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物理学形式美及教学研究

物理学形式美及教学研究

在物理学的开展中,物理学家追求物理的形式美是作为研究的一种

动力而发挥着作用.该文从角度对物理学形式美进行了讨论,论述了美

与真的关系,并简要地讨论了如何在物理教学中渗透美育的问题.下面

是搜集的物理学形式美及教学研究的，欢送大家阅读参考。

物质世界的客观存在是真与美的和谐统一，物理学家通常也是通

过发现物质世界的美来证实事实、总结规律.然而，在实际的物理教学

中，教师往往忽略了物理学科的形式美，只是一味的向学生灌输教材

上的物理知识，从而导致学生因难以体会物理学中美的愉悦而将物理

知识的学习当成是一项索然无味的学习任务.鉴此情况，本文以物理学

中的形式美为切入点，并重点论述了如何将其渗透至实际的物理教学

活动中，旨在为后续的高中物理教学工作提供参考依据.

1.1近代物理开展至今，经过了一个漫长的开展过程，在这一过程

中，无数热爱物理的科学家们穷尽自己一生的精力与才华不断地探知、

论证全新的物理领域，而正是由于他们对于物理的执着追求，才真正

造就了我们现在所清晰存在的世界.由此可见，物理学科浓重的人文精

神不应被认知领域的物理定律而掩盖.在教师的教学过程中，有选择性

地穿插一些物理学史，会让略显乏味的物理课堂鲜活起来，让学生能

够充分领略物理学家们对于物质世界清晰认识的执着追求.

1.2教师在教授物理知识时，可以为学生讲述自由落体理论的开展

过程，从而进一步帮助学生树立物理物理辨证观.例如，教师在教授

“自由落体运动”一课时可以先为学生介绍自由落体运动定律的开展

历史.落体理论最早是由古希腊物理学家亚里士多德提出，他认为物体

从高空坠落的速度应与物体本省的重力势能成正比，而这一理论在当

时也被冠以真理而沿用.直到16世纪，伽利略对这一观点提出了异议，

并进而假定:如果将两个物体所受到的空气阻力忽略不计，那么这两个

质量不同的物体将以同样的速度下落，并同时到达地面.为了论证这一

观点，伽利略与众多拥护亚里士多德理论的学者共同来到比萨斜塔，

将一个重100磅与一个重1磅的铁球同时从塔顶抛下，而试验的结果

使得在场观看的人们目瞪口呆，两个铁球出人意料地几乎是平行地一

齐落到地上，这就是著名的“比萨斜塔试验”，也是推翻了沿用近两

千年的落体运动重要事实依据.

2.1物理学科事实上就是一门解释物质存在、构成、运动及其转化

规律的一门科学.对于接触物理较多的人群而言，他们对物理现象进行

研究时，时常会沉浸在具有规律性变化特征的物理美学上.物理现象本

身所具有的规律对称性而产生的艺术美通常被称为物理学的对称之美，

而学生假设想感受到这种美，就必须先对物理规律形成一个初步的认

识.而在对科学规律的认识过程中，物质内部的对称性也能在一定程度

上反映出物质的规律.所以，物理对称美的研究往往还能进一步推动物

理科学的开展.在研究物理对称美这一科学开展史上，毕达哥拉斯是最

早提出对称性这一物理审美标准，他认为，在所有的对称图形中，圆

是最美的，圆点与圆周之间呈现出来的是绝对对称、绝对和谐的状态.

2.2而他这一理论也一直影响者后续物理科学的开展.因此，教师

在学生的学习过程中，更应善于引导学生发现物理知识中所客观存在

的对称美.例如，教师在教学“电荷的电场线分布”这一知识点时，教

师就可以利用各种电荷的电场线之间的对称规律来为学生详细讲解点

电荷、同种电荷以及异种电荷之间的电场线分布情况.如此一来，原本

枯燥乏味的理论现象就会转化为学生感受物理对称美的真实体验.同时，

磁体中磁感线的分布规律与平面镜的成像规律相似的物质空间对称性

的特点也应该被教师深切融入至实际物理课程的内容讲解中，帮助学

生将原本抽象的物理知识转化为形象的图像记忆.

3.1从本质上说，物理的简洁美主要是于自然界的根本开展规律，

而对于自然界本身所具有的规律特性又具有相对简洁的美感.物理学科

的简单性也只要是以简洁美的主要形式表达，物理科学家们正是通过

将复杂的事物进行一一分解，并根据以往对于自然界规律探索的经验

而总结出崭新的物理理想模型，最后再借助这些设想出来的模型去形

象的理解客观存在的物质世界.

3.2爱因斯坦认为，物理工作就是要先尽可能的从假说或设想出发，

并将所有设想运用逻辑思维进行论证，最后再根据以存在的经验事实，

概括总结出更为简洁的物质物理特性.例如，宇宙间所存在的作用力可

以大致分为如下三种:强作用力、弱电作用力以及万有引力，牛顿运动

定律将