魏明　駱遠征　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、社會課程資源進行了開發(fā)，并在此基礎上，通過教學案例的形式探討了如何利用鄉(xiāng)土物理課程資源進行物理教學實踐，彌補了民族地區(qū)，尤其是農村地區(qū)辦學條件與資源的不足，有利于促進民族地區(qū)特色校本課程及其資源的建設，形成民族教育特色.

關鍵詞：貴州土家族地區(qū);鄉(xiāng)土物理課程資源;開發(fā)與應用;教學資源

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：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：物理課程與教學論、物理基礎教育.

隨著物理基礎教育課程改革的不斷深入與推進，人們越來越清楚地認識到，僅僅依靠國家統(tǒng)一的物理教材、教參、課程標準等國家課程的教學資源很難真正實現物理課程改革的宏偉目標，還需要地方課程、校本課程教學資源的參與.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.然而，盡管國家《基礎教育課程改革綱要（試行）》明確提出要建立國家、地方、學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，初高中物理課程標準強調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，加強與生產、生活、地域文化的聯系，使課程內容貼近學生生活，關注學生的學習興趣、生產生活經驗和地域文化差異，增強課程對地方、學校以及學生的適應性，為學生以后的學習、生產、生活打下基礎[1-2]，但是，長期以來，受“唯升學率、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在物理課程內容中，使得學生的學習脫離了現實生活與生產實際，致使學生的學習情感、核心素養(yǎng)與教學目標難以達成.

目前，人們已從純教育理論的角度對課程資源的開發(fā)與利用進行了深入的研究與論述，為我們從具體學科與地域視角開發(fā)與利用課程資源奠定了基礎和提供了理論指導.本文正是基于物理學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)與應用問題進行探討.

1 土家族地區(qū)鄉(xiāng)土物理課程資源的開發(fā)及其內容

土家族作為我國少數民族之一，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，這些課程資源內容豐富，形式多樣，蘊含著許多物理知識、思想與方法，是物理教學的良好素材與資源.

1.1 鄉(xiāng)土文化課程資源

鄉(xiāng)土文化是民族群眾在生產、生活實踐中所創(chuàng)享和傳承的珍貴物質文化與精神文化，是某一地域學生學習、成長的文化基礎.把鄉(xiāng)土文化開發(fā)成為物理課程資源引入中學物理教學，是物理教育回歸學生生活世界、關懷個性生命的體現，具有其他物理課程資源無法替代的教育價值，有利于緩解校內外生活的差異，使學生依靠自己的認知結構與生活經驗來建構物理知識.

貴州土家族地區(qū)鄉(xiāng)土文化課程資源多種多樣，表現形態(tài)各異，內涵豐富，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、民風民俗文化、民間體育文化、民間藝術文化等鄉(xiāng)土物理課程資源，也包括了土家族人民在生產實踐中形成的農耕生產文化鄉(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、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項目;農耕生產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)農耕生產活動，而且還包含從事這些農作的鋤頭、鐮刀、斧頭、鋸子等農用器具;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，而且也包含相應的石磨、桿秤、揚谷器、碾米器等傳統(tǒng)生活飲食工具;民風民俗文化包含吊腳樓、木梁房等幾十種習俗.這些鄉(xiāng)土文化與中學物理課程知識聯系密切，許多物理科學思想、觀念蘊含其中，滲透于物理學各個領域.

例如，民間體育文化中的掰手腕、頂杠體現了力的合成與分解、力的平衡知識，打洋戰(zhàn)、蘿卜白菜蘊含了運動學的知識;民間藝術文化中的打溜子蘊含了聲音的產生、音調、響度等物理知識;農耕生產文化中的打谷子、砍柴蘊含了平均作用力、沖量、動量定理等知識，農用器具斧頭、柴刀體現了壓強知識;生活飲食文化中用石磨磨豆腐蘊含了杠桿、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，不僅蘊含了動量定理、沖量、平均作用力等物理知識，還體現了杠桿的原理與思想;民風民俗文化中的吊腳樓、木梁房蘊含了力的合成與分解等物理知識，體現了物理學的對稱美、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的內容與形式，對促進民族地區(qū)鄉(xiāng)土物理課程資源與教學融合，開展少數民族地區(qū)民族教育、弘揚民族精神，具有重要的現實意義.

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，獨特的地理自然環(huán)境“造就”了獨特的鄉(xiāng)土自然課程資源.境內山巒起伏，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素材.民諺“梵凈山戴帽，下雨的征兆”就是最好的體現;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化的教學資源;湖泊溪水中蕩起的水波是機械波的產生、傳播、疊加等物理知識的教學資源.山野梯田、土壤是毛細現象的教學資源.如此等等.眾多的鄉(xiāng)土自然課程資源可為物理教學提供生動的教學情景與素材，這些教學素材與資源貼近學生生活，十分接“地氣”，具有很強的親和性，學生易于在熟悉的教學情景與資源中建構起物理知識.

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，不僅可為物理教學提供生動的教學情景與資源，還可以組織學生進行現場觀摩和實物體驗，促進理論教學與實踐教學相結合.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)成為能量轉化與守恒、法拉第電磁感應定律、交流電的產生等教學資源，也可以成為現場觀摩、分析、討論的實踐教學資源.

2 土家族地區(qū)鄉(xiāng)土物理課程資源在教學中的應用

2.1 民間體育文化：賽龍舟與運動、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文化遺產保護名錄的沿河土家族自治縣的端午賽龍舟民族體育運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實、團結協(xié)作、勇創(chuàng)爭先、積極向上的民族精神面貌.

物理知識：運動、速度的合成與分解.

教學展開：課堂教學中，教師簡要介紹土家族賽龍舟民族體育運動文化的歷史淵源與背景，引導學生回憶賽龍舟時的運動情景，展示賽龍舟的運動圖片或播放賽龍舟的比賽視頻，并根據教學目標與學生已有的認知情況，提出如下幾個原始物理問題，引導學生依據自身經驗、親身經歷，從物理學的角度進行思考和討論，在問題解決中建構、理解和掌握運動、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，需在最短時間內把龍舟競渡到對岸，請問龍舟頭應該如何擺放？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，龍舟頭應該如何擺放？龍舟的運動速度、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，龍舟頭應該如何擺放？龍舟的運動速度、位移與時間分別為多少？

問題解決：假設烏江的寬度為d，龍舟渡江的時間為t，運動速度為v合，位移為s.由于江水流速v江產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，龍舟頭應該垂直江邊擺放，龍舟的劃行速度v舟應與江岸垂直，其原理如圖2所示.通過分析可得龍舟的運動速度，v合=v2舟+v2江，運動時間t=dv舟，運動位移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，則龍舟的運動速度應垂直江岸，龍舟頭應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，即龍舟頭應該與江岸成90°-α角度沿上游傾斜擺放，龍舟的運動速度v合=v舟cosα，運動位移為d，運動時間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，根據其原理圖4可得龍舟的劃行速度v舟必須與運動速度v合垂直，則可得龍舟與江岸的夾角α為90°-arcsinv舟v江，即龍舟頭應該與江岸成α角度沿上游傾斜擺放，龍舟的運動速度v合=v2江-v2舟.又根據三角形Δoqm與Δonp相似，可得線段op的長度為v江v舟d，即龍舟運動的位移s=v江v舟d，龍舟運動的時間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，當地學生極為熟悉，把它作為物理教學的課程資源，能引起學生共鳴.

物理知識：交流電的產生.

教學展開：教師組織學生前往水電站進行課外實踐，參觀、考察、觀摩相關設施、圖片與資料，并向學生提出水電站的交流電是怎樣產生的供學生思考、交流和討論，把課堂教學與課外實踐、理論教學和實踐教學結合起來，使學生通過課外實踐活動的考察分析，了解交流電產生的工作原理與本質.

問題解決：為了簡化問題，假設水電站的發(fā)電機只有一匝線圈，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，產生的感應電流為0.

從圖5甲旋轉到圖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生的感應電流方向為BADC.當線圈旋轉到乙圖位置時，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生的感應電流方向仍為BADC.當線圈旋轉到丙圖位置時，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生的感應電流方向為CDAB.當線圈旋轉到丁圖位置時，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生的感應電流方向仍為CDAB.當線圈旋轉到甲圖位置時，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，線圈在磁場中轉動時，產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，交流電的大小與方向隨時間變化的關系如圖6所示.

2.3 民間藝術：敲鑼、打鼓、吹嗩吶與聲現象

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，共同演奏出婉轉悠揚、優(yōu)美、和諧、動聽的鑼鼓聲與嗩吶聲，令人神往，體現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：聲現象.

教學展開：課堂伊始，教師簡要介紹土家族婚嫁的文化背景與淵源，引導學生分享曾經參與、看到和感受的迎親場景，向學生提出如下幾個原始問題讓他們思考和討論，從生活、身邊現象中習得物理新知.

（1）鑼鼓、嗩吶聲是如何產生和傳播的？

（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生的聲音？體現了聲音的什么特性？

（3）用不同的力量敲擊鑼鼓時，產生的聲音有何不同？體現了聲音的什么特性？

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;產生的音調高低不一樣，體現了不一樣的鑼鼓、嗩吶聲音的音調.用不同的力量敲擊鑼鼓時，鑼鼓振動的強弱不同，使得產生聲音的強弱也不一樣，體現了聲音具有響度的特性.

3 結論

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，蘊含的物理知識體現在物理學的各個領域，利用它們既可以進行單獨的課堂理論教學與課外實踐教學，也可以促進二者的結合，把理論與實踐教學結合起來，豐富課堂教學模式與內容.在教學實踐中，從學生熟悉的鄉(xiāng)土情景、生活經驗和生產實踐出發(fā)，設置相關的原始物理問題供學生思考、討論和分析，展開教學探討，不僅能加強物理與學生生活、生產、文化之間的聯系與共鳴，彌補民族地區(qū)，尤其是農村地區(qū)辦學條件、資源的不足，而且能增強教師的課程實施能力與學生的物理學習興趣，促進民族地區(qū)特色校本課程及其資源的建設，形成民族教育特色.

參考文獻：

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

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

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

（收稿日期：2020-11-20）