中學物理美與物理教育

〔關鍵詞〕 物理美；物理教育；美學

〔中圖分類號〕 G633.7

〔文獻標識碼〕 A

〔文章編號〕 1004—0463（2007）07（B）—0009—01

物理美是物理發展的動力，是物理教育的重要內容之一，而物理教育則是物理人才培養、物理知識探索的手段，其中美學因素直接影響著未來物理人才的素質。物理美能增進主體對物理的直覺能力和創造思維能力，它對提高學生素質，培養全面發展的人才具有重要作用，同時也是全面推進素質教育中不可忽視的重要因素。因此，物理教育必須將物理中所固有的美展示給學生，使學生不僅獲得知識，還能受到美的熏陶。

一、物理美與學生學習興趣的關系

我在教學中經常發現一些學生對物理不感興趣，認為物理抽象難學。造成這種現象的一個重要原因我認為是在日常物理教學中忽視了對物理美的啟發和發現，因為缺少了美的因素，就會使物理學習變得索然無味。物理美不是像一幅畫、一尊雕塑的美那樣外顯，而是融含于物理知識之中。因此，在物理教學中并不缺少美，缺少的是對美的發現和提示。這就需要教師去提高自身素質，對教材中的美進行深入地挖掘、收集。而且要有意識地培養學生的審美感，合理地引導學生發現、挖掘物理美，從而激發學生的學習興趣，讓他們能主動、愉快地學習，提高學習效率。

二、中學物理教學中的物理美

1．對稱美。千百年歷史的進化造就了無數完美對稱的東西，使人們總樂于欣賞和追求各種各樣的對稱美。物理美也一樣，其對稱美處處皆是。如時空對稱中有：時間對稱、空間對稱、時間空間對稱；直觀形象上的對稱有：杠桿的平衡左右對稱、平面鏡成像中的物與像的對稱、磁體的NS兩極對稱、電荷的正負對稱、電磁場在空間上的對稱。這些對稱都是很美的自然對稱現象。

善于發現和應用對稱美，促進了物理學的發展。如在電磁學的發展中，物理學家認識到，電與磁是相對稱的：電荷有正負、磁體有南北，電與磁之間有相似的作用力。而且通過長期的艱苦研究認識到電能生磁；由電能生磁，繼而認識到磁能生電。從而使人類社會進入電氣化時代。對電和磁的進一步研究，又認識到變化的磁場能產生電場，變化的電場能產生磁場，從而發現了電磁波的存在，使人類社會又進入了信息化時代。在電現象中正、負電荷可以單獨存在，但在磁現象中到如今卻還沒有發現磁單極子，尋找磁單極子研究又在推動著物理學的發展。

2．簡潔美。中學物理的許多物理量(如密度、壓強、功率、電流、電場強度、電勢差、電容等)就是用兩個物理量的比值來定義的，形式非常的簡潔；而各種物理規律又都能用數學形式嚴謹、簡潔地表達出來。如牛頓三大定律將宏觀低速領域中眾多運動現象簡明而完美地概括起來，使低速宏觀領域的各種機械運動按牛頓定律井然有序地運行。而愛因斯坦的相對論將相對性原理從力學擴展到整個物理學領域，使牛頓力學成為相對論的特例。相對論從復雜的自然現象中概括出簡潔的規律，給人們簡明清晰真實的美感。

3．和諧美。和諧是指由于組成整體的各個要素相互間恰到好處而在整體上顯現的協調美。和諧的美給人以恰如其分、渾然一體的美感。物理中的和諧美是由物理學揭示自然物質存在、構成、運動及其轉化的規律在整體上的和諧性而產生的美感。

古人以圓為美，哥白尼就用圓形軌道建立了日心說的宇宙圖像；開普勒行星三定律提出了行星運動的橢圓軌道，擴大了美的范圍使行星運動具有多樣性的美；而愛因斯坦的相對論解釋了橢圓軌道的運動，運動的橢圓比靜態的橢圓更具有動態美。

三、中學物理教學中審美能力培養

在教學中，除了挖掘、收集教材中物理美因素，展示給學生，讓學生充分感受美，并應用物理美去提高其物理能力、思維能力、解題能力外，還應在這一過程中培養學生的審美能力。這有助于學生對其他美的形態的認同、欣賞，提高美的直覺能力。而要培養這種能力，首先教師要注意儀表整潔、莊重，給學生以視覺美；其次要以認真的教學態度、良好的敬業精神、豐富的學識、執著的追求感染學生；第三還要通過良好教學環境的營造、多媒體手段的應用，把學生帶入物理美的境界，讓學生從心里喜歡物理、熱愛物理，主動地去感受物理的美妙。

總之，教師要啟發和引導學生把對自然對藝術的審美熱情推廣到物理學習中，使之站在更高的科學位置上去俯視物理學，充分體驗和發現物理美的簡潔、對稱、和諧和統一之美，由此激發他們對物理的熱情和探索物理的激情，調動他們刻苦學習的精神，熱愛物理，學好物理。