论物理课程与语文课程科际整合的可能与限度

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论物理课程与语文课程科际整合的可能与限度 （《教育学术月刊》2013年第4期)

摘   要：课程改革深化、科学与人文融合期待物理课程与语文课程科际整合，厚重的国学文化、共同的价值追求、共通的生活经验为科际整合提供了可能。实现科际整合需要合理配置教材结构，优化教材选文或案例；精心设计整合视点；开发课程资源，搭建整合平台。然而，课程的工具性束缚了整合的形式与深度；素材的功能限制了材料的撷选；教材内容与学生心理失配制约了整合效果。 　　关键词:物理课程；语文课程；课程整合 　　基金项目:本文为广东省教育科学“十一五”规划2010年度课题“中学物理课程与其他主干课程的相互整合研究”的成果之一（2010tjk327）；教育部人文社会科学研究规划基金项目“传承与融通：百年小学语文教材的文化功能研究”（09YJA880054）的成果。 　　中图分类号：G424      文献标识码：A      文章编号：1674-2311(2013)04-0069-05 　　作者简介:张恩德，男，广东嘉应学院物理与光信息科技学院教育学博士（广东梅州  514015)。 　　一、问题的提出 　　课程研究历经百年，课程综合与课程分立趋势并存。基于我国以分科课程为主的现实国情，在不改变现有分科课程形态的前提下，如何克服综合课程的拼盘缺陷以及分科课程过于偏重学科的不足，在各分科课程内部实现理科课程与人文课程的科际整合，以促进“全面完满人”的形成，亟需课程研究者深思。科学教育不仅是理科课程的任务，语文课程也包含着丰富的科学教育潜能，也就是说科学与人文在语文课程中交融具有可能[1]。在当前人类文化分化与综合同时加剧的境脉下，开展物理课程与语文课程的科际整合研究，既可凸显科学与人文的血肉联系，又对各科课程编制与实施具有重要启示。 　　二、物理课程与语文课程科际整合何以可能？ 　　（一）课程改革的迫切需要 　　课程整合源于上世纪初德国的“合科教学”，它分为学科内整合与学科间整合。学科内整合实质是按照新的学科逻辑对课程内容重新排列与组合，以物理课程为例，按“能量”主题重整机械能、内能、电能、磁能、原子能等内容，按“波”主题重整机械振动、机械波、光波等内容。学科内整合能突破传统学科逻辑的桎梏，使被人为割裂的学科知识之间的结点与支架丰满而有弹性，让学生能获得统一的学科思想与观念，但不同课程之间的隔阂依然存在。 　　学科间整合分为两类，一是通过学科间整合形成新的课程形态——综合课程，综合课程可分为核心课程与边缘课程。前者如中小学的科学、社会课程，该类课程拼盘现象严重，大多囿于形式整合，如牛津上海版《科学》课程（七年级上）第8章“身边的溶液”、第9章“电力与电信息”、第10章“健康的身体”分别对应化学、物理、生物学科，前后章节交融较少；后者如生计教育课程、闲暇教育课程，这类课程将学科与生活、社会整合，但局限于课程的边缘性而地位偏低。另一类学科间整合形式是保持各分科课程形态的独立性，就学科间共通的知识技能进行整合，如上海市中学物理课程标准关于物理课程与数学、化学、生物、地理、信息科学等课程的整合建议共有16处，如要求加强“密度”、“分子”、“原子”与生物、化学学科的整合；加强“路程——时间图像”与数学学科的整合；加强“大气压强”、“连通器”等与地理学科的整合。目前这类整合内容少、方式单一、囿于课程的工具理性，科学与人文课程的森严边界难以逾越。 　　一项课程改革措施可能立竿见影，但不能一劳永逸。当前的课程整合，无论学科内整合，还是学科间整合都只能解决部分问题。因此，课程整合应以系统论的观点由形式到结构全方位展开。从整合内容看，不仅包括知识技能的整合、科学与人文的整合，还包括人类的经验世界与学生当下生活世界的整合；从整合形式看，既需通过教材栏目予以实施，也要通过教材文本予以契合；从整合场域看，既可在课程标准中予以规约，也可在教材编制中明示，还可在课堂教学中创生。课程整合须突破将整合作为课程工具、课程修饰的束缚，使其成为课程设计的理念与方法以及教材编制有机结合的途径。 　　（二）国学文化为科际整合提供了丰富资源 　　国学包括人文国学与自然国学。人文国学蕴藏着丰富的物理与哲学思想，如《刻舟求剑》蕴含运动相对性思想；《曹冲称象》运用化整为零和等效替代方法。自然国学如《墨子》《梦溪笔谈》文笔优美，蕴含深刻的人生哲理，如《淮南子·说林训》“凡用人之道，若以燧取火。疏之则弗得，数中则弗中，正在疏数之间”，在阳燧取火中悟出用人之道。文学和物理学都源于生活，文学意在讴歌生活的意蕴美，物理重在描述自然的规律美。人文国学或以事例、图片、习题、资料形式呈现于物理教材，如图文并茂的古诗“不尽长江滚滚来”，习题形式的谚语“霜前冷、雪后寒”[2]。自然国学既可以文言文形式进入语文课程，也可以习题、栏目形式进入物理课程，如物理教材中的大地传声(《梦溪笔谈》)、小孔成像(《墨经》)。 　　教育发生的前提在于文化认同，没有对文化同源性最起码的共识，就不会理解文化[3]。科学与人文在国学文化中完美交融从而为课程的科际整合提供了宝贵资源，以文学与光学的整合为例，其成语素材有：一孔之见、坐井观天、凿壁偷光、杯弓蛇影、顾影自怜、立竿见影等，这些成语或激励或明志，或告诫或规劝，或意气风发，或挥毫泼墨，融生活、自然、物理、文学于一体，寓情于境，文理贯通。诗词素材历时数千年，从周朝的《诗经·小雅·十月之交》“十月之交，朔日辛卯，日有食之”到清朝查慎行《中秋夜洞庭湖对月》“风收云散波忽平，倒转青天作湖底”，诗人敏锐捕捉大自然的物理现象，或豪迈或婉约，或雄浑或娟秀，勾勒出如诗如画的物理意境。当学生在学习物理时感悟到太阳的东升西落，星移斗转，黄河之水天上来的壮观与瑰丽，他已情不自禁地由物理踏上了文学的领地。 　　（三）共同的价值追求乃科际整合的不竭动力 　　教育学是人学，不同教育思想与理论之间的矛盾在“人”面前都应该可以相互调适。人乃知、情、意、行的和谐统一，也是人、自然、生活的浑然天成，它们的任何片面与失衡都会使课程贬值。世界各地的物理课程都将学生作为课程关心的要旨，美国加州物理课程将学生定位为未来的市民、公民、劳动者、竞争者，非常重视学生如何“成为人”，体现物理课程的人本性特征。香港物理课程重视学生的全面发展，强调通过“衍生的议题和难题”、“觉察科学、科技、社会和环境四方面相互关联的时事议题”等形式加强物理课程与社会的相互作用。近年来，我国语文课程价值由只注重工具价值转向工具性与人文性并重。《小学语文课程标准》强调语文课程“在培养学生思想道德素质、科学文化素质等方面发挥应有的作用”，将“逐步养成实事求是、崇尚真知的科学态度，初步掌握科学的思想方法”作为其课程目标。《高中语文课程标准》指出“科学技术的创造发明以及社会生活的许多方面也都贯穿着审美追求。感受艺术和科学中的美，提升审美的境界……培育科学理性精神”。 　　语文素养只由语文课程培养，科学素养只由理科课程培养，这种观念将会使科学素养与语文素养的培养二元对立。《初中语文课程标准》开篇便提出“现代社会要求公民具备良好的人文素养和科学素养”，这表明语文课程在培养学生科学素养方面也能起到潜移默化的作用。科学精神与人文精神共通互融决定科学素养与语文素养的培养并非二元对立，语文课程和物理课程在人的培养上虽各有侧重，但培养全面发展，具有创新精神、合作意识，能适应科学技术进步和可持续发展的高素质人才是它们共同的价值追求。 　　（四）共通的生活经验乃科际整合的源头活水 　　“一切理解和意义，都是源于人的生存和生活”。[4]面对夕阳西下，诗人遐想“人约黄昏后”，感叹“几度夕阳红”，物理学家沉思“夕阳为什么是红色”；同样皎洁的月光，词人咏叹“但愿人长久，千里共婵娟”、“飞镜无根谁系？嫦娥不嫁谁留”，物理学家探索月球绕地球运转满足什么规律，月亮为什么会有阴晴圆缺。同样的生活经验却蕴藏不同的意义，它既可作为素材进入物理课程，也可作为选文进入语文教材。“当翠鸟发现鱼儿露出水面时，翠鸟就蹬开苇秆，像箭一样飞过去，叼起小鱼贴着水面往远处飞走，只见苇秆还在摇晃，水波还在荡漾。”[5]菁莽先生以“蹬、贴、摇晃、荡漾”等贴切语言描绘了翠鸟捉鱼时的灵敏与神速。而物理教材编者关注到翠鸟捉鱼情景背后的物理意义，要求学生“描述一下，翠鸟在这一系列动作中涉及的能量转化”。 　　许多源于生活的素材由于意义不同而分别进入不同课程，生活的内在融通又使它们成为科际整合的良好素材。学生可从语文教材的《宇宙的未来》（霍金）、《熵：一种新的世界观(节选)》体会到科学家的人格魅力以及他们对人类命运的终极关怀，也可以基于物理知识感叹“君不见黄河之水天上来，奔流到海不复回？君不见高堂明镜悲白发，朝如青丝暮成雪”之人生无奈。“溪边照影行，天在清溪底。天上有行云，人在行云里。”诗中有物理，物理中有诗，物理意境与自然美景交融。“慢慢走，欣赏啊！”用一双慧眼看世界，整个世界的动态便成为诗，便成为物理。 　　三、物理课程与语文课程科际整合如何可能？ 　　（一）合理配置教材结构，优化教材选文或案例 　　1.优化语文教材的选文系统 　　新的中小学语文教材精选了部分科学小品文，它们运用文学笔法介绍科学知识，使读者在文学欣赏中获得科学知识，如苏教版初中语文教材精选有：《斜塔上的实验》《梦溪笔谈二则》《叫三声夸克》等。另外，教材精选了物理学家的文学作品或传记，如语文出版社的初中语文教材精选了《邓稼先》、居里夫人的《我的信念》、丁肇中的《应有格物致知精神》等，通过科学家之口弘扬其严谨的科学态度与献身精神，对学生具有很好的教育作用。 　　目前，我国中小学语文教材的科学小品文需再度优化：数量上，注意专题系列与单篇形式以及不同年级与学段的科学小品文的相对平衡；内容上，既需保证选文题材的典型性，又要体现题材的国别、时代平衡；功能上，从通过科学小品文进行识字教学到通过科学小品文学习相关科学知识的转变，从侧重激发学生对科学的兴趣向侧重科学精神、科学道德的熏陶转变；思想上，各学段的科学素养目标既要保持连续性，又要保持递进性，小品文内蕴的科学信念、科学精神应越来越深刻。 　　2.合理设置教材栏目 　　目前，国内外物理新教材栏目数量多、功能齐全，如苏教版初中物理教材设置有STS、物理广角、信息库等6个栏目，美国麦克劳希尔公司2005年出版的《物质科学》有15个栏目。这些功能齐全的栏目为物理课程与语文课程的整合提供了可能，如上述美国《物质科学》教材在每章设置了科学与语言艺术栏目，如“电”一章的“科学与语言艺术”栏目节选赫·乔·埃利森的科幻小说“隐身人”，在“链接科学与写作”子栏目让学生为一本描述爱迪生发明灯泡的书作序。我国语文出版社的初二语文教材通过口语交际栏目加强两课程之间的整合，如“小院士”科普讲座、综合性学习——环保小课题研究（助力车或简易摩托车废气和噪音污染及防治方法或某区域噪音污染状况调查及对策）等。 　　文本的意义源于不断地揭示与澄明。目前，我国初/高中物理教材缺乏物理课程与语文课程相整合的栏目，语文教材的总栏目数量太少，也不能将有限的课程内容整合点化隐为显，促进教材由文本世界向意义世界转变。笔者建议物理教材或语文教材增加附属栏目或功能栏目，既可安排在篇头、中间、眉批，也可附于旁白、小注、结尾；既可运用引出式呈现，也可结合文本相机插入。此类栏目数量与篇幅虽少，但点睛之笔却能弥补教材正文选材与行文的种种局限，起到事半功倍的效果。 　　3.丰富物理教材的叙述语言 　　由于文学在所有艺术中是最富有思想性的艺术，它在内容和表现形式上比起其他艺术都远较广阔。从语言艺术中吸取养分，用丰富的隐喻对物质世界进行思考，这是科学思维与艺术思维、逻辑思维与形象思维之间相互渗透、协调互补的一种形式。[6]物理教材的叙述语言若文采斐然、品质高雅，也不失为科际整合的重要路径。如“声音的特性”中，有编者以“小号声嘹亮挺拔，小提琴声柔和纤细，大提琴声稳重舒展，箫声则低沉飘逸”[7]来说明声音的千差万别。其语言工整对仗，用词精确贴切，将不同乐器的音色特点形象生动地呈现给读者，凸显编者深厚的语言功力。在“熔化和凝固”中，“‘不尽长江滚滚来’，望着这气势磅礴、奔腾万里的滔滔大江，你可曾想到过，这万古不竭的巨流最初的水源竟是各拉丹东雪山消融后的点点水滴”。[8]该语言亲切可人，牵引读者由冰雪消融后的涓涓细流汇入滔滔大江，使读者不知不觉地由文学踏上物理学的领地。 　　（二）精心设计课程整合视点，提升教师课程整合艺术 　　物理课程与语文课程之间课程跨度大、整合视点模糊、素材分散、教材提供的范例少，因此迫切需要教师精心设计与实现。语文教师可引导学生开展科学小论文写作训练或“科学泛舟”实践活动。另外，语文教材中有许多潜在素材可为科际整合服务，如《乌鸦喝水》中“乌鸦叼来小石子，一颗一颗地放进瓶子里，瓶子里的水渐渐升高了，乌鸦就喝着水了。”教师可就“瓶子里的水渐渐升高了”将语文知识与浮力知识整合；《大自然的语言》中“凡是近海的地方，比同纬度的内陆，冬天暖和，春天反而寒冷。沿海地区的春天来临要比内陆迟若干天。”教师可以联系物理比热容的知识讲解大自然的奥秘。 　　物理教学中，教师若能恰当引入古诗词描述物理现象或物理概念，不仅能丰富学生的感性认识，还能展示物理与文学的美妙与和谐，如在导入“平面镜成像”时，教师可以设疑“举杯邀明月”，为何“对影成三人”？导入“声音的特性”时，教师可通过解释“喇叭，唢呐，曲儿小，腔儿大”；导入“作用力与反作用力”时，可以结合flash动画展示《鹅》“白毛浮绿水，红掌拨清波”，描绘鹅“拨”清波的情景。 　　（三）开发课程整合资源，搭建课程整合平台 　　课程整合包括学科知识间的整合、学科知识与生活的整合、资源的整合以及学习方式的整合[9]。对于开发与整理资源、搭建整合平台，笔者认为应从下列方面入手： 　　1.开发与整理文学资源 　　浩如烟海的文学作品或意境深远，如“桥影流虹，湖光映雪”；或情景交融，如“花前顾影粼粼，水中人”。名人名著历经冼炼，如李白的诗、苏轼的词、沈从文的散文、托尔斯泰的小说，它们蕴含丰富的物理图景与人生哲理。应然不等于实然，丰富的文学素材只有被深加工与组织，才能彰显其内在意义，如从语文课程出发，按文学体裁就诗、词、歌、赋等与物理课程整合；按作品年代就现代文学、古代文学与物理课程整合；按文化区域就中国文学、欧美文学等与物理课程整合。从物理课程出发，就力、热、声、电、光等组织与加工文学素材；按科学探究、STS、环境等内容组织与加工文学素材。 　　2.加强地方课程与校本课程建设 　　我国实行三级课程管理制度，宏观与中观课程具有标准性、规范性、强制性，难免隐晦与抽象。课程整合作为众多教育诉求之一，它在国家层面的课程政策文件中也只是只言片语，因而需要地方课程实践者通过多种形式予以落实，以弥补宏观与中观课程关于课程整合之不足。如江西九江市可依托庐山、鄱阳湖、长江等，将蕴含物理美的诗词散文进行地方课程建设；江苏苏州中学可围绕太湖以及同里、周庄等江南古镇，就物理与文学进行校本课程建设。 　　四、物理课程与语文课程科际整合的限度 　　（一）课程的工具性束缚课程整合的形式与深度 　　工具性是课程的原初使命，也是课程的立身之本。初中物理课标坦言“义务教育阶段的物理要让学生学习初步的物理知识与技能”，中小学语文课标提出“使学生具有适应实际需要的识字写字能力、阅读能力、写作能力、口语交际能力”。课程实践中，工具性与人文性孰先孰后？有学者认为：“什么政治教育、时事教育、理想教育、人口教育等等都想让语文教材包揽过来，承担起来。语文教材成了一只大口袋，什么东西都往里面装，而且想在什么时候装就什么时候装。”[10] 　　语文课程必须讲究语文味，虽然科普类选文的功能从主要为了训练学生“比较复杂的说明”能力转变为着眼于学生科学素养的提高和科学理念的渗透[11]，但学生也是在赏析“字词句篇”与训练“听说读写”的语境中接受科学素养的滋养。语文课程与物理课程的性质不同，学生阅读科普类作品，增强科学素养，感受科学美，但不能完全不顾“提要钩玄”能力的培养。语文教师可以引导学生理解课文所介绍的科学知识，品味科学家的献身精神与方法，对于课文所涉及的、作为背景存在的更多的专业知识、概念，则不必过多花费精力。[12] 　　物理课标提出使学生“具有基本的人文素养和科学素养……养成健康的审美情趣和生活方式”。[13]这些目标需要语文课程协同实现，但不同课程其旨趣有异，如中学物理课程“让学生获得必需的物理基础知识和基本技能，初步了解物理学的发展历程；经历物理知识的形成过程”等要求乃语文课程无法替代。物理教材可运用“君不见黄河之水天上来，奔流到海不复回”作为熵概念的背景，但不可假借“整合”之名网罗李白的名篇佳作，物理教师可要求学生运用能量转化对翠鸟的捕鱼动作进行设问，但无须要求学生归纳“翠鸟”一文的中心思想，也无须询问学生该文何处运用了比喻、拟人等。物理课程与语文课程的边界不可一味固守，也不可恣意僭越。 　　（二）素材的功能限制教材对整合材料的撷选 　　素材的功能决定教材撷取材料的类别。“人有悲欢离合，月有阴晴圆缺”，该素材朗朗上口，意境高雅，与光学密切关联，易为物理教材撷取。“满眼风波多闪烁，看山恰似走来迎。仔细看山山不动——是船行”，它通俗似歌，反映了船夫的轻松愉快，与相对运动密切相关，常被物理教材撷取。虽然李清照婉约、苏东坡豪迈、杜甫深沉、李白浪漫，若其作品无法满足物理课程的基本需要，也难以被物理教材撷取。虽然“纤云弄巧，飞星传恨”格调雅致，感情炽烈，但不能帮助学生获取直观的感性认识，无法为学生的物理学习提供脚手架，也不宜撷取；“雕栏玉砌应犹在，只是朱颜改。问君能有几多愁，恰是一江春水向东流”，其辞赋艺术虽高，但远离日常生活，也不宜撷取。 　　（三）教材内容失配制约课程整合效果 　　现行物理教材与语文教材蕴藏若干潜在课程整合资源，由于物理教材与语文教材的结构与编制技术迥异，整合内容与学生心理失配，使得这些资源难以发挥课程整合作用。 　　1.同一学段的物理教材与语文教材内容进度失配 　　 表1  人教版初中语文教材与物理教材的整合与适配表 课文名称 有待整合的物理内容 具体内容整合点 适配与否 《中国石拱桥》 第11课 《二力平衡的条件》 九年级第12章 赵州桥的石拱 为什么设计成弧形 否 《大自然的语言》 第16课 《升华和凝华》 八（上）第4章 什么叫逆温层？ 山脚的霜是怎么来的？ 否 《被压扁的沙子》 第18课 《密度》、《质量》 九年级第10章 石英和沙子的互相转化 否 《落日的幻觉》 第20课 《光的折射》八（上）第2章；《光的色散》高中物理选修3-4 落日变扁的原因、落日色彩变化与光的散射的关系 部分适配 《三峡》第26课 《光的反射》八（上）第2章； 《运动和力》九年级第11章 理解“朝发白帝，暮至三陵”、“素湍绿潭，回清倒影” 部分适配 《观潮》第28课 《机械能及其转化》 九年级第14章 潮水为什么会 越卷越高？ 否 　　 　　物理教材与语文教材的课程内容失配主要表现为物理课程内容相对滞后，使得语文教材中某些潜在整合内容无法贯彻与落实。笔者以人教版八年级（上）初中语文教材为例，将其有待整合的内容及其与物理教材适配情况列表予以说明。 　　由上表可看出，由于物理课程的相对滞后，语文教材中潜在整合内容将有半数无法实现。当然，这些潜在整合点有可能在其他学段的物理或语文课程学习中被激活，如教师在讲二力平衡条件时以《中国石拱桥》作为导入素材，询问学生“赵州桥的石拱为什么设计成弧形，运用了什么物理知识？” 　　2.教材的整合内容与学生心理发展失配 　　不同学段学生心理发展特点不同，对素材潜在意义的理解有别。目前，小学科学教材的文学素材多具有通俗化、儿童化、口语化特点，如“日出而作，日落而息”、“天高云淡”、“一寸光阴一寸金”等。而较抽象的成语如“树欲静而风不止”、“强弩之末”、“方枘圆凿”等超越了小学生的理解能力难以进入科学教材。初中物理教材的文学素材大多源自学生先前学习的语文课程内容，如“小时不识月，呼作白玉盘，又疑瑶台镜，飞在青云端”等。高中物理教材的文学素材的抽象性与艺术性可适当提高，如“奉为圭臬”、“大漠孤烟直，长河落日圆”、“君不见高堂明镜悲白发，朝如青丝暮成雪”。课程整合的内容须经教育学、心理学处理，以符合学生的心理逻辑。某些素材经编者改编与教育学、心理学加工可被教材撷取，但某些素材结构严谨对仗、艺术形式与表现手法独特，如屈原的《天问》：“九天之际，安放安属？隅隅多有，谁知其数？东西南北，其修孰多？南北顺椭，其衍几何？”它虽然艺术高雅且与天文学密切相关，但超越了学生的心理逻辑，由于语言本身的晦涩，不仅不能给学生提供丰富的感性认识，而且使学生理解相关物理概念与规律更加困难。 　　五、结语 　　课程的科际整合源于课程的社会属性与人的禀性。物理课程与语文课程的整合既可以通过图片、习题、栏目、实验等教材表层结构达成，也可通过教材深层结构的变革予以实现。课程整合不仅需要形而下地从课程标准到教材再到课堂教学依次递进，也需要形而上地根据课程实践实时调整或修订相应的课程政策、课程标准与教材。课程整合形式多种多样，各种形式须相互配合，才能发挥整体功能。 　　参考文献 　　[1]王珺.科学与人文：在语文中交融——关于语文综合性的对话[EB/OL].http://www.jyb.cn/gb/2004/11/25/zy/jysw/1.htm. 　　[2][7][8]刘炳升,李容主编.物理(8年级上册)[M].南京:江苏科学技术出版社，2003：39-42，11，39，65. 　　[3](德)彼得·科斯洛夫斯基著.后现代文化——技术发展的社会文化后果[M].毛怡红译.北京:中央编译出版社，1999:46. 　　[4]章启群.意义的本体论——哲学诠释学[M].上海：上海译文出版社，2002:27. 　　[5] 课程教材研究所,小学语文课程教材研究开发中心编著.语文(三年级下册)[M].北京：人民教育出版社，2006:18-19. 　　[6] 程民治.从科学与艺术的和谐性看物理科学美[J].合肥工业大学学报(社会科学版),2004，18(6).165-170. 　　[9] 陈妙娥.课程整合的基本理念和策略[J].北京教育, 2003,(11). 　　[10]朱昌元.语文教学中的“非语文”、“反语文”[EB/OL].http://zhuchangyuan.blog.zhyww.c ... 2010225151225.html. 　　[11]王静义.语文课程中的科学美教育初探[J].课程·教材·教法,2005,(4):42-46. 　　[12]李云龙.“科学”课文在小学语文教材中的设置与教学策略——以人教版义务教育课程标准实验教科书小学《语文》为例[J].云南教育，2007,(1-2):21-23. 　　[13]上海教育委员会编制.上海市中学物理课程标准[M].上海:上海教育出版社，2004:3.　 　　责任编辑：武   杰