例谈物理教学中文学资源的开发与应用

(南京师范大学教师教育学院，江苏 南京 210097)

1 问题的提出

基础教育的根本目标是促进学生的全面发展，仅从文化基础这一方面来说，学生的全面发展应包括科学与人文两大素养的共同发展[1]。然而在实际教学中，由于文理分科制度，学生科学素养和人文素养的发展似乎处于相对独立的状态，从而致使学生发展片面化。物理课程作为典型的理科课程，着重于对学生科学素养的提升，课程内容中较少体现人文精神。为了促进学生的全面发展，在物理教学中“如何促进科学与人文的整合”，是值得物理教师思考的问题。

随着课程改革的不断发展，文学资源早已应用于物理教学中。利用文学资源开展物理实践活动，对于促进学生全面发展有着不可或缺的作用。若能以文学作品为素材，开展物理实践活动，可创设人文气息浓厚的学习环境，以激发学生的学习兴趣，使学生在不断地探究的过程中逐渐体会到文学与物理学科相结合的魅力。

2 中学物理教学中文学资源的使用情况分析

目前，文学资源主要以科普读物和试题素材的形式应用于中学物理教学，根据对苏科版初中物理教材和人教版高中物理教材中文学资源的使用情况的统计，可以粗略地说明文学资源在物理教学中的使用情况，结果如表1所示。

表1

续表

通过对初、高中两套物理教材中文学资源使用统计可以看出，编者能够注重科学与人文的有机结合。从文学在教材中分布的栏目来看，文学主要作为习题素材来使用。

3 以文学为主题开展物理实践活动的实例

3.1 力学实例

实例1：麻绳提豆腐——提不起来

活动器材：豆腐、粗细不同的细线。

活动过程：先利用单根绳子尝试将豆腐提起，但由于豆腐过于细嫩、易破碎，无法提起。再尝试利用多根绳子进行不同组合或者利用不同粗细的绳子将豆腐提起，并开展与该谚语有关的探究活动。

物理解释：当压力一定时，受力面积越小，压强越大。日常食用的豆腐十分细嫩，仅用一根绳子，由于受力面积过小，压强过大，豆腐易破碎。但利用多根绳子提起豆腐，则能够增大豆腐的受力面积，减小压强，细嫩的豆腐也可以被绳子提起。

简析：“麻绳提豆腐——提不起来”中所描述的现象对于学生来说是简单、易理解的，可在学生学习过有关压强部分的知识之后，学生以此素材开展家庭实验，通过“探究稳定提起豆腐时，豆腐的受力面积为多少”等问题来提升学生对有关压强部分知识的理解与应用。用家庭物理实验替代传统的习题训练，学生不仅能够自主经历科学探究的过程，也能体会到文学中的科学性，从而促进学生将科学与人文相整合的意识。

实例2：四两拨千斤

活动器材：绳子。

活动过程：让两个力气较大的男生紧拉绳子的两端，将绳子拉直。此时力气较小的女生从绳子的中间部分向第三个方向拉动绳子，则可轻易地将前两位男生拉动，从而体现了“四两拨千斤”的效果。

物理解释：如图1所示，根据共点力平衡知识，可以发现由于两根绳子之间的夹角较大，则中间施加的拉力远比两端拉绳子的力小，因此力气较小的女生可以轻松地将绳子另两端力气较大的男生拉动。

图1

简析：组织学生开展课外拔河比赛，巧用共点力平衡知识，可轻易地改变比赛的结果。该过程既体现了谚语“四两拨千斤”的内涵，也使得学生对其中的原理产生好奇，从而激发学生自主探究的兴趣。在教师适当的指导下，学生自主展开研究性课题，如“定量探究共点力平衡问题”等。在学生进行课题探究之余，也可鼓励学生运用探究所得的结论，开展家庭物理趣味活动，向父母展示“四两拨千斤”的效果。学生在讲解的过程中既加深了对物理知识的理解，提高了表达能力，也切身体会到物理学的实用性。

3.2 光学实例

实例3：一滴水可见太阳，一件事可见精神

活动器材：吸管、水、智能手机。

图2

活动过程：利用吸管获取水滴，将水滴对向太阳，不断地调节人眼和水滴的距离。与此同时，实验者通过水滴观察远处的太阳，仔细观察水滴中像的大小以及随着距离调整的过程中像的大小的变化，最终利用手机拍摄出水滴中的成像(如图2)。

物理解释：将水滴作为凸透镜，利用透镜成像原理使得远处的物体能够在水滴中成像。根据凸透镜成像规律，当物体与水滴之间的距离大于水滴透镜的2倍焦距时，则可以在另一侧观察到一个倒立缩小的实像。

简析：以“一滴水可见太阳，一件事可见精神”作为学生物理实践活动的主题，让学生在课后动手设计并完成照片的拍摄。此过程中学生不仅需要应用物理知识，还需要将实践能力和摄影技巧融入其中，从而确保照片艺术性和科学性。随着智能手机的不断发展，微距摄影、高速摄影等专业摄影技术也能够为非专业人士所用，为学生物理学习提供了更多的途径。在物理实践活动中使用智能手机等现代技术产品，有助于学生从实践层面上理解物理与科技的紧密联系，从而激发学生学习和研究物理的兴趣[3]。

3.3 声学实例

实例4：开水不响，响水不开

活动器材：铁架台、酒精灯、玻璃杯、水、智能手机。

活动过程：用酒精灯加热水至沸腾，利用手机声音响度测量软件记录该过程中声音响度的变化。水沸腾前某一分钟内的声音响度的变化曲线如图3所示，该段时间内声音响度的均值为33dB。而水在保持沸腾的一分钟内声音响度的变化曲线如图4所示，该段时间内声音响度的均值为28dB。通过比较这两组的变化以及具体的数值可以证明“开水不响，响水不开”。

图3

图4

物理解释：水沸腾之前，烧杯底部的水温较高，而水面附近水温较低。在加热水的过程中，可以观察到水中有气泡产生。气泡在上升的过程中，由于遇到上方温度较低的水而产生液化现象，导致气泡逐渐减小。大量的气泡在逐渐上升的过程中，气泡的体积先变大后变小，在水中产生振动而发声。当水沸腾时，烧杯中上下水温相同，上浮的气泡不仅不会因为液化变小，反而由于水内部和表面的剧烈汽化使得气泡越来越大直至破裂，此时气泡在水中产生的振动幅度变小，响度也降低[4]。

简析：以“开水不响，响水不开”为物理实践活动的主题，鼓励学生在开展物理实践活动中使用现代科技手段。将日常生活经验转化为定量数值，使得学生在感性认识的基础上，获得更为理性的理解。文学的理解和科学的定量测量的有机结合，有助于学生人文素养和科学素养的共同发展。

4 以文学为主题开展物理实践活动的优势

4.1 改变习题训练模式，提升学生综合实践能力

相较于传统机械的习题训练，物理实践活动更加有利于学生对所学物理知识的理解和运用。在参与活动的过程中，学生亲身经历了观察、探究、反思、评价等环节，这些环节有助于学生分析问题、运用知识、动手实验等综合能力的提升。

4.2 拓宽物理学习空间，提高学生主体意识和合作意识

物理实践活动旨在提升学生的科学素养，其主要特点是实践性、开放性、自主性和生成性强。这些特点也就表明了物理实践活动的开展不能仅限于物理课堂教学，而应该将学生置身于更加真实的环境中。在参与实践活动的过程中，大多数活动是学生以小组合作的形式完成的，小组成员需要进行分工以及自主决策、完成活动课题。在不断合作的过程中，学生的主体意识和合作意识都能有所提升，

以适应现代社会的需要。

4.3 促进人文与科学融合，提高学生的学习兴趣

以文学为主题开展的物理实践活动为学生营造了文学气息浓厚的物理学习环境，学生在学习的过程中既能够体会到文学的含义，又能通过亲身经历探究活动，感受到科学探究的魅力。人文与科学的整合不仅能够促进学生人文素养和科学素养的共同发展，还能够提升学生对于物理学习的兴趣，尤其是对那些相对偏文科的学生而言，充满文学气息的物理课堂更具有吸引力。

[1] 林坚,黄婷.科学素养和人文素养的整合[J].科普研究,2011,6(2):61-65.

[2] 阎金铎,郭玉英.中学物理教学概论[M].北京:高等教育出版社,2009.

[3] 余峰,陈娴.试探物理学习与摄影结合的教育价值——以美国中学物理摄影比赛为例[J].物理教师,2016,37(9):78-85.

[4] 于雪娇.成语、俗语及古诗词中的物理教学资源[D].大连:辽宁师范大学,2012.