高中物理阅读教学中的科学之美.doc

物理阅读教学中的科学之美

【摘要】本文在物理阅读教学中美学视角下，试论在物理教材中发掘科学美的素材来进行审美感受和鉴赏能力的培养。
【关键词】物理教学美育
“判天地之美，析万物之理”（庄子），万物之理蕴藏天地之美也，物理学乃为美学也。
翻开中学物理课本，无不深深地渗透了科学之美。诸如：和谐美、奇异美、简洁美及逻辑美等。在教学中进行美的教育，应从教材实际出发，使潜在美明显化。
1、从教材中挖掘出美的因素，引导学生鉴赏物理内容的美
中学物理所研究的内容从宏观到微观，从具体到抽象，从现象到本质揭示的规律是和谐、统一的。可从下列几方面去体现。
1.1从物理学家追求科学中去体现。例如，英国物理学家焦耳把华生精力放在热功当量的实验研究上，为能量守恒定律的发现奠定了坚实的实验基础；德国天文学家开普勒不顾贫病交加夜以继日地观察天体运动，发现了天体运动三大定律；英国物理学家布拉凯特拍摄了2万多张云室照片，终于从40多万条a粒子径迹中发现有8条产生了分叉，从而证实a粒子轰击氮核后产生了新核等等。这些事例，即能启迪学生重于实践，勇于进取，又能激励学生崇尚科学，追求真理。
1.2从物理概念、物理量和物理规律中去体现。物理的概念、规律门类繁多，千变万化，但它们并不是杂乱无章的，而是统一在永远不停地运动之中的。可以分别从形式与内容两个方面体现和谐美的因素。
⑴展示形式的统一性，就是美的事物在外在形式所具有的相对独立的审美特性。如：
①比值型：如R=U/I；m=F/a……
②“平方反比型”：如F万=Gm1m2/r2；F库=kq1q2/r2……
③“倒数型”：如1/R总=（1/R1）+（1/R2）+……+（1/Rn）
1/C总=（1/C1）+（1/C2）+……+（1/Cn）
⑵展示内涵的统一性。在力学内容教学完之后，可作如下归纳总结：
瞬时作用：F=ma
力的作用效果

空间的积累：W总=△EK
时间的积累：I总=△P
由于这三个力学规律存在内在关系的统一性，则对一道力学题，原则上都可分别通过这三种思路来解答。
1.3从对称性上去体现。事物的对称形式，会给人们以审美的愉悦。在中学物理教材中，对称美遍及整个内容，现列举比较明显的几例。（1）空间上的对称。如：平面镜成像的镜面对称；点电荷电场分布的球面对称；（2）时间上的对称。如：简谐振动的周期、竖直上抛运动中的上升与下落时间；（3）作用与反作用的对称；（4）正电荷与负电荷的对称……
1.4从研究法上去体现。如：（1）平抛运动与电场中带电粒子的运动均可采用合成、分解法去研究；（2）人造卫星绕地球的运动，电场中电子绕核作圆周运动等都可用相同的研究方法；（3）在解题方法上，有整体法与隔离法的统一；综合法与分析法的统一等。
对于个体物质内部，往往表现出某种奇异性，即奇异美。从物质外界自然属性来看，奇异美主要体现在色、形、声三方面：
a、“色”。如：（1）在白光的干涉中实验中，出现均匀分布的彩色条纹；在白光的衍射实验中，出现中间宽两边窄的彩色条纹。（2）白光通过三梭镜发生色散现象……
b、“形”。形体是由点、线构成的。其中“蛇行线”是最美的线条。如简谐振动的图象是正弦图象，正是蛇行线的体现；晶体外形的规则性，非晶体无确定的外形等都表现出奇异之美。
c、“声”。如声音的共鸣、回音壁的声学现象等表现出的奇异性。再如“闻其声不见其人”的现象，正好说明声波与光波传播时的奇异性，即因声波波长较长，易发生衍射；而光波波长极短，不易发生衍射的结果。
在中学物理教学中，经常带领学生在和谐并奇异的科学百花园里漫游，可以消除他们头脑中原有的无序、枯燥印象，也可以激发他们沿着科学的艰险道路去探索真理的热情。
除此，还有很多教材内容可以开发出美来，如：牛顿运动方程F=ma和爱因斯坦质能方程E=mc2的简洁；左手定则和右手定则、物质粒子及其孪生兄弟反粒子的对称；天电与地电、天体运动与地面机械运动、电与磁、波与粒子的统一以及简谐运动、理想气体状态方程等的和谐表述，都是进行科学美、理性美教育的良好素材。
2、以美引趣，培养学生的审美感受能力，以美促悟培养学生的审美鉴赏能力
所谓审美感受，是指主体在对客体的认识过程中产生的一种特殊的心理状态，美是到处存在的，发现美、感受美的途径也很多。在物理教学中，实验就是其中一种常用而有效的感受美的方法。古人云：“百闻不如一见”，这虽然指的是社会观察，但物理教学又何尝不是如此呢？因为物理教学中的审美对象往往是通过实验这一中介，直接作用于人的感官，调动人们的生活经验，依赖人们的科学素养，在观察和想象中让人们去感受它的美的，借助精心设计的实验，往往会使学生激起强烈的审美情趣。
例如：在学习“单摆”，新教材将之放在“简谐运动的图像”之后。学生通过阅读教材，动手推导可以在理论上证明当单摆偏角θ很小时，单摆的运动是简谐运动，