论中学物理教学中学科美学素养培养途径

徐琪

摘要：物理学作为一门成熟的科学，它把科学的和谐美、简单美、对称美和新奇美全面地展现在我们面前。中学物理教学中按照美育规律有的放矢地实施审美教育，促进学生掌握物理知识和发展美学思维，提高鉴赏美和创造美的能力。

关键词：物理美、教学实施、创新精神

【分类号】G633.7

在当今科学技术飞速发展的形势下，“专门化”教育模式越来越显示出它的局限性。中学物理课程不是为培养物理专业工作者而设立的，它应该和其他学科有机地结合在一起，为提高学生素质这一总的目标作出贡献。所以提高物理学素养，进行物理美的教育事在必行。在中学教学中可以从一下几个方面进行。

1. 通过科学物理学史、科学哲学以及科学美德教育，全面传承人类文化。

古今中外的著名物理学家对科学的不懈追求和为捍卫真理而献身的精神均体现了人格美，他们大量动人的生平事迹就是一部绝好的美育教材。

物理学发展过程，无不体现物理学家追求真理的人格美。面对罗马教廷的布鲁诺用响彻环字的“火并不能把我征服”的宣言，捍卫真理的英名和美德，万世留芳。富兰克林为了证明雷电与普通静电的一致，冒着生命危险做了用风筝引下雷电的著名的“费城实验”。利赫曼则为同一目的惨遭雷击而死。这些都是一种献身的美；居里夫人不惜用二年多的时间研究铀盐，并提炼出放射性元素。她为了纪念自己的祖国，把其中一种元素命名为钋。她在功成名就的情况下，依然保持着百折不挠的献身精神和爱国主义精神，表现出她高尚的爱心美；中国现代物理学家王淦昌、钱三强、钱学森、邓稼先为了祖国的科学事业，而放弃国外优越的生活条件，毅然回国，报效自己的祖国，表现出同样伟大的精神美德；布拉凯特为了证实卢瑟福人工核转变实验中发现的质子，从拍摄的二万多张照片的四十多万条径迹中找到了八条分叉。这种不畏艰难、治学严谨的精神，使学生学到物理知识的同时，得到情操上的熏陶、思想上的教育、心灵上的启迪。

2.引导学生感悟概念、规律、公式的内涵美

①简洁美

简洁的物理公式或方程被称之为漂亮的数学结构，它给人的美感是显而易见的。例如：牛顿力学体系以最简的物理图象和数学语言建立了一个完整严密优美的逻辑体系。很多物理学家把牛顿的几个定律誉为“神仙写出的公式”。牛顿为后人展示了一种用数学方法去研究物理问题的典范。

物理中的理想模型就是物理学家对客观简单性信念的一种体现。模型的方法巧妙地将复杂的事物一一分割，抽象出简洁明了的物理模型，如质点、点电荷、理想气体、电场线等。这些模型把物体的特征和个性勾画得既简洁又合理，既抽象又形象，给人以美的享受。

②对称美

物理学中的对称美既有物理现象的对称美，比如引力与斥力，“电生磁”与“磁生電”，粒子与反粒子，物质与反物质等等；但更重要的是包含各种数学空间的对称美，那是一种理性范畴的对称。这种对称性虽然不直接显现，但却更受到物理学家的推崇。比如能量、动量和角动量守恒就分别显示宇宙具有时间平移、空间平移和空间转动对称性。物理学家已经确信，对每一个守恒量，自然界都设计了一个与之对应的连续对称性。例如，在18世纪后期已经知道电荷守恒，在20世纪中期得到“规范对称性”。现在物理学家知道，规范对称原理决定着电子和光子的作用方式，因而从一定程度上讲，决定了自然界的面貌。

③奇异之美

奇异美表现于物理概念、理论、模型等的新颖与新奇、表现在它们能够巧妙地解释物理现象。比如说反物质、物质波的概念，不确定理论，正反粒子相撞而湮灭的观念等等，都能令人体验到奇异之美。

④多样统一之美

在物理学发展史中，物理学家们在感受自然界多样性的过程中，逐渐认识到自然界的统一性，并执着地追求自身理论的统一。例如牛顿力学把天上、地上的所有物体的机械运动规律都统一起来；麦克斯韦的电磁理论把电、磁、光的运动统一起来；爱因斯坦的相对论把牛顿力学与麦克斯韦电磁理论统一起来；德布洛意的物质波假设和量子力学理论又把粒子运动和波动在新的层次上统一起来；原子、分子结构理论把宇宙万物统一起来；能量概念沟通了力、热、电、磁、光、原子等领域；质能关系把物质的质量、能量统一起来；各种守恒定律找到了各种运动变化的统一等。

3.突出创造美，内化学生的审美意识与审美能力，培养创新能力

对科学美的审美能力产生的基础，是学生对于物理知识所抱的态度，一个对物理知识毫不关心的人，即使是面对蕴含着极其丰富、形式简洁令人惊叹的物理规律的美的形态，仍会无动于衷。激起学生对物理学习的兴趣是培养学生审美能力的前提。

4.引导学生将美的认识转化为追求美的自觉行动。

在教学中，引导学生投身于美的创造活动中去，像物理学家家一样去探索，模仿物理学家思维过程，模仿物理学发张过程，提出物理假说和模型，鼓励学生大胆假设、讨论，指导学生得到的结论具有或然性，正确与否需由实验和逻辑检验。使他们在其中发现许多奇妙的事情，看到自己的力量和美的力量，联想、想象和直觉等形象思维能力在美的感觉中得到提高。

在中学物理教学中方方面面中充满了美学因素，发现、体验、并运用这些美学因素对于提高我们的教学质量、深化素质教育、培养具有创新精神的人才都有着积极而深远的意义。

参考文献：

1.杨振宁先生在《物理与美》的讲演

2.《物理学中的人文文化》 李增智等编著 科学出版社

3.《中学物理教育中美育》 方鸿辉上海教育出版社

4.《让物理教学多一点人文关怀》 www.ttedu.org/resource/teachers/02.doc

5.《养德、开智、健体、审美--中学物理课堂教学实施素质教育的功能研究》

www.czedu.gov.cn/home/AttachedFiles/13418/3871.doc

6.《美学前言——实践本体论美学新视野》陶伯华著 中国人民大学出版社

7.《审美与人生》 黄学规著 浙江大学出版社endprint