早在2500年前,畢達哥拉斯學派就提出了“美是和諧與比例”的科學美學思想。此后,在科學發(fā)展的進程中,人類對科學美的追求越來越執(zhí)著,科學實踐也證明,科學越是進步,理論越真,科學美的光輝也越燦爛。高中物理教材作為人類知識和經(jīng)驗的載體,無疑也體現(xiàn)了美。從教材中發(fā)現(xiàn)美的元素,在教學中貫穿美育,有利于落實素質教育,推動課程改革。
一、物理學家的精神美
古今中外的著名物理學家對科學的不懈追求和為捍衛(wèi)真理而獻身的精神均體現(xiàn)了人格美,他們大量動人的生平事跡就是一部絕好的美育教材。如,愛因斯坦獨創(chuàng)的“相對論”家喻戶曉,他的一生對人類認識宇宙的貢獻是巨大的。他們這種艱苦卓絕的探索過程所包含的藝術創(chuàng)造與獻身科學的精神美是無與倫比的??茖W是美的,創(chuàng)造科學的人更美。
二、物理學具有和諧美
大自然中的物體是千變萬化的,每一物體都有區(qū)別于其他物體的特殊性,高中物理所研究的就是從這些不同事物運動變化的多樣性中找出它們內在的聯(lián)系和共性,通過這種聯(lián)系和共性來構成一個統(tǒng)一的理論體系,這就是物理學千變萬化又統(tǒng)一的和諧美。如,牛頓力學卻能把地上和天上的所有物體的機械運動的規(guī)律統(tǒng)一起來;E=mc2的質能公式則體現(xiàn)了質量與能量的對應中的和諧。
三、物理學具有對稱美
在美學中,對稱是形式美的表現(xiàn),指整個組成部分之間的相稱或對應,如,空間上的和諧布局,時間上的節(jié)律協(xié)和。時空的形象對稱性最形象的要數(shù)鏡像對稱。對稱,給人以一種圓滿、勻稱、均衡的美感。高中物理教材中的運動和靜止、落體與拋體、勻速與變速、地球與天體、引力與斥力、變力與恒力、反射和折射等就體現(xiàn)了對稱美。擺動、平面鏡成像、反射角等于入射角等物理現(xiàn)象,勻速運動速率在過程中任一點都相等都表現(xiàn)了空間的直觀對稱美。單擺的周期性、地球的公轉與自轉規(guī)律,則表現(xiàn)了時間的對稱。隨時空做周期性變化的交流電和簡諧振動波形,則對時間和空間都表現(xiàn)出對稱。
四、物理現(xiàn)象的自然美
高中物理涉及力、聲、熱、光、電、磁和原子物理等內容,物理現(xiàn)象千姿百態(tài)、美妙無窮。如星移斗轉、日夜交替、春秋輪回、物態(tài)互變等自然規(guī)律,因有序而美,光的反射與倒影、折射與海市蜃樓、色散與彩虹、日食和月食都有奇異的美。人類在研究和應用物理方面創(chuàng)造的輝煌成果,是美的精品。
成功的教學能給人以美的感受。物理教學中有意識地挖掘物理教材科學美的因素,對學生進行科學美的審美教育,不但能使學生更好地掌握物理學的真諦,而且能使學生在受教育的同時體驗美、享受美,把學習作為一種高級的審美活動。
(作者單位 江蘇省泗陽縣眾興中學)