方武增

(惠來縣慈云實(shí)驗(yàn)中學(xué)　廣東 揭陽　515200)

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培養(yǎng)空間想象力滲透中華傳統(tǒng)文化

方武增

(惠來縣慈云實(shí)驗(yàn)中學(xué)廣東 揭陽515200)

中華傳統(tǒng)文化博大精深，是炎黃子孫幾千來的文化傳統(tǒng)觀念等方面的歷史沉淀，以不同的方式影響著每一個人的思想和行為．而在物欲橫流的今天，在一部分人中間愛國精神缺乏，傳統(tǒng)文化普遍缺失；同時(shí)，不少學(xué)生學(xué)習(xí)過于死板，缺乏想象力．課堂作為教育的重要陣地，教師如何利用好這一平臺，培養(yǎng)空間想象力，滲透中華傳統(tǒng)文化，任重而道遠(yuǎn)！

三維想象力降維傳統(tǒng)文化

1　與時(shí)俱進(jìn)的物理教學(xué)

近期，教育部指出：高考要體現(xiàn)出“一點(diǎn)四面”．其中一項(xiàng)便是要在教學(xué)中滲透中國的傳統(tǒng)文化，培養(yǎng)學(xué)生的愛國主義情懷！故在平常的物理教學(xué)中，一定要以人為本，有效教學(xué)．不能讓知識在學(xué)生腦海中進(jìn)行簡單地“堆積”，而是“物理知識”與“人文情懷”在學(xué)生身上得到立體的呈現(xiàn)．

高中新課標(biāo)教學(xué)理念中，物理學(xué)科越來越注重培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)和發(fā)散思維，考題也著重考察學(xué)生的觀察能力、理解能力和空間想象力，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)工具處理物理問題的能力；其中關(guān)鍵一環(huán)是培養(yǎng)學(xué)生的空間想象力，并利用幾何知識解決物理知識，即滲透“數(shù)形結(jié)合”的思想．在“全國卷”中比較突出的是幾何運(yùn)算的能力，故需要研究數(shù)學(xué)中的幾何知識并為物理所用．

如何將兩者有機(jī)結(jié)合在一起呢？離不開教師對教學(xué)情景、教學(xué)內(nèi)容、課程設(shè)計(jì)等方面的精雕細(xì)刻，以下以陀螺轉(zhuǎn)動和足球疊加為例．

2　中華傳統(tǒng)文化植入三維物理

現(xiàn)行的新課標(biāo)部分考題已逐漸滲透三維受力分析，難度較大，傳統(tǒng)的二維(平面)受力分析已無法滿足解題的需要，因此培養(yǎng)空間想象力，探究立體的分析法變得十分迫切．

三維物理蘊(yùn)含著非常豐富數(shù)學(xué)思想方法，其中最重要的就是轉(zhuǎn)化的思想方法，由三維空間向二維平面轉(zhuǎn)化．把空間的基本元素轉(zhuǎn)化到某一個平面中去，用學(xué)生們比較熟悉的傳統(tǒng)二維分析思維來解決問題，必要時(shí)，構(gòu)建平面幾何(特別是三角形)來解，

情景1：中國是陀螺的故鄉(xiāng)，在我國典籍《帝京景物略》(明崇禎八年)中提到：“陀螺者，木利如小空鐘，中實(shí)而無一柄，繞以鞭之，是而無竹尺，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)無復(fù)往往，轉(zhuǎn)之疾，正如卓立地上，頂光旋轉(zhuǎn)，……”．現(xiàn)實(shí)中，如圖1，若有一圓錐形陀螺，其過軸線的截面為等腰直角三角形，其轉(zhuǎn)動“無復(fù)”，且角速度為ω，運(yùn)動中陀螺轉(zhuǎn)動軸總保持“卓立”(豎直)，上表面半徑為r．欲讓旋轉(zhuǎn)的陀螺從光滑桌面上水平飛出，且飛出過程中恰不與桌子相碰．設(shè)陀螺底端頂點(diǎn)離開桌面的瞬間，其水平速度為v0．陀螺上的最大線速度為v．則下列說法正確的是

答案：B，D.

圖1

分析見表1.

表1分析

陀螺原圖(我國古代人的玩具,引起學(xué)生的興趣) 既向右拋出,本身又旋轉(zhuǎn),難以畫出準(zhǔn)確的立體運(yùn)動圖,列方程難度更大.正視圖兩個分運(yùn)動圖3 平拋運(yùn)動 水平方向:勻速直線運(yùn)動r=v0t豎直方向:自由落體運(yùn)動r=12gt2 聯(lián)立解得v0=gr2 注:由于運(yùn)動軌跡弧線向右上方拱起,故陀螺只要末位置不與桌子相碰,中途一定不會與桌子相碰二維運(yùn)動一維運(yùn)動俯視圖兩個分運(yùn)動圖4 旋轉(zhuǎn)且整體向前 二維運(yùn)動 以幾何中心為參考系,邊緣做勻速圓周運(yùn)動線速度:v1=ωr二維 勻速直線運(yùn)動速度恒為v0一維運(yùn)動 在A點(diǎn)處,根據(jù)矢量疊加v=ωr+gr2

在課堂上營造這樣的傳統(tǒng)文化氛圍，培養(yǎng)了學(xué)生空間想象力，在掌握學(xué)習(xí)三維物理的核心要素“降維”的同時(shí)；也讓學(xué)生在了解歷史的過程中，擴(kuò)展了視野，增強(qiáng)了民族自豪感，激發(fā)了學(xué)習(xí)的欲望，達(dá)到較好的教學(xué)效果！

中華傳統(tǒng)文化中，如天文、紡織和建筑等多方面成就在世界上處于領(lǐng)先地位！在現(xiàn)在的高中物理課本中，一提到“力”的物理學(xué)史，許多人會想到“亞里士多德”、“伽利略”和“牛頓”這幾位“洋人”；其實(shí)比“亞里士多德”更早的《墨子·經(jīng)上》就提到：“力，刑(形)之所以奮也”，“刑”指的是物體，“奮”意喻狀態(tài)的改變．中華文字豐富的內(nèi)涵，讓同學(xué)們在想象時(shí)空里有了民族認(rèn)同感，同時(shí)也對“力”有了更深的認(rèn)識．

3　考古文化滲透三維物理

提起“足球”，馬上會想到“世界杯”，想到歐美足球列強(qiáng)，與之形成強(qiáng)烈反差的是“中國足球隊(duì)”，每一次大賽，后者幾乎是所有國人的痛，中國似乎沒有足球的DNA，其實(shí)不然，古代足球正起源于中國．

情景2：1973年，考古學(xué)家在山西陽高許家窯發(fā)現(xiàn)了大量人類化石及脊椎動物化石和大量文化遺物．距今約10萬年．石器中有大量打制較好的石球，這是“足球”的雛形；在《史記·扁鵲倉公列傳》提到“處后蹴鞠，要蹶寒，汗出多……”，“蹴鞠”就是踢足球．鞠者，圓渾之物，外系獸革、內(nèi)實(shí)米糠．現(xiàn)實(shí)中，在教室粗糙的地面將完全相同的4個足球彼此相互接觸疊放好，3個在下，一個在上，如圖5(俯視)所示，處于靜止?fàn)顟B(tài)，每個足球的質(zhì)量都是m，不考慮轉(zhuǎn)動情況，下列說法正確的是(重力加速度為g)

B．下面的球不受地面給的摩擦力

答案:A，C.

圖5

分析：

整體法：4個球的總重力為G=4mg，則下面每

隔離法：對下邊的其中一個球分析，有

FNsinθ=f

表2

實(shí)現(xiàn)降維可以從圖9所示的幾個方面入手.

圖9

從圖9可看出：平面受力依舊使用，關(guān)鍵在從第2到第3的過渡；必要時(shí)也可畫輔助線，進(jìn)行割補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)降維，從而優(yōu)化解題思路和方法，使解題簡捷明快.

學(xué)生是祖國的來來，在三維物理教學(xué)中加強(qiáng)對學(xué)生中華優(yōu)秀文化的教育，不僅培養(yǎng)了學(xué)生的想象力，更是培養(yǎng)了中華優(yōu)秀文化傳統(tǒng)的繼承人，一舉兩得！

作為一名物理教師，站好課堂教學(xué)這班崗，將物理文化和中華傳統(tǒng)文化進(jìn)行融合，并以此提高學(xué)生人文素養(yǎng)，是時(shí)代和歷史賦于我們的使命！

2016-04-20)