在物理教學(xué)中,適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行物理美的教育,能使學(xué)生在學(xué)習(xí)物理的同時,體驗(yàn)科學(xué)美、欣賞科學(xué)美,并在科學(xué)美思想的指導(dǎo)下,進(jìn)行探索大自然的活動,這種情感體驗(yàn)會使物理教學(xué)獲得意想不到的效果。
物理美是一種理性美,是物理規(guī)律真實(shí)、自然的流露,是物理規(guī)律本質(zhì)的映射,它是內(nèi)容之真與形式之美的和諧結(jié)合。教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生在獲得學(xué)習(xí)物理知識樂趣的同時,感受到物理美。要想培養(yǎng)學(xué)生的美感,教師必須先對美有深切的感悟。教師只有通過對物理規(guī)律的深刻理解和靈活應(yīng)用,才能感受到物理學(xué)深邃而含蓄的內(nèi)在美,并引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)它的美。物理美包括真實(shí)、簡單、對稱、合理、和諧、統(tǒng)一、嚴(yán)密、質(zhì)樸等特性,其中最突出的是和諧、簡潔、奇異三個特征。
一、物理的和諧美
和諧是指由于組成整體的各個要素之間恰到好處的搭配,而顯示出整體上的協(xié)調(diào)。物理的和諧美是物理理論揭示自然界中物質(zhì)存在、運(yùn)動及其轉(zhuǎn)化等規(guī)律整體上的和諧而產(chǎn)生的美感。大批的自然科學(xué)家認(rèn)為大自然是有序、和諧的,反映大自然規(guī)律的物理科學(xué)也應(yīng)是和諧的,他們堅(jiān)信宇宙是簡單、和諧、對稱和統(tǒng)一的,而且它是可以用最簡單的數(shù)學(xué)語言進(jìn)行描述的。
二、物理的簡潔美
物理學(xué)揭示自然界物質(zhì)的存在、組成、運(yùn)動及其轉(zhuǎn)化等規(guī)律的簡單性而產(chǎn)生的美感,稱為物理學(xué)的簡潔美。它主要體現(xiàn)在物理學(xué)的理論和方法上。從物理理論的角度看,雖然各種物理現(xiàn)象和過程千變?nèi)f化,但在本質(zhì)上卻可歸結(jié)成為數(shù)不多的幾個基本概念和原理。例如牛頓三大運(yùn)動定律、開普勒三大定律、動能定理、機(jī)械能守恒定律、動量定理、動量守恒定律等,雖然只是用簡潔的語言和數(shù)學(xué)來表達(dá),但它們卻揭示了物理現(xiàn)象的本質(zhì)特征,描述了大自然的規(guī)律。
物理方法的簡潔美是指物理學(xué)研究方法和思維方法的簡潔。在物理學(xué)習(xí)過程中,我們總要應(yīng)用一些模型,比如把某些物體看成質(zhì)點(diǎn)、點(diǎn)電荷、勻速直線運(yùn)動、勻變速直線運(yùn)動、勻速圓周運(yùn)動、理想氣體等理想模型。這些理想模型是以可靠的事實(shí)為基礎(chǔ),經(jīng)過抽象思維,抓住主要因素,忽略次要因素,簡化了實(shí)際的物理問題,從而有利于更深刻地揭示自然規(guī)律。大千世界中,各種現(xiàn)象千變?nèi)f化,物理學(xué)就是要研究這些不同事物運(yùn)動變化中的內(nèi)在聯(lián)系和共性,從而建立一個統(tǒng)一的理論體系。由此可見,認(rèn)識物理的簡潔美,有助于學(xué)生對物理知識的理解和掌握。
三、物理的奇異美
自然界中的物體都有區(qū)別于其他物體的特性,這種特性往往閃爍著超群脫俗的奇異美。例如相對論顛覆了人類對宇宙和自然的“常識性”觀念,提出了“時間和空間的相對性”“四維時空”“彎曲空間”等全新的概念。同時相對論認(rèn)為,光速在所有慣性參考系中不變,它是物體運(yùn)動的最大速度。由于相對論效應(yīng),運(yùn)動物體的長度會變短,運(yùn)動物體的時間會膨脹。而廣義相對論還預(yù)言太空中存在“引力透鏡”和“黑洞”,雖然時至今日,仍有很多科學(xué)家認(rèn)為這是“不可思議”的,甚至認(rèn)為愛因斯坦是個瘋子,但大量的科學(xué)實(shí)驗(yàn)和天文觀測都能證明愛因斯坦這些奇異的理論是正確的??茖W(xué)家能從平淡無奇的、司空見慣的物理現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)奇異的規(guī)律,這正是他們畢生所追求的目標(biāo)。物理的奇異美能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣和強(qiáng)烈的探索欲望,并吸引他們進(jìn)一步去揭示大自然的奧秘。
總之,在高中物理教學(xué)中滲透美學(xué)教育,可以激發(fā)教師的教學(xué)情緒并感染學(xué)生,從而引起學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣,促進(jìn)學(xué)生對知識的理解與掌握,并有效地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維,滿足學(xué)生的審美需要和美感追求,最終將審美行為轉(zhuǎn)化成探索未知世界的巨大動力。因此,在高中物理教學(xué)中,如何更好地滲透美學(xué)教育,提高教師的教學(xué)水平,需要物理教師長期不懈地努力,才能讓美學(xué)教育在高中物理教學(xué)中得到更好的發(fā)展。
(作者單位:江蘇省如皋市搬經(jīng)中學(xué))