物理“美育”之探索

期刊: 素质教育 DOI: PDF下载

陈闯

北京宏志中学100013

摘要

物理学中蕴藏着大量异常之美,需要不断挖掘,利用好物理学之“美”,可以让学生切切实实感受到美,培养发现美的能力,培养创造美的素养。


关键词

物理教育、美学教育

正文


在《教育大辞典》中,顾明远先生指出“美育指使学生掌握审美基础知识、形成一定的审美能力,培养正确的审美观点,美化其心灵、行为、语言、体态,提高道德与智慧水平的教育。”《国务院办公厅关于全面加强和改进学校美育工作的意见》(国办[2015]71号)指出:“美育是审美教育,也是情操教育和心灵教育,不仅能提升人的审美素养,还能潜移默化地影响人的情感、趣味、气质、胸襟,激励人的精神,温润人的心灵”。

一、物理需要“美育”

世人皆叹,物理之难,难于上青天。枯燥乏味,晦涩难懂,不易学习和理解。著名教育家、北京大学校长蔡元培指出:“科学虽然与美术不同,在各种科学上,都有可以应用美术眼光的地方。”美育具有形象性、趣味性、浸润性等特点可以让物理学习生动有趣,化难为简。

二、物理学的美

一).物理学中的现象美

物理现象包罗万象,有的神秘,有的壮观,有的令人震撼,能产生强烈美的感受。比萨斜塔两个铁球同时落地,简单但令人信服;马德堡半球实验中,马匹对拉,场面壮观;“山川美景凭游逛,虚幻蜃楼总震惊”,光学美景令人震撼;用水管喷洒花草在不远处草地上方形成美丽的彩虹这一刻,彩虹可以如此之近。如此等等,令人心驰神往,不断领略到美的震撼。

二).物理学中的对称美

诺贝尔物理学奖得主李政道指出:“艺术和科学,都是对称和不对称的巧妙组合”。平面镜成像等大,反向对称;用磁感线描述的两个磁极,等量的电荷显示出来的电场线对称而完美;单摆,弹簧振子在运动中的往复循环;相干光在干涉区域的任意空间,条纹宽度相等,表现了严格的空间对称;波的运动表现了空间和时间对称对称性是物质规律的基本属性之一,它在很多物理规律中都能展现出来,给人以美的感受。

三).物理学中的统一美

爱因斯坦把物理归纳为“简单、和谐、完替、统一”。他的后半生,致力于各种相互作用的统一。物理学的发展历史,充满追求统一完美的过程。奥斯特发现的电流磁效应和法拉第发现的电磁感应现象,将电磁紧密联系起来;安培提出分子电流假说,揭示磁铁的磁极和电流的磁场本质上的统一;麦克斯韦对相关电磁现象进行概括和总结,提出了联系电荷,电流,电场的方程组,对电磁学进行了统一描述;牛顿万有引力定律中经典力学所体现的地上力学和天上力学跨时间和空间的统一更是令人心潮澎湃,感受非凡。如此种种,将看似不搭边的两个甚至多个事物巧妙而精确地联系在一起,体出一种共有的特征和彼此间的紧密关系这些统一的美感呈现出很强的视觉冲击力

四).物理学中的和谐美

奥本海默说:“物理学是一门研究自然规律与秩序的学科,它探索物质和谐地存在运动的根源。秩序与和谐就是一种美。牛顿力学让宏观低速下的各种运动和谐有序;开普勒行星运动三大规律揭示出了行星运动井然有序,椭圆轨道自身的和谐更加美不可言麦克斯韦电磁学方程组让复杂的电磁运动,看上去和谐圆满;爱因斯坦提出光的波粒二象性,揭示光的本质,年轻的德布罗意推广到所有物质世界,提出物质波,和谐完美,获得了普遍的赞赏;量子力学理论让行踪难觅的微观例子有迹可循。这些规律整体上的一个和谐性,就是一种和谐美

五). 物理学中的实验美

托马斯.杨巧妙形成双缝,展示光的干涉实验;比萨斜塔上铁球同时落地;密立根的油滴实验,求出最低电量;牛顿通过棱镜分解太阳光,白光也美丽;卡文迪许的扭秤实验,引力常数惊人的准确;埃拉托色尼通过影子估测地球周长,误差很小;伽利略的理想斜面实验,开创物理学的科学实验之路;卢瑟福阿尔法粒子散射实验,揭示原子核式结构之奥秘;傅科钟摆实验巧妙揭示地球自转。这些实验是物理学家眼中最美丽的科学之魂由简单的仪器和设备,发现了最根本、最单纯的科学概念它们表现在独具创造性的实验构思、精巧完美的实验设计上,以及精湛的实验操作和控制技术中。这些令人赏心悦目的实验都是以美著称的。

三、高中物理课堂中渗透美学教育的途径

一).提升教育者的审美素养

工欲善其事,必先利其器。首先在生活中提升自身的生活情操,美化自身的声线,用词和肢体语言,让学生感觉到物理老师是美的。然后积极美学培训,增强教师美育理论储备,提升物理教师的美学功底。具有能随时发现物理美,展开物理美的教育的素养。

二). 以美启智,激发学生的积极性

兴趣是学习最好的方法。物理课堂中,可以把自然美对称美、和谐统一美妙实验等美学内容充分融入课堂。在速度教学中,展示比赛片段,目睹运动之美;磁感线中对称之美,让学生深刻难忘;开普勒行星定律,探索之艰难,学生心灵得到洗礼;扭秤实验,以小示大,数据之精确,让人咂舌;双缝干涉,双缝之简单巧妙,让人惊叹这些内容富含美的因素教育者加以引导潜移默化,不断引导学生正确的认识,引领学生体验人格美与科学美。

(三).加强现代化设备的运用

有些物理教学活动很难用语言来展示和描述,可以借助现代化设备的运用。在宇宙航行的教学中,用PPT视频等方式插入卫星的发射运行,空间站的活动,更清晰明了展示运动之宏伟;演示实验中利用视频投影仪和实物投影仪的放大,更详细全面的展示实验之精确;PPT动画播放,作图软件和处理软件的运用,让规律更有效生动。这些现代化手段的运用,让学生更专注思维活动保持活跃,对于刺激学生的感情色彩具有很显著的作用。

综上所述,在物理教育活动中教育者加强自身的美育素养,完善自身的美育手段和方法,利用物理学之“美”,“美育”教学,可以提高学生认识美、体验美、感受美、欣赏美和创造美的能力,使孩子们具有美的理想、美的情操、美的品格和美的素养。

 


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