張學(xué)芳

物理教學(xué)要育美于教，即讓學(xué)生在學(xué)習(xí)知識(shí)的同時(shí)感受到物理學(xué)科的自然美、內(nèi)在美、科學(xué)美。教師要努力挖掘并充分揭示物理學(xué)科的審美要素，并在教學(xué)過(guò)程中滲透物理美，讓學(xué)生感受到這種美。本文以天體運(yùn)動(dòng)為例談?wù)勅绾螡B透物理美，提高學(xué)生的審美素養(yǎng)。

1.在反問(wèn)與討論中感悟秩序美

為了讓學(xué)生對(duì)天體運(yùn)動(dòng)的秩序性有深刻認(rèn)識(shí)，我給學(xué)生播放了一段《宇宙星體運(yùn)動(dòng)探秘》的視頻，通過(guò)視頻讓學(xué)生觀察太陽(yáng)系、銀河系以及其他星系天體的運(yùn)動(dòng)情況，觀察外太空眾多天體的有序運(yùn)動(dòng)。并引導(dǎo)學(xué)生思考，天體那么多，都在運(yùn)動(dòng)著，為什么不相撞呢？通過(guò)討論，最終達(dá)成幾點(diǎn)共識(shí)：一是散落在太空中的天體都在運(yùn)動(dòng)著，這種運(yùn)動(dòng)是永恒的；二是天體的運(yùn)動(dòng)并非是自由的，每一個(gè)天體都有自己的“跑道”；三是天體間互相繞轉(zhuǎn)，從而形成有秩序的運(yùn)動(dòng)的天體系統(tǒng)。然后，引導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)思考，這樣龐大的體系居然秩序井然，是什么在維系著天體系統(tǒng)的秩序？學(xué)生經(jīng)過(guò)再次討論之后，得出結(jié)論：萬(wàn)有引力能夠把天體拉攏在一起而不散去，為恒星提供動(dòng)力，讓海洋卷過(guò)狂潮，使小蘋果落到地上。學(xué)生就在這“提問(wèn)-思考-討論”中感悟到天體的秩序之美。

2.在定律溯源中窺探數(shù)理結(jié)合之美

高中物理教材里，幾乎所有的物理定律、定理都有相應(yīng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式，許多抽象的物理概念也用數(shù)學(xué)式表達(dá)。但是，物理規(guī)律為什么要用數(shù)學(xué)式來(lái)表達(dá)呢？我嘗試引導(dǎo)學(xué)生理解這一問(wèn)題，并引導(dǎo)他們?cè)诶斫庵懈Q探這種數(shù)理結(jié)合之美。如開普勒對(duì)哥白尼在“日心說(shuō)”中所描繪的天體運(yùn)動(dòng)的和諧性和簡(jiǎn)單性欣喜若狂，他不分白天黑夜地觀測(cè)各個(gè)天體的位置和時(shí)間等數(shù)據(jù)，他認(rèn)為這種和諧性與簡(jiǎn)單性一定存在某種數(shù)量關(guān)系，一定能用數(shù)學(xué)方法計(jì)算并描述他們的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。最終開普勒分別用橢圓軌跡、面積相等、比值不變對(duì)天體運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行了描述。這種將物理規(guī)律用數(shù)學(xué)表達(dá)的方法經(jīng)牛頓之后得到普及，并逐漸成為表達(dá)物理定律的基本方式。學(xué)生在定律溯源的過(guò)程中明白了為什么物理定律采用數(shù)學(xué)表達(dá)的方式，并窺探出數(shù)理結(jié)合的美。

3.在實(shí)驗(yàn)想象中體驗(yàn)理想化之美

在講“人造衛(wèi)星，宇宙速度”時(shí)，我采用想象實(shí)驗(yàn)的方法，讓學(xué)生假想自己站在山頂將物體平拋出去，并不斷增大平拋初速度，請(qǐng)學(xué)生試著畫出平拋物體的運(yùn)動(dòng)軌跡圖。有的學(xué)生會(huì)問(wèn)，拋物線可以畫出地球嗎？我立刻組織學(xué)生討論，并讓學(xué)生到網(wǎng)上查找“牛頓大炮”的資料。學(xué)生通過(guò)畫圖理解了牛頓的設(shè)想，并且知道只要物體水平初速度足夠大，物體就能繞地球運(yùn)動(dòng)，成為地球衛(wèi)星。因此，學(xué)生馬上就明白了人造衛(wèi)星是受“牛頓大炮”的影響。學(xué)生在理想化的想象實(shí)驗(yàn)中體驗(yàn)到理想化所帶來(lái)的美，感受到理想化所帶來(lái)的美麗的夢(mèng)。endprint