让学生感受物理之美

添加时间:2008-05-28 原文发表:2008-05-28 人气:76

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让学生感受物理之美

物理中处处渗透着美丽。著名物理学家库珀说：“音乐和绘画能够直接接触我们的情感。”但在物理中，我们既听不到小提琴的哀怨泣诉，也看不到艺术形象令人惊叹的表演。在这里，剧情在创作过程中展开，威力蕴藏在它的结果之中。而我们的工作热情来源于科学理论的优雅、严谨和完美。遗憾的是，与图画、歌剧或小说中遇到的艺术形象相比，我们对物理图象还不太习惯。但是对于有鉴赏能力的人来说，它们的魅力并不差。“判天地之美，析万物之理”是我国春秋时期哲学家庄子在《天下》篇中的一句名言。可见古代先贤早已认识到科学真理与美之间的联系。最近，杨振宁博士写了《美与物理学》一文，他指出：“物理学的原理有它的结构，这个结构有它的美和妙有不同的感觉，故而会形成各自的风格。”杨振宁认为，牛顿的运动方程、麦克斯韦方程、爱因斯坦相对论方程以及薛定谔、狄拉克、海森堡方程等是物理学理论构架的骨干，它们是神仙的诗篇，是从“性灵”中演化中演化出来的超乎时代常论的“风骨”。
作为从事中学物理教学的教师，我们有责任也有义务在教学中向学生宣传物理学的“美”，唤起学生探求物理美的兴趣，激发求知欲，进而打好攀登科学高峰必被的科学文化素质基础。
一、物理美
1、自然美：美籍华人王赣骏博士在作太空飞行的报告时说：“地球很大，像个蓝色玻璃球，上面还有其他一些别的颜色，千姿百态给人以珍贵物品的感觉。”对地球美的感受是我们保护和了解地球的起点。在物理中经常遇到的自然美有：回声、共鸣；光的色散、干涉、衍射花纹；薄稀气体放电；怪坡现象等。在教学中教师应用已学或将学内容给学生以解释，让学生认识到物理的研究对象是如此之美。
2、形式美：物理学的结构及其公式的形式存在着美，许多物理学家坚信自然与科学的和谐、统一美，由此而使物理学科得到了发展。
①统一美
牛顿力学把地上的和天上的运动统一起来，麦克斯韦电磁理把点现象和磁现象、光现象统一起来，等等。
②简单美
物理量的表示及其运算方法，给人以简单明快之美，欧姆定律公式I=U/R和焦耳定律公式Q=I2Rt，以简单的数学形式概括了极其深刻而丰富的内容。入之愈深，而其感愈美。
③和谐美
物理学的理论是和谐的、融洽的。太阳光透过棱镜形成的连续光谱、太阳系星星的轨道排列、原子内电子的壳层分布，都体现了和谐美。
3、人格美：在物理学发展史上，物理学家对科学的不懈追求和捍卫真理而献身的精神都体现出了人格美。亚里士多德说：“吾爱吾师，但吾更爱真理。”为了捍卫日心学说，布鲁诺面对烈火说：“火并不是征服我，未来的世界会了解我，知道我的价值。”对学生展示科学家的人格美，给学生以力量，激励学生勇攀科学高峰。
4、发现美：罗丹有一句名言：“美是到处都有的，对于我们的眼睛，不是缺少美，而是缺少发现。”从平常现象中引出不平常的道理，从以知现象中得到意想不到的结果，都能给人以发现美。科学家的快乐来自科学美的追求和发现。在教学中只要坚持启发式、探索式的教学方法，就能够使学生更多地体验发现美。

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