高中物理教學(xué)中的美育教育

張志祥

物理學(xué)具備很多美學(xué)特征，對(duì)于滲透美育教育具有很大的實(shí)際意義.在物理教學(xué)中怎樣認(rèn)識(shí)，怎樣操作是廣大教育工作者關(guān)心的問題.本文通過對(duì)物理學(xué)形式之美的分析，簡(jiǎn)單分析如何培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與思維方法、滲透辯證唯物主義和愛國主義的精神教育，實(shí)現(xiàn)美譽(yù)教育的深入滲透.

眾所周知，物理學(xué)是一門建立在人們認(rèn)識(shí)世界、改造世界基礎(chǔ)上的自然科學(xué)，觀察與實(shí)驗(yàn)是其研究和學(xué)習(xí)的主要途徑和方法，具有所有自然科學(xué)所共有的精密、嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)、理性的特點(diǎn).

中國近代著名的教育家蔡元培先生曾經(jīng)這樣說過：“凡是學(xué)校所有課程，都沒有與美育無關(guān)的.”物理作為現(xiàn)如今各級(jí)學(xué)校的必修課程之一，無疑也是蔡元培先生所說的“與美育有關(guān)”的學(xué)科.但是，物理學(xué)究竟有多美、美在何處，需要每一個(gè)物理教師在教學(xué)實(shí)踐中充分的挖掘和研究，將物理學(xué)的美全面而真實(shí)地呈現(xiàn)給學(xué)生，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)物理的過程中學(xué)會(huì)如何欣賞美、創(chuàng)造美，進(jìn)而促進(jìn)他們學(xué)習(xí)物理和其他學(xué)科的興趣，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)積極性.這是美育對(duì)物理教學(xué)的要求，如何充分發(fā)揮物理學(xué)的美育功能，是每一個(gè)物理教師必須面對(duì)的一個(gè)課題與挑戰(zhàn)，是落實(shí)素質(zhì)教育、培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的具體體現(xiàn).教學(xué)中應(yīng)該如何看待和發(fā)現(xiàn)物理學(xué)的美，用什么方法展開美學(xué)教育，筆者談?wù)勛约旱南敕?

一、發(fā)現(xiàn)物理學(xué)的形式之美

物理學(xué)因?yàn)槭茄芯孔匀唤缰形矬w的運(yùn)動(dòng)變化規(guī)律的科學(xué)，因此她的形式之美很多比較直觀，融入整個(gè)的知識(shí)體系之中，容易被學(xué)生認(rèn)知和接受.如生活中經(jīng)常遇到的回聲、共鳴、水波波紋、水的三態(tài)變化、鹽或者糖的結(jié)晶、彩虹（涉及光學(xué)知識(shí)）等等，都能給人以美的享受.這些美，其實(shí)都蘊(yùn)含著物理學(xué)的規(guī)律，反映著科學(xué)之光的美妙.由于自然界的奧妙無窮無盡，所以物理學(xué)之美也多姿多彩，有待我們繼續(xù)地研究和發(fā)現(xiàn).物理學(xué)的形式之美不勝枚舉，在此筆者只簡(jiǎn)述以下幾類.

1.統(tǒng)一之美.統(tǒng)一的美學(xué)感受帶有很強(qiáng)的沖擊力，因?yàn)樗軌驅(qū)⒖此撇淮钸叺膬蓚€(gè)甚至多個(gè)事物巧妙而精確地聯(lián)系在一起，體現(xiàn)出一種共有的特征和彼此間的緊密關(guān)系.物理學(xué)在漫長的發(fā)展過程中，無數(shù)物理學(xué)家都相信自然界具有奇妙的統(tǒng)一之美，并為此做出不懈努力，為物理的發(fā)展做出來杰出貢獻(xiàn).比如牛頓相信天上和地上力的作用是統(tǒng)一的，因此他把所有物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律都統(tǒng)一起來，成就了其偉大的牛頓運(yùn)動(dòng)定律；麥克斯韋通過研究認(rèn)為光、電、磁的運(yùn)動(dòng)是可以統(tǒng)一起來研究的，從而提出來著名的電磁理論；德布羅意提出的物質(zhì)波假設(shè)美妙地將粒子運(yùn)動(dòng)和波動(dòng)在另一個(gè)全新層面上統(tǒng)一在一起；不論力學(xué)、熱學(xué)，還是電磁學(xué)、光學(xué)以及原子物理學(xué)，能量是永遠(yuǎn)繞不開的存在，因此在很深的層面上這也是一種統(tǒng)一；愛因斯坦大膽地思維通過一個(gè)極其簡(jiǎn)單明了的公式，將物質(zhì)的質(zhì)量和能量統(tǒng)一在了一起……如此種種，都在說明一個(gè)問題，物理學(xué)處處都在體現(xiàn)著統(tǒng)一之美.

研究方法方面同樣也體現(xiàn)著物理的統(tǒng)一之美.比如最常用到的平行四邊形法則，就是一種將所有矢量運(yùn)算統(tǒng)一起來的計(jì)算方法；在研究合力與分力、合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)時(shí)，常用到的等效法，也是統(tǒng)一之美的體現(xiàn)；其他還有很多，不一一列舉.

其實(shí)，只要是涉及概念的建立過程時(shí)，都或多或少體現(xiàn)著統(tǒng)一之美的影子，因?yàn)椴徽撌裁磳W(xué)科，研究未知事物時(shí)，都要用到類似的分類分析與比較，歸納總結(jié)與演繹，實(shí)踐檢驗(yàn)，最終由個(gè)例推而廣之.物理更是如此，所以統(tǒng)一之美在物理學(xué)中無處不在.

2.簡(jiǎn)潔之美 .簡(jiǎn)潔之美給人的感覺最親切舒適，因?yàn)橥ㄟ^一句簡(jiǎn)短明了的話或者一副圖片、或者一個(gè)公式，就能了解一個(gè)陌生的事物，這是多么美妙的事情啊.因此，物理學(xué)家絕對(duì)不會(huì)錯(cuò)過這個(gè).物理學(xué)中體現(xiàn)簡(jiǎn)潔之美的除了定義、定理和定律之外，最能體現(xiàn)這一特點(diǎn)的莫過于“公式”了，因?yàn)楣侥軌蛴米钌俚奈淖只蛘叻?hào)揭示最繁復(fù)的規(guī)律，這不能不讓人嘆為觀止.牛頓用大部分精力研究運(yùn)動(dòng)和力，當(dāng)他最終揭開這個(gè)困擾人類上千年的問題時(shí)，卻驚奇地發(fā)現(xiàn)，只需要用F=ma這樣一個(gè)公式就能說清楚；而上面所提到的愛因斯坦統(tǒng)一物質(zhì)的質(zhì)量與能量關(guān)系的質(zhì)能方程E=mc2，同樣也是簡(jiǎn)單的讓人難以置信.現(xiàn)階段的實(shí)踐檢驗(yàn)證明牛頓與愛因斯坦的成果是正確的，這不能不讓我們感嘆簡(jiǎn)潔之美的無盡魅力.

3.對(duì)稱之美.對(duì)稱的美感不論古今中外，對(duì)人們都具有很強(qiáng)的感召力和親和力.對(duì)稱包括空間上的對(duì)稱和時(shí)間上的規(guī)律變化，由于物理是研究物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的科學(xué)，因此，在空間和時(shí)間上都有很多地方體現(xiàn)了對(duì)稱之美.物理學(xué)中空間和時(shí)間的對(duì)稱美感也是形式多樣的.比如電磁感應(yīng)中電能生磁、磁也能生電，這是在規(guī)律上的對(duì)稱之美；正電荷與負(fù)電荷、正功與負(fù)功，這是在定義上的對(duì)稱之美；粒子與反粒子又是在客觀存在上的對(duì)稱之美……如此種種不一而足.物理學(xué)發(fā)展研究過程中，“對(duì)稱”也成為了一種研究方法，并成功建立了物理學(xué)的新局面和發(fā)展了物理學(xué).例如麥克斯韋的電磁學(xué)理論在很大程度上是因?yàn)樗l(fā)現(xiàn)了電和磁在互相生成方面的對(duì)稱性以及各自的數(shù)學(xué)表達(dá)形式（公式）的對(duì)稱性；而愛因斯坦的廣義相對(duì)論可以說是直接通過對(duì)稱性而提出的.

4.和諧之美. 和諧美在物理學(xué)中的具體體現(xiàn)就是可以通過一個(gè)規(guī)律串聯(lián)起來多種甚至所有事物，揭示彼此間的聯(lián)系和相互作用.還以牛頓運(yùn)動(dòng)定律為例，他完美地解釋了經(jīng)典物理學(xué)范疇中物體、力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，構(gòu)建了一座迄今為止還被世人所敬仰的物理學(xué)“大廈”，并在生活中依然發(fā)揮著重要作用，這就是對(duì)和諧之美的完全闡釋.

再說到物理中的概念、定理、定律和公式，更是對(duì)和諧之美的體現(xiàn).一個(gè)概念揭示了一類事物的共同屬性特征，定理和定律揭示了事物普遍共有的特性，公式更是簡(jiǎn)潔明了地詮釋了事物普遍的物理規(guī)律，所有的概念、定理、定律和公式在現(xiàn)有科學(xué)認(rèn)識(shí)的范疇內(nèi)揭示了一個(gè)完整、有序和規(guī)律的宇宙，這就是和諧之美的魅力所在.

二、物理教學(xué)中如何實(shí)現(xiàn)美育滲透

1.通過對(duì)物理之美的發(fā)現(xiàn)和學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與思維方法

發(fā)現(xiàn)了物理之美，就應(yīng)該通過這種發(fā)現(xiàn)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣.但是學(xué)習(xí)的最終目的是讓學(xué)生學(xué)會(huì)物理的思維，即物理的科學(xué)態(tài)度與思維方法.物理學(xué)是客觀而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)模枰獙W(xué)生具有崇尚真理、熱愛真理、實(shí)事求是、勇于探索和創(chuàng)新的科學(xué)態(tài)度，也要求學(xué)生具備靈活應(yīng)用科學(xué)的研究方法進(jìn)行研究和學(xué)習(xí).

基于物理是建立在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的學(xué)科，實(shí)現(xiàn)以上目標(biāo)的最有效途徑就是通過實(shí)驗(yàn)的動(dòng)手操作來完成.這一過程中，要指導(dǎo)學(xué)生科學(xué)有效地完成實(shí)驗(yàn)，認(rèn)真負(fù)責(zé)地記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果，仔細(xì)認(rèn)真地進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，并能夠尊重實(shí)驗(yàn)結(jié)果，實(shí)事求是地寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，不弄虛作假.

2.恰到好處地巧妙滲透辯證唯物主義和愛國主義的精神教育

（1）物理作為一門自然科學(xué)，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的辯證唯物主義具有較大優(yōu)勢(shì).物理教學(xué)中幾乎所有的素材都能用于這一教育目的.比如“永動(dòng)機(jī)”是不存在的，地球只是一個(gè)遵循物理規(guī)律運(yùn)動(dòng)的天體沒有任何神秘性，重力場(chǎng)、電場(chǎng)、磁場(chǎng)是一種客觀存在的物質(zhì)，物體運(yùn)動(dòng)的快與慢具有相對(duì)性、光電效應(yīng)的量變與質(zhì)變等等，這些內(nèi)容的學(xué)習(xí)與吸收有助于學(xué)生破除迷信和唯心主義觀念，樹立正確的世界觀與價(jià)值觀.

另外還有像萬有引力、電磁感應(yīng)、原子物理等等太多內(nèi)容都是可以作為培養(yǎng)學(xué)生唯物主義精神的素材.因此，在教學(xué)過程中，適時(shí)地講授這些內(nèi)容，對(duì)于學(xué)生的學(xué)習(xí)非常有必要.

（2）物理學(xué)是一門發(fā)展中的科學(xué)，講解原子物理等知識(shí)時(shí)，可以告訴學(xué)生這一領(lǐng)域還有很多空白沒有被人填補(bǔ)，鼓勵(lì)學(xué)生認(rèn)真學(xué)習(xí)，將來填補(bǔ)這些空白領(lǐng)域，為國家爭(zhēng)光添彩.另外，結(jié)合社會(huì)生活實(shí)際，尤其是我國科學(xué)技術(shù)方面的長足發(fā)展，比如神舟系列航天器的成功發(fā)射運(yùn)行，都能作為激發(fā)學(xué)生的民族自豪感、培養(yǎng)學(xué)生的愛國主義情操的教育素材.這些內(nèi)容，教材上沒有，但是教師有責(zé)任也有義務(wù)將這些內(nèi)容傳遞給學(xué)生，為培養(yǎng)符合國家需要的合格人才，做出我們應(yīng)盡努力.

以上都是筆者淺顯粗略的觀點(diǎn)，希望大家多多指教，也希望多批評(píng)指正.endprint