楊映川 石志青

(1. 秦皇島市教育科學(xué)研究所,河北 秦皇島 066000; 2. 秦皇島市新世紀(jì)高級(jí)中學(xué),河北 秦皇島 066000)

物理學(xué)的發(fā)展是人類精神、智慧和能力的結(jié)晶,物理學(xué)的內(nèi)容是科學(xué)思維、方法和品質(zhì)的體現(xiàn),所以,無(wú)論是物理學(xué)的發(fā)展歷史還是物理學(xué)的內(nèi)容無(wú)不蘊(yùn)含著豐富的育人價(jià)值.中學(xué)物理作為文化背景豐富、實(shí)驗(yàn)特色明顯、與社會(huì)生活聯(lián)系廣泛的學(xué)科,有著獨(dú)特的教育功能.因此,面對(duì)未來(lái)的挑戰(zhàn),物理教師在重視物理教學(xué)的同時(shí)更要關(guān)注物理知識(shí)的文化取向,充分挖掘并利用物理學(xué)科的育人價(jià)值,更多掌握物理知識(shí)的知識(shí),從傳統(tǒng)的以知識(shí)為本的物理教學(xué)走向以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向的物理教育.

1 在科學(xué)方法教育中發(fā)展科學(xué)思維

物理學(xué)是科學(xué)方法和科學(xué)思維的重要來(lái)源,從物理概念的建立、物理定律的獲得、物理定理的推演、物理知識(shí)的學(xué)習(xí)以及運(yùn)用等過(guò)程中,無(wú)不體現(xiàn)著精妙的科學(xué)方法和嚴(yán)密的科學(xué)思維.這些方法和思維的習(xí)得不僅有助于學(xué)生物理學(xué)科和其他學(xué)科的學(xué)習(xí),更會(huì)對(duì)其一生產(chǎn)生積極的影響.

1.1 科學(xué)方法

方法是活的知識(shí),方法教育是教學(xué)的重要組成部分,它與知識(shí)教學(xué)、能力培養(yǎng)、品德培育密不可分,并對(duì)其有重大的指導(dǎo)、帶動(dòng)和促進(jìn)作用.中學(xué)物理中常見(jiàn)的方法有控制變量、等效替代、理想實(shí)驗(yàn)、模型構(gòu)建、數(shù)學(xué)應(yīng)用、極限、對(duì)稱、分類、類比等等. 在日常課堂教學(xué)中,應(yīng)有意識(shí)地滲透這些方法,在涉及方法的有關(guān)教學(xué)內(nèi)容時(shí),可設(shè)計(jì)一些相關(guān)的情境或問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生自主思考和解決,通過(guò)問(wèn)題的解決讓學(xué)生感悟和應(yīng)用有關(guān)方法.例如在瞬時(shí)速度的教學(xué)中,可以在平均速度的基礎(chǔ)上提出:如果所取的時(shí)間越來(lái)越短,那么對(duì)應(yīng)的速度對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的描述和原來(lái)比較有什么不同? 如何描述物體在某一瞬間運(yùn)動(dòng)的快慢?然后引導(dǎo)學(xué)生思考、討論和解決問(wèn)題,最后教師說(shuō)明這就是物理學(xué)中常用的極限方法.在這個(gè)過(guò)程中,學(xué)生無(wú)形中感悟和運(yùn)用了極限的方法,將會(huì)對(duì)極限的方法留下深刻的印象.再如在牛頓第一定律的教學(xué)中,可以演示物塊在同一斜面高度下滑到由粗糙到平滑的不同平面上的滑行距離,然后引導(dǎo)學(xué)生思考平面光滑程度與物塊滑行距離的關(guān)系,最后提出如果平面足夠長(zhǎng)且足夠光滑,那么物塊會(huì)怎樣運(yùn)動(dòng)?這樣在學(xué)生自行得出牛頓第一定律的同時(shí)又能夠體會(huì)到“抓住主要問(wèn)題忽略次要因素”的理想實(shí)驗(yàn)方法.

1.2 科學(xué)思維

科學(xué)思維是人腦對(duì)客觀事物的本質(zhì)屬性、內(nèi)部規(guī)律性及事物間的聯(lián)系和相互關(guān)系的間接的、概括的和能動(dòng)的反映,是在表象、概念的基礎(chǔ)上進(jìn)行分析比較、綜合判斷、抽象概括、推理論證等認(rèn)識(shí)活動(dòng)的過(guò)程.在教學(xué)中讓學(xué)生感受和體會(huì)這些物理學(xué)最典型的特點(diǎn),培養(yǎng)學(xué)的科學(xué)思維品質(zhì),不僅有助于學(xué)生物理的學(xué)習(xí),而且會(huì)影響學(xué)生思維的方式和習(xí)慣,提高學(xué)生理解、思考、分析、判斷和評(píng)價(jià)各種事物的能力.教師要明白能力不是講給學(xué)生的,是在學(xué)生的經(jīng)歷、體驗(yàn)、感悟和應(yīng)用中逐步培養(yǎng)的.教學(xué)過(guò)程要從“知識(shí)的重演”走向“知識(shí)的重演”,以問(wèn)題驅(qū)動(dòng)的方式引領(lǐng)學(xué)生經(jīng)歷、體驗(yàn)、感悟科學(xué)家曾經(jīng)發(fā)生的思維活動(dòng),以潛移默化的方式逐步培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力.在習(xí)題的教學(xué)中,盡量做到一題多變、一題多解,多題歸一,要引導(dǎo)學(xué)生善于從一般性中尋找特殊性,從特殊性中歸納一般性.要給學(xué)生足夠的時(shí)間與空間,放手讓學(xué)生思考、討論并自行解決問(wèn)題.

1.3 質(zhì)疑創(chuàng)新

質(zhì)疑創(chuàng)新是科學(xué)思維的重要組成部分,是未來(lái)社會(huì)發(fā)展所需要的最主要能力,也是我國(guó)教育最為欠缺的方面.一個(gè)真正的創(chuàng)新人才應(yīng)該具有追求和堅(jiān)持真理的精神;具有好奇心和求知欲,具有創(chuàng)造性思維和想象;要勤于思考,敏于思考,善于思考.以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),以客觀世界為對(duì)象的物理學(xué),在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力方面具有獨(dú)特的作用.

(1) 寬松自由、和諧民主的學(xué)習(xí)氛圍,是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的必要環(huán)境.教師要弱化對(duì)課堂的控制,盡量減少對(duì)學(xué)生行為和思維的無(wú)謂限制,讓學(xué)生成為課堂的主人.要給學(xué)生足夠的空間和時(shí)間讓其自由馳騁、自由表現(xiàn), 獲得創(chuàng)造最寬松的思維想象空間,真正體會(huì)到學(xué)習(xí)的心理自由.

(2) 質(zhì)疑是創(chuàng)新的前提, 教師要淡化自己的權(quán)威,鼓勵(lì)學(xué)生敢于挑戰(zhàn)權(quán)威,敢于開(kāi)口,敢于質(zhì)疑,敢于提問(wèn),敢于說(shuō)“不”.同時(shí),教師要對(duì)學(xué)生的獨(dú)特的想法和做法給予及時(shí)的褒獎(jiǎng)評(píng)價(jià), 從而建立起創(chuàng)新學(xué)習(xí)的自信心.

(3) 愛(ài)因斯坦說(shuō)過(guò)“我并沒(méi)有什么特殊的才能,我只不過(guò)是喜歡尋根問(wèn)底的追究問(wèn)題罷了”.問(wèn)題是創(chuàng)新的土壤,創(chuàng)新總是在問(wèn)題解決中發(fā)展起來(lái)的.要充分利用學(xué)生對(duì)生活、生產(chǎn)和科技前沿的興趣,在教學(xué)中要充分聯(lián)系學(xué)生熟悉的生活、生產(chǎn)和現(xiàn)代科技實(shí)際,創(chuàng)設(shè)符合教學(xué)內(nèi)容和要求的真實(shí)問(wèn)題情境.通過(guò)學(xué)生的主動(dòng)參與、積極思考、質(zhì)疑問(wèn)難、真實(shí)感悟,調(diào)動(dòng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí),發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新思維,通過(guò)對(duì)前沿科技科的展望,激發(fā)學(xué)生的探知欲望.

(4) 培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,離不開(kāi)實(shí)踐活動(dòng),實(shí)驗(yàn)是物理教學(xué)中的主要實(shí)踐活動(dòng),是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的重要途徑.要引領(lǐng)和提倡學(xué)生利用生活常見(jiàn)器材設(shè)計(jì)新實(shí)驗(yàn),鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)原實(shí)驗(yàn)進(jìn)行新思維、提出新見(jiàn)解、發(fā)表新觀點(diǎn).

2 在科學(xué)史教學(xué)中提升科學(xué)態(tài)度

物理學(xué)的發(fā)展史是一部科學(xué)家們的奮斗史,其中充分體現(xiàn)了科學(xué)家們大膽創(chuàng)新、不畏艱難、勇于探索、堅(jiān)持真理、堅(jiān)韌不拔等科學(xué)精神,凸顯了科學(xué)家們實(shí)事求是、嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、勤于思考以及強(qiáng)烈的求知欲與好奇心等科學(xué)態(tài)度.在教學(xué)中注重對(duì)學(xué)生科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度的培養(yǎng),不僅有助于學(xué)生物理學(xué)科的學(xué)習(xí),更有利于學(xué)生一生的發(fā)展.

2.1 科學(xué)精神

在物理教學(xué)中,適時(shí)介紹各個(gè)科學(xué)家的個(gè)人事跡,學(xué)術(shù)成果以及他們的人生閱歷,讓學(xué)生了解并感悟他們?yōu)檎胬矶鴬^斗的艱苦經(jīng)歷,可以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神.例如在進(jìn)行開(kāi)普勒定律的教學(xué)時(shí),先介紹為“三大定律”奠定基礎(chǔ)的哥白尼的“日心說(shuō)”以及堅(jiān)持真理為此付出生命的布魯諾和慘受迫害的伽利略,然后介紹第谷20年堅(jiān)持不懈的辛勤觀測(cè)和記錄,最后介紹開(kāi)普勒受著個(gè)人在家庭方面遭受的巨大不幸,在很少有人理解和支持的困難條件下,大膽質(zhì)疑統(tǒng)治人類思想達(dá)2000年之久的"勻速圓周運(yùn)動(dòng)"偏見(jiàn),歷經(jīng)4年加9年的艱苦計(jì)算和辛勤探索,創(chuàng)造性地得出了在他有生之年沒(méi)有得到承認(rèn)的開(kāi)普勒三大定律,并為牛頓運(yùn)動(dòng)定律的建立打下了基礎(chǔ).

2.2 科學(xué)態(tài)度

物理學(xué)的最大特點(diǎn)就是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),從實(shí)驗(yàn)出發(fā),去尋找發(fā)現(xiàn)規(guī)律,再用實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證規(guī)律,其本質(zhì)就是基于客觀事實(shí)、尋找客觀規(guī)律,其中充分體現(xiàn)了熱愛(ài)科學(xué)、實(shí)事求是、一絲不茍、嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度.在物理教學(xué)中要充分挖掘和利用有關(guān)素材,逐步培養(yǎng)學(xué)生形成科學(xué)態(tài)度.

2.2.1 利用物理學(xué)本質(zhì)的客觀性

物理的學(xué)習(xí)是前人基于客觀事實(shí)而得出的客觀規(guī)律的學(xué)習(xí),因此,物理的學(xué)習(xí)離不開(kāi)尊重事實(shí)、實(shí)事求是、嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度,容不得絲毫的粗心大意,可謂“失之毫厘謬以千里”.在日常的教學(xué)中要嚴(yán)格要求學(xué)生逐步培養(yǎng)這種態(tài)度,例如物體的受力分析必須要尊重事實(shí)、一絲不茍,不容半點(diǎn)的馬虎,否則,問(wèn)題的解決將無(wú)從談起.

2.2.2 利用物理學(xué)史

物理學(xué)史上所有物理學(xué)家都是出于好奇心或?qū)茖W(xué)的熱愛(ài),以實(shí)事求是、嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真、一絲不茍的科學(xué)態(tài)度,堅(jiān)持不懈地進(jìn)行著對(duì)自然規(guī)律的探索而取得了偉大的成績(jī).在進(jìn)行有關(guān)內(nèi)容的教學(xué)時(shí)都從這個(gè)問(wèn)題的歷史開(kāi)始講起,適時(shí)給學(xué)生介紹相關(guān)科學(xué)家們的事跡和所持態(tài)度,讓學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的同時(shí)也明白科學(xué)態(tài)度的重要性.例如介紹如果沒(méi)有第谷持之以恒長(zhǎng)達(dá)20年對(duì)天文現(xiàn)象的觀察與記錄,就沒(méi)有開(kāi)普勒三大定律等.

2.2.3 利用物理實(shí)驗(yàn)

物理學(xué)科以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),要充分利用學(xué)生喜歡實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn),對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)態(tài)度的培養(yǎng).在學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中,根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要對(duì)學(xué)生提出嚴(yán)格的要求,讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到實(shí)事求是、嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度在物理學(xué)的研究和學(xué)習(xí)中的重要性.在教學(xué)過(guò)程中,利用學(xué)生身邊的生活或?qū)W習(xí)用具設(shè)計(jì)一些新奇、生動(dòng)、真實(shí)、直觀、精巧有趣的演示實(shí)驗(yàn),能夠激發(fā)學(xué)生的好奇心和學(xué)習(xí)興趣； 還可以將自然現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)化,用課堂中實(shí)驗(yàn)來(lái)模擬演示自然現(xiàn)象以促進(jìn)學(xué)生形成科學(xué)態(tài)度,例如用實(shí)驗(yàn)?zāi)M演示雷電和雷擊現(xiàn)象等.

2.2.4 利用物理學(xué)的實(shí)踐性

物理學(xué)是通過(guò)實(shí)踐的方式來(lái)認(rèn)識(shí)和改造自然的,與生活、社會(huì)和自然密不可分.在教學(xué)中,以學(xué)生熟悉的生活生產(chǎn)為情境,讓學(xué)生“身臨其境”,不僅有利于增強(qiáng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的意識(shí),也有利于學(xué)生形成尊重事實(shí)、熱愛(ài)學(xué)習(xí)的科學(xué)態(tài)度.向?qū)W生介紹物理與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的關(guān)系以及物理知識(shí)在實(shí)際中的廣泛應(yīng)用,讓學(xué)生知道物理不僅是有用的而且是有趣的,例如通信技術(shù)、航天技術(shù)、能源技術(shù)、人工智能等.還可以在教學(xué)中把一些簡(jiǎn)單的問(wèn)題復(fù)雜化,讓學(xué)生去探究、合作,從而在成功中感受學(xué)習(xí)探索的樂(lè)趣.

3 在STSE教育中增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任

在古代和近現(xiàn)代歷史上,我國(guó)有許多物理學(xué)家為物理學(xué)以及我國(guó)的科技發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn),也留下了許多可歌可泣的事跡;歷史上也發(fā)生過(guò)多次由于技術(shù)的運(yùn)用或管理不當(dāng)而造成的災(zāi)難性事件,結(jié)合教學(xué)內(nèi)容適當(dāng)介紹這些有利于增強(qiáng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感和愛(ài)國(guó)熱情.

3.1 社會(huì)責(zé)任

教師要具有STSE教育理念,在教學(xué)活動(dòng)中,適時(shí)滲透STSE意識(shí),讓學(xué)生理解物理學(xué)與技術(shù)、社會(huì)、環(huán)境的相互關(guān)系.在近現(xiàn)代,為我國(guó)科技事業(yè)的發(fā)展有許多科學(xué)家做出了卓越貢獻(xiàn)和感人的事跡,如錢學(xué)森艱難曲折的回國(guó)經(jīng)歷以及為我國(guó)航空航天和導(dǎo)彈事業(yè)做出的突出貢獻(xiàn)；鄧稼先為我國(guó)核武器的研制做出的貢獻(xiàn)以及犧牲時(shí)還不忘保護(hù)資料的感人事跡，黃大年為我國(guó)深潛技術(shù)做出的卓越貢獻(xiàn)以及累死在工作崗位上的動(dòng)人事跡，為我國(guó)潛艇事業(yè)隱名埋姓三十年的黃旭華等等.結(jié)合教學(xué)內(nèi)容適時(shí)向?qū)W生介紹他們的貢獻(xiàn)和事跡,有利于促進(jìn)學(xué)生獻(xiàn)身科技、造福人類、振興國(guó)家的責(zé)任和意識(shí).

和任何事物一樣,物理學(xué)的發(fā)展對(duì)人類也是把雙刃劍,在促進(jìn)人類文明發(fā)展的同時(shí),如果運(yùn)用不當(dāng),也會(huì)對(duì)人類產(chǎn)生災(zāi)難性后果.如由核能的研究而產(chǎn)生的核武器以及二戰(zhàn)中在日本的原子彈爆炸、切爾諾貝利和福島核電站泄露、由于技術(shù)的進(jìn)步而造成的資源的過(guò)度開(kāi)發(fā)和環(huán)境污染問(wèn)題等,在教學(xué)中適當(dāng)介紹有關(guān)的事件,有利于增強(qiáng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任意識(shí).

3.2 愛(ài)國(guó)熱情

我國(guó)是四大文明古國(guó)之一,歷史悠久,文化繁榮昌盛.早在春秋戰(zhàn)國(guó)之際,已出現(xiàn)《考工記》、《墨經(jīng)》這樣記載有豐富物理知識(shí)的典籍,如《墨金》中所言“力,刑之所以?shī)^也”,即給出“力是使物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化的原因”的正確判斷,明代朱載堉的《樂(lè)律全書》是世界上最早以數(shù)學(xué)方法解決等程律問(wèn)題的音樂(lè)與聲學(xué)的杰作.在近代我國(guó)科學(xué)家們也為物理學(xué)的發(fā)展做出了杰出的貢獻(xiàn),取得了非凡的成績(jī).如楊振寧、丁肇中、吳健雄等華裔物理學(xué)家因在物理學(xué)上的特殊貢獻(xiàn)而獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng),再如我國(guó)在量子通訊、核聚變控制、超大型計(jì)算機(jī)、人工智能、航天技術(shù)等方面的研究與應(yīng)用走在世界的前列等.在日常教學(xué)中,適時(shí)向?qū)W生介紹我國(guó)的這些貢獻(xiàn)和成績(jī),有利于激發(fā)學(xué)生的愛(ài)國(guó)熱情和增強(qiáng)學(xué)生的民族自豪感.

3.3 環(huán)境知識(shí)與環(huán)保教育

環(huán)境是人類生存的基本前提,隨著技術(shù)的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,環(huán)境問(wèn)題已成為當(dāng)今世界突出的問(wèn)題.物理學(xué)中的核、聲、光、電、力等都與環(huán)境存在著密切的聯(lián)系,具有豐富的環(huán)境教育資源.在物理教學(xué)中滲透環(huán)境教育可以使學(xué)生更加了解環(huán)境知識(shí),培養(yǎng)學(xué)生對(duì)環(huán)境的責(zé)任感,提高可持續(xù)發(fā)展觀念.

3.3.1 課堂教學(xué)中的滲透

結(jié)合教學(xué)內(nèi)容,將環(huán)保知識(shí)融入到課堂教學(xué)之中,不僅可以使學(xué)生認(rèn)識(shí)物理與環(huán)境的關(guān)系,而且可以提高學(xué)生的環(huán)保意識(shí).例如在涉及到能量守恒及能源的開(kāi)發(fā)利用時(shí),可以介紹傳統(tǒng)能源的枯竭趨勢(shì)和利用所造成的環(huán)境污染、新能源的開(kāi)發(fā)利用以及對(duì)環(huán)境的影響;再如講核能時(shí)可以介紹人類利用重核裂變制造的原子彈和核電站以及對(duì)社會(huì)環(huán)境的影響,還可以介紹輕核聚變的環(huán)境優(yōu)勢(shì)及其存在的技術(shù)難題和研究現(xiàn)狀等.

3.3.2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的體驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)具有直觀性和可操作性,是滲透環(huán)保教育的重要途徑.可以利用實(shí)驗(yàn)演示自然環(huán)境現(xiàn)象,將自然環(huán)境現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)化,例如自制器材演示雷電現(xiàn)象、靜電除塵以及避雷針等.讓學(xué)生在直觀中感悟、動(dòng)手中體驗(yàn)物理對(duì)環(huán)境改善的積極作用.同時(shí),要親自并鼓勵(lì)學(xué)生利用廢舊材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn),例如利用塑料杯、易拉罐等廢舊材料做膨脹、失重、除塵裝置等實(shí)驗(yàn),使實(shí)驗(yàn)更加親切直觀的同時(shí)更有利于培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí).

3.3.3 實(shí)踐活動(dòng)中的經(jīng)歷

環(huán)保意識(shí)的培養(yǎng)離不開(kāi)學(xué)生的親自參與,結(jié)合教學(xué)內(nèi)容組織開(kāi)展一些以教學(xué)內(nèi)容為主、滲透環(huán)境教育的實(shí)踐活動(dòng),有利于增強(qiáng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí),提升環(huán)保能力.組織學(xué)生參加如“統(tǒng)計(jì)計(jì)算家庭用電的情況并提出節(jié)能措施”、“家用電器在待機(jī)狀態(tài)下斷不斷電源的耗能比較”、“學(xué)?；蚣彝ブ車胍粑廴镜膩?lái)源調(diào)查及應(yīng)對(duì)措施”、“建筑材料對(duì)環(huán)境的影響”、“各種取暖方式對(duì)能源消耗的比較分析”等實(shí)踐活動(dòng),讓學(xué)生在活動(dòng)中培養(yǎng)環(huán)保意識(shí)和提高環(huán)保能力.同時(shí),要結(jié)合教學(xué)內(nèi)容不斷引領(lǐng)學(xué)生觀察自然、了解自然、走向自然,讓學(xué)生懂得在向自然索取的同時(shí),更重要的是改善和保護(hù)自然,樹(shù)立可持續(xù)發(fā)展的理念.

4 在物理知識(shí)教學(xué)中滲透美育

楊振寧提出物理學(xué)具有“物理現(xiàn)象之美”、“理論描述之美”、“理論結(jié)構(gòu)之美”. 物理學(xué)發(fā)展史是一部美學(xué)發(fā)展史,很多物理定律就是在追求美和藝術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)的.物理學(xué)的美學(xué)特征主要表現(xiàn)為“多樣統(tǒng)一美”、“和諧奇異美”、“簡(jiǎn)潔明快美”等.在教學(xué)中適時(shí)滲透和展示物理之美,以美感人、以美育人,能大大激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,有助于提高學(xué)生的整體素質(zhì),科學(xué)素養(yǎng)和審美能力.

4.1 物理學(xué)的簡(jiǎn)單之美

物理學(xué)將紛繁的自然界中蘊(yùn)含的復(fù)雜規(guī)律以簡(jiǎn)單的方式呈現(xiàn)出來(lái),從而產(chǎn)生簡(jiǎn)單之美,這種簡(jiǎn)單之美主要體現(xiàn)在理論和方法上.物理理論的簡(jiǎn)單美體現(xiàn)在概念和規(guī)律表達(dá)上,如牛頓只用幾條簡(jiǎn)單的定律就概括了宏觀世界從天上到地上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律;麥克斯韋只用四個(gè)方程就概括了復(fù)雜的電磁運(yùn)動(dòng);量子力學(xué)使行蹤飄忽不定的微觀粒子眉目清晰等,這些都體現(xiàn)了物理學(xué)理論的簡(jiǎn)單之美.簡(jiǎn)單之美體現(xiàn)在物理方法上,就是物理學(xué)巧妙地從復(fù)雜的真實(shí)世界中,抽象出最簡(jiǎn)單的物理模型,諸如質(zhì)點(diǎn)、彈簧振子、單擺、 電荷、光線等,這些理想模型和理想方法本身就是遵循簡(jiǎn)單性原則.

4.2 物理學(xué)的對(duì)稱之美

對(duì)稱現(xiàn)象是辯證法的生動(dòng)體現(xiàn),物理學(xué)因揭示自然世界的對(duì)稱性而產(chǎn)生對(duì)稱美.對(duì)稱美主要體現(xiàn)在時(shí)空對(duì)稱、數(shù)學(xué)對(duì)稱和抽象對(duì)稱.如單擺的運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)、天體的運(yùn)動(dòng)、平面鐿成像、磁感線分布、電場(chǎng)線分布等體現(xiàn)了時(shí)空的對(duì)稱性;萬(wàn)有引力定律和庫(kù)侖定律、簡(jiǎn)諧振動(dòng)圖線、波動(dòng)圖線等體現(xiàn)了數(shù)學(xué)的對(duì)稱性.物理學(xué)家通過(guò)某個(gè)已知的現(xiàn)象或規(guī)律,根據(jù)對(duì)稱性來(lái)探索未知的現(xiàn)象或規(guī)律,這就是抽象的對(duì)稱性.如電磁學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)的形成過(guò)程就是物理學(xué)家追求對(duì)稱之美的過(guò)程,由“電生磁”,為了追求對(duì)稱之美,終于實(shí)現(xiàn)了“磁生電”,從而完成了電與磁之間完美的對(duì)稱統(tǒng)一.正是這些基于對(duì)稱性的抽象思考,才逐步解開(kāi)了宇宙密碼,推動(dòng)了物理學(xué)的發(fā)展.

4.3 物理學(xué)的和諧之美

和諧是美學(xué)的一個(gè)重要法則,自然萬(wàn)物之所以美,是因?yàn)樗鼈兪呛椭C的,物理理論關(guān)于自然規(guī)律的“統(tǒng)一”“對(duì)應(yīng)”是宇宙和諧的反映.物理學(xué)龐大的知識(shí)體系,既遵循各自內(nèi)在的規(guī)律,又相互聯(lián)系,構(gòu)成一個(gè)和諧統(tǒng)一體.例如,牛頓運(yùn)動(dòng)定律和萬(wàn)有引力定律將地上與天上統(tǒng)一起來(lái);麥克斯韋方程把電、磁、光統(tǒng)一起來(lái);而愛(ài)因斯坦相對(duì)論,又把牛頓力學(xué)與麥克斯韋電磁場(chǎng)理論統(tǒng)一了起來(lái).而三大守恒定律乃是自然界和諧性最完美的體現(xiàn).

4.4 物理學(xué)之奇妙之美

物理教學(xué)尤其是物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,會(huì)產(chǎn)生許多學(xué)生在日常生活中難以看到的奇妙現(xiàn)象,學(xué)生對(duì)這些奇妙現(xiàn)象的產(chǎn)生、觀察和解釋過(guò)程,也是體驗(yàn)和感悟美的過(guò)程.如光的色散現(xiàn)象;聲音的共鳴與反射;失重情況下的各種奇妙的現(xiàn)象;電和磁以及電磁感應(yīng)中的各種新奇美妙的現(xiàn)象等.

4.5 物理學(xué)對(duì)美學(xué)藝術(shù)的促進(jìn)

物理學(xué)的發(fā)展也有助于美學(xué)藝術(shù)的發(fā)展,許多藝術(shù)作品的創(chuàng)作靈感源自于物理知識(shí)和物理學(xué)的發(fā)展.如《流浪地球》源自于“天體的運(yùn)動(dòng)”、“碰撞和反沖”等物理知識(shí),尤其是以愛(ài)因斯坦相對(duì)論為理論的有關(guān)時(shí)空穿越的優(yōu)秀影視作品和藝術(shù)作品更是不計(jì)其數(shù).這些都可以作為物理教學(xué)和美學(xué)藝術(shù)融合的切入點(diǎn),在物理教學(xué)中滲透,使學(xué)生有興趣關(guān)注美學(xué)藝術(shù),提升學(xué)生對(duì)藝術(shù)的鑒賞能力.

總之,物理教師要順應(yīng)時(shí)代潮流、轉(zhuǎn)變教育觀念、破解“五唯”困境,充分挖掘和利用物理學(xué)科的育人價(jià)值,從“物理教學(xué)”走向“物理教育”,真正做一個(gè)“我是用物理教學(xué)生的”物理教師.