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[論文關(guān)鍵詞]物理教學(xué)美育美學(xué)探討

[論文摘要]物理學(xué)是以觀察實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，需要高度理性思維的自然科學(xué)，它具有精密、嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)、理性的特點(diǎn)。因此，在教學(xué)中人們常常忽視了它豐富的美學(xué)價(jià)值，在全面實(shí)施素質(zhì)教育的今天，美學(xué)教育將是人才培養(yǎng)的重要組成部分，本文依據(jù)美學(xué)的有關(guān)理論對(duì)物理學(xué)中美學(xué)問(wèn)題進(jìn)行了探討和研究。

蔡元培先生說(shuō)過(guò)：“凡是學(xué)校所有課程，都沒(méi)有與美育無(wú)關(guān)的?！弊鳛閷W(xué)校的課程之一的物理學(xué)，無(wú)疑，她也是美的。這要求教師充分的挖掘和研究教材，充分發(fā)揮它的美育功能，把其美的一面呈現(xiàn)給我們的學(xué)生，讓學(xué)生在物理中欣賞美、享受美和追求美，促進(jìn)他們對(duì)物理的學(xué)習(xí)動(dòng)力，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情，這是每一個(gè)物理教師必須面對(duì)的一個(gè)課題和挑戰(zhàn)。筆者經(jīng)過(guò)初淺的整理，談?wù)勎锢韺W(xué)教學(xué)中的美育滲透。

一、滲透辯證唯物主義精神和貫穿愛(ài)國(guó)主義精神教育

1.在物理教學(xué)中，要幫助學(xué)生學(xué)習(xí)和樹(shù)立辯證唯物主義的一些基本觀點(diǎn)。如電荷間，磁體間的相互作用，因表面上與中介物無(wú)關(guān)，被稱(chēng)為超距作用；法拉第提出電荷，磁體周?chē)嬖谥妶?chǎng)，磁場(chǎng)；赫茲用實(shí)驗(yàn)法證實(shí)了電磁波的存在，從而得出“場(chǎng)”是物質(zhì)的一種表現(xiàn)形式?！白饔昧εc反作用力”、“引力與斥力”、“波粒二象形”等是辯證唯物主義中的“對(duì)立統(tǒng)一”的物理事實(shí)。物質(zhì)的三態(tài)，全反射中的臨界角，光電效應(yīng)中的極限頻率等體現(xiàn)了自然界中的量變引起質(zhì)變……這些豐富的素材對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)世界觀的作用不可忽視。

2.我國(guó)在科學(xué)上所取得的巨大成就，是展現(xiàn)在學(xué)生面前的一卷愛(ài)國(guó)主義教育的詩(shī)篇。物理學(xué)史是一部科學(xué)發(fā)展的歷史，其中蘊(yùn)含著豐富的美育素材。在教學(xué)中，要不失時(shí)機(jī)地介紹我國(guó)古代科學(xué)家取得的科技成果，以及對(duì)世界文明史的貢獻(xiàn)，介紹新中國(guó)成立以來(lái)，我國(guó)在社會(huì)主義建設(shè)和科學(xué)技術(shù)上取得的成績(jī)，激發(fā)其民族自豪感，培養(yǎng)愛(ài)國(guó)主義情操，從而形成正確的立場(chǎng)和觀點(diǎn)。

二、物理學(xué)知識(shí)體系中的形式美

物理教育中更多的美學(xué)因素存在與物理本身的知識(shí)體系里，物理學(xué)反映的是科學(xué)的真，科學(xué)的真又表現(xiàn)出科學(xué)的美。物理學(xué)研究的對(duì)象是自然界的運(yùn)動(dòng)變化規(guī)律，因而物理知識(shí)首先便體現(xiàn)出與之相對(duì)應(yīng)的自然美，如力學(xué)中的回音、共鳴、天體運(yùn)動(dòng)規(guī)律、波的圖像；熱學(xué)中的結(jié)晶體的多樣化，水在不同溫度下呈現(xiàn)出的水蒸氣、水紋、雪花、冰塊；光學(xué)中的光的色散、干涉和衍射圖樣，給人以美的享受。由于大自然的美妙神奇和物理學(xué)家對(duì)美的不斷追求，物理知識(shí)體系中充滿(mǎn)了形式美的因素，不勝枚舉，先就其中主要形式敘述如下。

1.簡(jiǎn)潔美

簡(jiǎn)潔，給人以簡(jiǎn)單、明了、深遠(yuǎn)、有序的美感。例如，運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系，曾經(jīng)困惑人類(lèi)幾千年，但一旦揭開(kāi)其面紗，呈現(xiàn)出的關(guān)系卻是“F=ma”，如此明了如此簡(jiǎn)單。又如愛(ài)因斯坦的質(zhì)能方程“E=mc2”，形式十分簡(jiǎn)單但是內(nèi)容卻是極其豐富——用最精練的語(yǔ)言最少的符號(hào)，揭示了奧秘?zé)o比的自然規(guī)律，所表達(dá)的簡(jiǎn)潔美令人嘆為觀止。

2.和諧美

作為客觀物質(zhì)世界反映的物理學(xué)理論也是和諧的、內(nèi)在自洽的。物理學(xué)中的經(jīng)典牛頓力學(xué)就體現(xiàn)出一種高度統(tǒng)一的和諧。牛頓用歸納法獲得了力學(xué)的有關(guān)基本概念和三大定律，又用演繹法從這些基本概念和定律出發(fā)，構(gòu)建起整座和諧的科學(xué)大廈。而物理學(xué)中由物理概念、規(guī)律、公式這些抽象的方法去描述一個(gè)完整的、有序的、有規(guī)律的物理世界的完美和諧的圖景，如振動(dòng)圖像、波動(dòng)圖像、氣體性質(zhì)圖像、導(dǎo)體的伏安特性曲線(xiàn)、交流電的圖像等，數(shù)不勝數(shù)，比比皆是。

3.對(duì)稱(chēng)美

對(duì)稱(chēng)美是指整體各部分之間的相稱(chēng)和對(duì)應(yīng)，如空間上的和諧布局，時(shí)間上的節(jié)律協(xié)和。對(duì)稱(chēng)之所以令人產(chǎn)生美感，是因?yàn)閷?duì)稱(chēng)中存在著某種“重復(fù)”、“均衡”、“有序”的東西。由于物理學(xué)揭示了自然界物質(zhì)的存在、構(gòu)成、運(yùn)動(dòng)極其轉(zhuǎn)化等規(guī)律的對(duì)稱(chēng)性而產(chǎn)生的美感，稱(chēng)為物理學(xué)的對(duì)稱(chēng)美。傳統(tǒng)美學(xué)中的對(duì)稱(chēng)美僅僅指人們感性認(rèn)識(shí)中的三維空間的對(duì)稱(chēng)，而物理中的對(duì)稱(chēng)美感既有物理現(xiàn)象的對(duì)稱(chēng)美，比如引力與斥力，“電生磁”與“磁生電”，粒子與反粒子，物質(zhì)與反物質(zhì)等等；但更重要的是包含各種數(shù)學(xué)空間的對(duì)稱(chēng)美，那是一種理性范疇的對(duì)稱(chēng)。這種對(duì)稱(chēng)性雖然不直接顯示，但卻更受到物理學(xué)家的推崇。在現(xiàn)代物理學(xué)中，對(duì)稱(chēng)性已經(jīng)成為一種重要的思想方法，即對(duì)稱(chēng)性指導(dǎo)物理學(xué)的研究。如果說(shuō)麥克斯韋是從直接可見(jiàn)的關(guān)于電和磁的對(duì)稱(chēng)性以及數(shù)學(xué)形式的對(duì)稱(chēng)性方面建立了電磁學(xué)理論的話(huà)，那么愛(ài)因斯坦則是通過(guò)對(duì)深層的直接經(jīng)驗(yàn)無(wú)法觀察的對(duì)稱(chēng)性進(jìn)行了深刻的思考建立了他的狹義的相對(duì)論。

對(duì)稱(chēng)是美的，但是不對(duì)稱(chēng)在物理學(xué)中也絕非一定是丑的。破缺在一定條件下也能給人以美的感受，現(xiàn)代物理學(xué)同樣愛(ài)好它們。

4.多樣統(tǒng)一美

“多樣”是指整體中所包含的各部分在形式上相互區(qū)別的差異性，體現(xiàn)了各個(gè)事物個(gè)性的千姿百態(tài)和豐富變化；“統(tǒng)一”是指整體中所包含的各個(gè)部分在形式上的某種共同特征，以及他們之間的互相呼應(yīng)和襯托關(guān)系，體現(xiàn)了各個(gè)事物共同和整體聯(lián)系。在物理學(xué)發(fā)展史上，物理學(xué)家在感受自然界多樣性的過(guò)程中，逐漸認(rèn)識(shí)到自然界的統(tǒng)一性，并執(zhí)著地追求自身理論的統(tǒng)一。例如牛頓力學(xué)把天上、地上的所有物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律都統(tǒng)一起來(lái)；麥克斯韋的電磁理論把光、電、磁的運(yùn)動(dòng)統(tǒng)一起來(lái)；德布羅意的物質(zhì)波假設(shè)和量子力學(xué)理論又把粒子運(yùn)動(dòng)和波動(dòng)在新的層次上統(tǒng)一起來(lái)；能量溝通了力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)、原子物理學(xué)等領(lǐng)域；質(zhì)能關(guān)系把物質(zhì)的質(zhì)量和能量統(tǒng)一起來(lái)；各種守恒定律找到了各種運(yùn)動(dòng)變化的統(tǒng)一等。

物理中的研究方法也是多樣性統(tǒng)一的美。如平行四邊形法則統(tǒng)一了矢量運(yùn)算方法；再如等效法，將復(fù)雜的物理現(xiàn)象和過(guò)程轉(zhuǎn)化為一種簡(jiǎn)單的物理現(xiàn)象和過(guò)程，然后加以處理，像串并聯(lián)電路的總電阻，合力和分力、合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)等。另外，在形成概念和發(fā)現(xiàn)規(guī)律的過(guò)程中，常常用的分析與綜合、歸納和演繹、分類(lèi)與比較等等。所有這些都體現(xiàn)了物理學(xué)中統(tǒng)一多樣的美學(xué)特征。

三、具備科學(xué)精神、科學(xué)態(tài)度與思維方法

物理學(xué)知識(shí)的形成過(guò)程就是科學(xué)精神的積淀過(guò)程。在物理教學(xué)過(guò)程中，教師應(yīng)珍惜這一寶貴財(cái)富。物理學(xué)中的科學(xué)精神主要包括：崇尚科學(xué)，崇尚真理，熱愛(ài)科學(xué)，熱愛(ài)真理的精神；敢于懷疑，百折不撓積極進(jìn)取的精神；勇于探索，堅(jiān)持真理，實(shí)事求是，一絲不茍的精神；善于協(xié)調(diào)，團(tuán)結(jié)合作的精神?？茖W(xué)態(tài)度教育是物理學(xué)教育的重要職能。在物理教學(xué)過(guò)程中，要注重展示科學(xué)的客觀真實(shí)性，培養(yǎng)學(xué)生以實(shí)事求是為基礎(chǔ)的科學(xué)求真精神。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，要求學(xué)生充分尊重實(shí)驗(yàn)事實(shí)，向?qū)W生開(kāi)展“實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”的教育；要求學(xué)生按照一定的程序規(guī)范操作，有目的、有計(jì)劃地觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，如實(shí)記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，不弄虛作假、臆造事實(shí)。當(dāng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與自己所學(xué)理論不相吻合時(shí)，更要認(rèn)真分析、尋找原因，大膽質(zhì)疑，培養(yǎng)一絲不茍的求實(shí)態(tài)度。