宋春元

【摘 要】美育是一種情感教育，在人的全面發(fā)展教育中占有重要地位。將美育融入學(xué)校教育全過程，是素質(zhì)教育的重要組成部分。《薄膜物理》是一門主要面向工科學(xué)生開設(shè)的課程，如何將美育有機(jī)地融于《薄膜物理》課程教學(xué)中去，使薄膜物理教學(xué)富有生機(jī)和吸引力，推動素質(zhì)教育的全面深入，是開展薄膜物理教學(xué)必須面對和思考的問題。本文主要探討如何在《薄膜物理》教學(xué)中融入美育。

【關(guān)鍵詞】美育；薄膜物理；教學(xué)探索

Aesthetic Education in “Thin Film Physics”

SONG Chun-yuan

（School of Materials Science and Engineering， Nanjing University Posts & Telecommunications， Nanjing Jiangsu 210023， China）

【Abstract】Aesthetic， an emotional education， occupies an important position of comprehensive development of education. The entire process of aesthetic education into curriculum education is an important part of education of all-around development. “Thin Film Physics” is a course for engineering students， and the question that how to combine the aesthetic teaching with the course， making the film physics teaching vibrant， attractive， and promote the quality of education， must face and think about during the teaching. This paper discusses how to integrate aesthetic in “Thin Film Physics” course teaching.

【Key words】Aesthetic；Thin film physics；Research on teaching

1 美與美育

美是一個象形字，象征人佩戴羊角，牛角，古人認(rèn)為這樣很美[1]。培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)識美、愛好美和創(chuàng)造美的能力的教育稱為美育，也稱審美教育或美感教育，是一種按照美的標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)人的形象化的情感教育，以特定時代、特定階級的審美觀念為標(biāo)準(zhǔn)，以形象為手段，以情感為核心，以實(shí)現(xiàn)人的全面發(fā)展為宗旨。

美育，美育是一種情感教育[2]，要通過各種藝術(shù)以及自然界和社會生活中美好的事物來進(jìn)行，在人的全面發(fā)展教育中，美育占有重要地位。美的基本形態(tài)包括藝術(shù)美和現(xiàn)實(shí)美，其中現(xiàn)實(shí)美又涵蓋自然美、社會美、科學(xué)美。藝術(shù)美來源于對音樂、舞蹈、繪畫、影劇、文學(xué)作品的欣賞；自然美是以大自然為審美對象所感受和體驗(yàn)到的美；社會美，以社會生活中美好的人和事為對象而感受和體驗(yàn)到的美；科學(xué)美則是以科學(xué)的內(nèi)容和形式為對象所感受到的美[3]。過去， 由于對美育和科學(xué)教育的狹隘理解， 美育與科學(xué)教育被認(rèn)為是毫不相關(guān)的。隨著我國素質(zhì)教育的全面推進(jìn)， 美育與科學(xué)教育的融合受到了關(guān)注，國家已明確指出要“將美育融入學(xué)校教育全過程”，明確指出了美育在人的全面發(fā)展中的獨(dú)特地位和作用， 將其與德育、智育、體育一并納入黨的教育方針， 從而使其成為素質(zhì)教育的重要組成部分[4]。

2 《薄膜物理》教學(xué)中的美育

《薄膜物理》課程是一門主要面向材料科學(xué)與工程、電子科學(xué)與工程、半導(dǎo)體物理與器件、電子材料與元器件、應(yīng)用物理學(xué)等相關(guān)學(xué)科本科高年級及研究生開設(shè)的專業(yè)課程。主要內(nèi)容包含各種薄膜的制備技術(shù)和監(jiān)控與測試及表征技術(shù)、薄膜的生長過程和形成機(jī)理、薄膜的結(jié)構(gòu)及物理特性等，并盡可能反映現(xiàn)在薄膜科學(xué)與技術(shù)方面的新進(jìn)展。這是一門主要面向工科學(xué)生的課程，如何將美育有機(jī)地融于《薄膜物理》課程教學(xué)中去，使薄膜物理教學(xué)富有生機(jī)和吸引力，推動素質(zhì)教育的全面深入，是開展薄膜物理教學(xué)必須面對、思考和探索的問題。

所謂“薄膜”，很難用一句話來嚴(yán)格定義。有時，為了與厚膜相區(qū)別，厚度<1um的膜成為薄膜。顯然膜的劃分具有任意性，薄膜的形態(tài)不是塊狀的，其厚度與表面尺寸相差甚遠(yuǎn)，可近似為2維結(jié)構(gòu)。尋找《薄膜物理》教學(xué)中的美育的切入點(diǎn)，是融合課程教育與美育的關(guān)鍵。實(shí)際上，薄膜材料有它與生俱來的、獨(dú)特的美，這種美既有薄膜結(jié)構(gòu)形態(tài)美、薄膜物理特性美，還有薄膜制備工藝技術(shù)美。如薄膜產(chǎn)生從祖國古代陶瓷制釉開始已有一千多年，我們的祖先創(chuàng)造了最早的薄膜制造技術(shù)—提拉法，制得了匯集中國古代工藝和藝術(shù)美的色彩及圖案艷麗、寓意豐富的釉面材料，這些濃縮了人類文明和智慧的薄膜材料許多堪稱頂級藝術(shù)品。此外，源于生活中的薄膜也為課程教育提供了豐富的美育資源，如五彩斑斕的肥皂泡、隨視角變化而呈現(xiàn)千姿百態(tài)的光學(xué)薄膜等。另一類極具震撼力、引人入勝的納米薄膜及納米藝術(shù)近年來伴隨納米技術(shù)的迅速發(fā)展而出現(xiàn)，即使用納米科技手段或方法，創(chuàng)作納米尺度作品的藝術(shù)形式[5-6]。如1997年康奈爾大學(xué)的科學(xué)家基于單晶硅，采用刻蝕的方法制作了世界上最小的吉它，如圖1a和圖1b。這把小吉他只有10個微米長，相當(dāng)于單個細(xì)胞的大小。每根琴弦只有50納米粗，相當(dāng)于100個原子的寬度，比人的一根頭發(fā)還要細(xì)2000多倍。此后，他們利用激光在該吉它上進(jìn)行彈奏，得到了比現(xiàn)在吉它頻率高13萬倍。加利福尼亞工學(xué)院Paul Rothemund教授通過DNA自組裝折疊技術(shù)，繪制了DNA納米笑臉，如圖1c。2007年9月，國際頂尖雜志《自然》上刊登了兩位化學(xué)家Alessandro Scali和Robin Goode的藝術(shù)作品—《看不見的大陸》，如圖1d。這張非洲地圖與普通地圖完全不同，實(shí)際尺寸只有100×100微米。圖1e-h為我們制備的不同形貌的盛開狀金納米花薄膜結(jié)構(gòu)，展現(xiàn)出豐富而各不相同的花瓣結(jié)構(gòu)。

圖1 納米藝術(shù)圖案

創(chuàng)作這些美艷的“藝術(shù)畫”的藝術(shù)家正是一些物理學(xué)家、化學(xué)家或材料學(xué)家。這些科學(xué)家通常利用薄膜制備常用的物理或化學(xué)工藝來“創(chuàng)作”納米藝術(shù)畫，如利用薄膜的物理制備方法，即用高能粒子束或光刻技術(shù)對薄膜材料進(jìn)行精細(xì)“雕刻”，勾畫出納米藝術(shù)作品；也可以利用分子/原子自組裝技術(shù)來“創(chuàng)作”，即基于分子或原子等基本結(jié)構(gòu)單元間的一些相互作用而自發(fā)形成有序結(jié)構(gòu)的一種技術(shù)，通過這種薄膜生長工藝得到規(guī)律性的藝術(shù)圖案。還有一類方法是薄膜的化學(xué)氣相沉積（CVD）技術(shù)，即納米藝術(shù)家將一種或幾種氣態(tài)原料裝到一個真空室內(nèi)，讓它們按合適的比例擴(kuò)散到基片表面并發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，其中固態(tài)生成物在基體表面形成一種新納米材料與結(jié)構(gòu)，生長出藝術(shù)圖案。這些科學(xué)與藝術(shù)的“杰作”為薄膜物理教學(xué)提供了豐富而震撼的美育素材，為探索融合課程教育和美育提供了很好的切入點(diǎn)。

3 結(jié)語

我國近代著名教育家察元培說[7]：“美育者，應(yīng)用美學(xué)理論于教育，以陶養(yǎng)感情為目的者也”，即運(yùn)用審美的方式實(shí)施教育，提高人們的審美感受力、審美創(chuàng)造力及審美情趣，以促進(jìn)其人格的完善以及全民族整體素質(zhì)的提高?？茖W(xué)美是美育教育中的重要組成部分，是以科學(xué)的內(nèi)容和形式為對象所感受到的美。深入挖掘薄膜制備技術(shù)、薄膜材料以及薄膜物理性質(zhì)等多方面的科學(xué)美、藝術(shù)美，將為該課程的美育提供豐富而震撼人心的素材，在課程教育中有機(jī)融合美育，有助于學(xué)生認(rèn)知，同時可以發(fā)展他們的觀察能力、想象能力、形象思維能力和創(chuàng)造能力；調(diào)劑他們的生活，提高學(xué)習(xí)效果，促進(jìn)身心健康成長。

【參考文獻(xiàn)】

[1]陳煒湛.古文字趣談[M].上海：上海古籍出版社，2005.

[2]潘懋元，主編.新編高等教育學(xué)[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，1996.

[3]蔣家瓊.論物理教學(xué)中的美育[J].高等教育研究，2002，2：84-88.

[4]陳熙謀，等.物理教學(xué)與科學(xué)美教育[J].物理通報，1996，12：3-4.

[5]劉祥萱，編.納米科學(xué)技術(shù)概論[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.

[6]沈海軍，編.納米科技概論[M].北京：國防工業(yè)出版社，2007.

[7]蔡元培.蔡元培美學(xué)文選[M].北京：北京大學(xué)出版社，1983.

[責(zé)任編輯：湯靜]

圖1 納米藝術(shù)圖案

創(chuàng)作這些美艷的“藝術(shù)畫”的藝術(shù)家正是一些物理學(xué)家、化學(xué)家或材料學(xué)家。這些科學(xué)家通常利用薄膜制備常用的物理或化學(xué)工藝來“創(chuàng)作”納米藝術(shù)畫，如利用薄膜的物理制備方法，即用高能粒子束或光刻技術(shù)對薄膜材料進(jìn)行精細(xì)“雕刻”，勾畫出納米藝術(shù)作品；也可以利用分子/原子自組裝技術(shù)來“創(chuàng)作”，即基于分子或原子等基本結(jié)構(gòu)單元間的一些相互作用而自發(fā)形成有序結(jié)構(gòu)的一種技術(shù)，通過這種薄膜生長工藝得到規(guī)律性的藝術(shù)圖案。還有一類方法是薄膜的化學(xué)氣相沉積（CVD）技術(shù)，即納米藝術(shù)家將一種或幾種氣態(tài)原料裝到一個真空室內(nèi)，讓它們按合適的比例擴(kuò)散到基片表面并發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，其中固態(tài)生成物在基體表面形成一種新納米材料與結(jié)構(gòu)，生長出藝術(shù)圖案。這些科學(xué)與藝術(shù)的“杰作”為薄膜物理教學(xué)提供了豐富而震撼的美育素材，為探索融合課程教育和美育提供了很好的切入點(diǎn)。

3 結(jié)語

我國近代著名教育家察元培說[7]：“美育者，應(yīng)用美學(xué)理論于教育，以陶養(yǎng)感情為目的者也”，即運(yùn)用審美的方式實(shí)施教育，提高人們的審美感受力、審美創(chuàng)造力及審美情趣，以促進(jìn)其人格的完善以及全民族整體素質(zhì)的提高?？茖W(xué)美是美育教育中的重要組成部分，是以科學(xué)的內(nèi)容和形式為對象所感受到的美。深入挖掘薄膜制備技術(shù)、薄膜材料以及薄膜物理性質(zhì)等多方面的科學(xué)美、藝術(shù)美，將為該課程的美育提供豐富而震撼人心的素材，在課程教育中有機(jī)融合美育，有助于學(xué)生認(rèn)知，同時可以發(fā)展他們的觀察能力、想象能力、形象思維能力和創(chuàng)造能力；調(diào)劑他們的生活，提高學(xué)習(xí)效果，促進(jìn)身心健康成長。

【參考文獻(xiàn)】

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[3]蔣家瓊.論物理教學(xué)中的美育[J].高等教育研究，2002，2：84-88.

[4]陳熙謀，等.物理教學(xué)與科學(xué)美教育[J].物理通報，1996，12：3-4.

[5]劉祥萱，編.納米科學(xué)技術(shù)概論[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.

[6]沈海軍，編.納米科技概論[M].北京：國防工業(yè)出版社，2007.

[7]蔡元培.蔡元培美學(xué)文選[M].北京：北京大學(xué)出版社，1983.

[責(zé)任編輯：湯靜]

圖1 納米藝術(shù)圖案

創(chuàng)作這些美艷的“藝術(shù)畫”的藝術(shù)家正是一些物理學(xué)家、化學(xué)家或材料學(xué)家。這些科學(xué)家通常利用薄膜制備常用的物理或化學(xué)工藝來“創(chuàng)作”納米藝術(shù)畫，如利用薄膜的物理制備方法，即用高能粒子束或光刻技術(shù)對薄膜材料進(jìn)行精細(xì)“雕刻”，勾畫出納米藝術(shù)作品；也可以利用分子/原子自組裝技術(shù)來“創(chuàng)作”，即基于分子或原子等基本結(jié)構(gòu)單元間的一些相互作用而自發(fā)形成有序結(jié)構(gòu)的一種技術(shù)，通過這種薄膜生長工藝得到規(guī)律性的藝術(shù)圖案。還有一類方法是薄膜的化學(xué)氣相沉積（CVD）技術(shù)，即納米藝術(shù)家將一種或幾種氣態(tài)原料裝到一個真空室內(nèi)，讓它們按合適的比例擴(kuò)散到基片表面并發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，其中固態(tài)生成物在基體表面形成一種新納米材料與結(jié)構(gòu)，生長出藝術(shù)圖案。這些科學(xué)與藝術(shù)的“杰作”為薄膜物理教學(xué)提供了豐富而震撼的美育素材，為探索融合課程教育和美育提供了很好的切入點(diǎn)。

3 結(jié)語

我國近代著名教育家察元培說[7]：“美育者，應(yīng)用美學(xué)理論于教育，以陶養(yǎng)感情為目的者也”，即運(yùn)用審美的方式實(shí)施教育，提高人們的審美感受力、審美創(chuàng)造力及審美情趣，以促進(jìn)其人格的完善以及全民族整體素質(zhì)的提高?？茖W(xué)美是美育教育中的重要組成部分，是以科學(xué)的內(nèi)容和形式為對象所感受到的美。深入挖掘薄膜制備技術(shù)、薄膜材料以及薄膜物理性質(zhì)等多方面的科學(xué)美、藝術(shù)美，將為該課程的美育提供豐富而震撼人心的素材，在課程教育中有機(jī)融合美育，有助于學(xué)生認(rèn)知，同時可以發(fā)展他們的觀察能力、想象能力、形象思維能力和創(chuàng)造能力；調(diào)劑他們的生活，提高學(xué)習(xí)效果，促進(jìn)身心健康成長。

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[5]劉祥萱，編.納米科學(xué)技術(shù)概論[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.

[6]沈海軍，編.納米科技概論[M].北京：國防工業(yè)出版社，2007.

[7]蔡元培.蔡元培美學(xué)文選[M].北京：北京大學(xué)出版社，1983.

[責(zé)任編輯：湯靜]