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PAGE  PAGE 6 寓“美”于物理教学中 常州市新桥中学 张国珍 自然科学旨在求真，人文学科旨在求美，而这两者又是相互渗透，相互交融的。物理教学作为自然科学中的一门基础性学科，应当和人文精神的探索结合起来，以达到真与美的统一，为学生开拓更为广阔的空间和视野。那么，我们如何寓“美”于物理教学呢？ 一.挖掘物理教材中的科学美 物理学中并不缺少美,而是缺少美的发现，所以我们教师在平时的教学中，要努力挖掘教材中的科学美，并不失时机地引导学生领略这种美。 1.多样统一美 物理事物间既有差异，又有联系，既多样又一致，形成了既千变万化又和谐统一的美的画卷。例如：我们生活中不同个体的运动有各不相同的特点，但通过牛顿力学把所有宏观低速运动的规律统一起来了；麦克斯韦电磁理论把不同领域的电现象、磁现象和光现象统一起来了；茫茫宇宙中无数星体在不停地运行，其速度和轨道各不相同，但都遵从同一个规律：R3/T2=恒量；能量的概念沟通了力、热、电、磁、光、原子物理等各个领域；二十世纪以来物理学的发展，表现为具有立体、交叉、分层、网状的整体结构，向我们展现了物理学大厦真实、多样、和谐、统一的框架，犹如巧夺天工的艺术精品，给人以美的享受。所有这些都让我们感到庞大的物理知识群体，虽然各部分在体系、内容、方法和发展诸方面都有其自身的结构，但它们之间更有紧密的内在联系，正是通过这种联系构成了一个整体，从而形成了物理学多样统一的美。 2.深刻简洁美 清楚明白，简洁统一，结构完美，内涵深刻，这就是深刻简洁美。物理学中的定律、概念、方法等，无一不具有深刻简洁的美学特性。 当知识的内涵十分简单，而理论表达形式又十分复杂时，让人感到拖沓冗长，只有当一个很简单的公式包涵极其深刻的内容时，才能给人以简洁明快之美。例如：牛顿第二定律的表达式F＝ma、法拉第电磁感应定律的表达式ε＝nΔΦ/Δt和质能方程E=mc2等，都以简单而严谨的数学函数关系，高度概括了极其深刻而丰富的内容，我们的理解愈深刻，就愈能感受到它们的美。 反映事物本质属性和共同特征的物理概念，简洁精炼的表述也让我们深感其美，例：“力是物体对物体的作用”、“物体的内能是所有分子动能和势能的总和”等，都用科学、准确、简洁、易懂的语言表达了物理概念的本质。 物理学中常用到的理想模型法抓住主要因素，忽略次要因素，变复杂为简单，既简洁又合理，让我们感到了物理学研究方法的简洁明快之美，如质点模型、理想气体模型、点电荷模型、简谐振动模型、理想变压器模型、点光源模型、薄透镜模型等。 物理学中还常用图线或图象真实又简明地反映错综复杂的物理现象，例电场线和磁感线都形象直观地描绘了场的特性，反映了电场强度或磁感应强度的大小和方向；S—t图象、V—t图象具体又简洁地反映了物体的运动过程和规律；P—V图象、V—T图象科学又明快地反映了气体的变化情况及三个状态参量间的关系。 3.和谐奇异美 组成整体的各个要素相互间配合适当、协调、匀称、对应、互补，从而给人以一种恰如其分、浑然一体、轻松自如的和谐之美，而且有奇异时反而更美，即真正的和谐是有奇异的。在物理学中不乏这样的和谐奇异之美，例如我们将光现象和力学现象进行比较，就会发现奇异的二者又是多么和谐：光的运动服从光线的最短线路原理；光具有波粒二象性；在经典力学中，质点的运动服从力学的最小作用原理；物质微粒也具有波动性；原子核外的电子和天体不管在运动规律上还是在运动轨迹上都有着惊人的相似，这种例子还有很多：功与冲量，动能与动量等，对这些物理量进行比较教学也能让我们体会到和谐奇异之美；平时的教学中，当学生用多种思路完成一题多解时，也会自然而然地产生和谐奇异的美感。 4.对称整齐美 生活中，人们总乐于欣赏和追求对称整齐的东西，如著名的埃菲尔铁塔、紫禁城建筑等，而物理学中对称整齐的内容和形式也多得不胜枚举。例：自然界中具有对称性的正电和负电、N极和S极、粒子和反粒子、作用力和反作用力等；点电荷周围的电场分布、条形磁铁周围的磁场分布同样是对称的；平面镜成像中的物和像、竖直上抛运动中的上升过程和下落过程等也都是对称的；查理定律表达式为Pt=Po(1+t/273)，当开尔文建立了热力学温标后，其定律表达式变为P1/T1=P2/T2，后者更简洁、更对称、更整齐，因而显得更优美；另外，电学和磁学的对称结构、动能和动量的对称结构都十分整齐。如在教学复习阶段，启发学生将自己总结的知识结构，用对称整齐的图表展现出来，去鉴赏各部分知识内在联系的韵味，必能深化对物理对称整齐美的感受。 物理学上受对称性启发而提出新概念、发现新规律的例子也很多，法拉第当初就是受电流磁效应启发而想到了磁生电问题，从而发现了电磁感应定律；德布罗意受光的波粒二象性启发提出