在物理教學(xué)中滲透美學(xué)教育

摘要:當(dāng)人們重新認識到自然科學(xué)與人文科學(xué)應(yīng)當(dāng)和諧發(fā)展時，對中學(xué)物理教學(xué)也提出了新的要求:學(xué)習(xí)物理既要探求“真”，又要追求“美”。于是新課程標(biāo)準(zhǔn)要求從知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀三個方面培養(yǎng)學(xué)生，在物理教學(xué)中滲透美育正是契合了這一要求，中學(xué)物理教材中蘊含著眾多的美育素材，物理教師應(yīng)充分挖掘這些素材并向?qū)W生施加審美影響。用物理知識的形式美來感染、熏陶學(xué)生;用物理學(xué)的內(nèi)在美來感化、激勵學(xué)生。培養(yǎng)他們感受美、鑒賞美、創(chuàng)造美的能力，不僅提高他們的美學(xué)素養(yǎng)，更讓他們學(xué)會在思考中領(lǐng)悟。

關(guān)鍵詞:中學(xué)物理;形式美;內(nèi)在美

中圖分類號:G633.7 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1003-6148(2010)5(S)-0029-2

在古希臘時期，哲學(xué)家們曾把自然科學(xué)和美學(xué)的研究統(tǒng)一在一起，提出了:“美在于數(shù)”、“美在和諧”等審美標(biāo)準(zhǔn)。而后來，工業(yè)革命的深入發(fā)展導(dǎo)致了自然科學(xué)與人文科學(xué)的分野，前者以物為尺度，求的是“真”，強調(diào)的是工具性和實用性;后者以人為中心，求的是“美”，強調(diào)的是精神性和感受性。這兩者似乎成為了兩個毫不相干的領(lǐng)域，就像康德所說的:“沒有美的科學(xué)，只有美的藝術(shù)”，他認為一門自然科學(xué)，若作為科學(xué)而被認為是美的，它將是一個怪物。

產(chǎn)業(yè)革命后，自然科學(xué)的光芒使人文社會科學(xué)黯然失色，兩種科學(xué)相互沖突的不和諧狀態(tài)深深影響著人們的價值觀，在功利主義思想指導(dǎo)下，“實用性”成為評判事物的標(biāo)尺，這給人類的發(fā)展帶來了一系列的危機:生態(tài)危機、社會危機、道德危機、精神危機和價值危機。危機又喚醒了人們對兩種科學(xué)的互補性和整體性的認識，從而注定自然科學(xué)與人文科學(xué)必將重新走向和諧，這對中學(xué)物理教學(xué)也提出了新的要求，于是新課程標(biāo)準(zhǔn)提出了三維目標(biāo):知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀。這三維目標(biāo)其實也可概括為:既要探求“真”，又要追求“美”。物理教師則有責(zé)任在日常教學(xué)中滲透美學(xué)教育，不是僅僅局限在“提高學(xué)生素質(zhì)”的層面，而應(yīng)上升到“教育學(xué)生思考”的高度。

事實上，真與美在客觀世界中是統(tǒng)一的，它們是同一事物的兩個方面，對真理的追求必然伴隨對美的追求，物理學(xué)也是真與美的統(tǒng)一體。

自然界的基本特點是統(tǒng)一、單純、和諧，不論是宇觀世界或是微觀世界。正是由于許多物理學(xué)家都堅信物理學(xué)領(lǐng)域中存在很多的美，并在各自的研究領(lǐng)域中自覺地按照對稱、簡單、和諧、統(tǒng)一等美的法則去努力地發(fā)現(xiàn)和揭示自然界的規(guī)律，從無序中見有序，大大促進了物理科學(xué)的發(fā)展。日心說的創(chuàng)立者哥白尼是這樣贊美天體的美的:“太陽在萬物的中心統(tǒng)馭著;在這座最美神廟里，另外還有什么更好的地點能安置這個發(fā)光體，使它能一下子照亮整個宇宙呢?……我們就是在這種布局里發(fā)現(xiàn)世界有一種美妙的和諧，和運行軌道與軌道大小之間的一種經(jīng)常的和諧關(guān)系，而這是無法用別的方式發(fā)現(xiàn)的” ;開普勒在探索天體運動規(guī)則的過程中深受家鄉(xiāng)巴伐利亞民歌《和諧曲》的影響，始終信奉“存在天體的音樂”，它能產(chǎn)生和諧的旋律效果，并通過行星運動的事實轉(zhuǎn)譯成音符而辨別出來，而每一次的科學(xué)發(fā)現(xiàn)都證實了他最基本的信念;愛因斯坦更是能從美中發(fā)現(xiàn)定律，他從引力與加速度等效原理出發(fā)，憑協(xié)變對稱美寫出引力方程，這種從對稱美中尋找定律的方法被沿用至今，在科學(xué)前沿的探索中發(fā)揮著越來越大的作用。物理的科學(xué)之美與藝術(shù)美的不同之處在于它不僅有外在的、表層的，通過視、聽便可享受到的美，而且有內(nèi)在的、深層的，通過理性的思維方可領(lǐng)會的美。

中學(xué)物理是經(jīng)典物理學(xué)的基礎(chǔ)，研究的是物質(zhì)運動的基本規(guī)律和基本結(jié)構(gòu)，是人類對客觀世界的反映和認識，蘊含著豐富的審美教育素材，在物理教學(xué)中進行審美教育不僅僅是學(xué)生接受知識、提高學(xué)習(xí)效率的手段，也應(yīng)該看到它的美學(xué)價值，在教學(xué)中滲透美學(xué)教育，讓學(xué)生學(xué)會在理智中感受美、鑒賞美，提高學(xué)生的人文素養(yǎng)，并能站在更高的角度反思科學(xué)與社會的關(guān)系。

在中學(xué)物理教學(xué)中滲透美育，就是要用物理知識的形式美來感染、熏陶學(xué)生;用物理學(xué)的內(nèi)在美來感化、激勵學(xué)生。

1 物理知識的形式美

如同欣賞音樂、繪畫等藝術(shù)作品一樣，學(xué)習(xí)物理知識也能讓人產(chǎn)生愉悅感和美感，因為物理知識具有直觀的表象美，這主要包括一些物理現(xiàn)象之美和物理實驗之美。

1.1 物理現(xiàn)象之美

美的事物總是令人賞心悅目的，物理現(xiàn)象則呈現(xiàn)出了多種形式的美，直接觸動人們的視聽感官，給人美感，讓人愉悅，包括聲現(xiàn)象、熱現(xiàn)象、光現(xiàn)象、靜電現(xiàn)象以及磁現(xiàn)象等等。

由于光的色散、干涉和衍射而形成的種種色彩斑斕的現(xiàn)象，如彩虹、陽光下的肥皂泡，全息攝影等等，都呈現(xiàn)出繽紛之美;當(dāng)學(xué)生聽到隆隆的雷聲，看到夜空中耀眼的閃電時，就能真真切切地感受到物理現(xiàn)象的震撼與敬畏之美;而水蠅在平靜的水面上輕盈地舞蹈時則給人以一種愉悅悠閑的美的享受。

1.2 物理實驗之美

一些用肉眼無法直接觀測到的奇異現(xiàn)象一旦通過物理儀器、物理實驗展現(xiàn)在人們的眼前時，除了帶給人們夢幻般的奇妙感覺外也帶來無限的想象空間。例如:對于電場和磁場這種人的視力無法觸及的現(xiàn)象，利用實驗，通過一種頗具美感的線條，以美的形態(tài)把抽象的場變成能為視覺感受的模型，學(xué)生不僅能感受到這種模型的美，更能感受到自然界本身所賦予的這種神奇的美。又如:通過對太陽光譜的觀察，分析太陽大氣中的物質(zhì)，這個實驗不僅讓學(xué)生欣賞到美麗的光譜，也體會到物理知識的神奇妙用。

在物理教學(xué)中應(yīng)當(dāng)充分挖掘物理學(xué)的形式美，讓學(xué)生體驗到這種實實在在的美，培養(yǎng)學(xué)生的審美能力和審美情趣，激發(fā)學(xué)生對美的追求。

2 物理知識的內(nèi)在美

物理學(xué)的美更主要更深刻地表現(xiàn)為物理的內(nèi)在美，即抽象美。這種美不能靠視覺或聽覺來辨析，而要靠心智去體驗。這種美包括物理理論之美和物理方法之美。

2.1 物理理論之美

(1)理論描述之美

美國著名物理學(xué)家阿#8226;熱在其《可怕的對稱》一書中寫道“大自然在最基礎(chǔ)的水平上是按美來設(shè)計的”。其實從古至今，物理學(xué)家們都是帶著求真求美甚至由美求真的信念來探索世界的。因此他們對自然界物質(zhì)運動的一般規(guī)律的描述也是美的?？茖W(xué)家們或是通過抽象的創(chuàng)造思維，或是通過長期的實驗，把看起來散亂無序的現(xiàn)象引向極其簡單而美麗的數(shù)學(xué)形式，這簡潔明了的意向，這種豐富深邃的意味不僅是科學(xué)創(chuàng)造的特征，更是審美創(chuàng)造的特征。

中學(xué)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定義的，形式非常簡潔。而各種物理規(guī)律又都能用樸素的語言或簡單嚴謹?shù)臄?shù)學(xué)形式表達出來，它們是如此的完美，以至于后人無需再畫蛇添足地作任何修改，這不僅體現(xiàn)了物理科學(xué)圓滿、協(xié)調(diào)、自洽的邏輯美，還體現(xiàn)了簡潔、和諧、對稱、多樣統(tǒng)一的形式美。例如，牛頓運動三定律和萬有引力定律，以極其簡單的形式將天上和地上的一切宏觀低速條件下的機械運動所遵循的規(guī)律完整地描述出來;開普勒第三定律“對于每一個行星而言，太陽和行星的連線在相等的時間內(nèi)掃過的面積相等”這是一種時間與空間乘積的對稱;能的轉(zhuǎn)化和守恒定律之所以能久經(jīng)考驗而成為一條永恒的真理，就在于它用最簡單的語言描述了自然界一切物質(zhì)的運動規(guī)律;閉合電路的歐姆定律則簡潔地描述了全電路中電源電動勢與電阻和電流的關(guān)系。

(2)理論結(jié)構(gòu)之美

物理學(xué)所研究的是從大自然的不同事物運動變化的多樣性中找出它們的內(nèi)在聯(lián)系和共性，通過這種聯(lián)系和共性來構(gòu)成一個統(tǒng)一的理論體系。例如，以運動定律和萬有引力定律所表現(xiàn)的牛頓力學(xué)把地上的力與天上的力統(tǒng)一了起來;優(yōu)美的麥克斯韋方程把電、磁、光統(tǒng)一為電磁場理論;而作為近代物理支柱的愛因斯坦相對論，又把牛頓力學(xué)與麥克斯韋電磁場理論統(tǒng)一起來;波粒二象性把粒子運動和波動統(tǒng)一起來;原子、分子結(jié)構(gòu)理論把宇宙萬物統(tǒng)一于同一本源;能量概念不僅溝通了力、熱、電、磁、光、原子等領(lǐng)域，還進入其他學(xué)科;質(zhì)能方程E=mc2把質(zhì)量和能量、實物和場統(tǒng)一起來;三大守恒定律(物質(zhì)、能量、動量)更是物質(zhì)世界和諧性的最完美體現(xiàn)。

2.2 物理方法之美

物理學(xué)的許多研究方法、實驗方法都是“鴛鴦繡出從君看，更把金針度與人”。從伽利略的理想實驗到邁克爾遜的“邁克爾遜——莫雷實驗”，那些巧妙的思維，精妙的方法無不閃耀著人類智慧的光芒。

在中學(xué)物理的教學(xué)中，要深入挖掘物理學(xué)的內(nèi)在美，教會學(xué)生感受這種美，理解這種美，使學(xué)生在學(xué)習(xí)物理中自覺地發(fā)現(xiàn)美、欣賞美、領(lǐng)悟美、創(chuàng)造美、分享美。

3 物理學(xué)家的經(jīng)歷之美

除了物理知識自身的美育素材之外，中學(xué)物理教材中涉及許許多多中外著名的物理學(xué)家，雖然他們國籍不同、經(jīng)歷不同，但他們有許多共同的美德，或是科學(xué)精神之美或是人性之美，他們的生平事跡就是一部絕好的美育教材。

每一位科學(xué)家都有發(fā)現(xiàn)真理的強烈愿望，對真理的追求是整個科學(xué)活動的原動力。一個人如果真想尋求存在著的東西，就絕不能自欺欺人、絕不能撒謊，最低限度，絕不能偽造經(jīng)驗，這些不都是人類追求的美德嗎?阿基米德、伽利略、牛頓、法拉第、焦耳、麥克斯韋、居里夫人、愛因斯坦，這一串閃光的名字連同他們在科學(xué)探索中體現(xiàn)出的嚴謹求實、勇于獻身、大膽懷疑、不斷創(chuàng)新的精神都以無與倫比的美照亮世世代代人的心田。物理學(xué)家們在從事科學(xué)研究的過程中體現(xiàn)的人性之美也同樣強烈地震撼人們的心弦，二戰(zhàn)期間，若不是出于道義，恐怕原子彈也不會那么早便降臨人世。當(dāng)時的多數(shù)科學(xué)家都認為窮兇極惡的納粹有可能制造出原子彈，那么維持正義的一方也得造出來，才能與之抗衡。那些獻身于制造原子彈的科學(xué)家不僅是智慧的而且也是美的。

4 物理教學(xué)的藝術(shù)美也是一顆美的種子

教學(xué)本身是一門藝術(shù)，一個物理教師在教學(xué)過程中創(chuàng)造出美的意境、和諧的氣氛，給學(xué)生以優(yōu)美的語言、傳神的教態(tài)、靈活多變的教法，對學(xué)生來說無疑是一種美的感受，能使學(xué)生在心靈上產(chǎn)生愉悅的情感，這樣學(xué)生就會在物理學(xué)習(xí)中受到激勵和鼓舞。

具體而言，教師的語言要幽默風(fēng)趣、簡略透徹、精致含蓄、富有感染力，要能夠把物理規(guī)律表述得妙趣橫生;教師的教態(tài)要莊重大方、親切自然，和悅而不輕浮、嚴肅而不冷峻、富有藝術(shù)性;板書要簡明扼要、排列整齊、字跡清楚，圖示大小適當(dāng)、色彩和諧;演示操作熟練，可見度強;教學(xué)方法靈活多樣，注重與學(xué)生的感情交流，教師能放手讓學(xué)生主動探索，并時時給學(xué)生心理上的支持和精神上的鼓舞，讓學(xué)生獲得超越自我的成功感，在交流、合作、學(xué)習(xí)的過程中獲得美的享受。

中學(xué)物理教學(xué)全過程中充滿著美，它不僅是知識的學(xué)習(xí)過程，同時也是藝術(shù)的創(chuàng)造過程和審美的教育過程，教師把美展示給學(xué)生，做到“以美啟真” 、“以美引善” 、“以美育人”，使學(xué)生在獲得知識的同時也獲得欣賞和創(chuàng)造美的能力，當(dāng)學(xué)生既認識到物理學(xué)的科學(xué)性，又認識到物理學(xué)的美學(xué)性時，展現(xiàn)在他們面前的將不再是枯燥無味的事實和死氣沉沉的公式，而是充滿魅力和誘惑的寶石，即使學(xué)習(xí)過程是嚴肅而艱苦的，也會令他們充滿學(xué)習(xí)的激情、充滿豐富的想象力和創(chuàng)造力，物理學(xué)習(xí)將成為他們發(fā)揮潛能、追求真、善、美的自覺行為，教師也會為自己的教學(xué)藝術(shù)和成功而無限欣慰。

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(欄目編輯鄧 磊)