物理开发科学娱乐功能.docx

物理开发科学娱乐功能冯小刚的贺岁片比如：《手机》《天下无贼》等犹如“精神大餐”在带给人们几小时的娱乐之后还能让人回味无穷……因为在这些好看的娱乐影片的背后隐藏着深刻的思想内涵．那么在高校（尤其是工科院校）的课堂教学中是否亦可以适当开发“娱乐性”寓乐于教呢？我们向来习惯于将科学神圣化（认为科学深不可测高不可攀）或实用化（将科学混同技术学以致用立竿见影）．在这种理念下科学教育犹如“板着面孔一本正经的妇人”实在是令人敬畏和厌倦．那么科学有没有“娱乐功能”呢？上海交通大学人文学院院长、科学史与科学哲学系博导江晓原教授给出了肯定的回答：科学有娱乐功能当然是智力上的娱乐［12］．随着教育理念从“精英教育”向“大众化教育”的转化我们日益意识到在缺乏活跃气氛的工科院校里有必要开发科学的娱乐功能让以往“板着面孔一本正经的妇人”模样的科学教育变成“香艳的美女”使得学生们愿意主动亲近她．笔者在北京印刷学院开设公共选修课《爱因斯坦时空与凡•高的天空》进行了科学的“娱乐性”尝试寓乐于教事半功倍．1在科学的理性中添加美的娱乐元素能够感染学生调动想象力传统的课堂教学教师总是只讲成熟完善的理论以真理在握居高临下的姿态传道授业解惑即便是数学公式书写得多么精确漂亮逻辑推理多么严谨无误却难以吸引学生们的眼球和注意力．相反如果教师能够放下架子以真诚热情的人格魅力丰富的学识和赋予创意的表达则课堂气氛就会得到明显改观．笔者热爱教学工作喜欢把课堂教学设计为教师与学生共同参与的一件生动的“行为艺术作品”那么呆板枯燥的课堂教学就变成了大家一起做一场好玩的“智力游戏”学生们自然会情绪高涨乐此不疲．比如讲“科学美”这个概念并没有确切的定义随着时代而发展也许永远不可能归结为一个固定不变的标准答案．这反而给学生留下了自由想象的空间和尽力发挥的余地我们可以从美学角度不妨从下列四个方面来欣赏科学美：和谐美、简单美、奇异美及对称美［3］．关于和谐美：物理学中的热学统一了热力学（宏观、唯象）和统计物理（微观、唯理）；相对论电磁场统一了电场和磁场如同宏伟的交响乐一样带来震撼人心的统一和谐美！而量子力学中“波粒二象性”概念所表达的神秘的互补性如同生活中的男人和女人所体现的幸福的互补和谐美．关于简单美：在爱因斯坦狭义相对论中著名的质能关系式E＝mc2这个看上去异常简洁的公式里却蕴藏着巨大的威力标志着原子时代的到来．而诗歌中最简单的莫过于北岛的现代诗：《生活》网．一个小小的“网”字却包罗万象一“网”打尽．它可以代表某种具体的网诸如渔网蜘蛛网之类；也可以代表高科技产品如电子线路网或internet网络；还可以象征一些抽象的网如生活中的各种人际关系网．真是天罗地网大网套小网纠缠不清内涵复杂（极端简单中可能包含着无限的复杂性）．受此启发03级计算机4班的学生薛艺和诗一首：《中国人的处世原则》墙．一个简单的“墙”字足以概括中国人的处世原则．像伟大的长城（不过是GreatWall）也没有逃出墙的制约；大富人家的深宅大院曲径通幽；还有中国人喜欢深居简出深藏不露；喜欢封闭自己把心放在高墙之中束之高阁……林林总总不过是围着“墙”字打转转未能从墙的禁锢中解脱出来．其他同学也纷纷向北岛致敬创作了系列现代诗：如市场营销05－1班任飞银的现代诗《人际交往》环；电气08－1班张晶的现代诗《生活》窗；英语07－2班张烨的现代诗《信仰》虚；传播08－1班郭萍的现代诗《中国》结……关于奇异美：爱因斯坦广义相对论具有均衡的奇异美因为广义相对论将一直被认为是完全独立的两个基本概念———时空和物质联系并结合起来了．时空几何不是先验的、既定的它由物质及其运动决定．广义相对论的基本思想可以概括为：“物质告诉时空如何弯曲时空告诉物质如何运动”．即物质的分布及其运动使其周围的时空发生弯曲而时空的弯曲反过来影响物质的运动［4］．古希腊伟大的雕塑《断臂维纳斯》（如图1）则展现了令人惊叹的“完美有缺”的奇异美！关于对称美：对称性是指“对象在某种变换下的不变性”因而对称美具有广泛而普适的意义．物理学中对称性及其破缺的思想成了指导性的原则之一如在牛顿力学中对称性与三大守恒定律；粒子物理中李政道、杨振宁关于弱相互作用下宇称不守恒；分形中无限嵌套的自相似结构对称美等（如图2）［5］3．在艺术领域对称与不对称微妙的和谐美更是比比皆是．绘画作品主要表现为空间上的对称与不对称美如达•芬奇的《蒙娜•丽莎》［6］301她的面部两侧及背景两侧地平线总体上是对称的却又不完全对称使得蒙娜丽莎的微笑神秘莫测（如图3）；科雷乔的《圣诞之夜》［6］303则是通过光平衡了不对称的布局凸显了光彩夺目的圣母子之美（如图4）．音乐作品表现为时间上的对称与不对称美如法国印象派大师拉威尔1928年