1、 寓科学美教育于物理教学之中 【摘要】科学在物理学中蕴藏着一种特殊的美，物理概念和物 理规律不但给人以圆满、协调、自洽等逻辑美的感受，而且极有 对称、和谐、简洁、奇异等形式美的特点。实施科学美教育是一 种创造性的劳动，中学生审美教育和美感教育是素质教育的重要 组成部分。 【关键词】物理教学；科学美教育；培养学生 自然界中，归纳起来“美”有三种基本形式：自然美、艺术美 和科学美。所谓科学美就是在科学活动中，体现着人类提示、改 造和征服自然的崇高理想而显示出人的本质力量的一种属性。物 理学中蕴藏着特有的科学美。物理概念和物理规律不但给人以圆 满、协调、自洽等逻辑美的感受，而且极有对称、和谐、简洁、
2、 奇异等形式美的特点。因此，物理学能满足人们的审美需要，具 有审美价值和美的旋律；物理教育科培养学生的审美意识、审美 经验和审美情趣，即物理教学具有特殊的美育功能。所以，作为 物理教师，有意识的将美育素材挖掘出来并融合于物理教学之中 是十分有必要的。本文将从以下四个方面阐述 在物理教学中如何 实施科学美教育。 1.抓住教材内容中体现出和谐美，培养学生的审美情趣 和谐是 指事物和现象的各个方面的配合和和谐，多样化中事物特殊的统 一。物理所研究的内容从宏观多微观、从具体到抽象、从现象多 本质提示的规律是和谐、统一的。对教学内容的审美把握一方面 要求教师结合教学内容恰当充实并艺术化地展现教学内容。如
3、教 师在讲述原子结构时，可把原子比作一个体育馆，而原子核就像 挂在中央的一个玻璃球。这种形象描述生动地展示了原子核与原 子关系的图景，另学生理解更容易，记忆更深刻。另一方面要对 教学内容进行广泛而深入的挖掘，提示各种知识的美的信息，使 学习内容成为审美对象。如在讲授“能的转化和守恒定律”时， 教师可以简介迈尔是从哲学观点出发，表达了物理、化学过程中 能量守恒思想；亥姆霍兹是从生理学问题开始对能力守恒定律进 行研究的；焦耳的关于热功当量的测定，是确定能力守恒定律的 实验基础，这三位科学家分别从不同角度研究建立能的转化和守 恒定律，进而让学生体会物质歼充满协调的统一性。 物理教学中，具有和谐美的素
4、材比比皆是。只要教师有意识地 将这些素材挖掘出来并将美有效地传递给学生，就可以使学生在 接受知识的同时，认识物理学体系的美学因素，并在其中感受美、 鉴赏美，进而培养学生自身的审美情趣。 2.把握试验中体现出的奇异没，培养学生的审美意识 物理教学 实验为学生学好物理学提供丰富的感性材料，创设良好的物理环 境，而且在实验过程中形象、声音、颜色等各种奇异现象都以其 变化刺激和吸引着学生，给学生以启迪，诱发直觉思维，引起学 生的审美感受，从而培养学生的审美意识。 “奇异是一种美，奇异 多极度更是一种美” ，物理实验中体现出的奇异美主要体现在色、 形、声三方面。 2.1 “色”：雨过天晴，长虹一贯天空，
5、七彩斑斓。这种现象 的奥秘可以由白光通过三菱镜发生色散得到解释。还有在做白光 的干涉试验中，出现均匀分布的彩色条纹 2.2 “形” 。在讲述晶体时，由于晶体都具有规则的形状，可以 让学生观察几种晶体。如食盐晶体是正方体，冰的晶体为六角形 等。还有简谐振动的图像是正弦曲线，体现出“蛇行线”的线条 美。 2.3 “声” 。如弹吉他，拉二胡发出的声音。还有“闻其声不见 其人”的现象，正好说明声波与光波传播时的奇异性，即因声波 波长较长，易发生衍射：而光波波长极短，已发生衍射的结果。 3.运用物理定理、定律形式中体现出的简洁，调动学生的审美 思维 简洁是物理学朴素美的重要标志。尽管物理世界千变万化和
6、错综复杂，但在本质上可概括为几条基本的物理规律，这使物理 学的理论体系呈现出高度的间接美。爱因斯坦说过：“我们的外 在世界的图景愈简单，那么它所包括的论据愈多，它愈能在我们 的脑海中鲜明的反映宇宙的融合与一致。 ”爱因斯坦自己也曾努力 追求简洁美，他的质能关系式 emc2，公式简洁得让人难以置信， 极简单的几个字母符号却把质量与能量关系的认识推向更高领域， 公式中隐含着极其丰富的内涵，具有划时代意义。物理学的每一 分支科学中都有几个基本的规律支配着整个内容。如力学中的牛 顿运动定律，其中牛顿第二定律是经典力学的核心，它将力与质 量两个基本概念紧密联系起来，其定律表达形式 ema 更是简洁、 明
7、了，给人以简洁美的享受。物理定理、定律在形式上是主观、 抽象的，在内容上是客观、提供动力。所以在教学中教师和学生 双方都要倾注感情，即对物理知识引起感情倾泻，才会是学习者 自身产生心理上的共鸣，从而产生一种美的冲动，进而增强思维 的灵活性与敏捷性，达到了调动学生的审美思维，促进学生掌握 知识和发展能力的目的。 4.利用物理学中的对称美，启发学生的审美联想 在美学中， “对称”是形式美的表现，指整个各个组成部分之间的相称或对 应。在中学屋里教材中，对称美遍及整个内容。现列举比较明显 的几例： 4.1 时空对称 如物体竖直上抛和斜抛运动的上升过程与下降过 程的时空对称。 4.2 时间对称 如地球自
8、转、公转带来的白天、黑夜与年复一年 的周期与节律。 4.3 空间对称 如平面镜成像的镜面对称。 4.4 电磁学中的正电荷与负电荷的对称。 从物质结构和运动形式上看，错综复杂的物理世界中存在着种 种完美的对称形式，这些会给人们以审美的愉悦。因此，在教学 中教师要善于把握、充分挖掘教学内容中能引起学生的联想和想 象的因素，利用形式的比喻和类比，把抽象的物理知识具体形象 的表现出来，给学生一个可感的形象。如正电荷的电力线象“光 芒四射”的太阳，负电荷的电力线如“众矢之的”的目标。这样 学生既在想象和联想中获得了美的享受，同时也发展了鉴赏美和 创造美的能力。也真是这种具有美感的刺激易于学生接受，更能 激发、调动学生学习的主动性，引发其学习的积极性，从而提高 学习效率。 在物理教学中，实施科学美教育是一种创造性的劳动，中学生 审美教育和美感教育是素质教育的重要组成部分。因此，不断挖 掘和展示教材中的科学美因素，并借助美学原理去塑造美，将会 使教学变得更富有吸引力，为提高教学质量提供新的思路，同时， 将把教学改革推向一个新的境界。
