋戰國、秦漢、魏晉南北朝、隋唐、宋元等的歷史發展中，挖掘與開發物理學歷史資源。教學魯科版必修一的“牛頓第一運動定律”的課程時，教師要結合教材內容，不僅要結合古希臘亞里士多德提出的“力是維持物體運動的原因”的錯誤觀點，還要結合伽利略用理想實驗否定這一觀點，確定“力是運動狀態改變的原因（加速度的原因）”，推演這個定律;還要結合《墨經》中提出的內容“力，形之所以奮也”，本句含義與“力是改變運動狀態的原因”相同，而這個結論比伽利略要早2000年，可以激發學生的民族自豪感，提升文化素養。

2.融合傳統文化資源，開發特色物理課程

在高中物理教學中，為了增強學生對傳統文化的感知，更好地借助傳統文化中的物理學相關內容進行教學，教師還要借助信息技術工具，融合更豐富的傳統文化資源，開發特色物理課程，引導學生積極參與，發揮傳統文化的作用。

例如，基于魯科版的高中物理教學，在完成必修部分的內容教學后，教師可以引入中國古代詩詞與典籍名句，開展分析與解答的小組探究活動，引導學生分組參與其中，互相交流與探討。比如教師可以借助大屏幕展現這些圖文內容：小小竹排江中游，巍巍青山兩岸走;坐地日行八萬里，巡天遙看一千河;遙知不是雪，為有暗香來;會挽雕弓如滿月，西北望，射天狼。讓學生自主分析這些詩句蘊含的物理學原理，教師根據學生的解答情況進行點評，融合參考系與坐標運動、機械運動的速度與行星運動、分子無規則熱運動、能量等進行講解。

3.重視物理知識遷移，開展綜合實踐活動

在高中物理學教學中，教師還要重視物理知識的遷移，設計與開展綜合實踐活動，讓學生更好地體驗傳統文化，認識傳統文化中蘊含的科學思想與技術方法，提高學生思維能力、創新創造能力等

例如，魯科版必修一的力學部分結束后，教師可以設計“橋梁的分析與設計”主題實踐活動，包含這些項目：認識世界橋梁的主要分類、結構和力學原理;找出我國古代的著名橋梁，探析其中蘊含的力學知識;結合南京長江大橋等我國當代建設的橋梁，認識物理對橋梁建設的意義、橋梁對經濟發展的作用;選用合適的力學結構，設計一個橋梁模型，用廢紙制作，看哪組做的模型承重最大。開展實踐活動時，先讓學生小組合作完成，之后展示各組實踐成果，進行測試、點評，通過橋梁研究與設計，讓學生更好地感受傳統文化，建立與物理科學的聯系。

（三）探析傳統文化思想，創新物理教學方法

在中國傳統文化中，還蘊含著很多具有哲學內涵的思想文化，這對物理學研究和學習具有重要的意義。教師還可以探析傳統文化中的相關思想，改變過去單獨講授的教學方式，通過引入傳統文化相關內涵，布置合作探究任務，讓學生經歷知識生成過程，總結相關科學思想方法，培養學生思維能力與自學能力。

例如，在魯科版必修二的“能量守恒定律”教學中，教師可以引入《道德經》中的名句“天之道，損有余而補不足”，讓學生結合語文知識探究這句話的含義：自然運行的規律，有多的地方就減少一些，不足的就補充一些，總是保持均衡。這樣不僅可以理解本課定律，而且能夠感受傳統思想文化的魅力。高中物理中還常常會用類比的思想方法進行推論與學習，包括等效類比、關系類比、模型類比、對稱類比等，如電場線和磁感應線類比，電場強度和磁感應強度的定義類比，v-t圖、F-t圖的類比?！兑捉洝分械摹坝^物取象，以象盡意”“方以類聚，物以群分”“取象比類”等內容，與類比思想不謀而合。教師出示類似內容，讓學生自主探析其中蘊含的物理學原理，或者在講課時融入，建立與課程的聯系。

（四）運用科學教學評價，布置相關探究任務

在高中物理課程教學的最后，教師可以根據學生課堂學習的總體情況，結合傳統文化的滲透情況，根據計算機軟件的統計結果，分析課堂教學的總體狀況，然后對學生預習、自主學習、課堂探討、課后訓練等方面打分，進行量化評價。通過多進行鼓勵評價，培養學生物理學習的信心。教師還可以布置探究傳統文化的任務，將其與物理學結合起來。

例如，教師可以布置一項按照時間順序自主探究的任務，讓學生從商周時期開始，探究我國古代在物理學領域所取得的成就，可以借助信息技術工具進行實踐。有興趣的可以研讀《墨子》一書，探尋其中蘊含的小孔成像、平面鏡、凹面鏡、凸面鏡、杠桿、斜面、重心、滾動摩擦等物理學問題。

綜上所述，傳統文化與信息技術的有效融合，需要明確傳統文化中與物理學相關的內容，挖掘物理學相關的教育教學資源，更好地輔助高中物理學教學。教師可以借助傳統文化資源，運用信息技術工具，豐富物理課程教學內容，創設多元教學形式，將傳統文化與物理學知識和原理建立聯系，運用物理學知識解釋傳統文化中的相關內容，探究傳統文化中蘊含的物理學，培養學生的探究精神，滲透德育相關內容，落實立德樹人根本任務。

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（本論文系沙縣基礎教育教學研究2020年縣級立項課題：《基于核心素養背景下利用信息技術提高物理教學有效性的實踐研究》的成果，立項批準號：SXJYKT—20230）