学园Ｉ ＸＵＥＹＵＡＮ ２０１４年第２８期 物理科学美的思考 李岳刚 云南省会泽县茚旺高级中学 【摘要】物理学本身是一个美的世界，蕴含着丰富的科学美，认识与发掘物理学中的美，从美的角度去认识物理、研 究物理，可以培养学生物理学习的情感、兴趣和动机等非智力因素，改善思维结构等，加深对物理的理解，培养科学的审美 观念。本文提出了物理教学中融入美育的重要性和必然性，这是符合物理教学论原则及素质教育要求的。 【关键词】物理科学美 审美美育 艺术 【中图分类号】Ｇ６３２ 【文献标识码】Ａ 【文章编号】１６７４—４８１０（２０１４）２８—０１２５—０２ 一物理科学美的丰富内蕴 洁美。例如，牛顿第二定律的表达式Ｆ＝ｍａ，就揭示了一切物 １．物理科学的实验美 体的机械运动规律；爱因斯坦的质能方程Ｅ＝ｍｃ ，既揭示了 实验，是科学研究的重要环节。实验美，是科学实验展 能量与质量的关系，又解释了核反应的质量亏损。物理中的对 示出的美，它贯穿于整个物理实验过程，体现在新巧的实验 称美，如万有引力公式Ｆ： ！ 和库仑定律Ｆ： ：堡磐。 设施、精湛的实验技术、完美的实验成果等方面。物理科学 ｒ‘ ‘ 实验美包括实验设计美、实验装置美、操作美、现象美、结 ３．物理科学的理论美 果美…… 阐明科学真理的科学理论既有理性的光辉又有艺术的 经典物理学中的伽利略自由落体实验、伽利略匀加速运 色彩。科学家们还刻意追求理论的美和理性的美。他们把手 动实验等，无不表现出物理实验美。实验的奇异美，还能强 里的论文和实验报告看作是人类追求自然本质美的忠实记 烈激发学生的学习兴趣。例如，在新生开学的课堂上，笔者 录，‘看作是人类理性美的忠实记录。 会给学生演示尖端放电现象、多钢球刚性碰撞、“饮水鸟” 伟大的物理学家爱因斯坦发现的相对论，便是这个科学 实验、两书互相交叠的摩擦力实验、起电机静电实验、磁悬 世界中一件绝美的杰作，著名物理学家朗道等曾把相对论看 作是一切现有物理理论中最美的一个。玻恩也赞美道：“它 浮实验、牛顿管、共振现象演示等。实验过程中，让学生参 在我看来像是一件伟大的艺术品，从远处看去真令人喜爱和 与其中，他们热情洋溢，求知欲得到极大激发。 值得赞美。”一个物理理论的正确必须是“外在的事实证明” 亲自动手设计实验，使人产生强烈的愉悦美感。云南省 和“内在的完美”的统一。科学理论的博大精深和简明透彻 会泽县茚旺高级中学成立的科技兴趣小组，每周一在课外活 给人们以强烈的美的感染，这丝毫不逊色于艺术作品所给予 动时，实验室全部对外开放，几个教师在实验室辅助学生做 人们的美的享受。酷爱音乐的爱因斯坦，视科学理论的美为 他们自己想做的实验、小发明。利用闲置物品、损坏仪器、 “思想领域最高的音乐神韵”，说它能给人以“一种壮丽的 废旧家用电器、生活用品等来进行实验，另外还网购了一些 感觉”。曾荣获１９７８年度爱因斯坦奖金的英国理论物理学家 材料让学生进行组装和探究。学生在此过程中玩得不亦乐 史蒂芬・霍金，他以自己对“黑洞”理论的新见解打破了关 乎，在实验中探求实验的内在美和实验设计美，从而激发学 于“黑洞”的传统看法，因而轰动了科学界。著名物理学家 生的学习兴趣和持久动力。同时，实验过程中也提升了学生 西雅玛认为霍金的论文是“物理学有史以来最出人意料的、 的思维能力和创造能力。 最漂亮的论文之一”。另一位著名的“黑洞”理论专家说， ２．物理科学的方法美 霍金的成就好像是莫扎特创作了一整部交响乐一样，把整个 物理科学方法美是指物理学研究方法和思想方法所展 宇宙都记在脑子里了。无论怎么说，科学理论都可以是美的， 现的美。作为一门实验科学，物理学研究不拘于严密的完全 也应该是美的。 归纳，大胆地根据有限的实验，归纳出许多规律。事实证明， 二物理科学美的教育 根据有限的实验做出的这种不完全归纳，在经受了有限次实 １．物理教学中要重视物理美学教育 验（践）检验之后，已有效地形成了科学的内容和体系。经 物理美学思想是一种重要的思想方法，因此在物理教学 典物理学中，伽利略的研究方法是：对现象的一般观察一提 中要贯穿物理美的教育。美籍物理学家杨振宁博士曾写了 出工作假说一运用数学和逻辑的手段得出特殊推论一通过 《美与物理学》的文章，文中说道：“用专业知识教育人是 物理的或思想的实验对推论进行检验一对假说进行修正和 不够的，通过专业教育，人只可以成为一种有用的机器，但 推广。在现代物理学的研究中，人们更注重于关系和模型。 不能成为一个和谐发展的人。”因此，在物理教学中进行审 数学在物理中的应用美，数学成为物理语言中最简练、 美教育和美感教育是素质教育的重要组成部分。 最凝聚的语言。数学推导看起来虽很繁难，但当未知的茫茫 对学生进行物理美学教育时，教师要让学生从物理美的 宇宙与微微粒子的物理世界化为有限的几个数学公式时，简 几个特性去领悟物理知识中的“美…‘妙”所在，从而激发 单美就会跃然纸上。 学生学习物理的兴趣，同时让学生感受物理学家追求完美的 物理学之美还体现在物理本质的简单美，物理规律具有简 精神。教师在教学的形式和手段上，要重视从实验的设计思 一１２５— 学园ｌ ＸＵＥＹＵＡＮ 想和观察现象上培养审美感。学生在欣赏和体验美的同时， 就学到了相关的物理知识，在玩中学，岂不乐哉！记得我的 一２０１４年第２８期 爱艺术，艺术能促进想象力。由此，我们的艺术课一直上 到高三，从而加强了学生的发散创造思维。在教学过程中， 位学生对我说：“老师，听你讲物理课就是一种享受。”就 是由于我讲课的同时穿插了美育故事并加以启迪。揭示物理 知识中的美，培养学生的审美观和鉴赏美、创造美的能力。 学生的这种追求美的意识将会成为其投身物理研究的动力 源泉。 教师要教会学生应用和建构物理模型，通过模型法来促进 学生的认知发展，激发学生学习兴趣，从而提高学生对中 学物理的学习兴趣。 物理学研究自然界物质运动最普遍的规律以及物质的 ２．中学物理教学中物理美育的实施途径 物理教育中的美育要求教师根据物理学的特点和学生 的审美心理特点，在物理教育的各个环节进行美育渗透，挖 结构和相互作用。自然界中的物质种类繁多、运动错综复杂， 物理学家巧妙地从复杂的现实世界中，抽象出最简单的各种 物理模型。在形成理想模型时，舍弃次要的、非本质的因素， 将复杂变为简单，既简洁又美观、既抽象又形象，给我们带 来物质世界美的享受。所以，物理学家对物理学的探索过程， 就是对物理科学美的创造、鉴赏、再创造的过程。 参考文献 掘物理思想、理论框架、物理规律中美的因素，培养学生美 的感受力、鉴赏力和创造力，寓美育于知识教育之中。当然， 教师首先应具备一定的审美能力，通过不断地进修和学习来 提高。 教师在实施美育时，多鼓励学生大胆想象。在课外活 动时通过网络观看宇宙、自然的美妙。建议学生看中央电 视台科教频道，激发学生的审美创新意识。我们还为学生 创造宽松的学习园地，如科技兴趣小组、报刊阅览室等。 研究表明，科学与艺术互有促进性，绝大多数科学家都酷 ［１］［美］ｓ．钱德拉塞卡．真与美：科学研究中的美学和动机 ［Ｍ］．北京：科学出版社，１９９２ ［２］王宏金、程民治．物理科学臻美概论［Ｍ］．济南：山东 教育出版社，１９９６ ［责任编辑：庞远燕］ （上接第１０１页） 另外，语文教师还可以在课堂内外开展各种语文活动 和社会实践活动，丰富学生的生活，调动学生自我提高的 教育者都应更新观念，让语文课堂充满人文关怀。 参考文献 积极性，从而培养学生的创造能力，促进学生人文素质的 全面发展。 ［１］李秀举．让语文教育充满人文关怀［Ｊ］．现代语文（教学 研究版），２００６（９） 总之，教育的本质是促进人的全面发展，人的全面发展 呼唤语文课堂凸显人文关怀。因此，我们所追求的语文课堂 要倾注真挚的情感和充沛的精力。每一位语文教师都有责任 和义务朝这个目标努力，只有对所教学科、所教对象倾注满 腔热情，教师的语言才能充分显示出其吸引力，打动学生的 心，才能使学生产生强烈的共鸣，受到强烈的感染。每一位 ［２］李波．语文课堂的人文关怀［Ｊ］．学周刊，２０１３（２３） ［３］李荣．用人文关怀激活中职语文课堂［Ｊ］．中等职业教育 （理论），２００８（５） ［４］王春花．如何实践语文课堂的人文性［Ｊ］．考试周刊， ２０１３（４０） ［责任编辑：庞远燕］ （上接第１１４页） 如人教版小学语文四年级上册第三单元的童话教学。这 记录卡、制作阅读幻灯片向大家汇报阅读成果。班级中掀起 单元选取了不同作家、不同风格的四篇童话，即《巨人的 花园》《幸福是什么》《去年的树》《小木偶的故事》。童话是 一了阅读童话的热潮，激发了学生阅读童话的兴趣，把快快乐 乐学童话延伸到课外。 最受孩子们欢迎的课文，它那动人的故事和优美的语言，总 总之，拓展阅读是一个非常灵活、广阔无限的天地。通 能把孩子带入美好的情景，使他们受到真、善、美的熏陶。 因此，在这个单元，我充分利用童话的魅力，引导学生津津 有味读童话—一决快乐乐演童话——兴致勃勃编童话后，又 引领学生一起步入快乐的童话世界。因为童话世界是非常精 过这一途径，可以突破教材的局限、教者信息量的局限、课 堂教学的局限；可以使学生成为视野开阔、胸怀宽广的人， 为学生的一生发展奠定坚实的基础。 “最是书香能致远”，就让我们守住阅读这块阵地，立 足课本，拓宽孩子的阅读渠道，当好孩子阅读的引路人，用 彩的，仅靠阅读课文的四篇童话来体会童话特点、感受童话 的魅力是远远不够的，因此我还组织以“走进童话世界”为 主题的读书实践活动。活动中，我先让学生搜集自己喜欢的 中外童话进行阅读，再让学生进行推荐交换阅读，然后让学 生用自己喜欢的方式，如讲童话、演童话、编童话、做阅读 一绵绵的书香，挖掘孩子生命中最为珍贵的人性价值，给孩子 纯洁的心灵注入一汪清澈透明的活水，使之永远流淌在他们 的灵魂深处，终生不竭。 ［责任编辑：庞远燕］ １２６—