初中物理教學(xué)中蘊含的美育因子及其應(yīng)用

徐國棟

摘? 要：初中物理教材及資源中，不乏豐富的美學(xué)資源。初中物理教師應(yīng)該在課堂教學(xué)中恰到好處地滲透美學(xué)，既要注重知識層面，又要注重美學(xué)層面，如在物理概念中管窺理性美，在物理實驗中邂逅感性美，在物理練習(xí)中尋覓價值美。在智育和美育的有機融合中，學(xué)生會得到多重滋養(yǎng)與鍛造。

關(guān)鍵詞：初中物理;美育因子;理性美;感性美;價值美

神奇的大自然，時時彰顯著美，處處存在著美，事事包裹著美。物理，作為一門自然科學(xué)，同樣也蘊含著豐富多彩的美——概念中的理性美、實驗中的感性美、練習(xí)中的價值美。追求美好的事物是人的天性。發(fā)現(xiàn)美、欣賞美、創(chuàng)造美，對于學(xué)生而言，是一種難得的課堂體驗和學(xué)習(xí)之旅的變化;對于教師而言，則是教育哲學(xué)的重構(gòu)和教學(xué)價值上的調(diào)整，是對純理論課堂的有力回應(yīng)。在知識學(xué)習(xí)、概念掌握和技能提升中，學(xué)生還受到“美的熏陶”，美學(xué)“落地生根”，物理課堂會呈現(xiàn)出一種別樣的“美”。

一、在物理概念中管窺理性美

物理概念是物理學(xué)理論體系的構(gòu)思與表達的方式之一，其中蘊含著理性美。不可否認的是，在學(xué)生的眼中，物理概念只是冰冷的、枯燥的、抽象的文字與符號而已。如果教師能夠引領(lǐng)學(xué)生清晰、直觀地管窺物理概念中的理性美，那么“冰冷”將會變成“溫?zé)帷保翱菰铩睂兂伞坝腥ぁ保俺橄蟆币矊兂伞靶蜗蟆薄?/p>

例如，從牛頓的運動定律到愛因斯坦的相對論，引領(lǐng)學(xué)生領(lǐng)略物理概念的簡單美;從光學(xué)中屢屢閃現(xiàn)的空間對稱，到電學(xué)中頻頻出現(xiàn)的時間對稱，管窺物理概念的對稱美，包括描述的對稱性、規(guī)律的對稱性和實驗的對稱性。

簡單美、對稱美等都是物理概念中的理性美。教師不妨通過微課、多媒體課件等數(shù)字化工具形象地呈現(xiàn)美，通過課堂中的生生互動去解釋美，通過線上線下活動中的資料收集去演繹美。當(dāng)美學(xué)資源被充分挖掘、被適當(dāng)重組，并高效作用到學(xué)生身上時，物理學(xué)習(xí)變得意蘊十足，美的“種子”在學(xué)生的心田中生根發(fā)芽。

二、在物理實驗中邂逅感性美

如何讓抽象的物理知識具象化，復(fù)雜的物理概念簡單化，枯燥的物理學(xué)習(xí)趣味化，離不開扎扎實實而又趣味連連的物理實驗。相對于上文提到的理性美來說，學(xué)生在趣味盎然、形象直觀的物理實驗中必將邂逅感性美。感性美因為直觀、形象、具體，因而能夠更快、更長久地貯存在學(xué)生的記憶庫和情感庫中。教師應(yīng)該引領(lǐng)學(xué)生依托物理實驗，理解、掌握、運用物理知識的同時，在觀察、對比、分析中發(fā)現(xiàn)和體驗感性美。

例如，在教學(xué)人教版《義務(wù)教育教科書·物理》（以下統(tǒng)稱“教材”）八年級上冊“聲現(xiàn)象”“物態(tài)變化”和“光現(xiàn)象”這些內(nèi)容時，在聲音的傳播實驗中，宛轉(zhuǎn)悠揚的音樂彼此融合演奏出了一種如癡如醉的聽覺美;在物態(tài)變化實驗中，形形色色的物質(zhì)循環(huán)變化呈現(xiàn)出了一種千姿百態(tài)的姿態(tài)美;在光學(xué)實驗中，色彩斑斕的光束交相輝映地展現(xiàn)出了一種美輪美奐的視覺美。

顯然，這些物理實驗中的聽覺美、視覺美和姿態(tài)美，都是一種讓人心神愉悅、癡迷陶醉的感性美。高效地挖掘、開發(fā)、呈現(xiàn)這樣的感性美學(xué)資源，將為人文物理課堂的打造而助力，為學(xué)校美育的內(nèi)涵式發(fā)展而助力，為學(xué)生美學(xué)認知因子的豐富而助力，在不知不覺中受到美的熏陶、美的鍛造和美的教育。

三、在物理練習(xí)中尋覓價值美

為了引領(lǐng)學(xué)生準確、靈活運用物理公式，更為卓有成效地提升學(xué)生運用物理概念、物理公式等解決物理問題的能力，教師通常會圍繞課堂教學(xué)目標(biāo)精心設(shè)計一些主題鮮明、內(nèi)容豐富、形式多元的課堂練習(xí)，從中學(xué)生可以最大限度地尋覓價值美。

1. 簡潔美：用簡潔的公式解決復(fù)雜的問題

物理公式是物理知識的“濃縮”，是先哲智慧的“結(jié)晶”，也是學(xué)生解決各種物理問題的“法寶”。為了讓學(xué)生活學(xué)活用物理公式，教師不妨圍繞物理公式精心設(shè)計一些意蘊十足的物理問題。當(dāng)學(xué)生套用相關(guān)的物理公式，游刃有余地用簡潔的公式解決復(fù)雜的物理問題時，能充分地體會到簡潔美，由此豐富美學(xué)體驗。

例如，在教學(xué)教材九年級全一冊“歐姆定律”時，教師出示了這樣一道練習(xí)題：有一個電阻為20 Ω的電燈，在正常工作時它兩端的電壓為10 V。但是我們手邊現(xiàn)有的電源電壓是12 V，要把電燈接在這個電源上，要給它串聯(lián)一個多大的電阻？如果僅從文字表述來看，這個問題比較抽象，特別復(fù)雜。為了簡化學(xué)生解決該問題的過程，教師可以指導(dǎo)學(xué)生嘗試運用歐姆定律。歸因于學(xué)生巧妙地運用簡潔的公式，所以解答這個問題的過程變得不再復(fù)雜、瑣碎。相反，學(xué)生解決整個問題的過程會變得簡潔、高效。與此同時，運用公式解題的過程，也會呈現(xiàn)出一種簡潔美。

實踐證明，在運用公式熟練地解決各種復(fù)雜的物理問題時，學(xué)生體會到簡單、簡潔、有序、和諧的好處，真切感受到物理公式的簡潔美。物理和物理的世界固然復(fù)雜多變，但是解決問題的方法卻可以是簡潔的、輕松的，這不僅是由苦學(xué)到巧學(xué)的有力體現(xiàn)，還是滲透美育的必然反映。

2. 統(tǒng)一美：用統(tǒng)一的理論闡明不同的現(xiàn)象

一些貌似風(fēng)馬牛不相及的物理現(xiàn)象，卻可以用統(tǒng)一的物理理論知識闡明，這就是“統(tǒng)一美”。部分與整體、分支與總支、點與面等都是相互聯(lián)系的，都能在一個更高的層面上進行整體性把握和結(jié)構(gòu)性合攏。在統(tǒng)一體系中闡明物理現(xiàn)象發(fā)生的變化和內(nèi)在機理，構(gòu)建完整的知識網(wǎng)絡(luò)，能更好地培養(yǎng)學(xué)生的大局觀和整體觀。學(xué)生應(yīng)該在體會“統(tǒng)一美”的過程中提升自身的審美能力和物理學(xué)科核心素養(yǎng)。

“雷雨天氣時，為什么我們總是先看到閃電，后聽到雷鳴聲”“運動會上，計時裁判通常根據(jù)發(fā)令槍的煙霧計時，而不是根據(jù)發(fā)令槍的聲音計時”“當(dāng)超音速飛機從我們的頭頂飛過時，如果我們根據(jù)聲音發(fā)出的方向去尋找飛機，總是會一無所獲”等。這些生活現(xiàn)象，貌似毫無關(guān)系，但是如果教師指導(dǎo)學(xué)生用“光的傳播速度大于聲音的傳播速度”這一物理理論去解釋時，彼此之間便有了聯(lián)系。

電與磁統(tǒng)一，質(zhì)量守恒、能量守恒、動量守恒統(tǒng)一，光的波動性與粒子性的統(tǒng)一，更多物理現(xiàn)象都在統(tǒng)一中顯示出真相與奧妙，都在一個整體架構(gòu)的角度中得以真實的彰顯。教師要引領(lǐng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)、感受、理解統(tǒng)一美，從運動定律和萬有引力定律的統(tǒng)一，到天上力學(xué)和地上力學(xué)的統(tǒng)一，欣賞物理概念的統(tǒng)一美，拓展學(xué)生物理視域的同時，提升其理解力、學(xué)習(xí)力和審美力。

3. 模型美：用抽象的模型描述形象的實體

用一些抽象的模型去描述一些形象的實體是物理學(xué)習(xí)中的常態(tài)。正是在這種描述中，學(xué)生發(fā)現(xiàn)或感受到了模型之美。教師要想方設(shè)法提供抽象模型，讓更多的學(xué)生有描述形象實體的機會，更重要的是有感受模型之美的機會。

例如，光滑面、輕質(zhì)桿、輕質(zhì)滑輪、輕繩、輕質(zhì)球、絕熱容器、均勻電場和均勻磁場等物理實體，教師可以指導(dǎo)學(xué)生利用物理條件模型加以描述，指導(dǎo)學(xué)生運用物理對象模型，言簡意賅地描述質(zhì)點、薄透鏡、光線、彈簧振子、理想電流表和理想電源等物理實體。

在更多學(xué)習(xí)中，教師應(yīng)該引領(lǐng)學(xué)生用抽象的物理條件模型、物理對象模型等，描述形象的物理實體，通過發(fā)現(xiàn)、觀察、印證、提煉等，引領(lǐng)學(xué)生在感受模型美的同時，長見識、長能力、長技能、長情趣、長素養(yǎng)。

當(dāng)然，美并非僅僅體現(xiàn)在物理概念學(xué)習(xí)、物理實驗操作和物理練習(xí)任務(wù)中。只要教師和學(xué)生是有心人，在更多場域、更多學(xué)習(xí)的歷程中，都可以管窺美、邂逅美、尋覓美。初中物理教師應(yīng)該以高度的敏感與警覺去挖掘物理美學(xué)資源，做精、做實、做細美育的潛滋暗長過程，最大限度地提升學(xué)生的審美能力和審美素養(yǎng)。

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