2021年3月Vol.39 No.05 中学物理
•经验交流•
魏明1骆远征2杨正伦3姜春冬4王云5
(1.贵州师范学院物理与电子科学学院贵州贵阳550018; 2.安顺学院教务处贵州安顺561000;
3.沿河县第二高级中学贵州沿河565300;
4.清镇市时光实验学校贵州清镇551400;
5.长顺县民族高级中学贵州长顺550700)
摘要：针对贵州土家族地区乡土物理课程资源内涵丰富、形式多样、分布较广的特点，对其乡土文化、自然、社会 课程资源进行了开发，并在此基础上，通过教学案例的形式探讨了如何利用乡土物理课程资源进行物理教学实践，弥补 了民族地区，尤其是农村地区办学条件与资源的不足，有利于促进民族地区特校本课程及其资源的建设，形成民族教 育特.
关键词：贵州土家族地区；乡土物理课程资源；开发与应用；教学资源
中图分类号:G633.7 文献标识码：B文章编号：丨008- 4134(2021)05 - 0038 - 04
随着物理基础教育课程改革的不断深入与推进，人们越来越清楚地认识到，仅仅依靠国家统一的物理 教材、教参、课程标准等国家课程的教学资源很难真正实现物理课程改革的宏伟目标，还需要地方课程、校本课程教学资源的参与.地方课程、校本课程的实施就为开发与利用地方乡土物理课程资源提供了契机.然而，尽管国家《基础教育课程改革纲要（试行）》明确提出要建立国家、地方、学校三级课程管理体制，确立地方课程与校本课程的地位、作用，初高中物理课程标准强调要重视课程资源的开发、整合与利用，要改变课程注重书本知识传授的倾向，加强与生产、生活、地域文化的联系，使课程内容贴近学生生活，关 注学生的学习兴趣、生产生活经验和地域文化差异，增强课程对地方、学校以及学生的适应性，为学生以 后的学习、生产、生活打下基础H ，但是，长期以来，受“唯升学率、唯考试成绩”的影响，在课程实施中，地 方课程、校本课程很难真正落实到位，致使与中高考无关的物理课程资源没有得到充分开发与利用，具有 浓郁地方乡土风情的民族文化、自然与社会资源等乡 土物理课程资源很难出现在物理课程内容中，使得学 生的学习脱离了现实生活与生产实际，致使学生的学 习情感、核心素养与教学目标难以达成.
目前，人们已从纯教育理论的角度对课程资源的 开发与利用进行了深入的研究与论述，为我们从具体
学科与地域视角开发与利用课程资源奠定了基础和提供了理论指导.本文正是基于物理学科和贵州土家族地区的视角，对乡土物理课程资源的开发与应用问 题进行探讨.
I土家族地区乡土物理课程资源的开发及其内容土家族作为我国少数民族之一，是一个历史悠久、文化灿烂的民族，其先民巴人早在4000多年前就 生活在汉水流域至峡江地区，在生产生活、社会实践和历史发展过程中创造和形成了别具彩的乡土文化课程资源，这些课程资源内容丰富，形式多样，蕴含 着许多物理知识、思想与方法，是物理教学的良好素材与资源.
1.1乡土文化课程资源
乡土文化是民族众在生产、生活实践中所创享 和传承的珍贵物质文化与精神文化，是某一地域学生 学习、成长的文化基础.把乡土文化开发成为物理课程资源引人中学物理教学，是物理教育回归学生生活 世界、关怀个性生命的体现，具有其他物理课程资源无法替代的教育价值，有利于缓解校内外生活的差异，使学生依靠自己的认知结构与生活经验来建构物 理知识.
贵州土家族地区乡土文化课程资源多种多样，表 现形态各异，内涵丰富，既包括了土家族人民在社会生活、人际交往中形成的生活饮食文化、民风民俗文 化、民间体育文化、民间艺术文化等乡土物理课程资源，也包括了土家族人民在生产实践中形成的农耕生 产文化乡土物理课程资源.例如，民间体育文化包含赛龙舟、摇旱船、掰手腕、顶杠、扭扁担、丟窝、挤油渣、
基金项目：2020年贵州省教育科学规划一般课题“贵州土家族地区乡土物理课程资源的开发与整合研究”（课题编号:20208189).
作者简介：魏明（1980 -)，男，贵州沿河人，硕士，副教授，研究方向：物理课程与教学论、物理基础教育.
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打陀螺、打飞棒、踢毽子、接龙、打洋战、萝卜白菜、打 沙包、砸纸板等几十种传统民间体育项目[3]；民间艺 术文化包含了摆手舞、滩戏、打溜子、花灯戏、茅古斯 舞、板凳舞、扇子舞等几十种艺术项目；农耕生产文化 不仅包含打谷子、打豆子、搬玉米、割小麦、锄土、犁 田、砍柴等几十种传统农耕生产活动，而且还包含从事这些农作的锄头、镰刀、斧头、锯子等农用器具；生活饮食文化同样不仅包含手工磨豆腐、滤豆腐、打糍 粑、碾汤圆、碾辣椒、滤汤圆、炕腊肉等几十种传统生活饮食活动，而且也包含相应的石磨、杆秤、扬谷器、碾米器等传统生活饮食工具；民风民俗文化包含吊脚 楼、木梁房等几十种习俗.这些乡土文化与中学物理课程知识联系密切，许多物理科学思想、观念蕴含其中，渗透于物理学各个领域.
例如，民间体育文化中的掰手腕、顶杠体现了力的合成与分解、力的平衡知识，打洋战、萝卜白菜蕴含 了运动学的知识；民间艺术文化中的打溜子蕴含了声 音的产生、音调、响度等物理知识；农耕生产文化中的 打谷子、砍柴蕴含了平均作用力、冲量、动量定理等知 识，农用器具斧头、柴刀体现了压强知识；生活饮食文 化中用石磨磨豆腐蕴含了杠杆、摩檫力、线速度、角速 度等知识，用碾压器碾压玉米、大豆、米粒等坚硬粮食，不仅蕴含了动量定理、冲量、平均作用力等物理知 识，还体现了杠杆的原理与思想；民风民俗文化中的吊脚楼、木梁房蕴含了力的合成与分解等物理知识，体现了物理学的对称美、统一美、和谐美思想.如此等 等，不胜枚举.把乡土文化开发为物理课程资源，能极 大地丰富和拓展物理教学的内容与形式，对促进民族 地区乡土物理课程资源与教学融合，开展少数民族地 区民族教育、弘扬民族精神，具有重要的现实意义.
1.2乡土自然课程资源
乡土自然课程资源是指某一地方的课程资源自然天成，无需加工改造就可以开发为教学所用的课程 资源.贵州土家族地区地处武陵山脉，山高地险，峡谷 河溪众多，水资源丰富，独特的地理自然环境“造就”了独特的乡土自然课程资源.境内山峦起伏，奇峰险 峻，常年春夏云雾弥漫，秋冬霜雪，是固体、液体、气体 物态变化和吸热放热的教学素材.民谚“梵净山戴帽，下雨的征兆”就是最好的体现；随处可见的从高处落下溅起巨大水花的瀑布是动能势能相互转化的教学资源；湖泊溪水中荡起的水波是机械波的产生、传播、叠加等物理知识的教学资源.山野梯田、土壤是毛细 现象的教学资源.如此等等.众多
的乡土自然课程资源可为物理教学提供生动的教学情景与素材，这些教学素材与资源贴近学生生活，十分接“地气”，具有很 强的亲和性，学生易于在熟悉的教学情景与资源中建 构起物理知识.
1.3乡土社会课程资源
乡土社会资源是人们为了保存、展示、利用某地方的自然资源、文化资源等生成与发展起来的资源，具有“人工性”与“改造性”的特点.乡土社会资源一旦被开发，为课程教学所利用，就形成了乡土课程资源.贵州土家族地区除了具有一般性的乡土社会课程 资源，还具有保存和展示地域文化、民族文化的文化宫、民族文化展览馆以及利用地方自然水域资源修建 的水电站、桥梁、码头等社会资源.例如，位于黔东北的沿河土家族自治县民族文化展览馆通过实物、图书、图片、影像等形式陈列和展示了大量的土家族民族文化，不仅可为物理教学提供生动的教学情景与资 源，还可以组织学生进行现场观摩和实物体验，促进 理论教学与实践教学相结合.思南县的思林水电站、沿河土家族自治县的沙陀水电站等乡土课程资源不仅可以通过开发成为能量转化与守恒、法拉第电磁感 应定律、交流电的产生等教学资源，也可以成为现场观摩、分析、讨论的实践教学资源.
2 土家族地区乡土物理课程资源在教学中的应用
2.1民间体育文化：赛龙舟与运动、速度的合成及 分解
乡土情景：赛龙舟作为贵州土家族地区盛行的民 族体育文化运动项目，是典型的乡土课程资源.一年一度的端午节，作为贵州省第四批省级非物质文化遗 产保护名录的沿河土家族自治县的端午赛龙舟民族体育运动都会在乌江盛大举行（如图1).比赛开始，伴随着富有节奏的锣鼓声、呐喊加油声，土家族运动员整齐划一划桨，从乌江一岸竞渡到对岸，展示了土家族人民勤奋务实、团结协作、勇创争先、积极向上的 民族精神面貌.
图1赛龙舟
物理知识：运动、速度的合成与分解.
教学展开：课堂教学中，教师简要介绍土家族赛龙舟民族体育运动文化的历史渊源与背景，引导学生
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田启文个人简历39 •
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回忆赛龙舟时的运动情景，展示赛龙舟的运动图片或 播放赛龙舟的比赛视频，并根据教学目标与学生已有 的认知情况，提出如下几个原始物理问题，引导学生 依据自身经验、亲身经历，从物理学的角度进行思考 和讨论，在问题解决中建构、理解和掌握运动、速度的 合成与分解等物理知识与方法.
(1)土家族人民为了获取比赛胜利，需在最短时 间内把龙舟竞渡到对岸，请问龙舟头应该如何摆放? 如果龙舟的划行速度为％，江水的流速为& ，龙舟的 运动速度、位移与时间分别是多少？
(2)如果龙舟的划行速度％大于江水的流速 ，要使龙舟竞渡到对岸过程中位移最小，龙舟头应 该如何摆放？龙舟的运动速度、位移与时间分别为 多少？
(3)如果龙舟的划行速度％小于江水的流速 %:，同样要使龙舟竞渡到对岸过程中位移最小，龙舟 头应该如何摆放？龙舟的运动速度、位移与时间分别 为多少？
问题解决：假设乌江的宽度为 <；龙舟渡江的时间为《，运动速度 为h ，位移为&由于江水流速％产生的效果是使龙舟从上游冲到/
d
邓鸣贺父母/
取舟V i
\f
J —
下游，龙舟的划行速度％产生的
图2赛龙舟原理图
效果是使龙舟从江的一岸竞渡到对岸.因此，要使比 赛获取胜利，即竞渡的时间最短，龙舟头应该垂直江 边摆放，龙舟的划行速度％应与江岸垂直，其原理如土家族的饮食
图2所示.通过分析可得龙舟的运动速度，％ =
洪欣被塞肉丸子是怎么回事v \ + v]t ，运动时间t =丄，运动位移s = %
，=
u 舟
如果龙舟的划行速度％大于 江水的流速％，要使龙舟竞渡到 对岸过程中位移最小，则龙舟的运 动速
度应垂直江岸，龙舟头应该沿
江的上游倾斜摆放，使得龙舟的划
/\
d
\\—V -%
图3赛龙舟原理图
行速度％沿江岸的分速度等于江水的流速％，其原理如图3所示.通过分析可得a = arcsin &，即龙舟头 应该与江岸成90°-a 角度沿上游倾斜摆放，龙舟的 运动速度％ = % cosa ，运动位移为运动时间〖=1
u 合
(I
如果龙舟的划行速度m
小于江水的流速％，要使龙舟竞渡到对岸过程中位移最小，根据其原理图4 可得龙舟的划行速度％必须与运动速度％垂直，则可得龙舟与江岸的夹角a 为90°-arCSi n h ，即龙舟
仏江
头应该与江岸成U 角度沿上游倾斜摆放，龙舟的运动 速度％ = \/% _ v\•又根据三角形与A o n p 相
似，可得线段o p 的长度为1
即龙舟运动的位移S =
取舟
龙舟运动的时间《 = = d , ■
V fi ^ 合^ y %-%
2.2物理课程资源：水电站与交流电的产生
乡土情景：贵州土家族地区地处武陵山脉，水资 源非常丰富，境内水电站众多，仅流过思南县、沿河土 家族自治县的乌江流域就有思林水电站、沙陀水电站 等多个水电站.这些水电站距离县城较近，交
通十分 便利，当地学生极为熟悉，把它作为物理教学的课程 资源，能引起学生共鸣.
物理知识：交流电的产生.
教学展开：教师组织学生前往水电站进行课外实 践，参观、考察、观摩相关设施、图片与资料，并向学生 提出水电站的交流电是怎样产生的供学生思考、交流 和讨论，把课堂教学与课外实践、理论教学和实践教 学结合起来，使学生通过课外实践活动的考察分析，
了解交流电产生的工作原理与本质.
问题解决：为了简化问题，假设水电站的发电机 只有一匝线圈，线圈的边连在金属环A '上，C £»边 连在滑环i 上；导体的两个电刷£丨分别压在两个环 上，线圈逆时针方向勻速转动时可以通过滑环和电刷 保持与外电路的连接，如图5所示•某时刻线圈转到 图5甲位置时，线圈平面与磁场方向垂直，通过线圈 的磁通量最大，产生的感应电流为〇.
从图5甲旋转到图5乙过程中，通过线圈的磁通 量逐渐减小，由愣次定律可知线圈产生的感应电流方 向为K 4D C .当线圈旋转到乙图位置时，线圈与磁场平
行，4/)与C 7)的电流方向与磁场垂直，此刻磁通量减
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甲乙丙丁
图5交流电产生原理图
小到〇，电流增大到最大值.从乙图旋转到丙图位置过
程中，通过线圈的磁通量逐渐增大，由楞次定律可知
线圈产生的感应电流方向仍为a4D C.当线圈旋转到 丙图位置时，线圈与磁场垂直，此刻磁通量增大到最大值，电流减小到〇.从丙图位置旋转到丁图位置过程 中，通过线圈的磁通量逐渐减小，由愣次定律可知线圈产生的感应电流方向为当线圈旋转到丁图位置时，线圈与磁场平行M S与C D的电流方向与磁 场垂直，此刻磁通量减小到〇，电流增大到最大值.从 丁图位置旋转到甲图位置过程中，通过线圈的磁通量 逐渐增大，由愣次定律可知线圈产生的感应电流方向 仍为CZM B.当线圈旋转到甲图位置时，线圈与磁场垂 直，此刻磁通量增大到最大值，电流减小到〇.
因此，线圈在磁场中转动时，产生的电流大小和方向都在发生周期性的变化.在一个周期内，交流电 的大小与方向随时间变化的关系如图6所示.
图6
2.3民间艺术：敲锣、打鼓、吹唢呐与声现象
乡土情景：土家族每逢婚嫁节日活动，场面热闹 非凡，在迎亲队伍中，有人敲锣，有人打鼓，有人吹唢 口内，共同演奏出婉转悠扬、优美、和谐、动听的锣鼓声与唢呐声，令人神往，体现了土家族人民对婚姻追求的向往和生活的热爱，如图7所示.
物理知识：声现象.
教学展开：课堂伊始，教师简要介绍土家族婚嫁的文化背景与渊源，引导学生分享曾经参与、看到和 感受的迎亲场景，向学生提出如下几个原始问题让他 们思考和讨论，从生活、身边现象中习得物理新知.
(1) 锣鼓、唢呐声是如何产生和传播的？
(2) 锣鼓、唢呐手在共同演奏时，我们为什么能分
图7 土家族迎亲
辨出各自产生的声音？体现了声音的什么特性？
(3)用不同的力量敲志锣鼓时，产生的声音有何
不同？体现了声音的什么特性？
问题解决：锣鼓受到木棍敲击，唢呐受到人吹的
气流时都发生了振动，由于振动发出了相应的声音，
这些声音使得周围的空气也发生了振动，使得声音借
助空气介质由锣鼓、唢呐传递到人的耳朵里；我们能
在锣鼓、唢呐混合声音中分辨出各自的声音，主要是
因为锣鼓、唢呐的音不同；产生的音调高低不…样，
体现了不一样的锣鼓、唢呐声音的音调.用不同的力
量敲击锣鼓时，锣鼓振动的强弱不同，使得产生声音
的强弱也不一样，体现了声音具有响度的特性.
3结论
贵州土家族地区的乡土物理课程资源非常丰富，
存在形式各异，蕴含的物理知识体现在物理学的各个
领域，利用它们既可以进行单独的课堂理论教学与课
外实践教学，也可以促进二者的结合，把理论与实践
教学结合起来，丰富课堂教学模式与内容.在教学实
践中，从学生熟悉的乡土情景、生活经验和生产实践
出发，设置相关的原始物理问题供学生思考、讨论和
分析，展开教学探讨，不仅能加强物理与学生生活、生
产、文化之间的联系与共鸣，弥补民族地区，尤其是农
村地区办学条件、资源的不足，而且能增强教师的课
程实施能力与学生的物理学习兴趣，促进民族地区特
校本课程及其资源的建设，形成民族教育特.
参考文献：
[1] 中华人民共和国教育部.义务教育物理课程标准(2011年版）[M].北京：北京师范大学出版社,2012.爱情公寓第二季演员
杨洋的婚纱照[2] 中华人民共和国教育部.普通高中物理课程标准(2017年版）[M].北京：北京师范大学出版社,2018.
[3] 李莹，杨风雷.贵州铜仁土家族传统体育项目的多维 价值审视[J].现代交际，20丨6(05)，42 -43 +41.
(收稿日期：2020 -11 -20)
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