寓美育于物理教學中

馬　珍

中學物理是一門重要的自然基礎學科，在物理學科中貫徹美育教育是時代必然，也是物理學科發展的需要.李嵐清同志曾指出：“美育還應在許多學科的教學中貫徹”.下面筆者對物理教學中進行美育教育問題做初步探討.

物理教學中的美育任務，主要是培養學生對科學的審美感受能力，理解美在科學中表現出來的“以美啟真，求美致真”的作用規律，同時豐富學生的理性積淀，以至創造美.為了達到這個目標，可從不同角度對學生進行美育教育.

一、挖掘物理學的科學美，激發學生求知動力

物理科學蘊含著深刻的美的本質.物理規律本身就是和諧的、美妙的，即符合審美的全部要求，它反映了該領域所固有的審美內容.眾多物理學家都曾贊嘆過物理學本身固有的美學特征：簡單、對稱、和諧.可簡析如下：

1.簡單的美. 物質世界的構成和運動展現出的簡單：一切物質都由最簡單的粒子組成；光沿著最簡單的直線傳播；行星沿著簡單的幾何曲線——圓、橢圓、拋物線或雙曲線運動.物理模型的簡單：質點、彈簧振子、單擺、理想氣體、點電荷、電場線、磁感線、理想變壓器、光線、薄透鏡等，以這些優美的理想模型概括出物質運動的基本規律，變復雜為簡單，既簡潔又合理，既抽象又形象.物理理論體系、規律、公式表達邏輯上的簡單，更令人贊嘆：作為支撐經典物理大廈的牛頓運動定律，在宏觀低速領域，實實在在地展現其簡潔和完美；而作為現代物理大廈支柱的相對論和量子力學，又從更廣闊領域描繪了一幅極其簡潔的物質組構和運動的生動圖像.簡單就是美.

2.對稱的美.物質世界時空的形象對稱：物體豎直上拋和斜拋運動的上升過程與下降過程的時空對稱；在光學和固體物理中屢屢出現的空間對稱；在交流電和電磁振蕩研究中出現的時間對稱；其中地球自轉、公轉帶來的白天、黑夜與年復一年的周期與節律，就是學生最易體會的時間對稱例子.物理學公式、定律表達方式上和理論結構上所反映的對稱：電磁學中靜電力的平方反比定律跟萬有引力平方反比定律的對稱；麥克斯韋根據電與磁的對稱性及磁感線圖像的對稱性，在沒有任何實驗支持的情況下，大膽地在安培定律中平添了“位移電流”矢量項，建立起他的呈現對稱美的方程組，其中主要的四個方程彼此相容，成為電磁場完整的理論體系，被譽為自然界最優美的詩.

3.和諧的美.物理學家認為，物質世界自身及物理理論的“統一”“對應”乃是宇宙和諧的反映.物理學龐大的知識體系，既遵循各自內在的規律，又相互聯系，構成一個統一體，如運動定律和萬有引力定律的簡潔形式所表示的牛頓力學，把地上的力學與天上的力學統一了起來；優秀的麥克斯韋方程把電、磁、光統一為電磁場理論；近代物理支柱的愛因斯坦相對論，把牛頓力學與麥克斯韋電磁場理論統一了起來.而三大守恒定律（物質、能量、動量）乃是物質世界和諧性最完美的體現.“對應”是物理學和諧美的另一表現形式，如電子、質子、中子與正電子、反質子、反中子體現了物質構成的對應；而E=mc²的質能公式則體現了質量與能量的對應等， 此類對應在物理學中比比皆是.

由此可見，物理學在破譯宇宙密碼的同時，實實在在地展示了其“驚人的簡單”、“神秘的對稱”和“美妙的和諧”.

對科學美的認識是誘導學生學好物理學的橋梁，事實表明，凡對自然美和藝術美有追求的學生，一旦剖析了物理學的科學美，展現在學生面前的就不再是一堆死氣沉沉的公式，而是一串串令人贊嘆的珍珠了.在他們對物理學美的贊嘆中，提高學習物理的熱情，逐漸領悟到物理學有如同詩一般的簡潔、對稱與和諧之美，他們對學好物理的興致會更濃，學習潛能挖掘得更深，進而從嘗到的學習成果滋味中，更激勵他們主動學習、刻苦鉆研，構成動因與效果間的“正反饋”.

二、挖掘物理學家的美德，培養學生高尚的情操

美育與道德的善是一致的，美以善為前提，善是美的本源，善又是真與美的歸宿和家園.美和德是親姊妹，美的情感和善的行為是道德的基礎.

不論哪一套中學物理教材，都涉及近百名中外著名物理學家.如力學中出現的物理學家有牛頓、伽利略、愛因斯坦、開普勒、亞里士多德、胡克等；電磁學中出現的物理學家有庫侖、安培、歐姆、洛侖茲、赫茲、法拉第、麥克斯韋、楞次、焦耳等；光學中出現的物理學家有倫琴、惠更斯、普朗克等；熱學中出現的物理學家有布朗、玻意耳、開爾文、查理等；原子物理中出現的物理學家有居里夫婦、湯姆生、盧瑟福等；還可加進華人物理學家的有楊振寧、李政道、錢學森、丁肇中、鄧稼先、崔琦、朱棣文等.這些物理學家雖然國籍不同，所處年代不同，各人經歷不同，但他們都充分體現出為追求科學真理而不懈努力的美德，他們生平大量動人的事跡，尤其是不怕挫折的拼搏精神、愛國奉獻的敬業精神和相互協作的精神都是一部絕好的美育教材，能激起學生心靈的震動.在教學過程中，把物理學家勇于探索，實事求是的科學精神；視苦為樂，頑強拼搏的不屈精神；只圖貢獻，不求索取的奉獻精神；堅持真理，并為捍衛真理不怕犧牲的獻身精神等生動事例穿插講授，使學生深受感染，進而學習和仿效物理學家的這種崇高的精神風貌與美德.

物理學家傳記具有永恒的教育價值，它可陶冶學生的心靈，起到以情感人，以美引善，以美育人的作用，從而培養學生高尚的情操，使他們成為身心健康、全面發展和有道德的人.

三、充分展示物理的教學藝術，為學生創設美的情境

教師作為物理學科美育的組織者和施行者，在物理教學中起著主導作用.每堂物理課都應該是教師創作的優美作品，因此在授課藝術上要充分體現物理學科自身的美學規律，產生審美效果. 一般而言，教學藝術的審美性體現在教學設計美、教學過程美、教學語言美、教態美、板書美等常規的可操作方面.

教學設計美往往體現在教學計劃、教學方案別具一格、新穎可行、富有成效.教學過程美應體現在開始能引起學生興趣，使學生全神貫注地投入；銜接能環環緊密相扣、別具匠心；轉化能自然暢達、波瀾起伏、引人入勝；結尾能令學生茅塞頓開、余味無窮、發人深思.教學語言美體現在無論書面還是口頭語言都應該生動形象、言簡意賅、精確明快、富有情感和幽默感.物理教師的語言是思維藝術的展露，課堂語言的組織和設計也反映了教學思維的深刻程度.精湛的語言能使物理規律表述得妙趣橫生.尤其是具有直觀性和啟發性的形象化比喻手法，能激起學生展開想像的翅膀.諸如教師在講述原子結構時，可把原子比作一個體育館，而原子核就像掛在館中央的一個玻璃球.這種形象描述生動地展示了原子核與原子關系的圖景，令學生容易理解，印象深刻.又如在講直線運動時，學生對“加速度變小的加速運動”這句話很難理解，教師可以打個比喻 “像人長個子一樣，開始長得快，后來長得慢，但仍在長”，這樣學生就更易于理解了.當然，教學語言還要求有和諧的節奏，抑揚頓挫，注重輕重緩急，力爭聲情并茂.至于教態美則應體現為教師衣著打扮美觀大方、儀態端莊、待人真誠和舉止自然.板書美則體現為布局協調、重點突出、書寫規范和字體漂亮.但是，這些教學藝術還應與物理學自身具有的簡單、對稱、和諧的美學特征緊密結合，在學科教育中最大限度地滲透美育.

總之，物理教師應該是塑造新一代心靈美的科學人才的工程師和藝術家，有責任、有義務在物理教學中貫徹美育教育，調動學生的審美思維，啟發學生的審美聯想，讓學生樹立起這樣一種信念：宇宙存在著一種最終的簡單、對稱、和諧之美，有待他們去發現，去揭秘，去“原天地之美，而達萬物之理”.