双减政策下,跨学科教学探索古代科技成就
双减政策下,跨学科教学探索古代科技成就
2025年1月,北京市教委等十七部门发布《关于加强新时代中小学科学教育工作的二十条措施》,明确提出要“开齐开足开好科学类国家课程,完善对科学类课程教学的评价机制,构建大中小贯通的培养链条,支持中小学与高校联合教研,鼓励高中学生参加高校学术活动等内容。”其中特别强调,义务教育阶段各门课程要用不少于10%的课时开展跨学科主题学习。
在这一政策背景下,如何将物理教学与古代科技成就相结合,开展跨学科教学,成为教育工作者面临的重要课题。
中国古代科技成就中的物理智慧
中国古代科技成就辉煌,其中蕴含着丰富的物理原理。例如,春秋末期到战国初期的墨子,进行了有可靠记载的光学实验。他发现了光的直线传播,提出了关于光、影、射、像等概念的定义,并系统论述了光与影的关系、小孔成像、平面镜、凹面镜、凸面镜的成像原理等。这些发现比古希腊的光学研究还要早。
东晋天文学家虞喜最早发现了“岁差”,并定出较为精确的岁差值。南北朝时期的祖冲之参考虞喜的岁差值,制订出《大明历》,提出了诸多更精确的天文数据。隋代刘悼《皇历》和宋代杨忠辅《统天历》与元代郭守敬《授时历》中,岁差值日趋精确。
魏晋时期的算学家刘徽,在长期研习中国古代数学经典《九章算术》的基础上,以逻辑推理的形式全面论证《九章算术》中算法的正确性,并对之进行了注释,建立了较为完整的理论体系,为中国古典数学奠定了理论基础。
跨学科教学的实践探索
将这些古代科技成就融入物理教学,可以设计一系列跨学科课程。例如,在讲解光学时,可以结合墨子的小孔成像实验,让学生亲手制作小孔成像装置,理解光的直线传播原理。在讲到力学时,可以介绍墨子对杠杆原理的研究,让学生通过实验验证杠杆平衡条件。
在教授天文学知识时,可以结合虞喜的岁差发现,让学生了解古代天文观测方法。在讲解数学与物理的关系时,可以介绍刘徽的割圆术,展示数学在物理学中的应用。
跨学科教学的意义
这种跨学科教学模式具有重要意义:
培养创新思维:通过了解古代科技成就,学生可以学习古人的创新精神,激发自己的创新思维。
深化理解:将抽象的物理原理与具体的古代科技成就相结合,有助于学生更直观地理解物理知识。
增强文化自信:了解中国古代科技成就,可以增强学生的民族自豪感和文化自信。
提升综合素质:跨学科教学能够培养学生的综合素养,使其成为具有创新精神和实践能力的全面发展人才。
在双减政策背景下,跨学科教学不仅是政策要求,更是培养创新人才的有效途径。通过将物理教学与古代科技成就相结合,我们不仅能激发学生的学习兴趣,还能培养他们的创新思维和实践能力,为国家培养更多具有综合素质的优秀人才。