胡 蘋

（惠州學院 廣東省惠州市 516007）

藝術是一種文化，它通過一些手段或媒質(zhì)從感官角度，通過塑造形象、營造氛圍的方式來反映客觀自然界、表達情感與態(tài)度，屬于人文科學[1]。物理學，屬于自然科學，主要通過數(shù)學語言描述自然界，力求用簡潔的語言闡述自然界存在的規(guī)律和模式，幫助人們了解自然[1]。這兩者從表面上看，分屬不同學科，無論從表現(xiàn)形式，還是產(chǎn)生方式都存在極大的差異化。物理科學表現(xiàn)抽象的世界，藝術則闡釋視覺的世界；科學要求及非常嚴密的邏輯性，藝術則側(cè)重于靈感與想象；科學是理性的，藝術則是感性的，這些區(qū)別使得兩個領域看起來是不可能有交集的。但是，縱觀人類發(fā)展的歷史，物理科學與藝術從來就是相互影響的，他們相互共同譜寫了人類文明的發(fā)展篇章。正如諾貝爾物理學獎得主李政道所說：“科學與藝術，猶如一個硬幣的兩面，它們都源于人類活動最高尚的部分，都追求深刻性、普遍性，永恒和富有意義的”[2]。史萊茵也在《藝術與物理學》一書中通過分析歷史，追溯了藝術與物理的背景，提示了藝術與物理的相關性。歸根結底，物理與藝術都同屬于科學范疇，都是人類認識世界、改造世界的基礎，都主張通過精確而細致表達的方式來理解自然、宇宙，表達情感，從而構建一個共同的范式。

既然藝術與物理學存在著統(tǒng)一性，同時伴隨著全世界范圍內(nèi)的政治經(jīng)濟大環(huán)境的變革與日新月異的現(xiàn)代科技發(fā)展，教育體系的發(fā)展也越來越趨于同質(zhì)化，形成世界范疇的理念，培養(yǎng)具有全面綜合素養(yǎng)的人才成了共同的教育理念之一。但是，目前基于專業(yè)集中發(fā)展的思想嚴重地影響了高校教學過程人文素質(zhì)教育的滲透?？茖W教育與藝術教育是培育綜合型人才的兩極，只有兩極同時工作方能實現(xiàn)人才培養(yǎng)的目標。

本文將結合藝術與物理的聯(lián)系以及目前高校大學物理教學的現(xiàn)狀，淺談如何將藝術元素融入教學，提高教學效果與質(zhì)量，激發(fā)學生興趣，培養(yǎng)學生的藝術審美內(nèi)涵。

一、將藝術元素融入物理課堂教學

（一）目前高校大學物理課堂教學的現(xiàn)狀

大學物理課程是一門面向理工學生開設的必修課程，講授的內(nèi)容從經(jīng)典物理到近代物理，從宏觀領域到微觀領域，不僅包含了物理學的基本理論， 還涉及了物理在科學技術上的應用等。本課程開設的主旨是培養(yǎng)和訓練學生的邏輯與科學思維方式，幫助學生建立正確的世界觀，激發(fā)學生的創(chuàng)新精神，提高學生的綜合能力素質(zhì)。然而，在目前專業(yè)化占上風的形勢下，該門課程的課時面臨大規(guī)模壓縮，使得這門課程在教學過程中收到諸多限制，顯露出許多不足。這些不足不僅表現(xiàn)在教學方法與教學手段上，而且還表現(xiàn)在教學內(nèi)容上。單從教學內(nèi)容方面來看，在實際的教學工作中，為了保證課程內(nèi)容的連續(xù)性與完整性，大部分高校在教學過程中都僅僅是完成教學大綱規(guī)定的物理概念、知識、定律，幾乎不涉及人文藝術知識的融入。如此教學的結果就是導致學生學習興趣不濃，出現(xiàn)學生不重視、教師無興致的循環(huán)，同時也在一定程度上違背了培養(yǎng)綜合素質(zhì)的全方位人才的初衷，不利于學生的個性發(fā)展[3]。

（二）將藝術元素融入課堂

針對目前出現(xiàn)的問題，筆者認為可以從教學內(nèi)容方面入手，改善大學物理課程的教學。在教學內(nèi)容中引入人文藝術元素，不僅將看似獨立的“理工”與“人文”相結合起來，同時也充分尊重了人才成長規(guī)律，也讓學生個體的個性化發(fā)展得到充分的空間。在高校學生綜合素質(zhì)的培育中，藝術素養(yǎng)不僅體現(xiàn)在"清新典雅"的審美品格、豐富的人文情感體驗上，而且體現(xiàn)在創(chuàng)新思維的發(fā)展、創(chuàng)造能力積累的人生修養(yǎng)上。將藝術元素融入教學活動中，在拓寬學生視野、提高情操、激發(fā)靈感、活躍思維等方面都能起到積極而且深遠的影響，使得學生人格更加健全，形成大學文化育人的體系。下面就具體從三個方面提出將藝術元素融入《大學物理》課堂教學。

1.科學與藝術發(fā)展同宗同源

藝術與物理從發(fā)展之初，他們就不是獨立的，它們是人類認識世界的平行愿景。從起源和發(fā)展歷史上來講，偉大的藝術家，偉大的科學家，他們都通過創(chuàng)作的方式去探究現(xiàn)象背后永恒的東西，這種創(chuàng)造是對自然的反應與加工[4]。兩者相互滲透、交叉融合，物理學的研究推動著各種藝術的繁衍與發(fā)展，同時藝術又推動著物理學家從不同的認知角度、方向去探究自然與總結規(guī)律。例如，梵高的《星月夜》與天文學，斐波那契數(shù)列和蜂窩分型藝術，黃金比例和美術設計等等。藝術與跟科學一樣，都同屬于人類認識活動。愛因斯坦的相對論通過數(shù)學語言表現(xiàn)，是對世界的一種認識；那么畢加索對人物和器具通過繪畫的方式呈現(xiàn)，同樣也是對世界一種認識。不論這兩種認識是分屬于感性思維還是理性思維上，也不論他們之間的區(qū)別何在，但是它們都是對世界認識的方式。

藝術家與物理學家都嘗試通過不同的方式、角度去認識世界，理解自然。在教學中，教師可結合物理學發(fā)展情況，將它與藝術結合起來，從而將看似分裂的兩個個體聯(lián)系起來。

2.物理學與藝術的共同之處

物理學的內(nèi)容，總結起來就是三個方面：時間、空間和光。而藝術也可以概括成這三個方面，通過不同的表現(xiàn)手法，從不同的角度，融入時間、空間、光這三個元素，從而達到情感的體現(xiàn)。古語云“四方上下謂之宇，古往今來謂之宙”，這句話對宇宙做了一個很精辟的描述，而宇宙中最基本的三個元素：空間、時間和光，又都是科學家與藝術家創(chuàng)作的共同基礎，它們的存在伴隨著人類文化的共生與共存。

科學家對于時空觀的認識源于哲學家，其中具有代表性的集科學家與哲學家雙重身份的亞里斯多德、畢達格拉斯，歐幾里得，他們都創(chuàng)造了時空觀，同時也深深地影響著藝術作品的創(chuàng)作[4]。 如歐幾里得在《幾何原本》中提出，世間萬物皆可用直線、圓來構造，空間是由直線構成的。縱觀古今的藝術作品，無疑在所有的藝術作品中，不論其表現(xiàn)形式，其最基本的構成元素都是用直線和圓，使得作品展現(xiàn)出和諧、理性的美。其中，比較著名的建筑設計金字塔便是直線元素呈現(xiàn)的代表性作品之一。金字塔設計完美巧妙，至今仍是許多學者探究的課題?？梢哉f，金字塔的設計是非?？茖W的，運用了線條與圓形，巧妙地將磚塊一塊一塊網(wǎng)上堆疊，而無需任何粘合劑。歷經(jīng)數(shù)千年的風霜洗禮，仍然屹立不倒，經(jīng)受住了時間與空間的雙重考驗，堪稱建筑設計藝術的巔峰之作。

而關于光的描述，物理學家認為光既具有波動性，又具有粒子性，自然界中的速度之王是光速，任何其他物體或粒子的運動速度既不可能超越光速。自然界中美麗紛呈的顏色與動植物，將光演繹的淋漓盡致。在藝術創(chuàng)作領域，藝術家們對光的理解與應用，創(chuàng)造出了經(jīng)久不衰、美妙絕倫的藝術作品。如達芬奇這位全才對光線的處理，成就的名作《蒙娜麗莎的微笑》。在這幅作品中，達芬奇從科學的角度，考慮到觀察者眼部神經(jīng)的特點，將人物面部的不同部位創(chuàng)造性的利用上光影效果，從而實現(xiàn)神秘的“夢娜麗莎”。從古希臘的文藝發(fā)展之初，藝術家們就將光的直線傳播原理充分應用，隨著藝術與科學的發(fā)展，藝術史上發(fā)生了兩次科學性的革命——將透視學、解剖學應用到藝術創(chuàng)作中以及照相技術的誕生[5]，這些變革都是在藝術創(chuàng)作領域?qū)鈱W知識的應用，從而在視覺藝術層面將藝術與物理學結合的更加緊密，兩者之間實現(xiàn)了統(tǒng)一與和諧的局面。

3.中國古詩詞與物理學

中國是一個詩詞王國，詩詞是中華五千年文化的精髓，是藝術的一個重要分支。古代名家憑借他們的聰慧的才智，將許多物理知識融入到了詩詞當中，非常巧妙地將文化的魅力滲透到人們的生活。

在物理教學過程中，我們根據(jù)不同的教學內(nèi)容，挖掘不同的藝術題材，將兩者有機地結合起來，不僅可以給學生帶去藝術的熏陶，也可以提高學生的興趣，活躍他們的思維，強化物理概念，讓學生學有所用，提高教學效果[6]。

在大學物理力學篇中，講述質(zhì)點運動與參照系這一部分內(nèi)容時，我們可以適時地引入毛澤東的一句著名詩詞“坐地日行八萬里，巡天遙看萬千河”[7]。“坐地”表明觀察者所處參照系為地面，同時也說明觀察者其實是相對地球靜止，隨著地球一起自轉(zhuǎn)，同時地球又繞著太陽公轉(zhuǎn)，才有“日行八萬里”。又如，李白在《望天門山》中寫道：“兩岸青山相對出，孤帆一片日邊來”，在這一句詩中，也蘊含了“對同一運動不同描述”的物理知識。本來青山相對于地面是靜止的，但是變換參照系---運動的船，則青山是運動的；而在描述運動的孤帆時則選擇了河岸作為參照系。在這兩句優(yōu)美的詩句中，作者將參照系的選取對運動的描述形容的非常生動，既給人們創(chuàng)造了如畫一般的意境，又蘊含了物理知識。 同樣在講述分子熱運動中，我們可以引入南宋詩人陸游的《村居山喜》中的“花氣襲人知驟暖，鵲聲穿樹喜新晴”。這句詩文字描述的是春暖花開、鶯歌燕舞的鄉(xiāng)村美景，而仔細研究，不難發(fā)現(xiàn)其中蘊含了“分子運動”的物理知識。在講解分子運動的平均自由程與碰撞頻率，其中講到溫度與分子運動的劇烈程度之間的關系，花朵分泌的芳香油在高溫的作用下，加速擴散，便有“花氣襲人知驟暖”。

仔細挖掘，不難發(fā)現(xiàn)中國古詩詞中有很多詩句中都蘊含豐富的物理知識[6]，利用古詩詞講解物理知識，既可充分將比較枯燥的物理概念、定理等轉(zhuǎn)化為生動、豐富、形象的詩詞，提高學生的學習興趣，同時又能利用物理知識去解釋詩詞中所描繪的場景，讓學生學以致用，拓展與訓練學生的思維能力。

二、結束語

本文從目前高校的育人目標與大學物理教學的現(xiàn)狀出發(fā)，分析了為什么要將藝術元素引入課堂，同時又舉例分析了如何將藝術元素融入到教學過程中。在大學物理教學中，將藝術元素引入大學物理教學不僅提高教學效果，還能實現(xiàn)多方位育人的教育目標。