在高中物理課堂中發(fā)現(xiàn)“美”

◇ 連 濤

以美育人、以文化人是習(xí)近平總書記在全國教育大會(huì)的重要指示，其主要目的是通過學(xué)校教學(xué)讓學(xué)生去發(fā)現(xiàn)美、欣賞美．然而，很多高中物理教師認(rèn)為物理很難與美聯(lián)系起來，這與文學(xué)、藝術(shù)等學(xué)科不太一樣．對(duì)于學(xué)生來說，物理是集邏輯分析、計(jì)算和想象于一體的學(xué)科，學(xué)習(xí)難度非常大，學(xué)習(xí)過程非常辛苦，也很難發(fā)現(xiàn)物理之美．實(shí)際上，物理涉及思考辨析、過程推演、實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)、應(yīng)用研究，這些都與美有關(guān)．因此，教師在教學(xué)中要積極挖掘、探索、實(shí)踐，讓學(xué)生在高中物理課堂中發(fā)現(xiàn)“美”．

1 思辨，感受哲學(xué)之美

高中物理中的很多章節(jié)都涉及思辨．在教學(xué)中體現(xiàn)出思辨的過程，可以避免學(xué)生產(chǎn)生“理所當(dāng)然”的錯(cuò)覺，通過教師的引導(dǎo)，形成引人入勝的“故事教學(xué)”，讓學(xué)生感受追求物理真諦的哲學(xué)之美．

例如，教學(xué)“自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律”時(shí)，可以讓學(xué)生分組討論“輕重不一樣的物體，在重力作用下下落快慢相同”這一觀點(diǎn)是否正確．有些組會(huì)認(rèn)為這一觀點(diǎn)正確，主要依據(jù)是伽利略在斜塔上的鐵球?qū)嶒?yàn)；而有些組會(huì)認(rèn)為這一觀點(diǎn)不正確，比如日常生活中，天空中下落的雨和雪重量不一樣，但雪的下落速度明顯比雨小．通過討論，再加上教師的引導(dǎo)提問，會(huì)使學(xué)生明白自由落體運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵所在:物體僅受重力作用．同時(shí)，經(jīng)過討論，學(xué)生也會(huì)慢慢體會(huì)物理學(xué)的思辨之美．

2 推理，體驗(yàn)邏輯之美

高中物理的理論都是很多物理學(xué)家經(jīng)過多年的觀察、計(jì)算、思考、總結(jié)提煉出來的．這些理論把看似復(fù)雜無序的現(xiàn)象利用精煉的文字或者公式表述出來．因此，高中物理與邏輯推理息息相關(guān)，在實(shí)際教學(xué)中，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生去體驗(yàn)這種邏輯之美，進(jìn)而產(chǎn)生濃厚的興趣．

例如，教學(xué)“怎樣研究勻速圓周運(yùn)動(dòng)”時(shí)，教師應(yīng)注意推理過程的引導(dǎo)．首先，可以讓學(xué)生旋轉(zhuǎn)一連接輕繩的小球，感受一下所受的力是什么樣的(力是指向圓心的)．然后，在黑板上畫出一個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)軌跡圖，并取任意相近兩點(diǎn)畫出運(yùn)動(dòng)方向與速度大小，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律和數(shù)學(xué)知識(shí)就可以求出向心加速度與速度和半徑的之間關(guān)系為最后，根據(jù)牛頓第二定律就可以求出向心力方向指向圓心，與最初的實(shí)驗(yàn)感覺相同．通過這樣的推理教學(xué)，學(xué)生既掌握了課本知識(shí)，又體驗(yàn)到物理的推理邏輯之美，有效激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣．

3 實(shí)驗(yàn)，感受探究之美

物理學(xué)不是純粹的觀察學(xué)科和理論研究學(xué)科，其每個(gè)理論都需要用實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證．用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的過程，也是讓學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦發(fā)現(xiàn)規(guī)律的過程．做好高中物理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可以讓學(xué)生主動(dòng)思考和動(dòng)手，感受探究之美．同時(shí)，教師應(yīng)注意拓展一些課本之外的實(shí)驗(yàn)．

例如，教學(xué)“怎樣研究勻速圓周運(yùn)動(dòng)”后，教師可以引導(dǎo)學(xué)生開展勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心力公式的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)．首先，引導(dǎo)學(xué)生做向心力公式的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，思考必須確定哪些物理量(速度、質(zhì)量、力、運(yùn)動(dòng)半徑)．其次，引導(dǎo)學(xué)生思考如何測(cè)量這些物理量(速度可以通過圈數(shù)和運(yùn)動(dòng)時(shí)間測(cè)量，力可以用測(cè)力計(jì)測(cè)量，質(zhì)量可以用天平測(cè)量，運(yùn)動(dòng)半徑可以用刻度尺測(cè)量)．再次，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)裝置．最后，完成實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行計(jì)算驗(yàn)證．這樣，學(xué)生通過思考和動(dòng)手驗(yàn)證物理理論，可以產(chǎn)生成就感，從而感受探究之美．

4 應(yīng)用，體驗(yàn)創(chuàng)造之美

素質(zhì)教育的根本目的是讓學(xué)生在所學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)創(chuàng)新能力和應(yīng)用能力．高中物理中的很多知識(shí)與現(xiàn)代生活息息相關(guān)，如空調(diào)、電視、汽車、電磁爐等．傳統(tǒng)物理教學(xué)忽視了物理知識(shí)的應(yīng)用，純粹的理論學(xué)習(xí)很難引起學(xué)生的興趣．開展應(yīng)用教學(xué)，可以讓學(xué)生覺得知識(shí)有“用武之地”，感受科學(xué)帶來的創(chuàng)造之美．

綜上，高中物理是一門極具“美”的學(xué)科．在實(shí)際教學(xué)中，教師應(yīng)基于素質(zhì)教育，開展多種形式的教學(xué)實(shí)踐，引導(dǎo)學(xué)生去積極挖掘物理中的“美”，進(jìn)而提高物理教學(xué)質(zhì)量和效率．