十八中“臻和至美”美育教育系列文章之

物理教学真与美的自然交融

    美育作为一种教育实践活动有着悠久的历史，美育区别于德育、智育、体育的本质在于美育是一种情感教育。物理课堂教学有传授科学知识的使命，又有教书育人，培养学生道德高尚与审美品格的使命。在物理教学中渗透美育，可以把二者有机地融合在一起，既能以美启真，开发学生智能，又能以美导善，陶冶、净化学生的心灵。在物理课堂教学中，教师应根据物理学的特点和学生的审美心理特点，在各个环节中进行美育渗透，让物理教学成为真与美的自然交融。

1、挖掘教材，体现素材美

    著名物理学家杨振宁在《美和理论物理学》一文中指出，物理学具有“物理现象之美”、“理论描述之美”“、理论结构之美”。在物理课堂教学中，只要我们细心去体察、去挖掘，它确实是一个多姿多彩、五彩缤纷的美的世界。

1.1简洁之美

    物理简洁之美源于自然界，自然界的客观规律在构成和转化上具有简洁性。叙述和内容要尽量简洁，理论表述中的假设和方程要尽量少，通常这些假设和方程应是独立的。如一切物体都是由最简单的粒子构成；光沿着最简捷的直线传播；行星沿着圆、椭圆、抛物线或双曲线等最简单的几何曲线运动等。牛顿第二定律的表述公式F=kma，在物理公式的定义时将k赋值为1，将公式变为F=ma，做到最简化。爱因斯坦认为，物理之美的本质就是简单性，“要从尽可能少的假说或公式出发，通过逻辑的演绎，概括尽可能多的经验事实”。牛顿运动定律将宏观低速条件下各种机械运动的规律组成了一个秩序井然的集合；麦克斯韦方程组使复杂的电磁规律建立了一个和谐圆满的家庭；量子力学理论使行踪飘忽的微观粒子眉目清晰，这些都体现了物理学理论整体的简洁美。

1.2对称之美

    在美学中，“对称”是形式美的表现，指各个组成部分之间的相称或对应，如空间上和谐布局，时间上的节律协和。物理学概念具有对称性的有：正电和负电、电场和磁场、粒子和反粒子、光路可逆、物质的波动性和粒子性等。在物理学中，物理学家追求的是所研究的宇宙结构的对称性和物质运动的对称性。他们常把追求理论的对称之美作为一种有效的研究途径。

1.3和谐之美

    和谐美是指配合恰当，协调、匀称的意思。物理学的理论本身就是和谐的。匀速运动、简谐振动、共振等给人以很强的美感。太阳光透过棱镜形成的连续光谱，太阳系行星的轨道排列，都体现了和谐美。“和谐”是美学的一个重要法则。古希腊毕达哥拉斯学派认为，宇宙与数之间之所以美，是因为它们是和谐的。而物理学家认为，物质世界自身及物理理论的“统一”“对应”乃是宇宙和谐的反映。

2.情景创设，呈现真实美

    在课堂教学中，教师借助学习物理的情趣向学生施加审美影响，使学生通过教学形式美这一中介，在美的环境中，学习物理知识，感受物理科学之美，达到塑造学生的心灵，提高学生的鉴赏美、创造美的能力。在课堂中积极创设某种情境、某种氛围，可以让学生在老师指导下通过自己动手、动脑去“发现”物理学的某一结论，自己独立去解决某一问题，就会从根本上克服注入式教学方法的那种老师讲书、学生背书、最后考书的弊端。在这个过程中，学生不但为获得知识而喜悦，更为自己有能力发现这一知识而信心倍增。例如：讲授牛顿第一定律时，教师首先向学生指出:古希腊的学者曾提出“力是维持物体运动的原因”的说法。那么力是不是维持物体运动的原因呢？教师先引导学生通过实验加以验证。给每个学生准备了斜槽轨道、小钢球、光滑长条木板、毛巾沙子、玻璃板等。学生边实验边记录，他们看到，把水平面由沙子依次换成毛巾、木板、玻璃板的过程中，钢球在水平面受到的阻力越来越小，滑行的距离越来越长。教师进一步启发：假设我们能把水平面的阻力再减小，直至为零，小球能否继续运动呢？到此，绝大多数的同学都能得出正确的结论物体的运动不需要力来维持。这时，教师问道：“同学们想想看，古希腊学者提出的‘力是维持物体运动的原因’的说法是否正确？”学生异口同声地回答道：“是错误的。”接着教师又说：“这种错误说法曾在科学界统治了差不多二千年，但今天被你们用实验推翻了。十七世纪著名物理学家伽利略就是用类似的方法推翻这一错误说法的。”听到这里,学生眼里闪耀出喜悦的光彩，感受到进行科学实验的一种美的享受。趁势，教师引导学生认识到今天得出的“物体的运动不需要力来维持”的结论，就是牛顿第一定律的核心。最后教师赞许道:“你们每个人经过自己的实验，得出正确的结论。从这个角度说，简直称得起伟大的牛顿，伟大的伽利略!”课堂气氛顿时活跃起来，同学们个个激奋异常，喜悦无比，一种自豪的情感流露在眉宇之间，一个充满审美情趣的课堂情景形成了。同学们在十分偷快的气氛中获得了知识，并且为自己能发现知识而倍受鼓舞。

3.实验演示,反映科学严谨美

    演示实验是物理教学中常用的手段和重要组成部分，它作为一种真实、形象的教学操作形式，既有展示物理知识的直观效应，又有表演操作的示范作用，好的演示实验往往会给人以美的享受。因此，教师在进行演示实验时，除了确保实验的成功外，,还应有意识地渗透美育，以具体鲜明的形象感染人、教育人。教师在课前应根据教案精心准备好课堂演示实验所需的一切仪器及实验材料，并将其整齐有序的摆放在清洁明亮的实验盘中待用。在实验时讲台布置要匀称合理，与实验无关的其它仪器和书簿、粉笔等用品撤离讲台，创造出良好的实验环境。装配仪器时，除按操作使用顺序进行外，还应注意整个装置的布局比例要适当协调，错落有序，疏密有致，不能头重脚轻，头大尾小。同时，演示实验主要是由教师操作表演，是学生实验的示范。老师对待实验的态度和操作方法，对学生有着很大的影响，因此教师在演示实验时必须注意操作的正确性和规范性，做到态度自然大方，表情自信、轻松，动作果断利落，技能熟练精湛，体现出训练有素的良好的风范美。即使对很简单的一般性操作，也不能掉以轻心，不能表现出有丝毫漫不经心的态度。教师只是将这种严谨而认真的教风美，熟练而准确的操作美，展现在学生面前，才能给学生留下美好的印象。实验效果又是整个演示实验的关键和最终目的，因此教师演示实验时效果一定要明显清晰，切忌在实验中出现含糊不清的情况。例如静电实验不能因不干燥或绝缘性能差而产生不明显的静电现象、光学实验不能因日光太强使现象模糊、定量实验不能因读数不准确或仪器质量低劣造成实验结果与事实不符等。同时，可以借助多媒体把细微而又不易观察的现象进行投影放大或进行慢放特写，向学生提供最佳视觉效应，以加深观察印象。以上各种手段的应用就是要让学生在进行实验观察时能一目了然，使学生体验到实验效果显著的明快美，以加深学生对知识的理解，强化学生对知识的记忆。因此，成功的演示实验应是在让学生享受物理实验引人入胜的同时，更要让学生认识到只有真的才是美的，充分理解到演示实验所蕴含的科学美。

4.物理学史教学，弘扬人格美

    人格美是指人的思想、品格、志趣、情操、智慧、情感等多方面的美。物理教学中涉及到几十位中外著名的物理学家,尽管他们的国籍不同，所处的年代不同，各人的经历不同，但在他们探索物质世界奥秘的动人事迹中，都闪烁着人格美的光辉，他们的生平事迹是一部绝好的美育教材。古希腊学术集大成者亚里士多德虽然很受柏拉图的器重，但他仍然坚持自己的思想，创立了与柏拉图不同的哲学体系。他的一句名言即是“吾爱吾师，但吾更爱真理”。发现了气体定律的波意耳的座右铭是“空谈无济于事，实验决定一切”。当可怕的无知和愚昧还在残害人们的时候,哥白尼的《天体运行论》一书，在茫茫黑夜中点燃起一盏理性的明灯。它告诉人们，地球不过是一颗普通的昼夜围绕着太阳旋转的行星，这使在地球上建立起来的一整套堂堂皇皇的神权和专制无处藏身。居里夫人经过近一千三百五十个日日夜夜的奋战，才从数吨沥青铀矿中提炼出了十分之一克纯净的镭盐。然而居里夫人却没有去申请专利，而是毫无保留地向全世界公布了研究成果。法拉第是最伟大的科学家之一，他成名之后，世界各国赠给他的各种学位头衔达94个之多，但他却把所有荣誉和奖章都收藏起来，连最亲近的朋友都未见过，当有人问他喜不喜欢这些荣誉，他说:“我从来没有为追求这些荣誉而工作”。诺贝尔利用自己的毕生财富设立诺贝尔奖……上面的物理学史应该在课堂教学中好好把握。物理学家大量的动人事迹，不怕挫折的拼搏精神，爱国奉献的敬业精神和互相协作精神，为追求科学真理而不懈努力，是一部绝好的美育教材，能激起学生心灵的震动，感受到科学家的人格美，从而激发学生积极进取，把追求真善美作为生活的理想。

    事实证明，在物理课堂教学中渗透美育，可以为学生开设出一条“富有诗意的、感情的和审美的清泉”，让学生受到美的洗礼、熏陶。物理学中的科学美总是同科学真理联合在一起的，学生审美能力的提高也是一个由低层次向高层次不断深化和发展的过程。同时，学生审美个性的千差万别，决定了物理课堂教学中渗透美育不能总利用单一的审美媒介，按照单一的审美心理模式进行施教。物理教师应结合具体的物理课堂教学内容和学生实际情况，统筹安排美育的内容和要求，做到真与美有效的融合与自然的交融,唯有这样，美育才能切切实实融入物理教学中去。