曲線運動中的美學

周守遠

許多人認為物理學習過程是枯燥的過程，抽象的文字公式難以發現美，其實不然，只要我們平常在學習物理過程中善于發掘，還是能發現物理的科學之美，體會到物理學美的特征，讓我們在獲取知識的同時，感受物理學美的熏陶.

1.曲線運動中的美學

物理學有四大美學特征“驚人的簡單”、“神秘的對稱”、“美妙的和諧”、“多樣的統——”.

在曲線運動學習過程中，教師會致力于揭示物理學的科學之美，向學生展示物理知識的美學特征，激發學生對美的向往，喚起學生愛美的天性.

在曲線運動知識中，課本內容里本身蘊含著一定的美學因子，在學習過程中，我們應當善于發掘，將物理知識與美學有機結合起來，達到既學習知識，也受到美學教育的目的.

1.1 曲線運動中的和諧美

17世紀，牛頓以他偉大的T作把天空中的現象與地面上的現象統一起來，成功地解釋了天體運行的規律.現在，數千顆人造衛星正在天空翱翔，按照萬有引力定律為它們規定的軌道繞中心天體運轉著.萬有引力定律使地面物體的運動規律與天上星體的運動規律統一起來，體現宏觀世界的和諧之美.

螺絲釘的螺紋、植物攀爬大多是右螺旋、電扇扇葉的轉動方向、脫氧核糖核酸（DNA）大部分是向右旋轉的螺旋結構、輪船螺旋槳的旋轉方向等等，都是神奇的右螺旋.這些又蘊含著一些神秘的規律，體現世界的和諧統一.

1.2 曲線運動中的普適美

物理學很重視普適性，萬有引力定律、狹義相對論、廣義相對論、量子引力理論等等，物理學基本規律的普適性，使人充分領略了它的優美.

1.3 曲線運動中的簡潔美

平拋運動公式、開普勒三定律、萬有引力定律等等表述準確簡明，體現了物理學的內容簡單之美；牛頓運動定律、狹義相對論、廣義相對論等理論都具有自身的簡單性，又能相互補充，體現了物理學的結構簡單美；物理學中以觀察事實為基礎，科學的推理，以及實驗檢驗猜想和假設的方法.體現了物理學方法簡單美.

1.4 曲線運動中的生活美

曲線運動與生活息息相關，砂輪打磨鋼件、旋轉陀螺滴墨水、旋轉雨傘滴雨水等生活體驗有助于理解“曲線運動速度方向”.生活中的圓周運動、離心運動的危害、航空航天，讓學生體會物理與生活的密切關系.

2.曲線運動中學習策略

物理學習就是能讓我們領略自然界的奇妙與和諧，發展對科學的好奇心和求知欲，樂于探究自然的奧秘.所以教師在教學中會采取多種措施，提高學生熱愛物理的興趣.

2.1 以實驗為手段

在曲線運動學習中，實驗必不可少，教師會設計多種實驗，讓我們體會發現真理的過程之美.旋轉雨傘滴雨水等實驗有助于理解“曲線運動速度方向”，吹風機吹水流實驗有助于理解“物體做曲線運動的條件”，紅蠟塊實驗理解“運動的合成與分解”，平拋演示儀實驗理解“化曲為直”.

通過自制實驗教具，我們可以真切體驗實驗過程.例如：“噴水”實驗，取一個飲料瓶，底部側面鉆一小孔，固定高度，水從孔中沿著水平方向流出.我們可以觀察討論：1.水流做什么運動.2.隨著水面高度的降低，水流有什么變化.3.設計實驗測出從孔中出來水流速度.4.討論“飛流直下三千尺”中直下包含的物理原理.通過這個實驗的設計，我們能體會到物理來源于生活，體會到學以致用，增強關注生活的人文情懷.

在曲線運動學習中，通過重做課本實驗及物理學家發現重要定律原理的實驗，可以體會創造和發現的過程之美.

2.2充分利用多媒體

在物理課堂中，很多教師會充分利用多媒體，使學習效果更加豐富直觀，立體展示和還原物理過程.我們也可以上網觀看曲線運動的有關視頻，宇宙天體運動視頻，航空航天有關視頻，有助于激發和滿足學生的好奇心.

如果應用高頻攝像機獲得不同初速度平拋運動的軌跡圖.我們可以親自體驗平拋的飛行時間與初速度大小無關，提高我們對物理情景的再認識.這樣我們就在主動探究的快樂心境中愉快學習，達到了求真與立美的統一.

2.3 培養和提高審美能力

物理學因其內在的和諧理論構架與奇妙想象而具有極大的美學感召力，平時學習過程中我們要有意識的提高我們的審美能力，在學習中感悟物理學美的本質.

例如，牛頓運動定律解釋了天體運動，會讓我們在學習中產生對自然神奇的贊美；又如，分析圓周運動的規律、萬有引力定律等理論的文化內涵，可以讓我們感受規律的普適簡潔之美.

物理不僅展示出自然規律的美妙華章，也照亮了人類的心靈.例如杰出的德國天文學家開普勒曾經深受畢達哥拉斯和諧美的影響，認為宇宙的“數學和諧”是行星運動的根本原因.物理學家之所以探索物理科學之美，首要原因是物理科學美所帶來的震撼人心的愉悅.物理學之美要靠大家用心智去體驗，在物理學習中，我們要主動進行審美的思考和欣賞，感受物理學的科學精神對人生與社會的種種有益啟示，促進情感完美和諧，完善審美情操，健全人性品格.

2.4提升自覺追求美的意識

在學習物理教材時候，要充分挖掘教材，在品味中感悟物理美，通過一題多解等形式，自覺感受美的意境.只要保持飽滿的探索熱情和持續的物理興趣，我們就會探求到無窮的美.同時，我們應該從更高的角度看教材，主動探索，在解決問題的過程中體會物理美，以期獲得精神上的享受和心理上的滿足.

只要我們從被動學習狀態主動切換到主動學習狀態，學會自主探究，充分調動自己的探究意識，審美情趣，加深對物理學美的理解，我們就會在探索知識過程中，陶冶審美情趣，提升自覺追求美的意識.

當然在這個過程中，我們要適當的延伸課外實踐，用課外教材彌補課堂學習的不足，這會極大的促進我們的個性培養和潛能開發，推進大家心靈美化.

2.5 重視物理學史的學習.

要善于從物理學家的精神上發現美，許多物理學家勇于探索、甘于奉獻、不懈追求，體現科學的精神之美.應當培養學生學習物理學家嚴謹的治學態度，鍥而不舍的追求品質.許多科學家為了追求真理甚至獻出自己的生命.哥白尼、第谷、開普勒、布魯諾、牛頓等等都是物理學習中需要熟悉并學習的科學家，學習他們敢于堅持真理、勇于創新和實事求是的科學態度和科學精神.

要知道我們學習任何學科，不僅要以學習知識為目標，更重要的是情感態度價值觀目標的培養，物理學科也不例外，尤其還要在物理學習中進行科學態度的養成和科學素養的滲透，在曲線運動學習中，我們會激發求知欲，求知過程中，我們會發現物理學之美無處不在，我們要學會主動發現美，最大限度的激發學習興趣，提升主動追求美的意識.最終通過美學教育，促進我們全面發展.