高中物理教学中的美育初探

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1、高中物理教学中的美育初探　　一、美在物理学中的表现　　　　美普遍存在于物质和精神世界中。物理学是研究物质世界的结构、运动及其变化规律的科学，是自然科学的重要组成部分，研究范围大到宇宙天体，小到微观粒子。一句话，是反映我们身边这个世界的科学。物理之美表现在物理现象、科学原理和研究精神等几方面。　　　　1　物理现象之美　　昼夜交替、日月同辉、海市蜃楼、彩虹缤纷、回声绕梁、水光倒影，这些现象给人们展现了大自然的浪漫之美。台风、海啸、地震、火山喷发给人类造成巨大灾难，从人文道德角度看，它们是丑陋的恶魔，除了令人恐惧和憎恶，没有给人任何美感。然而，从物理的角度上看，它们却是一种让人敬畏

2、的美丽，是巨大的能和力的爆发，是一种大自然的震撼之美。人类生产与生活的每一次革命性的飞跃，都与物理规律的重大发现和物理技术的应用密切相关。人类进入工业社会以来，先后出现了三次意义深远的伟大变革，从而推动了社会生产力的迅速发展，影响和改变了人们的生活方式。这三次工业革命分别以18世纪蒸汽机的发明、19世纪初发电机的发明和20世纪中叶电子计算机的发明为重要标志，物理原理在科技、生产和生活中的应用，体现了人类智慧所创造的物理现象现实之美。　　　　2　物理科学之美　　自然界纷繁复杂的物质之间相互作用，相互依存，遵循各自的运动规律，形成有序、协调、对称、统一的整体，显现出自然规律的和谐

3、美。描述这些自然规律的物理理论，则相对应的体现了物理科学之和谐美。天体运动理论、热力学定律、分子扩散理论、光的波粒二象性描绘了物质运动的有序性；质量、能量、电量守恒体描绘了协调统一性；圆周运动、简谐运动、抛体运动描绘了运动时间对称性；电荷、磁极描绘了性质的对称性。　　爱因斯坦曾经描述说，物理学是至善至美的科学，他还特别把物理的美归纳为“简单、和谐、完善、统一”。历史上的科学家更多是把自己所发现的科学规律描绘得美不胜收。物理科学美体现在其简单性、和谐性、完善性和统一性中。牛顿也曾经说：“把简单的事情考虑得很复杂，可以发现新领域；把复杂的现象看得很简单，可以发现新定律”。物理中各

4、种各样物理模型的建立和方法的运用，变复杂为简单，简洁合理地概括出物质及其运动的某一特征，体现出物理科学的简洁之美。　　　　3　科学精神之美　　求美是物理学家研究物理学的动机，许多科学家研究物理学的动力就是来自于对美的追求。如爱因斯坦说：“照亮我的道路，并且不断给我新的勇气去愉快正视生活的理想，是善、美和真。”科学研究的道路是艰辛而漫长的，正是一种求真、求善、求美的精神，支持着科学家耗费毕生精力，为追求真理而勇敢探索，无私奉献。如布鲁诺为宣传日心说而被教会烧死；伽利略为维护哥白尼学说而被终身监禁；居里夫人为科学而终生视苦为乐等，体现了科学精神之美。　　　　二、在物理教学中体现美

5、　　　　展示物理美的目的，不仅仅是为了让学生想像和认识物理科学之美，更重要的是，要通过美的教育，培养学生的审美能力和审美情趣，将对美的认识，转化为追求美、发现美和创造美的自觉行动。对科学美的审美能力产生的基础，是学生对物理知识学习所抱的态度，激起学生对物理学习的兴趣是培养学生审美能力的前提。物理科学的美往往不能仅靠视觉辨析，更要靠心智去体验。因此，在教学中要创造机会，让学生亲自动手实践，去发现和探索物理科学之美。　　比如在学习高中教学《万有引力》时，可以参考各种卫星、行星、恒星的数据，描绘人类从天圆地心说走向太阳中心说，然后再认识到太阳系的各个行星在银河中沿一条美丽的曲线运动

6、的历史，进一步以万有引力所引发的椭圆轨道和圆轨道的美，激发学生探索这些美的科学规律和源泉，使学生对这些知识有更深的理解，感受到人类探索“真”与“美”的科学精神之美。　　又如在研究库仑力的教学中，回顾万有引力的规律，对比公式F＝kQ1Q2/r1和F＝Gm1m2/r2可以发现点电荷产生的静电场跟万有引力场具有统一的规律，通过进一步对比研究，还可发现万有引力加速度g＝G/m和电场强度E＝F/q规律的统一；当万有引力和电场力对物体或电荷做功时，都能引起势能的变化。其中，力做正功，则势能减小。这种统一性体现了物理科学的美。那么还有哪些现象能反映自然界的统一美呢?这个问题给学生留下探索的

7、空间，从中培养学生的审美能力和审美情趣，提高学生的物理美育素质。　　总之，“美感是智慧的品质”，物理美育就是要求通过审美实践和美的创造实践，培养学生美的感受力、鉴赏力和创造力。当每一个学生都作为一个参与者，直接投身于审美创造的实践活动中时，才会对物理学有深刻的认识和强烈的感觉，产生对美的追求的积极行动，自觉地投入到物理的学习之中，进而为物理科学的应用与发展打下良好的基础。