魏明　駱遠(yuǎn)征　楊正倫　姜春冬　王云

摘 要：針對貴州土家族地區(qū)鄉(xiāng)土物理課程資源內(nèi)涵豐富、形式多樣、分布較廣的特點，對其鄉(xiāng)土文化、自然、社會課程資源進(jìn)行了開發(fā)，并在此基礎(chǔ)上，通過教學(xué)案例的形式探討了如何利用鄉(xiāng)土物理課程資源進(jìn)行物理教學(xué)實踐，彌補(bǔ)了民族地區(qū)，尤其是農(nóng)村地區(qū)辦學(xué)條件與資源的不足，有利于促進(jìn)民族地區(qū)特色校本課程及其資源的建設(shè)，形成民族教育特色.

關(guān)鍵詞：貴州土家族地區(qū);鄉(xiāng)土物理課程資源;開發(fā)與應(yīng)用;教學(xué)資源

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1008-4134（2021）05-0038-04

作者簡介：魏明（1980-），男，貴州沿河人，碩士，副教授，研究方向：物理課程與教學(xué)論、物理基礎(chǔ)教育.

隨著物理基礎(chǔ)教育課程改革的不斷深入與推進(jìn)，人們越來越清楚地認(rèn)識到，僅僅依靠國家統(tǒng)一的物理教材、教參、課程標(biāo)準(zhǔn)等國家課程的教學(xué)資源很難真正實現(xiàn)物理課程改革的宏偉目標(biāo)，還需要地方課程、校本課程教學(xué)資源的參與.地方課程、校本課程的實施就為開發(fā)與利用地方鄉(xiāng)土物理課程資源提供了契機(jī).然而，盡管國家《基礎(chǔ)教育課程改革綱要（試行）》明確提出要建立國家、地方、學(xué)校三級課程管理體制，確立地方課程與校本課程的地位、作用，初高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)要重視課程資源的開發(fā)、整合與利用，要改變課程注重書本知識傳授的傾向，加強(qiáng)與生產(chǎn)、生活、地域文化的聯(lián)系，使課程內(nèi)容貼近學(xué)生生活，關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、生產(chǎn)生活經(jīng)驗和地域文化差異，增強(qiáng)課程對地方、學(xué)校以及學(xué)生的適應(yīng)性，為學(xué)生以后的學(xué)習(xí)、生產(chǎn)、生活打下基礎(chǔ)[1-2]，但是，長期以來，受“唯升學(xué)率、唯考試成績”的影響，在課程實施中，地方課程、校本課程很難真正落實到位，致使與中高考無關(guān)的物理課程資源沒有得到充分開發(fā)與利用，具有濃郁地方鄉(xiāng)土風(fēng)情的民族文化、自然與社會資源等鄉(xiāng)土物理課程資源很難出現(xiàn)在物理課程內(nèi)容中，使得學(xué)生的學(xué)習(xí)脫離了現(xiàn)實生活與生產(chǎn)實際，致使學(xué)生的學(xué)習(xí)情感、核心素養(yǎng)與教學(xué)目標(biāo)難以達(dá)成.

目前，人們已從純教育理論的角度對課程資源的開發(fā)與利用進(jìn)行了深入的研究與論述，為我們從具體學(xué)科與地域視角開發(fā)與利用課程資源奠定了基礎(chǔ)和提供了理論指導(dǎo).本文正是基于物理學(xué)科和貴州土家族地區(qū)的視角，對鄉(xiāng)土物理課程資源的開發(fā)與應(yīng)用問題進(jìn)行探討.

1 土家族地區(qū)鄉(xiāng)土物理課程資源的開發(fā)及其內(nèi)容

土家族作為我國少數(shù)民族之一，是一個歷史悠久、文化燦爛的民族，其先民巴人早在 4000 多年前就生活在漢水流域至峽江地區(qū)，在生產(chǎn)生活、社會實踐和歷史發(fā)展過程中創(chuàng)造和形成了別具色彩的鄉(xiāng)土文化課程資源，這些課程資源內(nèi)容豐富，形式多樣，蘊(yùn)含著許多物理知識、思想與方法，是物理教學(xué)的良好素材與資源.

1.1 鄉(xiāng)土文化課程資源

鄉(xiāng)土文化是民族群眾在生產(chǎn)、生活實踐中所創(chuàng)享和傳承的珍貴物質(zhì)文化與精神文化，是某一地域?qū)W生學(xué)習(xí)、成長的文化基礎(chǔ).把鄉(xiāng)土文化開發(fā)成為物理課程資源引入中學(xué)物理教學(xué)，是物理教育回歸學(xué)生生活世界、關(guān)懷個性生命的體現(xiàn)，具有其他物理課程資源無法替代的教育價值，有利于緩解校內(nèi)外生活的差異，使學(xué)生依靠自己的認(rèn)知結(jié)構(gòu)與生活經(jīng)驗來建構(gòu)物理知識.

貴州土家族地區(qū)鄉(xiāng)土文化課程資源多種多樣，表現(xiàn)形態(tài)各異，內(nèi)涵豐富，既包括了土家族人民在社會生活、人際交往中形成的生活飲食文化、民風(fēng)民俗文化、民間體育文化、民間藝術(shù)文化等鄉(xiāng)土物理課程資源，也包括了土家族人民在生產(chǎn)實踐中形成的農(nóng)耕生產(chǎn)文化鄉(xiāng)土物理課程資源.例如，民間體育文化包含賽龍舟、搖旱船、掰手腕、頂杠、扭扁擔(dān)、丟窩、擠油渣、打陀螺、打飛棒、踢毽子、接龍、打洋戰(zhàn)、蘿卜白菜、打沙包、砸紙板等幾十種傳統(tǒng)民間體育項目[3];民間藝術(shù)文化包含了擺手舞、灘戲、打溜子、花燈戲、茅古斯舞、板凳舞、扇子舞等幾十種藝術(shù)項目;農(nóng)耕生產(chǎn)文化不僅包含打谷子、打豆子、搬玉米、割小麥、鋤土、犁田、砍柴等幾十種傳統(tǒng)農(nóng)耕生產(chǎn)活動，而且還包含從事這些農(nóng)作的鋤頭、鐮刀、斧頭、鋸子等農(nóng)用器具;生活飲食文化同樣不僅包含手工磨豆腐、濾豆腐、打糍粑、碾湯圓、碾辣椒、濾湯圓、炕臘肉等幾十種傳統(tǒng)生活飲食活動，而且也包含相應(yīng)的石磨、桿秤、揚(yáng)谷器、碾米器等傳統(tǒng)生活飲食工具;民風(fēng)民俗文化包含吊腳樓、木梁房等幾十種習(xí)俗.這些鄉(xiāng)土文化與中學(xué)物理課程知識聯(lián)系密切，許多物理科學(xué)思想、觀念蘊(yùn)含其中，滲透于物理學(xué)各個領(lǐng)域.

例如，民間體育文化中的掰手腕、頂杠體現(xiàn)了力的合成與分解、力的平衡知識，打洋戰(zhàn)、蘿卜白菜蘊(yùn)含了運(yùn)動學(xué)的知識;民間藝術(shù)文化中的打溜子蘊(yùn)含了聲音的產(chǎn)生、音調(diào)、響度等物理知識;農(nóng)耕生產(chǎn)文化中的打谷子、砍柴蘊(yùn)含了平均作用力、沖量、動量定理等知識，農(nóng)用器具斧頭、柴刀體現(xiàn)了壓強(qiáng)知識;生活飲食文化中用石磨磨豆腐蘊(yùn)含了杠桿、摩檫力、線速度、角速度等知識，用碾壓器碾壓玉米、大豆、米粒等堅硬糧食，不僅蘊(yùn)含了動量定理、沖量、平均作用力等物理知識，還體現(xiàn)了杠桿的原理與思想;民風(fēng)民俗文化中的吊腳樓、木梁房蘊(yùn)含了力的合成與分解等物理知識，體現(xiàn)了物理學(xué)的對稱美、統(tǒng)一美、和諧美思想.如此等等，不勝枚舉.把鄉(xiāng)土文化開發(fā)為物理課程資源，能極大地豐富和拓展物理教學(xué)的內(nèi)容與形式，對促進(jìn)民族地區(qū)鄉(xiāng)土物理課程資源與教學(xué)融合，開展少數(shù)民族地區(qū)民族教育、弘揚(yáng)民族精神，具有重要的現(xiàn)實意義.

1.2 鄉(xiāng)土自然課程資源

鄉(xiāng)土自然課程資源是指某一地方的課程資源自然天成，無需加工改造就可以開發(fā)為教學(xué)所用的課程資源.貴州土家族地區(qū)地處武陵山脈，山高地險，峽谷河溪眾多，水資源豐富，獨(dú)特的地理自然環(huán)境“造就”了獨(dú)特的鄉(xiāng)土自然課程資源.境內(nèi)山巒起伏，奇峰險峻，常年春夏云霧彌漫，秋冬霜雪，是固體、液體、氣體物態(tài)變化和吸熱放熱的教學(xué)素材.民諺“梵凈山戴帽，下雨的征兆”就是最好的體現(xiàn);隨處可見的從高處落下濺起巨大水花的瀑布是動能勢能相互轉(zhuǎn)化的教學(xué)資源;湖泊溪水中蕩起的水波是機(jī)械波的產(chǎn)生、傳播、疊加等物理知識的教學(xué)資源.山野梯田、土壤是毛細(xì)現(xiàn)象的教學(xué)資源.如此等等.眾多的鄉(xiāng)土自然課程資源可為物理教學(xué)提供生動的教學(xué)情景與素材，這些教學(xué)素材與資源貼近學(xué)生生活，十分接“地氣”，具有很強(qiáng)的親和性，學(xué)生易于在熟悉的教學(xué)情景與資源中建構(gòu)起物理知識.

1.3 鄉(xiāng)土社會課程資源

鄉(xiāng)土社會資源是人們?yōu)榱吮４?、展示、利用某地方的自然資源、文化資源等生成與發(fā)展起來的資源，具有“人工性”與“改造性”的特點.鄉(xiāng)土社會資源一旦被開發(fā)，為課程教學(xué)所利用，就形成了鄉(xiāng)土課程資源.貴州土家族地區(qū)除了具有一般性的鄉(xiāng)土社會課程資源，還具有保存和展示地域文化、民族文化的文化宮、民族文化展覽館以及利用地方自然水域資源修建的水電站、橋梁、碼頭等社會資源.例如，位于黔東北的沿河土家族自治縣民族文化展覽館通過實物、圖書、圖片、影像等形式陳列和展示了大量的土家族民族文化，不僅可為物理教學(xué)提供生動的教學(xué)情景與資源，還可以組織學(xué)生進(jìn)行現(xiàn)場觀摩和實物體驗，促進(jìn)理論教學(xué)與實踐教學(xué)相結(jié)合.思南縣的思林水電站、沿河土家族自治縣的沙陀水電站等鄉(xiāng)土課程資源不僅可以通過開發(fā)成為能量轉(zhuǎn)化與守恒、法拉第電磁感應(yīng)定律、交流電的產(chǎn)生等教學(xué)資源，也可以成為現(xiàn)場觀摩、分析、討論的實踐教學(xué)資源.

2 土家族地區(qū)鄉(xiāng)土物理課程資源在教學(xué)中的應(yīng)用

2.1 民間體育文化：賽龍舟與運(yùn)動、速度的合成及分解

鄉(xiāng)土情景：賽龍舟作為貴州土家族地區(qū)盛行的民族體育文化運(yùn)動項目，是典型的鄉(xiāng)土課程資源.一年一度的端午節(jié)，作為貴州省第四批省級非物質(zhì)文化遺產(chǎn)保護(hù)名錄的沿河土家族自治縣的端午賽龍舟民族體育運(yùn)動都會在烏江盛大舉行（如圖1）.比賽開始，伴隨著富有節(jié)奏的鑼鼓聲、吶喊加油聲，土家族運(yùn)動員整齊劃一劃槳，從烏江一岸競渡到對岸，展示了土家族人民勤奮務(wù)實、團(tuán)結(jié)協(xié)作、勇創(chuàng)爭先、積極向上的民族精神面貌.

物理知識：運(yùn)動、速度的合成與分解.

教學(xué)展開：課堂教學(xué)中，教師簡要介紹土家族賽龍舟民族體育運(yùn)動文化的歷史淵源與背景，引導(dǎo)學(xué)生回憶賽龍舟時的運(yùn)動情景，展示賽龍舟的運(yùn)動圖片或播放賽龍舟的比賽視頻，并根據(jù)教學(xué)目標(biāo)與學(xué)生已有的認(rèn)知情況，提出如下幾個原始物理問題，引導(dǎo)學(xué)生依據(jù)自身經(jīng)驗、親身經(jīng)歷，從物理學(xué)的角度進(jìn)行思考和討論，在問題解決中建構(gòu)、理解和掌握運(yùn)動、速度的合成與分解等物理知識與方法.

（1）土家族人民為了獲取比賽勝利，需在最短時間內(nèi)把龍舟競渡到對岸，請問龍舟頭應(yīng)該如何擺放？如果龍舟的劃行速度為v舟，江水的流速為v江，龍舟的運(yùn)動速度、位移與時間分別是多少？

（2）如果龍舟的劃行速度v舟大于江水的流速v江 ，要使龍舟競渡到對岸過程中位移最小，龍舟頭應(yīng)該如何擺放？龍舟的運(yùn)動速度、位移與時間分別為多少？

（3）如果龍舟的劃行速度v舟小于江水的流速v江，同樣要使龍舟競渡到對岸過程中位移最小，龍舟頭應(yīng)該如何擺放？龍舟的運(yùn)動速度、位移與時間分別為多少？

問題解決：假設(shè)烏江的寬度為d，龍舟渡江的時間為t，運(yùn)動速度為v合，位移為s.由于江水流速v江產(chǎn)生的效果是使龍舟從上游沖到下游，龍舟的劃行速度v舟產(chǎn)生的效果是使龍舟從江的一岸競渡到對岸.因此，要使比賽獲取勝利，即競渡的時間最短，龍舟頭應(yīng)該垂直江邊擺放，龍舟的劃行速度v舟應(yīng)與江岸垂直，其原理如圖2所示.通過分析可得龍舟的運(yùn)動速度，v合=v2舟+v2江，運(yùn)動時間t=dv舟，運(yùn)動位移s=v合t=dv舟v2舟+v2江.

如果龍舟的劃行速度v舟大于江水的流速v江 ，要使龍舟競渡到對岸過程中位移最小，則龍舟的運(yùn)動速度應(yīng)垂直江岸，龍舟頭應(yīng)該沿江的上游傾斜擺放，使得龍舟的劃行速度v舟沿江岸的分速度等于江水的流速v江，其原理如圖3所示.通過分析可得α=arcsinv江v舟，即龍舟頭應(yīng)該與江岸成90°-α角度沿上游傾斜擺放，龍舟的運(yùn)動速度v合=v舟cosα，運(yùn)動位移為d，運(yùn)動時間t=dv合=dv舟cosα.

如果龍舟的劃行速度v舟小于江水的流速v江，要使龍舟競渡到對岸過程中位移最小，根據(jù)其原理圖4可得龍舟的劃行速度v舟必須與運(yùn)動速度v合垂直，則可得龍舟與江岸的夾角α為90°-arcsinv舟v江，即龍舟頭應(yīng)該與江岸成α角度沿上游傾斜擺放，龍舟的運(yùn)動速度v合=v2江-v2舟.又根據(jù)三角形Δoqm與Δonp相似，可得線段op的長度為v江v舟d，即龍舟運(yùn)動的位移s=v江v舟d，龍舟運(yùn)動的時間t=sv合=v江dv舟v2江-v2舟.

2.2 物理課程資源：水電站與交流電的產(chǎn)生

鄉(xiāng)土情景：貴州土家族地區(qū)地處武陵山脈，水資源非常豐富，境內(nèi)水電站眾多，僅流過思南縣、沿河土家族自治縣的烏江流域就有思林水電站、沙陀水電站等多個水電站.這些水電站距離縣城較近，交通十分便利，當(dāng)?shù)貙W(xué)生極為熟悉，把它作為物理教學(xué)的課程資源，能引起學(xué)生共鳴.

物理知識：交流電的產(chǎn)生.

教學(xué)展開：教師組織學(xué)生前往水電站進(jìn)行課外實踐，參觀、考察、觀摩相關(guān)設(shè)施、圖片與資料，并向?qū)W生提出水電站的交流電是怎樣產(chǎn)生的供學(xué)生思考、交流和討論，把課堂教學(xué)與課外實踐、理論教學(xué)和實踐教學(xué)結(jié)合起來，使學(xué)生通過課外實踐活動的考察分析，了解交流電產(chǎn)生的工作原理與本質(zhì).

問題解決：為了簡化問題，假設(shè)水電站的發(fā)電機(jī)只有一匝線圈，線圈的AB邊連在金屬環(huán)K上，CD邊連在滑環(huán)L上;導(dǎo)體的兩個電刷E、F分別壓在兩個環(huán)上，線圈逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動時可以通過滑環(huán)和電刷保持與外電路的連接，如圖5所示.某時刻線圈轉(zhuǎn)到圖5甲位置時，線圈平面與磁場方向垂直，通過線圈的磁通量最大，產(chǎn)生的感應(yīng)電流為0.

從圖5甲旋轉(zhuǎn)到圖5乙過程中，通過線圈的磁通量逐漸減小，由楞次定律可知線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向為BADC.當(dāng)線圈旋轉(zhuǎn)到乙圖位置時，線圈與磁場平行，AB與CD的電流方向與磁場垂直，此刻磁通量減小到0，電流增大到最大值.從乙圖旋轉(zhuǎn)到丙圖位置過程中，通過線圈的磁通量逐漸增大，由楞次定律可知線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向仍為BADC.當(dāng)線圈旋轉(zhuǎn)到丙圖位置時，線圈與磁場垂直，此刻磁通量增大到最大值，電流減小到0.從丙圖位置旋轉(zhuǎn)到丁圖位置過程中，通過線圈的磁通量逐漸減小，由楞次定律可知線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向為CDAB.當(dāng)線圈旋轉(zhuǎn)到丁圖位置時，線圈與磁場平行，AB與CD的電流方向與磁場垂直，此刻磁通量減小到0，電流增大到最大值.從丁圖位置旋轉(zhuǎn)到甲圖位置過程中，通過線圈的磁通量逐漸增大，由楞次定律可知線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向仍為CDAB.當(dāng)線圈旋轉(zhuǎn)到甲圖位置時，線圈與磁場垂直，此刻磁通量增大到最大值，電流減小到0.

因此，線圈在磁場中轉(zhuǎn)動時，產(chǎn)生的電流大小和方向都在發(fā)生周期性的變化.在一個周期內(nèi)，交流電的大小與方向隨時間變化的關(guān)系如圖6所示.

2.3 民間藝術(shù)：敲鑼、打鼓、吹嗩吶與聲現(xiàn)象

鄉(xiāng)土情景：土家族每逢婚嫁節(jié)日活動，場面熱鬧非凡，在迎親隊伍中，有人敲鑼，有人打鼓，有人吹嗩吶，共同演奏出婉轉(zhuǎn)悠揚(yáng)、優(yōu)美、和諧、動聽的鑼鼓聲與嗩吶聲，令人神往，體現(xiàn)了土家族人民對婚姻追求的向往和生活的熱愛，如圖7所示.

物理知識：聲現(xiàn)象.

教學(xué)展開：課堂伊始，教師簡要介紹土家族婚嫁的文化背景與淵源，引導(dǎo)學(xué)生分享曾經(jīng)參與、看到和感受的迎親場景，向?qū)W生提出如下幾個原始問題讓他們思考和討論，從生活、身邊現(xiàn)象中習(xí)得物理新知.

（1）鑼鼓、嗩吶聲是如何產(chǎn)生和傳播的？

（2）鑼鼓、嗩吶手在共同演奏時，我們?yōu)槭裁茨芊直娉龈髯援a(chǎn)生的聲音？體現(xiàn)了聲音的什么特性？

（3）用不同的力量敲擊鑼鼓時，產(chǎn)生的聲音有何不同？體現(xiàn)了聲音的什么特性？

問題解決：鑼鼓受到木棍敲擊，嗩吶受到人吹的氣流時都發(fā)生了振動，由于振動發(fā)出了相應(yīng)的聲音，這些聲音使得周圍的空氣也發(fā)生了振動，使得聲音借助空氣介質(zhì)由鑼鼓、嗩吶傳遞到人的耳朵里;我們能在鑼鼓、嗩吶混合聲音中分辨出各自的聲音，主要是因為鑼鼓、嗩吶的音色不同;產(chǎn)生的音調(diào)高低不一樣，體現(xiàn)了不一樣的鑼鼓、嗩吶聲音的音調(diào).用不同的力量敲擊鑼鼓時，鑼鼓振動的強(qiáng)弱不同，使得產(chǎn)生聲音的強(qiáng)弱也不一樣，體現(xiàn)了聲音具有響度的特性.

3 結(jié)論

貴州土家族地區(qū)的鄉(xiāng)土物理課程資源非常豐富，存在形式各異，蘊(yùn)含的物理知識體現(xiàn)在物理學(xué)的各個領(lǐng)域，利用它們既可以進(jìn)行單獨(dú)的課堂理論教學(xué)與課外實踐教學(xué)，也可以促進(jìn)二者的結(jié)合，把理論與實踐教學(xué)結(jié)合起來，豐富課堂教學(xué)模式與內(nèi)容.在教學(xué)實踐中，從學(xué)生熟悉的鄉(xiāng)土情景、生活經(jīng)驗和生產(chǎn)實踐出發(fā)，設(shè)置相關(guān)的原始物理問題供學(xué)生思考、討論和分析，展開教學(xué)探討，不僅能加強(qiáng)物理與學(xué)生生活、生產(chǎn)、文化之間的聯(lián)系與共鳴，彌補(bǔ)民族地區(qū)，尤其是農(nóng)村地區(qū)辦學(xué)條件、資源的不足，而且能增強(qiáng)教師的課程實施能力與學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)民族地區(qū)特色校本課程及其資源的建設(shè)，形成民族教育特色.

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國教育部.義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，2012.

[2]中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，2018.

[3]李瑩，楊風(fēng)雷.貴州銅仁土家族傳統(tǒng)體育項目的多維價值審視[J].現(xiàn)代交際，2016（05），42-43+41.

（收稿日期：2020-11-20）