在物理教学中发掘和运用美育要素

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1、在物理教学中发掘和运用美育要素在物理教学中发掘和运用美育要素物理学是一门求真的科学，也是一门无处不闪烁着美的科学。当我们从美的角度以美启真的时候，学生所获得的不仅仅是对物理知识的接受，而且是一种愉悦而深刻的美的体验，而这种美的体验又往往会化为浓厚的学习兴趣和持久的学习动机，推动学生不断求美致真。美对我们来说，具有永恒的教育价值。　　一利用物理知识，深入发掘科学美　　在科学领域也蕴涵着美，我们称之为科学美。科学美在物理学中具有丰富多样的形式。　　1.统一美　　尽管自然万物缤纷多彩，千变万化，但它们的存在和变化总是遵从一定的规律，这些规律奇妙地支配着自然界中不

2、息的一切，使自然万物运演得和谐有序，这种和谐有序性表现出来的美即统一美。比如，太阳系在银河系中的运行，八大行星绕太阳的运行，肉眼看不到的微观世界中电子绕原子核的运行，这些物体或粒子在尺寸上相去何止万里，但它们却都受万有引力的制约，运动轨迹又何其相似！又如，水、声、光截然不同，但它们却可以在波的干涉与衍射规律中得到统一。统一的观念不但使我们对世界的认识变得有序，而且还变得简洁，这种化万物于一胸的和谐舒朗的感受就是一种美的体验。　　2.守恒美　　恒常不变可以给人永恒的美感，可称之为守恒美。19世纪50年代，能量转换和守恒定律的建立是科学史上的一件大事，被恩格斯

3、高度评价为19世纪最伟大的三大发现之一。能量转换和守恒定律不仅对科学界和哲学界产生了深远的影响，而且以其对宇宙中总质能的恒常不变的完美体现深深打动了当时以及后来的科学家们。著名的物理化学家奥斯特瓦尔德就非常热衷于这个原理，以致把它当作世界观来宣传。此外，还有质量守恒、动量守恒、宇称守恒等等。　　3.实验美　　物理实验中表现出来的美就是实验美。实验美可以表现在实验现象中，如白光透过棱镜折射出的美丽彩光，统计物理实验中大量小球随机下落中表现出来的规律分布。同时，实验美还体现在设计的精巧与绝妙之中，如迈克尔逊设计的测定光速的干涉实验。为了提高精确度，他创立了多面

4、旋转法延长光路，采用每次实验转动装置90°的办法消除了系统误差，他不能使地球停转或倒转，于是用河中行船来类比等等。这些设计思想是精妙绝伦的、美妙绝伦的，以至于爱因斯坦称迈克尔逊为科学家中的艺术家。　　4.对称美　　对称的事物表现出的均衡对应的美即对称美。静电场中的电势、电压和地球引力场中地势、高度差的概念就可看成是对应对称的，电和磁的运动规律是对称的，所有　　共轭的物理量之间的关系是对称的，就连物体的运动有时也是对称的（比如在AB两人相对而坐的桌上，把一支铅笔从A侧滚到B侧，再让它从B侧滚到A侧，这个一来一往的简单过程就可以形象地说明运动的对称性）

5、。可见，在物理学领域，不论是概念、规律、过程、现象，都广泛存在着对称的形式，也就存在着对称美。　　5.形式美　　指物理学内容在表现形式方面的外观美。其表现如图示、图象、数学公式、符号等等。法拉第于1837年提出了电场、磁场的崭新观念。由于场看不见，摸不着，很难用文字来描述，经过周密的思考和分析，他最终提出了力线的假想，并用力线的图示成功地描述了场的形象，从容流畅，内涵丰富，犹如绘画领域中的写意传神。至于数学公式，有人说，数学公式本身就是一首首自然赞美诗，因为它们以无比简洁的形式概括了物质世界深邃而神奇的规律，蕴涵了庄严、永恒、宏伟的意境。　　二从物理学史中

6、和科学家身上感悟美　　一部物理学史，就是一部孜孜求真的历史，也是一部科学家们发现美、体验美、创造美的富有激情的历史。他们辛勤的劳动、瑰丽的想象、崇高的理想和坚定不渝的精神，无处不闪烁着美的光辉。　　1.科学家的研究创造和他们的美学观念有着密不可分的关系　　在人类的各种活动中，美感是非常重要的。一个科学家面对自然规律的美以及和谐的宇宙秩序如果无动于衷，那么他们的创造是不可想象的。彭加勒在一篇文章中直率地说：科学家不是因为有用才研究自然的。他研究自然是因为他从中得到快乐；他从中得到快乐是因为它美。若是自然不美，知识就不值得去求，生活就不值得去过了狄拉克也写道：

7、让方程式优美比让方程式符合实验更加重要；玻姆表示：物理学是洞察力的一种形式，因而也是艺术的一种形式；费曼也说：大自然具有一种质朴性，因而非常优美这一点在20世纪最伟大的物理学家之一的爱因斯坦身上表现得尤为突出。　　爱因斯坦的一生，始终是带着求美的激情去求真的。他具有物质世界和谐统一美的思想，并把探索和理解自然界的统一性作为他的最高目标。当他把麦克斯韦方程组应用到运动物体上时，发现了一些不对称。而这不对称使得牛顿力学普遍成立的相对原理在这里不再成立，即统一性遭到了破坏。他认为统一性遭到破坏本文由论文联盟.L.cOm收集整理不应是和谐自然界所固有的，也是他因此

8、不能接受的。因此也就把问题转移到了经典物理绝对时空观的局限性的研究