導語：中學物理美學滲透一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

一、物理學本身滲透著美學

愛因斯坦曾經(jīng)描述說，物理學是至善至美的科學，他還特別把物理的美歸納為“簡單、和諧、完善、統(tǒng)一”。

（一）物理學發(fā)展史是一部美學發(fā)展史。在物理學發(fā)展的過程中，物理學家們探索物理學規(guī)律，總是一方面體現(xiàn)出對美的熱烈追求，另一方面體現(xiàn)出他們精神上的種種美德。正是由于他們在美學思想指導下，通過不懈的努力，才能取得一個個重大成果得以推動了物理學的發(fā)展。哥白尼、開普勒是帶著強烈審美意識探索自然規(guī)律的先驅(qū)者。哥白尼與托勒密地心說的決裂，就是有其執(zhí)著追求美的因素，他深信完美的理論在數(shù)學上應該是“和諧與簡單”的。托勒密為了解釋天文觀測的現(xiàn)象，引入了許多“均輪”、“本輪”，使得天文理論既復雜又失洽。因此，在極端困難的條件下，哥白尼研究了三十多年，終于建立了不朽的日心說。后來，開普勒深切感受到日心說的美，不懈堅持幾十年的觀察，積累的大量的天文數(shù)字，提出行星運動的三定律來論述天體的運動是如此的簡單與和諧。物理學家根據(jù)世界的對稱性，通過預言、設(shè)想來推測未來事物的存在?！半娍梢陨?、磁可以生電”，法拉第經(jīng)過十幾年的不懈努力實現(xiàn)了由“磁生電”的夢想。牛頓追求規(guī)律的統(tǒng)一，是他發(fā)現(xiàn)“萬有引力定律”的關(guān)鍵，他把天上的力學和地上的力學統(tǒng)一起來，實現(xiàn)了物理發(fā)展史上的第一次大綜合。每一位物理學家背后不知隱藏了多少可歌可泣、感人肺腑的故事。他們對自然科學美的追求，他們?yōu)檎胬韸^斗不息的精神之美，都是我們的榜樣，也是在教學中培養(yǎng)學生高尚品質(zhì)的典范，可以啟迪學生的智慧，引發(fā)學習興趣，激勵他們成功的意志。

（二）物理學規(guī)律的美學特征：物理學“是一門研究自然規(guī)律與秩序的學科，它探索物質(zhì)和諧地存在與運動的根源”。楊振寧在《美和理論物理》一文中提出物理理學具有“物理現(xiàn)象之美”“理論描述之美”“理論結(jié)構(gòu)之美”。也有不少物理學家認為，物理學的美學特征主要表現(xiàn)為“多樣統(tǒng)一美”“和諧奇異美”“簡潔明快美”等。對物理學的種種美學評估，只是攝入角度或提法上的不同，本質(zhì)上都是揭示科學真與科學美的辯證關(guān)系?？茖W美是科學對象美與科學表現(xiàn)美的統(tǒng)一。下面，簡析物理學所體現(xiàn)的簡單美、對稱美、和諧美。1、簡單美物理學揭示自然界物質(zhì)的存在、組成、運動及其轉(zhuǎn)化等規(guī)律的簡單性而產(chǎn)生美感，稱為物理學的簡單美。物理學的簡單美主要體現(xiàn)在物理學的理論和方法上。物理學家巧妙地從復雜的真實世界中，把研究對象抽象出最簡單的物理模型，諸如質(zhì)點、理想彈簧振子、理想單擺、理想氣體、點電荷、光線、薄透鏡等等，以這些優(yōu)美的理想模型概括出物質(zhì)運動宇宙中紛亂的各種物體通過牛頓引入的質(zhì)點概為一體，牛頓只用幾條簡單的定律就概括了物質(zhì)世界紛繁的運動現(xiàn)象，麥克斯韋只用四個方程組就概括了復雜的電磁運動，量子力學理論使行蹤飄忽不定的微觀粒子眉目清晰等。這些都體現(xiàn)了物理學理論整體的簡潔美。物理理論的簡單美還體現(xiàn)在組成物理理論的物理概念和物理規(guī)律表達上，如“力是物體間的相互作用”、F=ma概括了牛頓運動第二定律等。還有在物理方法上如：理想化模型、理想化方法本身就是遵循簡單性原則。2、對稱美對稱現(xiàn)象是辯證法的生動體現(xiàn)，物理學揭示自然界物質(zhì)的存在、構(gòu)成、運動及其轉(zhuǎn)化等規(guī)律的對稱性而產(chǎn)生的美感，稱為物理學的對稱美。物理學的對稱美主要表現(xiàn)為時空對稱、數(shù)學對稱和抽象對稱。如杠桿的平衡、平面鐿成像、磁體的磁感線分布、電荷的正負、等量同種、異種電荷的電場線分布等表現(xiàn)了物質(zhì)的直觀形象在空間上的對稱性；周期和頻率等體現(xiàn)出時間的對稱性；簡諧振動圖線、波動圖線的對稱性體現(xiàn)了數(shù)學圖形的對稱性。物理學還體現(xiàn)了抽象對稱性，即從一個概念、一個命題或一個理論中所反映出來的對稱性。較典型的例子是1905年愛因斯坦創(chuàng)立狹義相對論時，把伽利略的力學相對性原理作為基本假設(shè)，而在1916年創(chuàng)立廣義相對論時，把電磁理論中的洛侖茲不變性作為對稱性假設(shè)。正是這些抽象的對稱性思考，有助于解開宇宙密碼，推動物理學的進展。3、和諧美“和諧”是美學的一個重要法則。古希臘畢達哥拉斯學派認為，宇宙與數(shù)之間之所以美，是因為它們是和諧的。而物理學家認為，物質(zhì)世界自身及物理理論的“統(tǒng)一”“對應”乃是宇宙和諧的反映。物理學龐大的知識體系，既遵循各自內(nèi)在的規(guī)律，又相互聯(lián)系，構(gòu)成一個統(tǒng)一體。例如，以運動定律和萬有引力定律的簡潔形式所表示的牛頓力學，把地上的力學與天上的力學統(tǒng)一了起來；優(yōu)秀的麥克斯韋方程把電、磁、光統(tǒng)一為電磁場理論；而作為近代物理支柱的愛因斯坦相對論，又把牛頓力學與麥克斯韋電磁場理論統(tǒng)一了起來。而三大守恒定律（物質(zhì)、能量、動量）乃是物質(zhì)世界和諧性最完美的體現(xiàn)。宇宙、地球、分子、原子、核與粒子，就象交響樂團的各種配器，演奏出物質(zhì)運動的雄渾主旋律；力學、熱學、電磁學、原子物理學之間相互滲透，還與其他學科形成了許多交叉學科，其節(jié)奏、韻律體現(xiàn)了層次和諧美。

二、如何在物理教育中滲透美學

中學物理教育不是美學專業(yè)課，但是可以要求物理教師應注重美學的滲透，即由教師根據(jù)學生的審美心理特點，在物理教育全過程中處處創(chuàng)設(shè)美的情境。

（一）盡可能創(chuàng)造美的物理學習環(huán)境。諸如在學校的教室、實驗室、張貼體現(xiàn)物理美的掛圖或者帶有哲理話語的物理學家頭像的掛圖，在學校科技櫥窗里展示優(yōu)秀的物理實驗制作和報道最新物理學進展與物理學前沿的情況等。校園文化、校園美育氛圍，對學生審美情趣的導向和培育具有潛移默化的作用。另外，可以創(chuàng)設(shè)開放性實驗室，以培養(yǎng)學生的物理學創(chuàng)造性思維，在課外活動時開設(shè)有關(guān)物理美講座等。

（二）物理課堂上的教學活動是滲透美學的最重要場所。

1、從教材中挖掘出物理現(xiàn)象美的素材，培養(yǎng)學生審美能力?！吧?。如：白光通過三棱鏡發(fā)生色散現(xiàn)象，七色光在學生眼里新奇而美麗?！奥暋薄Ｈ缏曇舻墓缠Q、回音壁的聲學現(xiàn)象等表現(xiàn)出來的奇異性；再如“聞其聲不見其人”的現(xiàn)象，正好說明聲與光的不同特性。在中學物理教學中，經(jīng)常帶領(lǐng)學生在和諧奇異的百花園里漫游，既可以培養(yǎng)學生的審美能力也可以激發(fā)他們沿著科學的艱險道路去探索真理的熱情。2、采取多樣的教學方法，使探究過程具有美感。如：類比教學法。在高中教學中，當我們給學生講清了勻速運動的速度公式v=（s2-s1）/t后，再講勻加速運動公式a=（v2-v1）/t時，通過類比，著重講清二公式中各對應物理量的物理概念的差異，明顯地降低教學難度，加深學生對速度和加速度概念的理解。如：對比教學法。在初中教學中，對真空不能傳聲和光在真空中速度最快等進行對比。這類比較的方法使學生對物理現(xiàn)象和規(guī)律的異同認識深刻。3、講故事能創(chuàng)設(shè)美的情境。中學物理教材中有大量的物理學史素材，我們在介紹物理知識的同時向?qū)W生展示科學家的拼搏精神，揭示物理學家的人性之美、至善之美，以美感人、以美育人。居里夫人不惜用兩年多的時間研制鈾鹽，并提煉出放射性元素，她為了紀念自己的祖國把其中一種元素命名為釙。她在功名成就的情況下，依然保持著不折不撓的獻身精神和愛國主義精神；布拉特為了證實盧瑟福人工核轉(zhuǎn)變實驗中發(fā)現(xiàn)的質(zhì)子，從拍攝的兩萬多張照片的四十多萬條徑跡中找到了八條分叉。這種不畏艱難、治學嚴謹?shù)木?，使學生知、情、感、意、行得到美的升華，使學生學到物理知識的同時，得到情操上的熏陶，心靈上的啟迪。從而使學生的審美能力得到提高?？傊?，物理學里處處滲透著美學，中學物理學中蘊含了豐富的美學素材。教師教學中向?qū)W生展示物理科學的美，培養(yǎng)學生的審美能力，能大大激發(fā)學生學習的興趣，有助于提高學生的整體素質(zhì)，科學素養(yǎng)和審美能力。

作者：何倩工作單位：武漢市第六中學