美,是一个富有魅力的字眼,它令人向往和追求。爱美之心,人皆有之。审美活动是人类活动中不可缺少的重要内容。美育就是审美教育,也叫美感教育。审美是人们对美的对象进行观察、欣赏时的一种心理、生理活动。美感是人们在审美的过程中,由美的对象所引起的一种欢愉的心理、生理活动,从而使人们的精神得到某种满足或享受的情感。美育是施教者按照一定时代的审美观念、审美趣味、审美理想,借助各种各样的审美媒介,向受教育者施加审美影响,愉悦他们的性情,从而达到性情和心灵的陶冶、塑造的目的。物理教学中的美育就是要把握物理教学中美育的基点,深入理解教材本身的美感,分析物理知识中存在的美质,引导学生理解物理学的形式美、对称美、和谐美、科学美,揭示自然界的真谛的奥秘美,鼓励学生去发现,迫求和创造物理美。下面,笔者谈几点看法。
一、重视符号之美
在科学理论中只有那些能以最少的符号、最简单的公式来表达一定知识总和的理论才具有简洁的美。初中物理学首先是要让学生学会用符号来表示各种基本的物理量,从数学中的X、Y升华为如:时间用T(time)、长度(length)用L等。这样的好处是:一,使各量变得更简明;二,约定俗成,国际公用,便于科学交流;三,将各种物理量的符号包容到数学中的X、Y中,增强学生头脑的认知建构;四,看到一个物理量,不仅明确它是用什么符号来标识,更重要的是明确它所反映的是什么样的物理现象、规律或物质特性,从而提高学生创造性的思维能力。从下面的例子可以看到简洁的符号标识所起的作用。在中世纪前期,欧洲人要读到大学毕业才能学会除法,因为当时他们所用的还是罗马数字记数法,这在当时只有绝顶聪明的人经过毕生努力才能掌握百万数的除法。然而,自从引入阿拉伯数字(就是记数符号),数学就完全改观了。借助符号的简化功能,大大促进了思维能力的发挥,现在低年级小学生就能轻松完全成过去中世纪绝顶聪明的大学生才能完成的计算。
二、强调现象之美
物理现象常常带给我们直观的美学形象。如“彩虹”,当我们一看到就会脱口而出“美极了”。学生很喜欢观察演示实验或动手做实验,其中一个重要的原因就是许多美丽的实验现象能给他们带来美的享受。在第五届全国中学物理青年教师教学大赛上,上海市位育高级中学的陈浔颖老师用长约两米的透明水槽来演示水波的干涉实验,生动展示了水面波动的“有明有暗、明暗相间、形态稳定”的干涉现象特征;南昌十九中的李敏老师为了让学生在课堂上获得多普勒效应的真实感受,把一个蜂鸣器固定在长钓鱼杆的顶端,猛然挥动钓鱼杆时,明显听到蜂鸣器的音调按多普勒效应的规律发生变化,这种听觉上的美观感受激起了学生和听课教师自发的掌声。可见如何在实验设计中展现出精彩美观的实验现象是课堂教学设计的重要环节。其实,物理学中的许多运动是具有简单、对称或和谐的美的,这些运动美包括:运动的轨迹美――如所有行星的椭圆运动,抛体的抛物线运动,带电粒子在匀强磁场中的圆周运动或螺旋线运动等;运动的对称美――如抛体运动的上升与下降的时空对称,在交流电和电磁振荡中出现的时间对称,变化的磁场产生电场与变化的电场产生磁场的结构对称等;运动图像美――如匀变速运动速度图像是一条直线,简谐运动图像和波动图像都是正余弦曲线等,揭示和欣赏这些运动形式美能激发学生学习物理的热情。
三、感受科学之美
自然界纷繁复杂的物质之间相互作用、相互依存,遵循各自的运动规律,形成有序、协调、对称、统一的整体,显现出自然规律的和谐美。描述这些自然规律的物理理论,则相对应地体现了物理科学之和谐美。天体运动理论、热力学定律、分子扩散理论、光的波粒二象性描绘了物质运动的有序性;质量、能量、电量守恒体描绘了协调统一性;圆周运动、简谐运动、抛体运动描绘了运动时间对称性;电荷、磁极描绘了性质的对称性。爱因斯坦曾经描述说,物理学是至善至美的科学。他还特别把物理的美归纳为“简单、和谐、完善、统一”。历史上的科学家更多是把自己所发现的科学规律描绘得美不胜收。物理科学美体现在其简单性、和谐性、完善性和统一性中。牛顿也曾经说:“把简单的事情考虑得很复杂,可以发现新领域;把复杂的现象看得很简单,可以发现新定律。”物理中各种各样物理模型的建立和方法的运用,变复杂为简单,简洁合理地概括出物质及其运动的某一特征,体现出物理科学的简洁之美。
四、营造氛围之美
教师应创造出一个和谐的课堂教学氛围美,有意识地以情动人,给人享受,启迪心灵,培养情趣,把提高鉴赏美的能力,作为课堂教学的一个追求目标。舒适、优美的学习环境,能对教学“氛围美”的形成起到良好的促进和激励作用。改善物质上的学习环境,也即提供良好的学习条件、良好的教学设备、良好的教学设施,会振奋师生的精神,使工作学习更加勤奋;改善精神环境主要是指建立师生之间、同学之间良好的人际关系,协调心理气氛,注意师生间的心理联系与心理沟通,使师生们生活在和谐美好的精神氛围中。同时,物理教师还必须具有控制课堂教学气氛的能力,具有控制“氛围美”的能力。课堂教学是师生之间的双边活动,营造一个“和谐、美好、热烈、积极、有序”的课堂教学气氛,不仅有利于教学目标顺利实现,而且可以利用“氛围美”这种方式去渗透美育教育。
总之,教学中的美育,关键是要使每个学生都掌握、理解所学知识。物理教学要注重对物理现象的分析、物理过程的描述,帮助学生建立和识别各种物理知识的认知模式。为此,教师要注意语言的准确性、直观性、逻辑性、层次性,对物理现象、物理实验、定理、定律进行科学的描述,做到通俗而不失深刻、生动而不过分夸张、幽默而不落俗套。使学生从知识的学习中发现、感受自然美、科学美,激发学生的求知欲望,感觉到知识的美妙。学生只有感受到知识的美妙,才能在美的感受和探索中学会学习。