■文/李靖
物理學是一門揭示物質存在與運動規(guī)律的自然科學，物理中有自然的美，也有科學和藝術的美，愛因斯坦曾經描述說，物理學是至善至美的科學，他還特別把物理的美歸納為“簡單、和諧、完善、統一”。物理美，令人神往，促人遐想，誘發(fā)人們迸發(fā)出無限的創(chuàng)造力。我們作為物理教學工作者應該讓我們的學生親近物理的美妙，以達到開發(fā)學生多元智能的目的，讓學生以一種享受知識的姿態(tài)走進科學的殿堂。
要使中學生親近物理之美，在物理教學中可從以下幾方面來滲透物理之美。
翻開中學物理課本，無處不滲透著科學之美，諸如：和諧美、統一美、奇異美、簡潔美及邏輯美等。中學物理所研究的內容從宏觀到微觀，從具體到抽象，從現象到本質，揭示的物理學規(guī)律是和諧統一的?？蓮南铝袔讉€方面去體現：
1.物理現象美。物理現象千姿百態(tài)、美妙無比。如物態(tài)互變等自然規(guī)律，因有序而美；光的反射與倒影、折射與海市蜃樓、衍射與干涉等都有奇異的美；電磁現象的認識，星際旅行等都給人以震撼之美。課堂上通過視頻展示，實驗演示，圖文并茂的講解，讓學生欣賞、震撼，激發(fā)學生學習物理的興趣。
2.教材插圖美。課本中彩色插圖在說明物理現象的同時也展示出自然壯美的一面。諸如：都市夜景，桂林山水，云海霧松，雪原冰川，玲瓏剔透的晶體，來自太陽的帶電粒子，極地的天空激發(fā)出的美麗的極光等等。學習之余欣賞一下這些美麗的畫面能開闊視野，愉快心情，消除學習疲勞，更重要的是能提高學習效率，拉近學生與物理的距離，了解到物理無處不在，物理就在我們身邊。
3.研究方法美。教材中所涉及的研究方法有其獨特的物理思維美。如：平拋運動與電場中帶電粒子的運動均可用合成、分解法去研究；人造衛(wèi)星繞地球的運動，電場中核外電子繞核做圓周運動，磁場中帶電粒子的勻速圓周運動等都可用相同的方法去研究；在解題方法上，有整體法與隔離法的統一，綜合法與分析法的統一，歸納法與演繹法的統一等等。
4.概念規(guī)律美。物理概念門類繁多，千變萬化，但它們并不是雜亂無章的，可以分別從形式與內涵兩方面體現和諧美的因素。
1.統一美。客觀物質世界盡管豐富多彩，但是其本質上具有統一性。那么描述和揭示客觀世界的物理現象及物理規(guī)律的物理學也是具有統一性的，它顯示出一種崇高的美。如物理學上電和磁的統一理論——麥克斯韋理論，而愛因斯坦為電磁作用與弱相互作用的統一耗盡了后半生精力。在課堂上讓學生了解科學家們的大統一思想，成為他們將來認識世界和改造世界的武器。
2.簡單美?？茖W的簡單性在古代自然哲學家以及近代科學家的永不休止追求中得到了充分體現。簡單性揭示了科學的質樸美。在范疇廣泛、現象規(guī)律復雜的物理領域中，物理學家把龐大的物理空間縮小為“場”，把紛繁各異的物質稱為“粒子、質點”，借助文字和數學表達其內在規(guī)律，充分突出簡單美的觀點。
物理中的簡單美首先體現在文字簡練，如力定義為“物體間的相互作用”，光的本性為“波粒二象性”，言簡意賅。模型的觀點和數學公式的應用使這種簡單美幾乎到了極限。如物理學家提出質點、單擺、理想氣體和點電荷；勻速直線運動、自由落體運動、彈性碰撞等模型的觀點，再用公式定義物理量和表達物理規(guī)律，大大簡化了物理問題，簡潔準確。如速度、密度、電流強度等物理量的公式定義，其他物理量也都有相應的表達式。這些定義、定律科學地反應了物體運動的客觀規(guī)律，而其中的語言科學準確，十分簡潔優(yōu)美。
課堂上要強調物理語言的準確、科學、簡練，在有些關鍵字下面畫上著重號，養(yǎng)成用精準物理術語進行表達的習慣。
3.和諧美。物理學的和諧性主要表現在其學科自身內容協調和形式勻稱，而且與其他認識體系是相容的、一致的。理論的各個部分以及各種理論之間的和諧、形式的對稱，無疑能給人一種和諧的美感。電磁波與光理論、萬有引力定律與電荷相互作用的庫侖定律驚人的相似，能量守恒定律、動量守恒定律、電荷守恒定律、質能方程等反映出的和諧美感。
對稱也是和諧的重要組成部分，從空間角度看，原子的核式結構、磁鐵的兩極是對稱的；圓周運動、簡諧運動是對稱的；平面鏡成像、電磁場的力線分布更具有對稱美。從時間角度看，行星的公轉與自轉、波的傳播都具有時間周期性的對稱美。對稱性的美學意境引起很多科學家的心馳神往，從伽利略時代開始，物理學家就把追求理論上的對稱性作為一種有效的研究方法，并取得了成功。例如法拉第從“電生磁”現象中受到啟發(fā)，發(fā)現了“磁生電”的現象，進一步揭示了電磁聯系；后人還發(fā)現電場和磁場在規(guī)律上有許多驚人的對稱關系。近50年來，粒子物理與場論飛速發(fā)展，對稱性的指引在其中起了決定性的作用。在粒子物理中，物理學家根據對稱性預言發(fā)現了正電子。
在課堂教學中，可采用比較教學法把相關的知識進行比較對照學習，羅列分類記憶，可以大大提高學生學習的效率，同時進一步讓學生了解物理和諧美的價值。
4.新奇美。新奇美也是物理美的特點。新奇美表現于物理概念、理論、模型等的新穎與奇特，表現在它們能夠巧妙地解釋物理現象。這些理論往往與我們的常識有多多少少的出入，但我們又會覺得不接受不行。比如說反物質的概念，運動的時鐘變慢、運動的尺子變短等理論，大大出乎了人們的意料。這些新穎、奇特、大膽、富有創(chuàng)造性的結論，無不使人們在驚奇之余產生奇異而和諧的美感。物理奇異思維其實就是創(chuàng)造思維，物理學家正是利用了奇異思維，才創(chuàng)立了很多新奇的物理理論，其中“相對論”是新奇美的典范，它富有獨創(chuàng)性，開創(chuàng)了物理學的新紀元，成為未來科學發(fā)展的理論基礎。
除了要讓學生了解科學家們的創(chuàng)造性成就的意義，還要告知學生創(chuàng)新是科學發(fā)展的源泉，是人類進步的階梯，在課堂上要鼓勵學生發(fā)表自己獨到的見解，鼓勵學生一題多解，乃至于從學生的錯解中發(fā)現創(chuàng)新。
物理理論的科學美具有很高的審美價值，而物理學家的精神美堪稱無價之寶。中學生無論是從哥白尼的故事、愛迪生的發(fā)明，或者法拉第的發(fā)電機、周光召的原子彈，還是牛頓定律、麥克斯韋方程與愛因斯坦理論都能領略到偉人美的風范。
回顧物理學的發(fā)展史，可知這座輝煌的殿堂，凝聚了多少人的智慧和心血。其中牛頓和愛因斯坦這兩位科學巨人，永遠是中學“德育”和“美育”的典范。物理學家被自然中的新奇吸引，激發(fā)奇妙的設想，在壯美奇觀中進行智力探險，經歷曲折艱辛和生死攸關，通過實驗以及科學的推理驗證假設，從而得出完美的理論。
如在“萬有引力定律”教學中,教師可引導:“牛頓看到蘋果落地，他相信宇宙中的星球和地面上的物體應該遵守同樣的力學規(guī)律”。正是在這個信念的指導下，才發(fā)現了萬有引力定律。再如講授“能的轉化和守恒定律”時，教師可通過介紹英國物理學家焦耳、德國醫(yī)生邁爾、瑞士化學家赫斯、生物學家亥姆霍茲等科學家分別從不同角度、不同側面各自獨立研究到建立能的轉化和守恒定律，讓學生體會物質間的和諧統一。
在課堂上要舍得花時間去講物理學史，要讓學生知道，科學家們這種艱苦卓越的探索過程所包含的藝術創(chuàng)造與獻身科學的精神美是無與倫比的，所有的科學家，都具有偉大的思想和天才的智慧，不餒的精神和高尚的品格，他們給人類留下了豐富的物質和精神財富，科學是美的，創(chuàng)造科學的人更美。
優(yōu)秀的教師在傳授知識的同時，不但揭示課本內容的內在美，還會在教學過程中塑造美，力求達到科學性、思想性和藝術性的高度統一。具體表現在以下方面：優(yōu)化的課堂結構，精湛的教學方法，生動形象的教學語言，富有啟發(fā)性的教學語言等。
1.整體性原則。即課堂教學結構中，諸環(huán)節(jié)之間要銜接自然，協調有序。在教學中既要發(fā)揮教師的主導作用，又要體現學生的主體作用，達到師生互動、教和學的一致統一，還要將知識、方法的教學，能力的發(fā)展以及世界觀的培養(yǎng)等有機結合起來。
2.起伏性原則。課堂教學過程應是波動起伏的過程，如對一般知識、重點知識進行有張有弛的教學，在教學語言上做到抑揚頓挫、形象生動，在學生的學習過程中要注意聽想結合、聽練結合、學練結合。
3.多樣性原則。教學活動存在著多樣統一的方面，以教學方法為例，應視不同內容采用多種教學方法，如講授、自學、講座、實驗探究等；在進行習題教學中，采用一題多解、多題同解、一題多變等方法啟發(fā)學生的思維，達到舉一反三，融會貫通之目的。
總之，在物理教學中應十分重視審美直覺的培養(yǎng)和物理方法論的教育，引導學生感受美、發(fā)現美，提高學生的審美意識和審美情趣，使學生獲得對物理美的鑒賞能力，從而影響和指導他的物理學習；引起學生學習物理的興趣，減輕心理壓力和學習負擔，提高學習效率；促進學生理解與掌握知識，發(fā)展創(chuàng)新思維；促進智力發(fā)展；培養(yǎng)學生的品德；培養(yǎng)學生的審美能力和創(chuàng)造能力，進而完善學生的人生觀和世界觀。
作者單位 西安市第八十九中學
編輯 薛小琴
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