曲线运动中的美学

周守远

许多人认为物理学习过程是枯燥的过程，抽象的文字公式难以发现美，其实不然，只要我们平常在学习物理过程中善于发掘，还是能发现物理的科学之美，体会到物理学美的特征，让我们在获取知识的同时，感受物理学美的熏陶.

1.曲线运动中的美学

物理学有四大美学特征“惊人的简单”、“神秘的对称”、“美妙的和谐”、“多样的统——”.

在曲线运动学习过程中，教师会致力于揭示物理学的科学之美，向学生展示物理知识的美学特征，激发学生对美的向往，唤起学生爱美的天性.

在曲线运动知识中，课本内容里本身蕴含着一定的美学因子，在学习过程中，我们应当善于发掘，将物理知识与美学有机结合起来，达到既学习知识，也受到美学教育的目的.

1.1 曲线运动中的和谐美

17世纪，牛顿以他伟大的T作把天空中的现象与地面上的现象统一起来，成功地解释了天体运行的规律.现在，数千颗人造卫星正在天空翱翔，按照万有引力定律为它们规定的轨道绕中心天体运转着.万有引力定律使地面物体的运动规律与天上星体的运动规律统一起来，体现宏观世界的和谐之美.

螺丝钉的螺纹、植物攀爬大多是右螺旋、电扇扇叶的转动方向、脱氧核糖核酸（DNA）大部分是向右旋转的螺旋结构、轮船螺旋桨的旋转方向等等，都是神奇的右螺旋.这些又蕴含着一些神秘的规律，体现世界的和谐统一.

1.2 曲线运动中的普适美

物理学很重视普适性，万有引力定律、狭义相对论、广义相对论、量子引力理论等等，物理学基本规律的普适性，使人充分领略了它的优美.

1.3 曲线运动中的简洁美

平抛运动公式、开普勒三定律、万有引力定律等等表述准确简明，体现了物理学的内容简单之美；牛顿运动定律、狭义相对论、广义相对论等理论都具有自身的简单性，又能相互补充，体现了物理学的结构简单美；物理学中以观察事实为基础，科学的推理，以及实验检验猜想和假设的方法.体现了物理学方法简单美.

1.4 曲线运动中的生活美

曲线运动与生活息息相关，砂轮打磨钢件、旋转陀螺滴墨水、旋转雨伞滴雨水等生活体验有助于理解“曲线运动速度方向”.生活中的圆周运动、离心运动的危害、航空航天，让学生体会物理与生活的密切关系.

2.曲线运动中学习策略

物理学习就是能让我们领略自然界的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心和求知欲，乐于探究自然的奥秘.所以教师在教学中会采取多种措施，提高学生热爱物理的兴趣.

2.1 以实验为手段

在曲线运动学习中，实验必不可少，教师会设计多种实验，让我们体会发现真理的过程之美.旋转雨伞滴雨水等实验有助于理解“曲线运动速度方向”，吹风机吹水流实验有助于理解“物体做曲线运动的条件”，红蜡块实验理解“运动的合成与分解”，平抛演示仪实验理解“化曲为直”.

通过自制实验教具，我们可以真切体验实验过程.例如：“喷水”实验，取一个饮料瓶，底部侧面钻一小孔，固定高度，水从孔中沿着水平方向流出.我们可以观察讨论：1.水流做什么运动.2.随着水面高度的降低，水流有什么变化.3.设计实验测出从孔中出来水流速度.4.讨论“飞流直下三千尺”中直下包含的物理原理.通过这个实验的设计，我们能体会到物理来源于生活，体会到学以致用，增强关注生活的人文情怀.

在曲线运动学习中，通过重做课本实验及物理学家发现重要定律原理的实验，可以体会创造和发现的过程之美.

2.2充分利用多媒体

在物理课堂中，很多教师会充分利用多媒体，使学习效果更加丰富直观，立体展示和还原物理过程.我们也可以上网观看曲线运动的有关视频，宇宙天体运动视频，航空航天有关视频，有助于激发和满足学生的好奇心.

如果应用高频摄像机获得不同初速度平抛运动的轨迹图.我们可以亲自体验平抛的飞行时间与初速度大小无关，提高我们对物理情景的再认识.这样我们就在主动探究的快乐心境中愉快学习，达到了求真与立美的统一.

2.3 培养和提高审美能力

物理学因其内在的和谐理论构架与奇妙想象而具有极大的美学感召力，平时学习过程中我们要有意识的提高我们的审美能力，在学习中感悟物理学美的本质.

例如，牛顿运动定律解释了天体运动，会让我们在学习中产生对自然神奇的赞美；又如，分析圆周运动的规律、万有引力定律等理论的文化内涵，可以让我们感受规律的普适简洁之美.

物理不仅展示出自然规律的美妙华章，也照亮了人类的心灵.例如杰出的德国天文学家开普勒曾经深受毕达哥拉斯和谐美的影响，认为宇宙的“数学和谐”是行星运动的根本原因.物理学家之所以探索物理科学之美，首要原因是物理科学美所带来的震撼人心的愉悦.物理学之美要靠大家用心智去体验，在物理学习中，我们要主动进行审美的思考和欣赏，感受物理学的科学精神对人生与社会的种种有益启示，促进情感完美和谐，完善审美情操，健全人性品格.

2.4提升自觉追求美的意识

在学习物理教材时候，要充分挖掘教材，在品味中感悟物理美，通过一题多解等形式，自觉感受美的意境.只要保持饱满的探索热情和持续的物理兴趣，我们就会探求到无穷的美.同时，我们应该从更高的角度看教材，主动探索，在解决问题的过程中体会物理美，以期获得精神上的享受和心理上的满足.

只要我们从被动学习状态主动切换到主动学习状态，学会自主探究，充分调动自己的探究意识，审美情趣，加深对物理学美的理解，我们就会在探索知识过程中，陶冶审美情趣，提升自觉追求美的意识.

当然在这个过程中，我们要适当的延伸课外实践，用课外教材弥补课堂学习的不足，这会极大的促进我们的个性培养和潜能开发，推进大家心灵美化.

2.5 重视物理学史的学习.

要善于从物理学家的精神上发现美，许多物理学家勇于探索、甘于奉献、不懈追求，体现科学的精神之美.应当培养学生学习物理学家严谨的治学态度，锲而不舍的追求品质.许多科学家为了追求真理甚至献出自己的生命.哥白尼、第谷、开普勒、布鲁诺、牛顿等等都是物理学习中需要熟悉并学习的科学家，学习他们敢于坚持真理、勇于创新和实事求是的科学态度和科学精神.

要知道我们学习任何学科，不仅要以学习知识为目标，更重要的是情感态度价值观目标的培养，物理学科也不例外，尤其还要在物理学习中进行科学态度的养成和科学素养的渗透，在曲线运动学习中，我们会激发求知欲，求知过程中，我们会发现物理学之美无处不在，我们要学会主动发现美，最大限度的激发学习兴趣，提升主动追求美的意识.最终通过美学教育，促进我们全面发展.