淺談物理教育與美育

【摘 要】在物理教育中，教師應注意挖掘物理知識的內在美，展示物理知識的美學特征，不僅追求教育形式的美，更應刻意追求教育思想內在的美，才能真正達到寓美育于知識教育之中，培養出科學與藝術雙翼齊備的高素質人才！

【關鍵詞】物理教育 美育

說到物理，可能會有些人覺得深奧、枯燥、抽象，屬于理科而與藝術無關。其實早在1988年楊振寧的《美和理論物理學》中就提出：物理學具有“物理現象之美”“理論描述之美”“理論結構之美”；“科學中存在美， 所有的科學家都有這種感受”。現在有不少物理學家認為物理學的美學特征主要表現為“多樣統一美”“和諧奇異美”“簡潔明快美”等等，對物理學的這種種美學評估，只是涉入角度或提法上的不同，本質上都是揭示科學真與科學美的辯證關系。誠如李政道博士所言：“科學和藝術是不可分割的，就像一枚硬幣的兩面。”

美育對于培養學生健康的審美觀點和審美能力、陶冶高尚的道德情操、培養全面發展的人才具有著重要作用，現代社會更需要的是藝術與科學雙翼齊備的高素質人才。如何在物理教育中進行美育，提高學生的想象力、創造力，正愈來愈受到教育工作者的重視。如果教師能在教育教學中注意挖掘物理知識的內在美，展示物理知識的美學特征，不僅給學生以美感，而且會產生意想不到的事半功倍的神奇效果。

一、略舉物理學的美學特征

（一）多樣統一美

行篇一律和雜亂無章的東西都不能給人以美感，只有把千姿百態的物理現象同統一的理論加以概括和解釋，才能給人以美感。 牛頓力學把地上的和天上的運動統一起來，麥克斯韋電磁理論把電現象、磁現象和光現象統一起來，粒子的波粒二象性概念把粒子運動和波動統一起來，能量概念溝通了力熱、電、磁、光、原子等領域等等。這些例子無不顯示著多樣性的統一的美。

（二）和諧奇異美

和諧性是指配合適當、協調、勻稱的意思。物理學的和諧包括形式和內容兩方面，如勻速運動、簡諧運動、共振等。奇異性指從平常現象中引出不平常的道理等。

（三）簡潔明快美

例如牛頓第二定律F=ma和質能方程E=mc2，以簡單的數學形式概括了極其深刻而豐富的內容。

（四）有序性和守恒性

在千變萬化的物理現象中，找出它們共同具有的不變的因素或特征，就具有守恒性的美。物理學中如質量守恒、電量守恒、能量守恒、動量守恒、角動量守恒等，均是變化現象中某些物理量的守恒。

（五）功能性

物理理論的應用越廣泛，精確度越高，預見的現象被后來證實的越多，這種征服自然的巨大功能也會使人產生美感。

二、美育對學生智力發展的作用及教學體會

首先，美育促進學生感知、思維、想象能力的發展。美是以感性的、直覺的形象為人感知的。有人認為人的大腦的左半部以抽象思維為主，右半部以形象思維為主，審美教育對于大腦左右半球的平衡、協調很有益處。許多科學家都十分喜愛藝術，具有較高的藝術修養，正好說明了這一點。中學生的特點是形象思維勝于抽象思維，美的形象可以給其以深刻的印象，可以引發學生的科學想象，由感性上升到理性思維。如以光學為例：有楊萬里的“排云數峰出，漏日半江明”；蘇軾的“水光瀲滟晴方好”；白居易的“日出江花紅勝火，春來江水綠如藍”；毛澤東的“赤橙黃綠青藍紫，誰持彩練當空舞”等詩句說明了光的直線傳播、漫反射、折射等觀象。又如牛頓由落體運動想到平拋運動，由平拋運動想到月球運動，由月球運動想到行星運動，從而想到了萬有引力。這一連串的聯想都是由落體運動的直覺引發的。

其次，美育可以加深學生對知識的理解。審美能力以認知能力為基礎，促進認知向縱深發展。學生有愛美的共性，物理學所探討的和諧的宇宙也確實處處充滿美，但并非每個學生都能領悟，也并非每個學生的悟性都一致。物理教育中的美育應根據學科教育目標，結合學生審美心理特點，通過揭示物理學的“真”與“美”，活潑氣氛，增強情趣，使學生提升境界，和諧關系，陶冶心靈，開發智能。

物理教育中的美育，并不是要求物理教師把物理課上成美育課，而是要求物理教師注重美育的滲透，在物理教育的各個環節中，適時地展示研究對象和物理現象的美，發掘物理思想、理論框架、物理規律、表述方法的美，不僅僅追求教育形式的美，更應刻意追求教育思想內在的美，才能培養出科學與藝術雙翼齊備的高素質人才！

總之，科學與藝術是人類健康和諧發展的雙翼，科學家需要藝術家的靈動與智慧，藝術家也需要科學家的嚴謹與務實。在物理教育的方方面面中都充滿了美學因素，發現、體驗、并充分運用這些美學因素對于提高我們的教學質量、深化素質教育具有積極而深遠的意義！