史学在中学物理课程的应用

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摘要：笔者根据人教版2012年、2013年八年级、九年级物理教材，选择其中重要的章节，补充了中国古典文史信息，这些信息在以往的所有版本物理教材中是缺失的。本文将中国古典哲学、中国历史两大门类中有关物理学科的信息与现行的初中学段物理教学结合起来，以打破该学科单调孤立的现状，探索使中学物理学科具有文史气息的教学模式，这也符合新形势下挖掘传统学术，重振文化自信的趋势。

关键词：物理教材；文史背景；跨学科研究

当代教育受“癸卯学制”以及西方学科结构的影响，各学科间有一定的分界，这个分界的清晰度与学段成反比，即学段越低，分界越明显。但每个学科都是对自然和社会的反映，低学段学科之间已出现互为径庭的弊端，所以跨学科研究就成为对中低学段教育更高层级的要求。故将不同学科结合并在理解整体事物的基础上更好地学习某学科，是对未来教育的期望，也是本文的尝试。

一、关于物理概念的介绍

学科名称、概念及来历是在学生接触一个新学科时，教师必须回答的首要问题，也是现在课程缺失的一环，所以正名是中学物理第一课首先就要介绍的。（一）正名。关于物理一词，我国最早见于《汉书•艺文志》记载楚国“曷鸟子”的一段话：“庞子云：愿闻人情物理。”西汉《淮南子》：“耳目之察，不足以分物理。”这时期的“物理”指的是广泛的事物的道理，没有现在的词义。我国古代与现在物理一词较接近的概念应为“格物”。现代物理学概念来自亚里士多德的《物理学》一书，1900年由日本相关著者翻译为中文，并传入我国。（二）思想。虽然我国古代学术中自然学科相对薄弱，但我们还是可以从大量具有哲学意味的文献中窥见科学的光辉。《易经•系辞》：“形而上者谓之道，形而下者谓之器。”《管子》：“极变者，所以应物也。慕选而不乱，极变而不烦。执一之君子，执一而不失，能君万物。日月与之同光，天地与之同理。圣人载物，不为物使。”中国古典哲学对事物的认识是整体的，有形的事物只是相对稳定的阶段，事物的发生、发展、变化、消亡及消亡后演变出新的形式都有其规律，其生生不息的规律就是道，这是从哲学层面对物理的思考[1]。

二、八年级上册第一章第一节“长度和时间的测量”

秦始皇二十六年（公元前221年）统一度量衡，“度”为长度专名，“量”为体积专名，“衡”为重量专名。（一）长度的测量。唐开元年间（723-726年，一说开元十二年即724年），僧人一行组织了世界上最早的天体测量活动，南北跨越7973里（时），设置十一个观测点，在同一天测量表景，并根据景的长度变化测出每千里差四寸，以此计算出各地的相距里程。《中国科学技术史•物理学及相关技术》载有十三件不同历史时期的尺子。（二）时间的测量。《墨子》中记载有关时间的认识：“久，弥异时也。”《经说》注：“合古今旦莫。”也就是说，时间就是结合过去和现在，日出和日落。“始，当时也。”《经说》注：“时或有久，或无久，始当无久。”也就是说，时间有短有长，但开始是没有时间的，就像线的端点没有线，这相当于宇宙生成瞬间的时间形态，是墨子最伟大的思想，后来佛教传入中国，极短的时间被称为“刹那”。中国古代计算时间的器具是滴漏和沙漏，利用砂砾水滴的运动规律得出秒、分，120分为一时辰，每天分为十二个时辰，滴漏和沙漏都是在中国最早出现的。目前，最早的滴漏实物是元代延佑三年（1316年）制造的，现藏于广东省博物馆内。中国国家博物馆藏有汉代日晷一面，是我国最早的测量太阳和地球天体相对关系确定节气的日晷实物。（三）实践。开展小组合作，分析古代测量长度的仪器原理，模拟制作汉代日晷进行户外实时测量。

三、八年级上册第二章第一节“声音的产生和传播”

（一）文史信息。能量以波的形式传递，构成了中国的宏观物理学思想。目前考古发现的典册（甲骨卜辞）都是神性的记录，“帝”、自然神和祖先构成了一个弥漫着神性的世界，这种认知就是一种神性能量的“波”的世界观，神和人以看不见的波的形式交流。周代根据天体寒暑的周期变化形成的阴阳观，也是一种在阴阳两极间波动的规律。这与西方的“粒子”“元素”“原子”世界观截然不同。我国古代哲学类似元素的学说是“五行”即金、木、水、火、土，但又建立了互相生克的整体联系。汉代甚至更早就出现了摩擦发声并产生驻波泵起水花的铜盆子。文字学家研究甲骨文“石”字就是最早的乐器石磬的象形，实物如山西省博物院藏的大石磬和国家博物馆藏的安阳殷墟出土的商代虎纹石磬。耳朵听到敲击石磬的震动波就是“聲”字，字形见于“小屯南地甲骨”3551号。我国河南舞阳贾湖遗址出土的七孔骨笛，距今7800-9000年，被公认为世界上最早的七音阶吹奏乐器。（二）实践。介绍上述信息，认识除了声音之外广义的“波”概念，帮助学生了解中西方古典哲学的差异。

四、八年级上册第三章第一节“温度”

（一）文史信息。我国古代很早就掌握了温度对物质产生的影响规律，上古有“燧人氏钻木取火”的传说。对摩擦生热的认识，是人类重要的进步。新石器时期出现的大量陶器，实质上就是利用高温改变泥土的性质。商代占卜时，人们就掌握了在甲骨局部钻凿使选点变薄，并烧灼钻凿处，利用温度的差异使骨质开裂的方法。骨质开裂后会出现裂纹“兆”，以“兆”的形态判断吉凶，说明商代时人们就认识了温度和厚薄变化在热胀冷缩时对材料强度的影响规律。（二）实践。介绍二十四节气，天体温度变化对农业生产和人类生活的影响。

五、八年级上册第五章第一节“透镜”

（一）文史信息。传说透镜的发现源于古人对松香（琥珀）球的观察，因为其中的小动物看起来特别大，这就启发了凸透镜的制造，人们将水晶等透明材料磨成凸面镜，就出现了放大效果，《淮南万毕术》记载我国在公元前2世纪就开始用冰磨成透镜取火。《墨子》中记载的光学成就很多，关于镜面和透镜的内容见《经下》：“临鉴而立，景到，多而若少，说在寡区。”这是镜面和小孔成像原理。“见位景二，一小而易，一大而舌，说在中之内外”，这是透镜原理。（二）实践。通过介绍《墨子》，提高学生对我国先秦时期科学成就的认识。

六、八年级上册第五章第四节“眼睛和眼镜”

（一）文史信息。眼镜最早出现在中国，史料记载马可•波罗将眼镜从中国传到欧洲。明代田艺蘅著《留青日札》有“叆叇”一词，就是眼镜的古称。（二）实践。调动学生认识中西方文化交流的重要意义。

七、八年级下册第十章第一节“浮力”

（一）文史信息。通过“曹冲称象”的故事了解古人对浮力的认识。史料举例：宋治平年间（1064-1067年），洪水冲毁黄河大桥，起稳定作用的铁牛被冲走沉没，真定府僧人怀丙用重船卸载法将铁牛成功打捞出水，这个利用浮力原理的方法至今仍是各国打捞沉船的方法。（二）实践。启发思考，2007年12月22日我国打捞“南海一号”沉船的例子。

上述列举的与物理学科相关的史学信息，仅仅是大海之点滴，以供学科教师管窥。本课题的研究也本着积累的原则，在研究文史文献时广泛联系初中物理学科，寻找直接和间接的信息点，随时发现随时增益，随时发现随时应用到教学中，期望能加强物理与中国古典哲学、中国历史两大门类的联系。

[参考文献]

[1]李约瑟.中国科学技术史•第四卷，物理学及相关技术•第一分册•物理学[M].北京:科学出版社,2003.

作者:郭艳萍 单位:山西省大同市矿区恒安中学