高中物理教學中的美學發(fā)現(xiàn)

◎俞有兵

高中物理教學中的美學發(fā)現(xiàn)

◎俞有兵

美是真與善相統(tǒng)一的形式。美的事物對于人們來說是容易接受的、是無限向往的。美的根源在于人類的社會實踐，而物理學來源于社會實踐，作為自然科學也深深滲透了科學美。在大力實施素質(zhì)教育的今天，對美的追求已受到更多人的重視。作為一名物理教學工作者應盡可能地在教學過程中體現(xiàn)這種物理學本身存在的客觀的科學美，以激發(fā)學生對美好事物的向往和追求，從根本上激發(fā)學習物理的興趣。那么，中學物理的科學美體現(xiàn)在哪些方面？在教學過程中又如何滲透？筆者結合多年教學實踐與思考談一些粗淺認識，以拋磚引玉。

高中物理；美學；發(fā)現(xiàn)

科學美主要通過一定的形式體現(xiàn)，這就是所謂的形式美。在高中物理教材中，形式美的規(guī)律隨處可見，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

一、物理形式的靜態(tài)美

正如一件藝術品，當它展示在人們面前的時候，首先表現(xiàn)出一種外在的靜態(tài)美。主要包括：比例、對稱、均衡和對比等。

以上都是從繁雜的自然現(xiàn)象中歸納出來的簡潔明了的規(guī)律，給人帶來美感。

2.對稱美：它是指美的現(xiàn)象的外在形式美，往往顯得直接、明了，容易感悟。物理世界充滿了對稱性，這種對稱美也常常見到。如：運動的對稱性(豎直上拋運動、簡諧運動等)、受力的對稱性(作用力與反作用力)、光路的可逆和對稱性(平面鏡成像、共軛法測焦距等)、圖像的對稱性(簡諧運動的圖像、交變電流的圖像等)、某些物質(zhì)的形象描述的對稱性(某些磁體或通電導線的磁感線、某些帶電體的電場線分布等)、客觀物質(zhì)的對稱性(陰電子和陽電子、中子和反中子等)、物理規(guī)律的對稱性(“電生磁”和“磁生電”)等。值得介紹的是，對稱性還幫助科學家發(fā)現(xiàn)了許多新規(guī)律。

3.均衡美：均衡較對稱有變化，比較自由，可以說是對稱的變體，均衡在靜中傾向于動。如：根據(jù)力學平衡原理設計出來的一些玩具、儀器、設備或機器(不倒翁、陀螺、天平、吊車等)；日常生活中看到的運動員或雜技演員的平衡表演等，都充分體現(xiàn)了均衡的和諧美。

二、物理形式的動態(tài)美

許多物理現(xiàn)象都是在運動中表現(xiàn)出一種有秩、有節(jié)、委婉、和諧，給人以美感。主要表現(xiàn)為：

1.秩序美：它是指事物外在形式上部分與部分、整體與部分之間構成特定的有規(guī)律的排列組合。大到宏觀世界中天體的運動，衛(wèi)星總是繞著行星轉，行星總是繞著恒星轉，而恒星又繞著各自的星系運轉。小到微觀世界中電子總是繞著原子核運轉。日常生活中光的色散現(xiàn)象(雨后彩虹)中表現(xiàn)出的色彩有序排列，給人以強烈的美的享受。

2.節(jié)奏美：即指運動形式的規(guī)律性和反復性。如機械運動中彈簧振子及單擺的簡諧運動、簡諧波、LC電磁振蕩等。這些運動的周期性特點通過實驗、動畫等展現(xiàn)在學生面前，給學生以節(jié)奏感，是美的動態(tài)表現(xiàn)。

3.物理形式的和諧美：它是指各種形式因素總體組合的多樣統(tǒng)一，包含了變化的對稱、均衡、對比、節(jié)奏等多種因素，是形式美的高級形式。物理學中許多定律、規(guī)律不僅表征了自然界紛繁復雜的多樣統(tǒng)一，而且也閃爍著科學思辯的靈光，具有很高的審美價值。如：開普勒運動三定律被稱為“天體運行的音樂”；事物的對立統(tǒng)一也是和諧美的體現(xiàn)，如光的波粒二象性等；新教材還介紹了愛因斯坦的相對論，科學家玻恩贊賞它“像一個被人永遠觀賞的藝術品”。物理學用它的概念、定律和規(guī)律再現(xiàn)了物理世界一幅完整的、有序的、有規(guī)律的圖畫。

既然中學物理教材中存在如此多的形式美，如何讓學生體會、感悟、吸收、升華，這是影響教學的重要方面。作為物理教師，我們就應該在教學過程中盡量展示這種科學美，使學生在學會了知識、培養(yǎng)了能力的同時提高了審美鑒賞水平，陶治了情操，得到了美的體驗和美的享受。從而有利于學生德、智、體、美全面發(fā)展。筆者在教學過程中主要從以下幾個方面進行探索：

(1)新課教學中展示美：物理學中的科學美只有通過教學過程才能充分展示在學生面前，學生才有可能品味、欣賞其內(nèi)涵和價值。為此，教師在教學過程中應注意：首先，教師要苦練教學基本功，努力提高語言、姿勢動作、板書板畫等教學技巧。科學美的形式要通過準確簡煉、抑揚頓挫、富有情感的語言來表達；通過端莊大方、親和自然、情感適度的動作來傳遞；通過簡明扼要、清晰規(guī)范、整齊美觀的板書板畫來展現(xiàn)。其次，教師應做好演示實驗。努力做到實驗理論美、儀器布局美、交待說理美、演示操作美、現(xiàn)象清晰美、歸納總結美。如：在用滾擺驗證機械能守恒中，學生在領略滾擺的動態(tài)和諧美的同時深刻領悟到能的轉化和守恒的規(guī)律。又如，平拋運動實驗中的平拋小球和自由落體小球同時落地的對比美、單擺的等時性實驗中的對稱美和節(jié)奏美、共振等實驗中的和諧美均在學生腦海中留下難忘的印象。

(2)在習題教學中領悟美：習題教學過程容易被各種題型弄得繁雜、抽象、枯燥，使學生望而生畏，難以表現(xiàn)其內(nèi)在美。在教學過程中應注意：①運用多種方法解題，通過對比領悟美。注意各種題型的總結，找出其關系，讓學生在多樣中找到和諧統(tǒng)一美。②著重過程分析，畫示意圖，讓學生發(fā)現(xiàn)物理過程的形象美，感悟抽象美。③注意數(shù)學方法的應用，用比例、函數(shù)、圖像等手段讓學生體會到比例、對稱等形式美。④結合實驗演示使理論和實際達到和諧統(tǒng)一。

(3)在實驗教學中探求美：實驗教學往往是學生最感興趣的學習途徑，學生直接與實際物體、現(xiàn)象接觸并交流，從中找出規(guī)律。主要形式有演示實驗、學生分組實驗、隨堂實驗、課外小實驗及課題研究。它們從不同側面培養(yǎng)了學生的綜合能力，教師應該讓學生在實驗過程中充分探求科學美。

總之，物理教師要做教育教學的有心人，首先必須認真學習并挖掘教材中能體現(xiàn)科學美的素材，做到心中有數(shù)。然后，注意盡量用各種方法體現(xiàn)出來，讓學生的綜合素質(zhì)得到提高，從而做到以教學助美育，以美育促教學，努力培養(yǎng)新世紀的合格人才。

(作者單位：江蘇省南京市天印高級中學211100)

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1992-7711(2016)11-0038