楊旭升(北京市通州區(qū)永樂(lè)店中學(xué) 北京 101105))續(xù)佩君

(首都師范大學(xué)物理系 北京 100048)

1 問(wèn)題的提出

2018年，習(xí)近平總書(shū)記明確要求“充分發(fā)揮各學(xué)科德育功能”[1].2019年，國(guó)務(wù)院辦公廳對(duì)普通高中育人方式進(jìn)一步提出“將立德樹(shù)人融入思想道德教育、文化知識(shí)教育、社會(huì)實(shí)踐教育各環(huán)節(jié)，貫穿基礎(chǔ)教育、職業(yè)教育、高等教育各領(lǐng)域，學(xué)科體系、教學(xué)體系、教材體系、管理體系要圍繞這個(gè)目標(biāo)來(lái)設(shè)計(jì)，教師要圍繞這個(gè)目標(biāo)來(lái)教，學(xué)生要圍繞這個(gè)目標(biāo)來(lái)學(xué)[2].可以說(shuō)“融入”是“充分發(fā)揮”的一種策略，但在實(shí)施的具體途徑和手段上尚欠一定的操作性.

為了更直觀的表現(xiàn)小學(xué)生口算速度發(fā)展的趨勢(shì)，以年級(jí)為橫坐標(biāo)，廣度為縱坐標(biāo)，對(duì)4種口算（不進(jìn)位加法、進(jìn)位加法、不退位減法、退位減法）廣度的發(fā)展趨勢(shì)折線圖進(jìn)行分析，具體如圖2所示．

2 研究的思路與探索的切入口

反思以往物理教學(xué)中的德育教育，多是亮詞拔義，或是點(diǎn)到為止，而學(xué)生則是耳邊一帶而過(guò)，很少有進(jìn)一步的感受和理解.注意到學(xué)生學(xué)物理時(shí)的關(guān)注點(diǎn)基本都源于知識(shí)，如理解的對(duì)象、解題的根據(jù)等等都與知識(shí)密不可分.由此可設(shè)想，若能從物理知識(shí)內(nèi)部有機(jī)地引出德育因素，并加以明確和適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)，理應(yīng)有較好的德育效果.

進(jìn)一步解析“有機(jī)”表現(xiàn)，宏觀可視為從物理知識(shí)出發(fā)，結(jié)合知識(shí)本身內(nèi)涵以及具體知識(shí)點(diǎn)(組塊)在物理學(xué)體系和發(fā)展過(guò)程中的意義和作用，自然地引出德育因素.微觀可對(duì)具體物理知識(shí)學(xué)習(xí)和具體德育教育(意圖及其實(shí)質(zhì)含義)這兩者，進(jìn)行交錯(cuò)且綜合地考查，同時(shí)按照學(xué)生在經(jīng)驗(yàn)、情感、邏輯上對(duì)同時(shí)接受這兩者教育的接受程度，做出最后確定或補(bǔ)充一些必要的過(guò)渡.當(dāng)然在選取具體德育內(nèi)容上需要注意所有內(nèi)容在德育中所處層次、地位.

水利水電工程是一項(xiàng)重要的民生項(xiàng)目，與人們的根本利益、社會(huì)公共利益以及國(guó)家利益緊密相連。我國(guó)水利政策的不斷出臺(tái)與完善，為水利水電工程的發(fā)展與建設(shè)提供了政策支持，相關(guān)政府機(jī)構(gòu)以及其他部門(mén)也對(duì)水利水電工程建設(shè)越來(lái)越重視。近年來(lái)，我國(guó)水利水電工程數(shù)量不斷增加，規(guī)模也越來(lái)也大。我國(guó)水資源分布嚴(yán)重不均衡，東南地區(qū)水資源豐富，西北地區(qū)嚴(yán)重缺乏水資源，水利水電工程的不斷建設(shè)為我國(guó)缺水地區(qū)提供了充足的水資源，改善了當(dāng)?shù)厝藗兊纳罘绞脚c生活質(zhì)量，也突破了我國(guó)水資源分布不均衡的現(xiàn)象。有的地區(qū)還利用水利水電工程所提供的豐富水資源進(jìn)行發(fā)電，不僅改善了人們的生活方式與質(zhì)量，而且也促進(jìn)了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的快速發(fā)展[1]。

2#危巖體(W2)分布于1#危巖體上部，危巖體高10～12 m，寬60.0～75.5 m，厚4～6 m，體積約6 435.0 m3，危巖體前緣陡直臨空，局部呈凹腔狀，主要受兩組裂隙和層面切割。切割成的單體危巖呈塊體狀，其南側(cè)為垂直臨空面，巖體表面橫豎向構(gòu)造節(jié)理裂隙發(fā)育，主要受三組裂隙和層面切割，節(jié)理密度為6～10條/10米，節(jié)理切割深度2.0～3.5 m。切割成的單體危巖呈塊體狀，其東、西、南三側(cè)為垂直臨空面，上部為風(fēng)化碎塊石，下部為片麻巖；節(jié)理裂隙多松弛張開(kāi)、外傾，局部已貫通。危巖體頂部堆積有風(fēng)化碎塊石。

3 物理學(xué)中的辯證觀

主客觀事物在存在上的這種多層次性，必然決定了相互作用的多種形式.暫就物理學(xué)范疇，即使從力的概念說(shuō)，力的類(lèi)別不但實(shí)踐當(dāng)中難以數(shù)清，至今的物理學(xué)理論也只能將其概括到4種力即為引力、電磁力、弱力和強(qiáng)力.力是一種作用，但作用的概念并非都是力，還需包括動(dòng)量與能量的交換.也就是說(shuō)物理學(xué)的相互作用效果包括著形變、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化、動(dòng)量變化與能量變化等不同形式.相互作用的多種形式又決定了不同事物之間聯(lián)系的必然存在，物理學(xué)研究的就是事物間的因果性聯(lián)系.到目前為止，這一因果聯(lián)系呈現(xiàn)出必然性的與或然性的兩種形態(tài)，前者如牛頓力學(xué)的概念規(guī)律，后者如薛定諤、普朗克、海森堡、波爾等人創(chuàng)立的量子力學(xué)概念規(guī)律.

3.1 從物理概念感受“一分為二”的辯證觀

上述這種由直接如實(shí)反映客觀事物對(duì)立式“伴侶”存在的意識(shí)到自覺(jué)追求對(duì)立-對(duì)稱(chēng)的概念體系，客觀呈現(xiàn)出物理學(xué)家群體一直腳踏實(shí)地地踐行在樸素的辯證之路上.而學(xué)生借助物理學(xué)科的研究思路與處理方式，又是對(duì)學(xué)生走出從直接的感觸與體驗(yàn)來(lái)認(rèn)識(shí)廣博世界的一個(gè)啟蒙，這一點(diǎn)乃是學(xué)校教育成為學(xué)齡兒童主體教育形式后帶來(lái)的一個(gè)重要的認(rèn)知方式的轉(zhuǎn)變.

學(xué)生從初中物理課最初接觸的概念，如誤差與準(zhǔn)確(學(xué)生自小熟悉后又被數(shù)學(xué)強(qiáng)化的)、運(yùn)動(dòng)與靜止，到高中最后學(xué)習(xí)的概念，如核聚變與核裂變、靜質(zhì)量和動(dòng)質(zhì)量，我們不難發(fā)現(xiàn)不同物理學(xué)分支都有著大量?jī)蓛上喟橄嗷ヒ来媲冶硎鰧?duì)立的概念；猶如生活中的一對(duì)伴侶.聯(lián)系到數(shù)學(xué)有整數(shù)與分?jǐn)?shù)，正數(shù)與負(fù)數(shù)，加法與減法、乘法與除法的運(yùn)算，同解與不同解的方程等.聯(lián)系到生活有生與死，勤奮與懶惰，衰落和復(fù)興等.這種“伴侶”式概念廣泛存在的原因，就在于“世界上的每一差異中就已經(jīng)包含著矛盾”[4].而差異的潛在前提是起碼存在兩個(gè)事物.物理學(xué)最初建立的這類(lèi)“伴侶”式概念，多是基于對(duì)實(shí)際存在的客體和實(shí)際可觀察到的現(xiàn)象進(jìn)行的抽象(下暫稱(chēng)一階抽象概念)，如拋體與落體、距離與時(shí)間.這些一階抽象的概念被用來(lái)建立了更多的高階抽象的“伴侶”式概念，如速率和速度，勻加速與勻減速，正電子與負(fù)電子，粒子與波等等.物理學(xué)家將概念的對(duì)立式存在升級(jí)為一種對(duì)稱(chēng)的存在，通過(guò)追求概念的對(duì)稱(chēng)發(fā)現(xiàn)新的物質(zhì)或物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)，例如與波的粒子性相對(duì)稱(chēng)的物質(zhì)波，與能量的連續(xù)性相對(duì)稱(chēng)的能量的量子化，甚至當(dāng)前物理與天文學(xué)家們都密切關(guān)注的暗物質(zhì)，也是針對(duì)現(xiàn)有可感知物質(zhì)命名的.

在上述程序的思考下，辯證意識(shí)教育理應(yīng)成為高中物理德育的一個(gè)切入口.辯證法是唯物辯證世界觀的一部分，對(duì)諸多范疇事物的存在性、意義和價(jià)值判斷，對(duì)人生以什么樣的情感、態(tài)度與自然及社會(huì)相處，對(duì)處理需要解決大事情的方法選擇等等，都能起指引作用.對(duì)于高中生而言，雖然思想政治課程中“哲學(xué)與文化”已給他們提供了辯證法的基本知識(shí)，但由于該課程的性質(zhì)，缺少充分且系統(tǒng)的實(shí)例來(lái)支持辯證法的強(qiáng)大生命力.由此如果能通過(guò)物理教學(xué)使學(xué)生感受物理學(xué)中處處都體現(xiàn)著辯證的光輝，促使學(xué)生樹(shù)立辯證看問(wèn)題的自覺(jué)意識(shí)，應(yīng)屬物理與德育因素有機(jī)結(jié)合的一種成功性教學(xué)探索.

3.2 從物質(zhì)、運(yùn)動(dòng)、方法的多層次性認(rèn)知復(fù)雜事物的辯證觀

然而事物不都以一分為二的對(duì)立式存在，多層次則是更為常見(jiàn)的存在方式.

陳樹(shù)良（1976-），男，實(shí)習(xí)研究員，大專(zhuān)，研究方向?yàn)槭卟诉z傳育種，現(xiàn)從事蔬菜育種工作。E-mail：2225161232@qq.com，電話：15944420088。

對(duì)物理學(xué)研究對(duì)象的最概括表述是物質(zhì)與運(yùn)動(dòng).兩者均屬于客觀事物，研究則屬于主觀事物；規(guī)律則是主觀與客觀這一對(duì)對(duì)立事物在某種條件下的統(tǒng)一.在物理教學(xué)過(guò)程中應(yīng)回歸物理，聯(lián)系外界，發(fā)現(xiàn)與理解物理學(xué)及其研究中的辯證觀.

從觀察和常識(shí)可知：物質(zhì)以固、液、氣3種形態(tài)呈現(xiàn)出其宏觀存在，且彼此之間可以相互轉(zhuǎn)化；自然界存在著兩種場(chǎng)，分別是電場(chǎng)和磁場(chǎng)，物理學(xué)揭示出這兩者也可以相互轉(zhuǎn)化.實(shí)際上，差異雖然無(wú)處不在但都不可能在彼此間保持絕對(duì)穩(wěn)定的對(duì)立狀態(tài)，而是以某種對(duì)立與統(tǒng)一共存的狀態(tài)穩(wěn)定存在.“統(tǒng)一”意味著兩層含義的共存：一是彼此相互轉(zhuǎn)化，二是共存于一個(gè)更高層、更概括且更具整體性的上位概念之內(nèi).在上面的兩個(gè)例子中，前半句都是表述“統(tǒng)一”的第二層含義，其上位概念分別是物態(tài)(相變)與電磁場(chǎng).相信對(duì)立事物的“統(tǒng)一”一定存在，進(jìn)而生成為一種追求統(tǒng)一的意識(shí)，可以視為物理學(xué)發(fā)展的思想方法.由求“統(tǒng)一”而促進(jìn)物理學(xué)發(fā)展的輝煌例子不止一個(gè)：如由動(dòng)能、勢(shì)能的不守恒到機(jī)械能的守恒，由機(jī)械能的不守恒到能量守恒；由許許多多種力到引力、電磁力、弱相互作用力和強(qiáng)相互作用力這4種力，以及愛(ài)因斯坦進(jìn)而提出的統(tǒng)一場(chǎng)論.

3.3 從物質(zhì)結(jié)構(gòu)和規(guī)律理解對(duì)立及其多層次的物理概念的對(duì)立與統(tǒng)一

唐代沿用北魏的樂(lè)籍制度，即將犯法者的家屬?zèng)]入樂(lè)籍，成為一名專(zhuān)業(yè)魚(yú)人。太常的樂(lè)工在初唐就已經(jīng)達(dá)到萬(wàn)余人次，直至唐昭宗下旨剪裁樂(lè)工。唐代太常樂(lè)工從初唐至盛唐，呈現(xiàn)迅速遞增的趨勢(shì)，在安史之亂后有所減少。太長(zhǎng)樂(lè)工人數(shù)與國(guó)家政治，經(jīng)濟(jì)的成敗、興衰是成正比的。太常寺作為唐朝禮樂(lè)制度的實(shí)施者，完全可以從太常樂(lè)工本身體現(xiàn)出來(lái)，樂(lè)工數(shù)量的變化，更加說(shuō)明了唐代的禮樂(lè)制度為政治服務(wù)，并反映出了當(dāng)時(shí)社會(huì)、政治、經(jīng)濟(jì)、人文的狀況。

物質(zhì)有固、液、氣、等離子4個(gè)形態(tài)，電場(chǎng)有靜電場(chǎng)、直流電場(chǎng)、交變電場(chǎng)、低頻電場(chǎng)、高頻電場(chǎng)、電磁場(chǎng)等，粒子有原子、核子、中子、質(zhì)子、中微子等，運(yùn)動(dòng)有物理運(yùn)動(dòng)、化學(xué)運(yùn)動(dòng)、生命運(yùn)動(dòng)、社會(huì)運(yùn)動(dòng)等，即使物理運(yùn)動(dòng)還包含機(jī)械運(yùn)動(dòng)、電磁運(yùn)動(dòng)、熱運(yùn)動(dòng)、振動(dòng)等.方法更是多種多樣，生活中的方法之多乃是學(xué)生的共識(shí).從實(shí)驗(yàn)物理到理論物理，再到計(jì)算物理，物理學(xué)的方法呈現(xiàn)為觀察與實(shí)驗(yàn)、唯象與機(jī)理、理想化與模型化、公理化體系與基于假設(shè)的推理及其基于該推理的假設(shè)與對(duì)此假設(shè)的實(shí)證(例如廣義相對(duì)論的成立和反粒子的發(fā)現(xiàn))等，這些都是物理學(xué)大的思想方法.而隔離、單變量、替換等方法乃是物理學(xué)解決問(wèn)題小的思想方法，中間還存在歸納、演繹、想象、數(shù)理邏輯等物理學(xué)邏輯方法.

對(duì)立方的相互轉(zhuǎn)化以及統(tǒng)一都必須有條件.“相互轉(zhuǎn)化”的條件會(huì)涉及到概念和規(guī)律.如水必須在一定氣壓下達(dá)到一定的溫度且能繼續(xù)穩(wěn)定獲得足夠的熱量時(shí)才能發(fā)生內(nèi)部的劇烈汽化；從斜面上下滑的物體，或在無(wú)摩擦的條件下機(jī)械能守恒，或是在把內(nèi)能考慮在內(nèi)時(shí)能量才守恒.圖1的實(shí)驗(yàn)用手持紅外線測(cè)溫儀直接測(cè)量入地的金屬釘帽溫度的方法(此實(shí)驗(yàn)為北京四中初中部教師所做)，驗(yàn)證了在籃球自由下落到金屬釘帽上彈回過(guò)程中的能量守恒.而“統(tǒng)一”的條件則可能還涉及到物質(zhì)的結(jié)構(gòu)及機(jī)理.如固體、液體、氣體之所以能統(tǒng)一于物態(tài)，是源于物質(zhì)分子間的引力和斥力在不同尺度下呈現(xiàn)出了不同的穩(wěn)定狀態(tài)；不同的星球統(tǒng)一于人類(lèi)目及的宇宙空間，是源于萬(wàn)有引力作用的維系(可能還有暗物質(zhì)的存在并參與作用)；不同粒子，中子和質(zhì)子，相對(duì)穩(wěn)定地共處于原子核內(nèi)乃是強(qiáng)力的作用結(jié)果；即使被統(tǒng)一于宇宙大爆炸過(guò)程之中的兩個(gè)最基本物理量，時(shí)間與空間，也須有大量高能粒子的極度密集(或超微黑洞的爆炸[5])為前提.

4 從物理過(guò)程理解量變質(zhì)變規(guī)律和真理的相對(duì)性

物理過(guò)程是物質(zhì)的結(jié)構(gòu)或物質(zhì)做某種物理運(yùn)動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)隨時(shí)間或(與)空間發(fā)生的變化；可分別用結(jié)構(gòu)的成分和物性量的改變或相應(yīng)運(yùn)動(dòng)形式狀態(tài)量的變化來(lái)描述(描述物質(zhì)結(jié)構(gòu)成分、物性、某種物理運(yùn)動(dòng)形式的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量，例如粒子數(shù)、荷電數(shù)，密度、比熱、電阻率，機(jī)械運(yùn)動(dòng)的速度、加速度、動(dòng)量，熱運(yùn)動(dòng)的溫度、熱量，電磁運(yùn)動(dòng)的電流、電勢(shì)、強(qiáng)度等).如果這一過(guò)程處于連續(xù)時(shí)空當(dāng)中且有質(zhì)變產(chǎn)生，將都遵守由量變積累到質(zhì)變產(chǎn)生的發(fā)展過(guò)程.例如放射性物質(zhì)衰變是粒子數(shù)與該材料物性(物理性質(zhì)與化學(xué)性質(zhì))發(fā)生變化的例子，還有發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能是機(jī)械運(yùn)動(dòng)形式到電磁運(yùn)動(dòng)形式以及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化(轉(zhuǎn)速、場(chǎng)強(qiáng)、電流、相位、頻率、電壓、電能等).

從量變積累的角度，顯然研究質(zhì)變發(fā)生的臨界值(或界域)是重要的，但又是不夠的.無(wú)論是期望質(zhì)變發(fā)生或是尋求防止質(zhì)變發(fā)生，都還需要研究能使臨界值保持穩(wěn)定延續(xù)所需要的必要條件.以上這兩個(gè)方面都屬于對(duì)外因的研究.猶如河流湖泊里的冰凍在初春是否能全部溶化為水，不僅要求白天的氣溫達(dá)到零攝氏度以上，還要求夜晚的氣溫也在零攝氏度以上并且連續(xù)保持多少天.

從內(nèi)因是質(zhì)變的決定因素，外因通過(guò)內(nèi)因才能起作用的角度，研究質(zhì)變產(chǎn)生還必需關(guān)注內(nèi)因.對(duì)慣于關(guān)注過(guò)程的物理學(xué)而言，內(nèi)因的研究也涉及兩個(gè)方面：內(nèi)因的存在與內(nèi)因?yàn)楹卧从谕庖蚨a(chǎn)生作用.如天然放射性物質(zhì)衰變?yōu)榱硪环N物質(zhì)，內(nèi)因是自身原子結(jié)構(gòu)有周期性的穩(wěn)定性，當(dāng)該物質(zhì)在自然條件下經(jīng)歷一個(gè)周期性的時(shí)間(兩個(gè)外因：自然與周期)，原子核就釋放出核內(nèi)的某種粒子使衰變發(fā)生進(jìn)而成為一種新物質(zhì).又如摩擦起電和摩擦生熱(或兩者共存)，荷電與溫升的內(nèi)因都在于表面材料的結(jié)構(gòu)及其屬性，外因則分別涉及到施加的壓力和摩擦的速度.

圖2 達(dá)沸點(diǎn)但不沸騰

對(duì)確定的具體事物，“內(nèi)因”中的后一方面又可能涉及到兩個(gè)時(shí)段：發(fā)生質(zhì)變的，與完成質(zhì)變各自所需的時(shí)間段.這后一個(gè)時(shí)間段即呼應(yīng)了上述研究外因第二個(gè)方面的必要性.作為可以不再考慮“完成質(zhì)變”所需時(shí)段的例子，參見(jiàn)圖2，其中試管內(nèi)的水溫足以達(dá)到沸點(diǎn)，但并不能發(fā)生沸騰，亦不必要考慮再延長(zhǎng)加熱時(shí)間.作為必須考慮“完成質(zhì)變”所需時(shí)段的例子：若使汽車(chē)從起步后的加速運(yùn)動(dòng)變成勻速直線運(yùn)動(dòng)，必須在速度達(dá)到需要的v后繼續(xù)要控制好方向盤(pán)和油門(mén)，以保持不變的行駛方向及穩(wěn)定地供應(yīng)汽油或電力，至使驅(qū)動(dòng)力保持和摩擦力相等.這里先使速度(矢量含義)達(dá)到v是質(zhì)變產(chǎn)生的直接外因，而保持方向盤(pán)與油門(mén)的穩(wěn)定就是考慮保持使所發(fā)生的質(zhì)變得以延續(xù)的操作性外因；而這操作性外因的持續(xù)時(shí)間要由內(nèi)因中“所需時(shí)間段”來(lái)決定.