摘要：物理學(xué)科之美主要體現(xiàn)其科學(xué)美，這其中的科學(xué)美主要包括簡潔美、對稱美和和諧美三方面。近年來，國家越來越重視美育教學(xué)，也進行了很多美育在各學(xué)科中的滲透的嘗試與研究。作為一名物理教師，在教學(xué)中進行科學(xué)美的滲透是教學(xué)目標(biāo)的重要部分，可以嘗試從物理學(xué)中的簡潔美、對稱美和和諧美三方面進行美育的滲透。

　　關(guān)鍵詞：中學(xué)物理教學(xué);科學(xué)美;實踐探索

　　物理學(xué)作為一門自然學(xué)科，是以探索自然界中的奧秘和規(guī)律為主要任務(wù)的學(xué)科，在探索自然界的過程中也伴隨著發(fā)現(xiàn)美和創(chuàng)造美的過程。物理學(xué)科之美主要體現(xiàn)為其科學(xué)美的特點，這其中的科學(xué)美主要包括簡潔美、對稱美和和諧美三方面。

　　近年來，國家越來越重視美育教學(xué)，也進行了很多美育在各學(xué)科中滲透的嘗試與研究。在物理教學(xué)中進行科學(xué)美的滲透是對學(xué)生進行美育的重要內(nèi)容，教師可以從簡潔美、對稱美和和諧美三方面進行科學(xué)美的滲透。

　　一、展示物理學(xué)中的簡潔美

　　物理學(xué)的一個突出特點就是體現(xiàn)了自然規(guī)律中的簡潔性，它以簡單明了的形式呈現(xiàn)其物理之美。大到宏觀的宇宙，小到微觀的粒子，物理學(xué)旨在從錯綜復(fù)雜的自然界中探索出簡潔的規(guī)律來揭示自然界的奧秘，從千變?nèi)f化的物理現(xiàn)象中抽象出事物本質(zhì)的，樸素的規(guī)律，從而更好地指導(dǎo)人類的生產(chǎn)活動。物理學(xué)蘊含的簡潔美包括理論體系的簡潔美、過程分析的簡潔美等方面。在物理教學(xué)中，教師可以向?qū)W生展示這些方面的簡潔美。

　　例如，在力與運動關(guān)系這部份內(nèi)容中，物體在不受外力作用的時候，總是保持靜止和勻速直線運動這兩種最簡單的運動形式，力與運動分析體現(xiàn)了一定的簡潔性;因為地球引力的作用，水流只能由高到低運動;同樣的道理，電流也只能從高到低運動，整個電學(xué)體系也呈現(xiàn)了簡潔性;宏觀上物體的運動都可以用牛頓第二定律F=ma這一個簡便的公式來概括;在宏觀和微觀的聯(lián)系上，可以運用愛因斯坦的質(zhì)能方程E=mc2 來概括……這些都體現(xiàn)了物理學(xué)在理論體系中的簡潔美。

　　在物理問題的分析過程中，也處處體現(xiàn)了其簡潔美的特點。例如，在分析自由落體運動的過程中，我們經(jīng)常是忽略摩擦力的作用，把自由落體運動看做勻加速直線運動;在受力分析的時候，我們經(jīng)常會用到質(zhì)點這個概念，忽略物體的質(zhì)量在運動過程中的影響。這些分析過程都體現(xiàn)了化繁為簡的思想，體現(xiàn)了分析過程中的簡潔美。

　　例如，我們可以以質(zhì)點的教學(xué)片段為例，來探索物理教學(xué)中簡潔美的滲透。

　　教師視頻展示一些運動：火車緩緩的駛離站臺，滑雪運動員從山頂飛下，潛艇在水下下沉，足球在草坪上飛滾，讓學(xué)生討論它們的運動過程和它們各個部分的運動情況。學(xué)生討論物體的運動過程相對容易，但是探討物體各個部分的運動情況卻比較復(fù)雜，很難用語言詳細，準(zhǔn)確地表達出來。這時，教師提出問題：“為什么物體各部分的運動情況難以表達?”學(xué)生通過討論分析得出結(jié)論：要詳細描述物體的運動情況困難就在于物體有自己的形狀和大小。教師相機引導(dǎo)：“是不是研究所有的物體都要分析物體的形狀和大小?例如，研究地球繞太陽公轉(zhuǎn)的周期時，地球的形狀和大小;火車從北京到上海全程所用時間，火車的形狀和大小。”學(xué)生通過討論得出結(jié)論：在以上研究中，物體的形狀和大小對于物體的運動情況沒有影響。

　　教師總結(jié)：有些情況下，可以不用考慮物體的大小和形狀，但是質(zhì)量是忽略不了的，物理學(xué)中把它簡化為一個有質(zhì)量的點，叫做質(zhì)點。但要強調(diào)的是，物體的質(zhì)量是不可忽略的。質(zhì)點是物理分析過程中的一個理想化模型，它并不是實際存在的。質(zhì)點這一概念的提出使復(fù)雜的問題簡單化，體現(xiàn)了物理學(xué)分析過程中的簡潔美。

　　以上關(guān)于質(zhì)點的教學(xué)片段屬于物理概念的教學(xué)，它是物理教學(xué)中的重要組成部分，很多物理概念的教學(xué)都體現(xiàn)著簡潔美這一特點。因此，在物理概念的教學(xué)中，教師要關(guān)注簡潔美的滲透。質(zhì)點這一概念，不僅是概念本身體現(xiàn)出了簡潔美，質(zhì)點這個模型的提出也體現(xiàn)了簡潔美，同樣也體現(xiàn)出了物理問題研究過程中的簡潔美，教師要讓學(xué)生體會到這種美。

　　二、體現(xiàn)物理學(xué)中的對稱美

　　生活中我們對“對稱”這個詞并不陌生，在圖形和建筑中會發(fā)現(xiàn)很多對稱的事物，每當(dāng)看到這些事物時總會給人以賞心悅目的感覺。同樣，在物理學(xué)中對稱現(xiàn)象也很普遍，這主要包括物理概念的對稱、運動狀態(tài)的對稱和物理規(guī)律的對稱等，在這些對稱性中我們能夠感受到物理學(xué)所呈現(xiàn)出來的對稱美。物理學(xué)中有很多概念都體現(xiàn)著對稱美的特點，比如，直線運動和曲線運動，正電荷和負電荷，磁鐵的南極和北極，運動和靜止等。在運動過程中也有很多體現(xiàn)對稱美的例子，如物體做勻速圓周運動的過程，書桌上拋運動的上升和回落過程，物體沿光滑斜面上滑和下滑過程，簡諧運動過程，天體周期性運動過程，帶點粒子在勻強磁場中的運動過程，條形磁鐵周圍的磁場分布，通電導(dǎo)學(xué)周圍的磁場分布，等量電荷在空間形成的電場分布，等等。此外，單擺的周期性，作用力和反作用力，庫倫定律和萬有引力定律等也體現(xiàn)了物理規(guī)律的對稱美。

　　下面以“平面鏡成像”的教學(xué)為例，談一談對稱美在物理教學(xué)中的滲透。

　　教師先展示一張湖面上石拱橋倒影的圖片，讓學(xué)生在直觀感受平面鏡成像的同時感受物理學(xué)的對稱美。然后，布置學(xué)生活動：請用準(zhǔn)備好的小平面鏡觀察自己的臉，并回答三個問題：你在平面鏡中成的像在什么地方?平面鏡到人臉距離發(fā)生變化時，鏡中臉的大小是否有變化?當(dāng)你改變與平面鏡的距離時，像到鏡面的距離是否有變化?

　　學(xué)生通過體會，感受到了物理規(guī)律的對稱美，說出了看到的現(xiàn)象并提出問題：平面鏡成像有什么特點?教師則將問題引申：平面鏡中的自己(像)和鏡前的自己(物體)大小有什么關(guān)系?平面鏡中的自己(像)到平面鏡的距離和鏡前的自己(物體)到平面鏡的距離有什么關(guān)系?使學(xué)生在感受對稱美的基礎(chǔ)上還有繼續(xù)探究的興趣。通過猜想和假設(shè)，學(xué)生會想到：平面鏡中的自己(像)和鏡前的自己(物體)大小可能相等;平面鏡中的自己(像)到平面鏡的距離和鏡前的自己(物體)到平面鏡的距離可能相等。這時，教師就可以組織學(xué)生通過實驗來驗證假設(shè)。

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