物理美學對物理教學的意義＊

左慶峰（賀州學院 廣西 賀州 542800）

1 引言

為了貫徹落實《國務院關于基礎教育改革和發展的決定》和經國務院同意的《基礎教育課程改革綱要（試行）》，我國教育部于2001年正式啟動了新一輪的基礎課程改革.就物理學科而言，廣大物理工作者以極大的熱情投入到此次新課程改革中，深入地進行理論探索和教學研究，理論和實踐取得了可喜的成果.但如今，新課改實施整整十個年頭了，我們不妨深入教學一線看一看，題海戰術、填鴨式教學、科學探究流于形式、學生學習積極性不高依然存在.筆者認為這在某種程度上是由于大家不重視對物理美學的研究，忽視物理美學的作用所造成的.在此，筆者想就物理美學對物理教學的意義談談自己的看法.

2 物理美學轉變物理教師的育人理念

2.1 幫助學生樹立審美情趣 提高審美能力

筆者從教十多年來，擔任過中專、大專和本科學生的班主任，還經常因帶班到中學實習而接觸到中學生.我發現不管是中學生還是大學生，他們中部分同學在行為上都有一個共性，就是往往對“美與丑”、“真與假”和“善與惡”缺乏判斷的標準.他們經常僅憑自己的主觀判斷去行事，經常做出一些無法理解的“出格”事情來.通過筆者的思考和實踐，總結得出一個結論：學生之所以表現出一些不良行為，是因為他們缺乏審美的經驗和能力所造成的.因此要改變這種狀況，最有效的方法就是幫助學生樹立審美情趣，提高學生的審美能力.

作為物理教師，在物理教學過程中的每一個環節都可以對學生進行美的教育.因為“物理美體現在物理現象中，體現在物理規律中，體現在物理研究的方法中，體現在科學探索的過程中，體現在物理學家的精神中，體現在物理文化傳播者的教學中”［1］，所以在物理教學中要“把深奧的、抽象的物理知識與美聯系起來，不斷挖掘物理知識的內在美，展示物理知識的美學特征.這樣，不僅給學生以美感，誘導學生去發現和體會物理學中顯見的或隱含的科學美，啟發學生將自然美與物理規律美對照和聯系，而且使學生把對自然、藝術的審美熱情推廣和擴展到物理學科中去，逐步樹立審美情趣，以提高審美熱情和能力.”［2］

筆者的一貫做法是，將物理學家們的趣聞軼事、生平事跡作為物理教學不可或缺的內容，讓物理學家身上體現出來的“正直的人格、正派的作風、堅強的意志、純潔的心靈、高尚的情感、堅定的信念”［3］感染學生并成為學生學習的楷模.用物理學家們的奉獻精神激發起學生對美的追求.讓學生知道現代技術中的長征火箭、通信衛星、光導纖維、核電站防波堤、正負電子對撞機等，是無數物理學家畢生奉獻的結晶，從中感悟到物理學之所以發展就在于不斷地推陳出新，以美的規律代替不美的錯誤理論，把缺乏美感的理論改造為充滿美感的理念.如托勒密的地心說之所以被拋棄，就在于不恰當地將所有天體的運動強加在圍繞地球的圓軌道上，給人一種不協調的感覺.能量的轉化和守恒定律之所以能久經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的運動規律.在這種潛移默化的教學過程中，學生自然而然地樹立起了自己的審美情趣，審美熱情和能力也自然地不斷得到了提高；學生會變得越來越明白事理.

2.2 運用物理美學思想 加強對學生的審美教育

在與中學生、大學生接觸的過程中，筆者發現他們中部分同學在思想上也有一個共性，就是他們往往不在學習上和別人比上下，而是在享樂上和別人比高低.家庭經濟不好的同學往往埋怨父母沒本事，總覺得自己在衣、食、行、樂上比不上別人而在別人面前抬不起頭來，由此變得意志消沉，郁郁寡歡，不愿與別人交流，不愿參加集體活動；在生活和工作中與別人斤斤計較，不愿幫助別人，沒有理想和奮斗目標.筆者認為存在這種思想的學生主要是由于原先沒有得到很好的審美教育所造成的.因此要幫助這些學生擺脫這種思想上的困擾，筆者的經驗是在物理教學中運用物理美學思想，加強對學生進行審美教育.

作為物理教師，在物理教學過程中要善于將自己領會的物理美學思想生活化，“運用科學的解釋填補了人的精神空白，消除頭腦的疑團，把人們從茫然無知的原始狀態中拯救出來，使人產生一種充實感，促使人成為一個有思想有追求的人.”［1］

筆者的常用做法是，在物理教學中注重將物理美學思想拓展到學生的實際生活中.比如，在熱和功的教學中，除了讓學生充分領悟到熱傳遞和做功在改變物體內能上等效的關系，是物理量之間的關系美以外，還將其拓展到學科之間的關系美和人性之間的關系美.學科之間的關系美可以用李政道教授曾說的表示科學與藝術之間關系的一句話來展現給學生：“事實上如一個硬幣的兩面，科學和藝術源于人類活動最高尚的部分，都追求著深刻性、普遍性、永恒和富有意義”.人性之間的關系美可以將熱和功折射為父母的愛，父母對子女的關心，往往有不同的表達方式，母親可能用她的溫情溫暖我們（如擁抱），父親卻可能用較嚴厲的方式（如責罰、呵斥），方式雖不同，但同樣是對我們的關心.又如，在平面鏡成像的教學中，除了讓學生感受到平面鏡成像時像與物關系的對稱美以外，還根據物體在平面鏡上成的像是沒有實際光線匯聚的虛像的特點進行拓展，告訴學生平時在鏡子中看到的自己不是真實的，自己是無法看清楚自己的.因此在平時的生活中不能自己覺得自己很了不起，驕傲自大；只有虛心地接受別人的評價與意見，改正缺點，才能不斷地進步.通過這種生活化的審美教育，不僅讓學生掌握了物理知識的真諦，而且能讓學生在受教育的同時體驗美，享受美，把學習作為一種高級的審美活動，充分發揮學習的主動性和積極性，實現真正意義上變被動的學習為主動的學習，自覺地將所有的精力投入到學習中，從而減弱對其他方面的攀比.

3 物理美學轉變物理教師的教學理念

3.1 通過物理美學研究 牢固樹立以學生為主體的教學理念

教學是一種雙邊活動.在教學過程中教師和學生的地位本應該是平等的.但“長期以來，物理教師是教學過程中的權威，物理教師與學生的教學關系是一種控制與被控制的關系.”［1］這種不平等的師生關系與物理學中的和諧美不相符合.

作為物理教師，通過物理美學研究，努力培養自身的人文精神，牢固樹立以學生為主體的思想，明確“在課程實施過程中，物理教師不只是知識的載體、傳播知識的工具，師生之間知識的傳遞是雙向交流的過程.它要求物理教師應更加尊重和信任學生主體，尊重學生的自主權，尊重他們獨特的思維方式，尊重和保證他們的獨立性和差異性，真正使學生成為學習的主人.”［1］

筆者的做法是主要采用參與式教學，切實按照參與式教學的三大要領設計、組織和實施課堂教學.

首先編制以學生學習活動設計為主的導學案，切實把握兩點.一是從課堂內容上看，圍繞主題設置學生學習目標與學習事項（問題、任務、活動、作業），并交給學生自主、合作、探究完成，并測評教學效果；這是有效參與式教學的前提；

二是從方法上看，采取以學生為中心的教學方式，其中包括組合運用學習組織形式（個人學習、雙人學習、小組學習、全班統一教學），選擇有利于學生主動參與的教學類型（如發現學習、體驗學習、做中學等）及其相應的教學策略與方法，而不是以教師講授為主的教學方式，是參與式教學的保障.

然后提升學生學習素養，從兩方面入手，一是培養學生的學習智慧，使學生能有智慧、高效益的參與；二是對學生進行學習方式訓練，使學生能有序、高效率的參與.

最后是課堂中學生自組織與教師引領，必須做到兩點：一是從課堂實施上看，讓學生自組織課堂學習過程，甚至扮演教師、互教互學，是參與式教學的課堂技巧；二是教師在學生的最近發展區引領學生參與.

學生在參與式教學營造出的寬松、民主、平等的學習環境中，能真正感受到自己是學習的主人，學習態度由被動變為主動，從而樂于積極參與到各種學習活動中來，通過小組討論等活動，使感官、視覺、思維都可得到潛移默化的訓練，從而逐漸形成較強的自學能力.

3.2 通過物理美學研究 切實落實三維教學目標的教學理念

在傳統的物理教學中，物理教師只注重對學生進行知識與技能培養的一維教學目標的實現.按照這種一維教學目標的培養模式，學生得到的僅僅是科學教育，而得不到人文教育，這與物理學中的統一美不相符合.

作為物理教師，通過物理美學研究，努力提高自身的專業素質，充分認識到“物理學是一門帶有方法論性質的科學”，“物理學的發展過程貫穿著科學方法論與物理思想的發展”，“物理學的任何內容都滲透著科學家對自然界的好奇、探究精神和對科學的真、善、美的追求.”［3］因此，物理教師在教學中必須切實落實從知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀等三維教學目標培養學生，“才能在教學中實現科學教育與人文教育的統一”，把學生培養成“既有感性享受，又有理性智能的人，也就是具有人文品位的人.”［4］

在物理教學中，筆者是這樣做的.雖然物理教科書往往以知識為主線安排教學內容，但我卻是將物理學史作為貫穿物理教學的主線，充分挖掘物理學史中隱含著的大量深刻而又豐富的科學美，并將其融入到自己的物理教學中，讓學生得到美的熏陶.比如，在物理概念、規律、理論的教學中，不是只告訴學生結果，而是要讓學生知道這種結果取得的過程，使學生感受到其中蘊藏著物理學大師們迷人的科學風采和在得出結果過程中的無窮的智慧.

3.3 通過物理美學研究 真正重視科學探究的教學理念

傳統的填鴨式、灌輸式的教學模式目前依然在許多學校被沿用.物理教師的教學安排總以“應試”為中心.“物理教學只注重科學知識而輕視科學技能，只強調注重知識結論而忽視過程與方法，以及科學態度和科學精神的培養得不到真正落實”［5］，學生的學習總是被教師牽著鼻子走，學生成為知識的被動接受者；這是與物理學中的科學美相違背的.

《基礎教育課程改革綱要（試行）》中明確指出：“改變課程實施過于強調接受學習、死記硬背、機械訓練的現狀，倡導學生主動參考，樂于探究，勤于動手，培養學生搜集和處理信息的能力，獲取新知識的能力，分析和解決問題的能力以及交流與合作的能力.”在教育部頒布的物理課程標準中，將探究教學置于重要的地位.突出科學探究，培養學生科學探究的能力成為我國基礎教育物理課程改革的一個核心問題.”［6］作為物理教師，通過物理美學研究，努力提高自身的科學素養，在物理教學中重視科學探究，把學習的主動權交給學生.“充分重視學生已有的知識經驗，促進學生對知識的真正理解，重視學生發現問題與提出問題的能力培養.促進學生積極主動地參與教學過程.創設使教師與學生、學生與學生有效互動的情境；促進探究活動的開展；使學生獲得物理學習的積極體驗與情感.關注學生對自己以及他人的學習的反思.”［3］

在物理教學中，筆者的做法是將科學探究與參與式教學有機地結合起來，即根據具體的教學內容將科學探究的一些要素設計成學生的學習事項，然后讓學生在參與式教學過程中獲得親身體驗，使學生不斷掌握科學探究的方式方法，逐步提高學生的科學探究能力.比如，在“楞次定律”的教學中，為學生設置了如下事項：

（1）觀察教師演示的兩個電磁感應現象，提出一個問題并回答教師的提問（5min）；

（2）對統一研究的問題各實驗小組同學之間互相討論，提出假設（5min）；

（3）各實驗小組同學根據實驗桌上提供的實驗器材設計實驗方案（5min）；

（4）各實驗小組根據設計好的實驗方案開始實驗探究，明確實驗分工并做好實驗記錄（10min）；

（5）各實驗小組對實驗結果進行分析論證并歸納實驗結論寫在大白紙上（10min）；

（6）全班展示各實驗小組的實驗結論，師生交流、點評（10min）.

3.4 通過物理美學研究 徹底改變學生學習評價方式的教學理念

在“應試”教育體系下，考試成績是教師對學生學習評價的唯一指標.這種單向的評價模式，操作簡單，過分強調評價的甄別與選拔功能，忽視了評價的激勵、診斷和發展功能，不能全面反映學生的成長過程；這違背了物理學中的對稱美.

《國家基礎教育課程改革綱要（試行）》將評價改革列為課程改革的目標之一，并明確指出：“要改變課程評價過分強調甄別與選拔的功能，發揮評價促進學生發展、教師提高和改進教學實踐的功能.”作為物理教師，通過物理美學研究，努力提高自身的實踐素質，徹底改變過去對學生學習單向的評價方式，按照新《物理課程標準》的要求，努力探索與實踐多樣化的學生學習評價方法，促進學生的全面發展.

根據新《物理課程標準》的要求，對學生學習的評價要把形成性評價與終結性評價結合起來，使發展變化的過程成為評價的組成部分；同時強調學生在學習評價中的主體地位.在教學實踐中，筆者認為可根據物理學科的特點選擇多樣化的評價方法，如“采用筆試、實驗操作、課題研究、行為觀察、成長記錄袋、活動表現等方式來評價學生”［3］.

綜上所述，可以看到物理美學對物理教學的意義是十分重大而深遠的.重視和開展物理美學研究是實施新課程改革對物理學工作者提出的新要求.希望廣大物理學工作者積極行動起來，以物理美學研究為突破口，加強理論探索與實踐，為我國基礎教育課程改革的順利推進做出我們應有的貢獻.

1 解世雄.物理文化與教育.北京：科學出版社，2009

2 蔡鐵權.物理教學叢論——基礎教育課程改革視野下的中學物理教學.北京：科學出版社，2005

3 張軍朋.物理教學與學業評價.廣州：廣東教育出版社，2005

4 顧永芝.美學原理.南京：東南大學出版社，2008

5 李新鄉，張軍朋.物理教學論（第二版）.北京：科學出版社，2009

6 張軍朋，詹偉琴，王恬.中學物理微格教學教程.北京：北京大學出版社，2009.171