书名：《中华文化里的物理元素》
作者：李锐， 孙长英， 曹雪莹 编著
出版社：九州出版社（全国百佳出版单位）
书号：ISBN 978-7-5225-0885-6
出版日期：2022年4月
定价：59元
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作者简介
李锐，北京师范大学天津生态城附属学校校长助理，北京师范大学教育集团附校发展研究中心研究员，中国发明协会中小学创造教育分会理事，徐长青工作室成员，朱行建创新工作室成员。主持中国教育学会“关于教学中增强文化自信”的课题，并应邀在全国多地开展讲座与公开课教学，受到广泛好评。负责编写北师大教育集团附校建设标准，深度调研全国60所名校，拥有丰富的教育教学管理经验和研究成果。
孙长英，中共党员，北京师范大学天津生态城附属学校物理学科教研组长，曾荣获市级物理学科带头人、市级优秀教师、滨海新区物理骨干教师等称号。参与中国教育学会“十三五”教育科研课题《在物理教学中增强文化自信的研究与实践》的研究与推广。
曹雪莹，硕士研究生，2017年毕业于哈尔滨师范大学，主要从事初中物理教学及研究。2016年参加全国第八届“翰博尔杯”大学生与研究生物理教学技能展评，荣获一等奖。2020年11月，在《物理通报》杂志发表论文《在物理教学中增强文化自信的研究——以光学教学为例》。同年3月，论文《透过〈光的直线传播〉感悟认知冲突的魅力——认知冲突教学法融入物理课堂的研究》获天津市基础教育“教育创新”论文区级二等奖。2021年4月，参与中国教育学会“十三五”教育科研课题《在物理教学中增强文化自信的研究与实践》并顺利结题。
序 一
几个月前，北京师范大学天津生态城附属学校李锐等老师将他们编写的《中华文化里的物理元素》一书初稿送给我，希望我给提点意见。说心里话，我非常愿意阅读这样的著作，一方面有助于我了解一线教师的教育思想和心路历程；另外也有助于我补充自己教育教学经验的不足。但对于写序言一事，多有犹豫，怕写得不好，辜负了一个优秀物理教师团队的热忱，也影响读者的兴致。无奈盛情难却，加之读后确有一些想法，与各位交流，敬请大家批评。
中华文化、中华精神是我们文化自信的源泉。党中央明确指出了实现中华民族伟大复兴是中华民族近代以来最伟大的梦想。中国复兴梦不仅是经济的崛起、国力的整体提升，更是作为国家软实力标志的文化的复兴，这是中华民族的根和魂，是中华民族的精气神。为贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想、关于革命传统教育要从娃娃抓起的重要指示和党的十九大精神，落实全国教育大会精神，充分发挥中小学教材承载的中华优秀传统文化的教育功能和其在革命传统教育中的重要作用，全国各级各类学校都在加强引导学生树立正确的历史观、民族观、国家观、文化观，增强做中国人的骨气和底气，因此激活中华优秀传统文化的深厚底蕴，弘扬红色革命文化的道德理想已经成为中小学教育的重要任务和根本目标。
北京师范大学天津生态城附属学校多年来非常重视在教学中落实中华优秀传统文化和革命文化的教育，经过数年的努力和实践，编写了《中华文化里的物理元素》一书。本书以李约瑟难题为起点，以钱学森之问为动机，结合中学物理教学知识体系，通过搜集大量的文献材料，来寻找中华民族在５０００多年文明发展中孕育的中华优秀传统文化，寻找在中国共产党和中国人民伟大斗争中孕育的革命文化和社会主义先进文化，从而整理出与中学物理知识相匹配的中国古代成就、古代诗歌、成语故事、民间俗语、中国物理学家的革命故事等具有代表性和可操作性的优秀中国物理元素并编辑成册，以便为全国广大物理教师提供更多的教学素材，指明在物理教学中实践文化自信的基本路径和类型。比如教师在讲《浮力》一课时，可以用本书提供的相关素材“怀丙河底捞铁牛”的故事导入，让学生分析怀丙和尚是利用什么原理把铁牛打捞上来的，引出新课名称的同时，激发学生的学习热情。然后向学生介绍我国古代著作《墨经·经下》中有“荆之大，其沈浅也。说在具”，清朝郑板桥的《怀潍县》一诗中有“只凭风力健，不假羽毛丰。红线凌空去，青云有路通”，让学生了解中国古代智慧的劳动人民和知识分子们早已对物理现象有了一定的观察与思考。此后再用“石沉大海”“水涨船高”等成语让学生掌握判断浮力大小的决定性因素。最后通过本课所学知识再次解释“怀丙河底捞铁牛”的原理。
通过有效融入中华优秀传统文化可以实现培养学生的文化自信和国家认同感，同时也将科学与爱国紧密地连接在了一起。本书的内容通过对初高中学生的教学实践，并以调查问卷、名师访谈和教研交流等方式进行调研，最后证明结合本书内容来教学具有很强的实践价值和推广意义。
李春密
２０２１年１１月２０日于北京
（李春密系北京师范大学物理学系教授、博士生导师，中国教育学会物理教学专业委员会副理事长兼秘书长）
序 二
《中华文化里的物理元素》一书，以中学物理学科知识体系为线索，介绍了大量与中学物理教学相关的中华优秀文化，分析了其中蕴含的物理学意义。包括中华优秀传统文化，如中国古代成就、古代诗歌、成语故事、民间俗语等；也包括当代中国革命和社会建设的优秀文化，如中国共产党与敌人斗争的革命精神和智慧、现代社会主义先进文化、现代科技等。
本书的作者李锐、孙长英等老师所在的教学团队还积极将书中的素材应用于中学生文化自信教育的研究和教学实践中。他们在北京师范大学天津生态城附属学校的八年级、九年级和高一进行了一系列相关教学实践探索，总结出了比较有效的在物理教学中渗透文化自信教育的教学模式，取得了良好的教学效果；他们在全国多个地区和学校进行关于中学物理教学渗透文化自信教育的分享和交流活动，包括参与天津市教育科学研究院课程教学研究中心组织的“庆祝建党１００周年，研究在物理教学中增强文化自信”展示交流活动，受到有关专家和广大中学物理教师的好评。
立德树人是教育的使命，培养什么人、为谁培养人、如何培养人是每一位教育人都要思考并必须回答好的问题。中华民族正走在实现中华民族伟大复兴的伟大征程上，培养具有中华文化自信、中华优秀精神和中华优秀文化底蕴的德智体美劳全面发展的中国特色社会主义事业的接班人和建设者是每位中国教育人的初心和使命。开展中华优秀文化教育，增强学生的民族文化认同、民族文化自信、民族身份认同是我们每位中国教育人的现实任务。
我校李锐老师等人的教学团队编写的《中华文化里的物理元素》一书为广大中学物理教师在教学中渗透中华优秀文化提供了有价值、可操作的教学素材，相信他们的物理教学渗透文化自信教育的教学实践和模式也能够对更广大的文化自信教育提供参考和借鉴。
程凤春
２０２１年１１月２０日
（程凤春系北京师范大学教授、北京师范大学天津生态城附属学校校长）
序三
北师大教育集团教研团队在行动
听闻李锐等几位老师的《中华文化里的物理元素》马上就要出版了，我心里着实感到高兴。由于工作关系，尽管已多次听到李校长在带领课题组老师们做相关交流，然而再次阅读样稿时，仍然是爱不释手，读来收获满满。
《中华文化里的物理元素》一书是北京师范大学天津生态城附属学校物理组多年在教学中注重落实弘扬中华优秀传统文化和革命文化的实践结晶，也是北京师范大学教育集团学科教育研究共同体不断发展、不断壮大、不断研究的产物。
北京师范大学教育集团学科教育研究共同体是指北师大教育集团依托合作学校的学科优势，整合北师大和地方的学科专家资源建立的学科教育研究组织。其目标是为教师搭建教学研究、学科建设交流的平台，共享教育资源，促进教师专业水平提升和学科发展；加强合作学校之间的交流，提升合作学校的教育教学质量和综合水平；建设具有示范、引领作用的基础教育协同创新平台。
北师大天津生态城附校物理组的老师们，在李锐老师的带领下，边研究边实践，并通过集团学科教育研究共同体毫不保留地将本校的研究路径和成功经验向集团各校做经验交流分享。正是因为有这样一位开拓者和引领者，才有越来越多的学校和老师在物理教学中注重传统文化元素的渗透，并以此落实了学科核心素养，提高了学生的文化自信。同时，随着研究队伍的壮大，学科研究共同体也有了更好的发展。
总之，我们再次对《中华文化里的物理元素》一书的即将问世表示祝贺，也希望有更多的老师结合自身实践开展越来越多的研究，并通过学科教育研究共同体固化成果。
高永静
２０２１年１１月２０日
（高永静系北京师范大学教育集团教研中心物理学科教研员）
附：目录
第一辑：力 学
运动的描述002
１． 参考系002
２． 时间与空间的定义007
３． 时间间隔和时刻007
４． 时间的性质008
５． 长度和时间的测量009
６． 速 度012
７． 位移＝速度×时间015
８． 自由落体015
质量与密度016
９． 质 量016
１０． 天 平017
１１． 密 度018
力019
１２． 力的三要素019
１３． 力的作用效果020
１４． 力的相互作用023
１５． 稳 度025
１６． 重 力026
１７． 重 心027
１８． 弹力、胡克定律028
１９． 摩擦力029
２０． 内 力031
２１． 合力、力的合成032
运动和力035
２２． 力与运动的关系035
２３． 牛顿第一定律035
２４． 惯 性036
２５． 作用力和反作用力037
２６． 单位制037
万有引力与航行041
２７． 地球的公转041
２８． 天体间存在引力042
压 强043
29． 固体压强043
３0． 液体压强045
３1． 连通器045
３2． 流体压强与流速的关系045
浮 力047
３3． 浮 力047
３4． 物体的浮沉条件及应用049
功和能053
３5． 功053
３6． 能 量053
３7． 动 能054
３8． 重力势能055
39． 机械能及其转化056
简单机械059
４0． 杠 杆059
第二辑：热 学
物态变化062
４1． 温 度062
４2． 温度的测量063
４3． 物态变化与吸放热068
４4． 熔化和凝固069
４5． 汽化——沸腾和蒸发070
４6． 液 化072
４7． 升华和凝华074
４8． 比热容075
分子运动理论077
49． 扩散现象077
５0． 分子力081
内 能083
５1． 内 能083
５2． 内能的利用083
５3． 热力学第一定律084
第三辑：声 学
声现象086
５4． 声音的产生与传播086
５5． 声音的音调090
５6． 声音的响度091
５7． 声音的音色092
５8． 声的利用094
59． 乐音与噪声094
６0． 回 声096
第四辑：光 学
光现象100
６1． 光的直线传播100
６2． 光的反射105
６3． 平面镜成像112
６4． 光的折射118
６5． 色 散121
透镜及其应用126
６6． 透 镜126
６7． 凸透镜成像的规律127
６8． 眼睛和眼镜127
第五辑：电磁学
电130
69． 对电荷的认识130
７0． 电荷间的相互作用131
７1． 摩擦起电132
７2． 导体和绝缘体133
７3． 带电体能吸引轻小物体133
７4． 尖端放电与避雷针134
磁136
７5． 磁石和磁现象136
７6． 磁 场139
７7． 磁屏蔽140
78． 指南针141
79． 磁偏角143
后 记
2016年的一个上午，和师父何穆彬通了将近两个小时的电话，谈论的是学生学习物理如何提高国际素养，师父提到了中华文化的博大精深。受到师父的启发，结合多年的思考，我提出了如何在物理学习中增强文化自信。随后，我找到朱行建老师一同申请了中国教育学会十三五教育规划课题“在物理教学中增强文化自信的研究与实践”。在朱老师的引领与指导下，２０２１年，课题顺利结题，并被评为了天津市教育学会突出成果。整个过程得到了谷明杰、李素敏、屈卫东、吴宝庆等前辈的支持，更得到了李春密教授与韩彪主任以及刘大庆、王燕、吴宝庆、陈雪梅、吴况丰等几位师父的方向引领与不断的鼓励。
习近平总书记强调教育改革要坚持文化自信，改革的前提是推广，让更多的人认识与思考，然后一同行动起来。对于物理教学中增强文化自信这一项目的推广，在高永静老师的帮助下，北师大教育集团物理教研共同体起了关键的作用。我先后在全国多地进行了关于文化自信的讲座与演讲，有件事是我意料之中，又是意料之外的，那就是每一场讲座教育同仁们都情绪激昂，这些抛砖引玉的讲座引起了更多人的关注与思考，原来大家的内心都有文化自信的星星之火，源于对祖国的热爱，对教育事业的追求，之后我们自发成立的文化自信教学研究团队迅速超过百人，我们共同的梦想就是让优秀的中华文化成为中华民族伟大复兴的基石。
本书就是在这样的背景下创作完成的，其间离不开研究团队的孙长英和曹雪莹两位老师的辛勤工作，尤其是孙长英老师，以多个不眠之夜，为本书的完善付出心血，本书能精益求精，孙老师功不可没。同时，在这里更要感谢我校的程凤春校长，程校长是北师大的教授、博士生导师，学术水平高，对于项目方向的把控与研究事项的指导都高屋建瓴，使学校物理组团队能更加自信地投入研究。
这本书寄托了太多人的期盼，其中还有很多不足，我们希望得到各方的批评指正，欢迎更多的有识之士加入我们，我们一起不断地更新与完善她，使她不仅成为一本读物，更能引起教育者的思考与研究，更希望她能激发学生的学习热情与爱国情怀。
李锐
２０２１年１１月２０日
（李锐系北京师范大学天津生态城附属学校校长助理，北京师范大学教育集团附校发展研究中心研究员）
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