◎俞有兵

高中物理教學(xué)中的美學(xué)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(xué)來源于社會實踐，作為自然科學(xué)也深深滲透了科學(xué)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(xué)工作者應(yīng)盡可能地在教學(xué)過程中體現(xiàn)這種物理學(xué)本身存在的客觀的科學(xué)美，以激發(fā)學(xué)生對美好事物的向往和追求，從根本上激發(fā)學(xué)習(xí)物理的興趣。那么，中學(xué)物理的科學(xué)美體現(xiàn)在哪些方面？在教學(xué)過程中又如何滲透？筆者結(jié)合多年教學(xué)實踐與思考談一些粗淺認識，以拋磚引玉。

高中物理；美學(xué)；發(fā)現(xiàn)

科學(xué)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(shù)品，當(dāng)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(dǎo)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(xué)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(xué)平衡原理設(shè)計出來的一些玩具、儀器、設(shè)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(gòu)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(zhuǎn)，行星總是繞著恒星轉(zhuǎn)，而恒星又繞著各自的星系運轉(zhuǎn)。小到微觀世界中電子總是繞著原子核運轉(zhuǎn)。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(fù)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(xué)生面前，給學(xué)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(xué)中許多定律、規(guī)律不僅表征了自然界紛繁復(fù)雜的多樣統(tǒng)一，而且也閃爍著科學(xué)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(xué)家玻恩贊賞它“像一個被人永遠觀賞的藝術(shù)品”。物理學(xué)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(xué)物理教材中存在如此多的形式美，如何讓學(xué)生體會、感悟、吸收、升華，這是影響教學(xué)的重要方面。作為物理教師，我們就應(yīng)該在教學(xué)過程中盡量展示這種科學(xué)美，使學(xué)生在學(xué)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(xué)生德、智、體、美全面發(fā)展。筆者在教學(xué)過程中主要從以下幾個方面進行探索：

(1)新課教學(xué)中展示美：物理學(xué)中的科學(xué)美只有通過教學(xué)過程才能充分展示在學(xué)生面前，學(xué)生才有可能品味、欣賞其內(nèi)涵和價值。為此，教師在教學(xué)過程中應(yīng)注意：首先，教師要苦練教學(xué)基本功，努力提高語言、姿勢動作、板書板畫等教學(xué)技巧?？茖W(xué)美的形式要通過準(zhǔn)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(yīng)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(jié)美。如：在用滾擺驗證機械能守恒中，學(xué)生在領(lǐng)略滾擺的動態(tài)和諧美的同時深刻領(lǐng)悟到能的轉(zhuǎn)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(xué)生腦海中留下難忘的印象。

(2)在習(xí)題教學(xué)中領(lǐng)悟美：習(xí)題教學(xué)過程容易被各種題型弄得繁雜、抽象、枯燥，使學(xué)生望而生畏，難以表現(xiàn)其內(nèi)在美。在教學(xué)過程中應(yīng)注意：①運用多種方法解題，通過對比領(lǐng)悟美。注意各種題型的總結(jié)，找出其關(guān)系，讓學(xué)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(xué)生發(fā)現(xiàn)物理過程的形象美，感悟抽象美。③注意數(shù)學(xué)方法的應(yīng)用，用比例、函數(shù)、圖像等手段讓學(xué)生體會到比例、對稱等形式美。④結(jié)合實驗演示使理論和實際達到和諧統(tǒng)一。

(3)在實驗教學(xué)中探求美：實驗教學(xué)往往是學(xué)生最感興趣的學(xué)習(xí)途徑，學(xué)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(xué)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(cè)面培養(yǎng)了學(xué)生的綜合能力，教師應(yīng)該讓學(xué)生在實驗過程中充分探求科學(xué)美。

總之，物理教師要做教育教學(xué)的有心人，首先必須認真學(xué)習(xí)并挖掘教材中能體現(xiàn)科學(xué)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(xué)生的綜合素質(zhì)得到提高，從而做到以教學(xué)助美育，以美育促教學(xué)，努力培養(yǎng)新世紀(jì)的合格人才。

(作者單位：江蘇省南京市天印高級中學(xué)211100)

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1992-7711(2016)11-0038