中圖分類號(hào):G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1003-6148(2025)4-0077-6
2022年教育部頒布的《義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年版)》(以下簡(jiǎn)稱“新課標(biāo)\")明確提出,“將中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化等重大主題教育有機(jī)融入課程,增加課程思想性”[]。中華傳統(tǒng)文化是歷代民眾在長(zhǎng)期社會(huì)實(shí)踐中積累、沉淀的寶貴財(cái)富,涵蓋物質(zhì)文明、制度文明和精神文明等多個(gè)層面。
物理課程教學(xué)在推進(jìn)素質(zhì)教育方面具備獨(dú)特的育人價(jià)值。物理學(xué)科依據(jù)其本質(zhì)凝練出核心素養(yǎng),構(gòu)建起核心素養(yǎng)與課程教學(xué)之間的內(nèi)在聯(lián)系,這構(gòu)成了物理課程教學(xué)的課程目標(biāo)。物理學(xué)科核心素養(yǎng)包含物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究以及科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。其中,物理觀念體現(xiàn)了知識(shí)的內(nèi)化,是其他核心素養(yǎng)要素的根基。“物理觀念”是從物理學(xué)視角出發(fā),對(duì)物質(zhì)、運(yùn)動(dòng)與相互作用、能量等形成的基本認(rèn)知,是物理概念和規(guī)律在學(xué)習(xí)者頭腦中的提煉與升華[2],而物理概念又是構(gòu)建物理觀念的基礎(chǔ)。
將中華傳統(tǒng)文化融入物理教學(xué),既符合義務(wù)教育所規(guī)定的教育方針,又能夠?qū)崿F(xiàn)培養(yǎng)物理學(xué)科核心素養(yǎng)的目標(biāo),最終落實(shí)立德樹人這一根本教育任務(wù)。目前,已有部分學(xué)者投身于該領(lǐng)域的研究工作。例如,王雪等人以“光學(xué)\"專題為切人點(diǎn),針對(duì)中華傳統(tǒng)文化情境融人物理課堂教學(xué)開展教學(xué)設(shè)計(jì),并總結(jié)歸納出一套完整的實(shí)施流程3;付艷平深人探究基于傳統(tǒng)文化的探究式教學(xué)設(shè)計(jì)方案[4;關(guān)亞琴等人則專注于中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化融入主題單元教學(xué)的研究[5。然而,上述研究大多圍繞物理知識(shí)板塊、物理教學(xué)模式展開,尚未細(xì)化到某一特定教學(xué)類型。特別是在將中華傳統(tǒng)文化元素視為物理教學(xué)資源并融入物理概念教學(xué)方面,相關(guān)研究顯著不足。本文從物理學(xué)方法論等維度對(duì)物理概念進(jìn)行分類,通過資料文獻(xiàn)的查找與梳理,依據(jù)物理教學(xué)資源的功能特性展開分析,明確中華傳統(tǒng)文化屬于素材性資源,并對(duì)其進(jìn)行界定和分類。進(jìn)而挖掘該資源
收稿日期:2024-12-26
基金項(xiàng)目:重慶市研究生教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目“跨學(xué)科類課程的課程思政教育理論和實(shí)踐路徑探索\"(yjg243071);重慶市教委實(shí)驗(yàn)教學(xué)和教學(xué)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)項(xiàng)目“新時(shí)代教育背景下高校基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)室數(shù)字化建設(shè)與實(shí)踐\"(245007);四川省教育信息技術(shù)研究項(xiàng)目“基于中華傳統(tǒng)科技文化的初中 STEAM校本課程建設(shè)\"(DSJZXKTO23)。
作者簡(jiǎn)介:蔡奕 2 0 0 1 - 1 ),男,碩士研究生,主要從事物理學(xué)科教學(xué)論研究。*通信作者:楊英(1978-),女,教授,主要從事物理學(xué)科教學(xué)論研究。
與不同物理概念類型之間的聯(lián)系,運(yùn)用案例研究法,對(duì)中華傳統(tǒng)文化教學(xué)資源有機(jī)融人物理概念教學(xué)環(huán)節(jié)展開探索。
1 物理概念以及物理概念的分類
物理概念是在觀察、實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,運(yùn)用科學(xué)思維方法,把握物理現(xiàn)象共有的本質(zhì)屬性,再進(jìn)行抽象、概括等思維加工過程而形成的。從思維方式來看,科學(xué)推理中的歸納推理和演繹推理在物理概念形成過程中有著緊密聯(lián)系?;谶@兩種推理方式,將物理概念分為兩類:
歸納性概念:通過歸納法總結(jié)得出的物理概念。例如,通過歸納一個(gè)物體與另一個(gè)物體之間的相互作用,得出“力\"這一物理概念,所以“力\"屬于歸納性概念。
演繹性概念:通過演繹法總結(jié)得出的物理概念。例如,在對(duì)大量實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行觀察、分析的基礎(chǔ)上,經(jīng)過進(jìn)一步推理概括出動(dòng)能定理這一物理概念,因此動(dòng)能定理是演繹性概念。
2 物理概念教學(xué)流程
物理概念教學(xué)主要包含以下三個(gè)環(huán)節(jié):
概念引入:這是概念教學(xué)的起始環(huán)節(jié)。教師需激發(fā)學(xué)生對(duì)新概念的興趣,通常借助生活實(shí)例、實(shí)驗(yàn)演示等方式,引導(dǎo)學(xué)生初步探索并直觀感受即將深人學(xué)習(xí)的新概念,積累并豐富感性認(rèn)知。
概念建立:在為學(xué)生提供豐富的感性體驗(yàn)后,接下來的關(guān)鍵是引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用比較、分析等思維方法,對(duì)這些感性認(rèn)知進(jìn)行深人思考與處理,從而逐步構(gòu)建起清晰、準(zhǔn)確的物理概念框架。
概念運(yùn)用:此環(huán)節(jié)是將所學(xué)概念應(yīng)用于具體問題的解決過程。通過引導(dǎo)學(xué)生對(duì)問題進(jìn)行分析推理,培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的思維能力。
3中華傳統(tǒng)文化教學(xué)資源分析
3.1 中華傳統(tǒng)文化資源分類
素材性物理課程資源的特點(diǎn)是作用于物理課程,并且能夠成為物理課程的素材和來源,如物理知識(shí)、學(xué)生的生活和學(xué)生的科學(xué)探究精神等[6]。本文從物質(zhì)文化與非物質(zhì)文化兩個(gè)維度,對(duì)中華傳統(tǒng)文化的承載形式進(jìn)行了分類(圖1)。從圖1可以看出,中華傳統(tǒng)文化資源能夠作用于物理課程,并作為構(gòu)建物理課程內(nèi)容的素材和基礎(chǔ)來源。例如,在物質(zhì)的形態(tài)和變化部分,介紹“下雪不冷化雪冷”等描述物態(tài)變化的俗語;在物質(zhì)的屬性部分,介紹弓、弩等工藝器具;在機(jī)械運(yùn)動(dòng)和力部分,介紹《考工記》等科學(xué)典籍和中醫(yī)“拔罐療法”等傳統(tǒng)技藝;在聲和光部分,介紹掩耳盜鈴等成語,介紹“夕陽返照桃花塢,柳絮飛來片片紅”等古詩詞;在電與磁部分,介紹指南魚等工藝器具,介紹《夢(mèng)溪筆談》等科學(xué)典籍;在能量部分,介紹水轉(zhuǎn)筒車、水排等工藝器具。由此可見,中華傳統(tǒng)文化可作為素材性教學(xué)資源進(jìn)行充分挖掘,并將其融人到初中物理概念教學(xué)中。
3.2部分初中物理概念對(duì)應(yīng)的中華傳統(tǒng)文化素材資源及其承載形式
對(duì)中華傳統(tǒng)文化教學(xué)資源進(jìn)行整理,同時(shí)從物理概念教學(xué)的角度進(jìn)行分析,并結(jié)合前面所述分類方式,總結(jié)出了部分初中主要物理概念與中華傳統(tǒng)文化素材資源的對(duì)應(yīng)關(guān)系(表1)。
4中華傳統(tǒng)文化元素融入中學(xué)物理教學(xué)的案例
下面選取光的色散、大氣壓強(qiáng)、噪聲的危害和控制等具體的物理知識(shí)內(nèi)容,主要以物理概念的片段教學(xué)形式設(shè)計(jì),對(duì)在概念引入、構(gòu)建、運(yùn)用等環(huán)節(jié)中如何有機(jī)地融人中華傳統(tǒng)文化元素進(jìn)行闡述。
4.1概念引入一以傳統(tǒng)文化元素作為情境素材,激發(fā)認(rèn)知沖突,引入新課
建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為,學(xué)生在學(xué)習(xí)新概念之前,頭腦中已形成與此概念相關(guān)的認(rèn)識(shí)和理解,該認(rèn)識(shí)和理解稱為前概念,對(duì)知識(shí)的學(xué)習(xí)有同化或者沖突的作用。如表2所示,案例為“光的色散\"內(nèi)容教學(xué),“光的色散”為歸納性概念。在本次概念引入教學(xué)環(huán)節(jié),由于學(xué)生普遍存在“人眼看到物體的顏色不會(huì)改變”等錯(cuò)誤前概念,故教師可將古詩詞作為情境素材,引入有別于學(xué)生前概念中所反映習(xí)以為常的物理現(xiàn)象一正常光照下為白色的柳絮在夕陽照射下為紅色,引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突,激發(fā)學(xué)生的探索欲望,從而順利引出“光的色散\"新課學(xué)習(xí)。
在光的色散中,白色不透明物體會(huì)反射所有色光。案例中研究對(duì)象柳絮為白色不透明物體,因此會(huì)具體表現(xiàn)為:柳絮反射正常光照下的光即白色光,而呈現(xiàn)白色;柳絮反射夕陽光即橙紅色光或紅色光,而呈現(xiàn)紅色。以此創(chuàng)設(shè)物理情境,能夠極大地激發(fā)學(xué)生對(duì)光的色散的學(xué)習(xí)興趣,并且從視覺上將抽象的光學(xué)知識(shí)轉(zhuǎn)化為直觀的物理現(xiàn)象,便于學(xué)生理解。
因此,以古詩詞等傳統(tǒng)文化元素作為情境素材融人概念教學(xué),能豐富課堂的教學(xué)情境,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,為接下來的新課做好鋪墊,并感受物理現(xiàn)象與人文情感的交融共生,為物理課堂增添一抹獨(dú)特的文化韻味與審美享受,實(shí)現(xiàn)人文底蘊(yùn)與科學(xué)素養(yǎng)的深度融合與協(xié)同培養(yǎng),促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。
4.2概念構(gòu)建——以傳統(tǒng)文化元素作為實(shí)驗(yàn)素材,創(chuàng)設(shè)探究情境,促進(jìn)概念形成
根據(jù)心理學(xué)理論,初中學(xué)生正處于抽象邏輯思維發(fā)展階段,但在思維過程中具象成分仍起到主要作用,對(duì)抽象概念的理解還存在一定的困難。因此,學(xué)生在建立物理概念前,常需要具象、直觀的感性材料的支持,以便獲得充足的感性認(rèn)知,并在對(duì)感性認(rèn)知進(jìn)行深層次的思維加工后建立物理概念。如表3所示,案例為“大氣壓強(qiáng)\"內(nèi)容教學(xué),“大氣壓強(qiáng)”屬于演繹性概念。在概念建立教學(xué)環(huán)節(jié)中,由于大氣壓強(qiáng)是抽象概念,所以教師可將傳統(tǒng)技藝中醫(yī)“拔罐療法\"作為實(shí)驗(yàn)素材,引導(dǎo)學(xué)生模擬中醫(yī)“拔罐療法\"等感受性實(shí)驗(yàn),使他們獲得充分的感性認(rèn)知。學(xué)生基于以上實(shí)驗(yàn)事實(shí)依據(jù),在教師提問引導(dǎo)下,運(yùn)用科學(xué)推理逐步建立大氣壓強(qiáng)概念。
某些傳統(tǒng)技藝蘊(yùn)含著豐富的物理原理,將其作為實(shí)驗(yàn)素材融入物理概念教學(xué)的實(shí)驗(yàn)過程中,能夠使實(shí)驗(yàn)更加新穎、有趣,吸引學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,從而提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)參與的積極性。并且,通過引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷觀察、實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證等科學(xué)探究過程,逐漸建立物理概念。
因此,以傳統(tǒng)技藝等傳統(tǒng)文化元素作為實(shí)驗(yàn)素材,可以為物理實(shí)驗(yàn)器材的選擇和實(shí)驗(yàn)過程的設(shè)計(jì)提供新的思路和方法。同時(shí),還能引導(dǎo)學(xué)生深刻領(lǐng)悟并親身體驗(yàn)?zāi)切┚康膫鹘y(tǒng)技藝背后所承載的深厚文化底蘊(yùn),進(jìn)而增強(qiáng)對(duì)傳統(tǒng)文化的認(rèn)同感和自豪感,培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。
4.3概念運(yùn)用一以傳統(tǒng)文化元素作為習(xí)題素材,創(chuàng)設(shè)問題情境,運(yùn)用物理概念
教師應(yīng)當(dāng)在學(xué)生建立物理概念之后,及時(shí)給學(xué)生提供運(yùn)用概念的機(jī)會(huì),使學(xué)生在運(yùn)用概念解決具體問題的過程中,不斷地修正和深化對(duì)概念的理解,逐步培養(yǎng)正確運(yùn)用概念分析、解決問題的科學(xué)思維能力,促進(jìn)物理觀念的形成。如表4所示,案例為“噪聲的危害和控制”內(nèi)容教學(xué),“噪聲\"屬于歸納性概念。學(xué)生通過學(xué)習(xí)已經(jīng)知道控制噪聲的三個(gè)途徑,所以需要具體問題進(jìn)行概念運(yùn)用。教師可將成語和工藝器具作為習(xí)題素材,將它們加工為具體的“噪聲控制\"習(xí)題。
在本次教學(xué)案例中,以傳統(tǒng)文化元素作為習(xí)題素材命制習(xí)題。問題1,以成語“掩耳盜鈴\"創(chuàng)設(shè)問題情境,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行概念運(yùn)用,及時(shí)鞏固對(duì)概念的理解,同時(shí)在成語豐富內(nèi)涵的熏陶下培養(yǎng)學(xué)生腳踏實(shí)地、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。問題3,以工藝器具“鈴鐺\"作為素材命制開放性習(xí)題,不僅能充分發(fā)揮開放性習(xí)題在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維、科學(xué)探究等核心素養(yǎng)方面的積極作用,同時(shí)鈴鐺屬于日常生活中常見的傳統(tǒng)文化元素,將其融入開放性習(xí)題,還能實(shí)現(xiàn)“從生活走向物理,從物理走向社會(huì)\"的課程理念。
以傳統(tǒng)文化元素作為習(xí)題素材,不僅能夠培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用概念分析問題、解決問題的能力,而且在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任等核心素養(yǎng)方面具有積極作用。此外,成語、工藝器具等傳統(tǒng)文化元素,蘊(yùn)含著我國(guó)古人在漫長(zhǎng)的社會(huì)實(shí)踐中積淀的諸多深刻的價(jià)值理念與人生智慧,教師可充分發(fā)掘其育人價(jià)值,并將其育人價(jià)值融入到物理課堂,繼而落實(shí)立德樹人的目標(biāo)。
5 總結(jié)與思考
探究以中華傳統(tǒng)文化元素作為素材性教學(xué)資源,運(yùn)用“激發(fā)認(rèn)知沖突”“創(chuàng)設(shè)探究情境”“創(chuàng)設(shè)問題情境\"等方式引導(dǎo)學(xué)生參與物理概念教學(xué)課堂,體現(xiàn)中華傳統(tǒng)文化元素融人概念引入、構(gòu)建、運(yùn)用等教學(xué)環(huán)節(jié)的可行性。同時(shí),中華傳統(tǒng)文化元素在融入物理概念教學(xué)時(shí),可根據(jù)其特點(diǎn)設(shè)置為情境、實(shí)驗(yàn)、習(xí)題等不同素材,體現(xiàn)其融人教學(xué)資源形式的多樣性。
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(欄目編輯 賈偉堯)