打造高中物理教学的审美课堂

物理组      卞 望 来

2014年1月，教育部出台《关于推进学校艺术教育发展的若干意见》，明确提出“落实立德树人的根本任务，实现改进美育教学，提高学生审美和人文素养的目标，学校艺术承担着重要的使命和责任，必须充分发挥自身应有的作用和功能”。我校充分利用学校特有的文化资源：沈鹏艺术馆、南菁书院碑廊、学校气势宏伟的徽派建筑，所有这些都能提升艺术教育的品质。学校依托美育省级课程基地开设丰富多彩的校本课程开展美育教育，以提高学生的审美和人文素养。

法国作家福楼拜说过；“越往前走，艺术越要科学化，科学也越要艺术化”。 为提高学生的审美能力，就要挖掘学科内涵之美。高中物理是普通高中学科学习领域的一门基础课程，主要内容有力学知识、电磁学知识、热学知识、光学知识和原子核物理学知识，它旨在进一步提高学生的科学素养。高中物理学科也有它的美的节奏、美的形式。

一、美之叩问

何为美？怎样才能称作审美教育？作为教育工作者必须回答这些问题。

美是真与善相统一的形式。美的事物对人们来说是容易接受的，是无限向往的。美的根源在于人类的社会实践，美就是生活，美来自于生活的每一个细节。随着信息化时代的来临，人们对人才要求越来越高，人才培养也面临着新的重大转型。现代物质文明和精神文明的创造也越来越需要具有科学素养和人文素养的高素质的人才。

《辞海》对美育的解释是：“美育，亦称‘审美教育’，是审美与创造的教育。通过对艺术美、自然美、社会美的审美活动和理性的美育教育，使人树立正确的欣赏力和创造力。”人的感性需要进行审美教育。任课老师就要立足课堂对学生进行审美教育，物理老师更是要利用物理学科的特点在日常教学中培养学生的审美意识，发现物理学科中的审美元素，激发学生对美的认知与感悟，进而能够陶冶学生美的心灵，达到美学的更高境界。

在审美领域中，通过各种丰富多彩的实践来强化审美教育，对学生进行一定美学上的理论指导，提高学生对外界的审美认知能力、审美辨别能力与审美创造能力，正确树立学生的审美观，搭建完整的审美意识架构，自主进行审美活动，从而净化灵魂，为学生的终身优质发展打好基础。

情感教育是审美教育的突出特征。情感是一切审美活动的血液，不断地流淌与灌溉各种审美元素，才会促使人变得鲜活。蔡元培先生曾说：“美育者，应用美学之理论于教育，以陶养感情为目的者也。”受教育者在审美教育中，往往会产生强烈的感情波动，也就容易被感动，进入一种感性阶段。美育最大的特色就是用美来影响人的情绪，用情来感染人，用情来打动人的内心。情感的力量会决定美育的力量，用情动人的效果会直接呼美育的结果。所以，美育并不是什么很难以言表的教育，而是跟其它教育类似，也是一种理智与情感相结合的教育。

二、美之物理

爱因斯坦曾经说过：“在技艺达到一个出神入化的地步后，科学和艺术就可以很好地在美学、形象和形式方面结合在一起。伟大的科学家也常常是伟大的艺术家。”物理是一门自然学科，几百年来，经过无数科学家努力形成了内容丰富、理论严密、结构完整的一门学科，由此而派生出的许多分支计算机、无线电技术、材料科学……，与工农业生产息息相关，都无不影响着我们生活的每一个角落。物理是一门实用的学科，也是一门充满艺术和美的学科。杨振宁在《美与物理学》一文中写道：存在三种美，现象之美、理论描述之美、理论结构之美。

笔者就高中物理学科特有的外在之美，比例美、对称美和均衡美进行阐述。

1.  比例美

在高中物理中许多物理量是通过比例的关系来表达它们的定义、定律和规律。这些比例关系非常简洁，又非常准确地表达了这些物理量的关系，给人带来了美感，体现了物理学中的比例美。如常见的定义有：速度()、加速度（）、功率（）、电场强度（）、电流强度（）、电阻（）、折射率（）、压强（）。常见的定律有：牛顿第二定律（）、万有引力定律（）、库仑定律（）、电阻定律（）。常见有规律有：开普勒第三定律（）、理想气体的状态方程（）。有许多物理量都有二类表达式，要引导学生从不同的比例式中挖掘不同物理意义，注意二者差别。如：电阻（）和电阻定律（）,这二个公式中一个是定义式，另一个是决定式。

2.  对称美

 自然界中许多物体具有高度的对称性，有艺术的感染力，给了以美的感觉。物理世界也充满了对称性，充满了魅力，给人以美的享受，也让学生对物理世界充满遐想。我们可以通过以下一些事例来说明物理中的对称美。（1）运动的对称性。在不计空气阻力情况下，一个作竖直上抛运动的物体，在落回出发点时，其下落的速度大小等于上抛的速度大小，下落的时间等于上升的时间，而且在运动过程中经过的任一位置时下落的速度大小等于上升的速度大小。（2）受力的对称性。作用力与反作用力，大小相等、方向相反、力的性质相同、大小同时变化，作用在不同物体上产生不同作用效果，其效果不能抵消。（3）物质形象描述的对称性。电场描述用电场线，磁场描述用磁场线，电场线与磁场线间的相同点是它们的疏密均表示各自场的大小，某点的切线方向均表示各自场的方向，任何二条线不相交，均是假想的曲线；不同的是，静电场线不闭合，从正电荷出发终止于负电荷，磁场线是闭合曲线，在磁体外部从N极走向S极，在磁体内部从S极走向N极。（4）客观物质的对称性。比如电子与正电子，它们具有相同的质量，电荷量相同，但一个带负电另一个带正电；还有质子与反质子，同样具有相同的质量和电荷量，但一个带正电另一个带负电。世界真是奇妙的。（5）物理规律的对称性。正是这一对称性也激发了科学家寻找物理规律的途径。例如：1820年科学家奥斯特发现了通电导线周围存在着磁场，这就是“电生磁”。根据物理规律的对称性，当时许多科学家就思考怎样才能“磁生电”，经过十年的苦苦寻找，法拉第终于实现了“磁生电”，即在闭合回路中有磁通量发生变化，那么就在回路中产生感应电流。不过这对称中也有变化，后面的“磁”已不是前面的那个“磁”了。

3.均衡美

上面说到对称，其实对称对面与这边是不同的。均衡有平衡的意思，但均衡的侧面有不平衡的一面，因此均衡在静中又倾向于动，也可以说是对称的变体，是对称的一种延伸和拓展。同样给人以美的感受。在力矩平衡中，

由这个公式可以看出，重力越大其力臂越小，反之也然。杂技演员在走钢丝为了平衡身体，必须手拿一根轻杆，在晃悠悠中达到了平衡，走完了钢丝，完成了节目。在物理的一些公式中也有这样的均衡美。如，万有引力定律（）描述的是任何二个物体间都有这样的相互吸引力；库仑定律（）描述的是任何二个电荷间都有这样的相互作用力,它们都与距离平方成反比。

三、美之课堂

新课标指出高中物理课程应促进学生自主学习，让学生积极参与，乐于探究，勇于实验，勤于思考。通过多样的教学方式，帮助学生学习物理知识和技能，培养其科学探究能力，使其逐步形成科学态度和科学精神。物理是一门与实验有关的学科，因此，在高中物理教学中采用探究性实验教学尤为迫切。高中物理探究性实验教学重视过程和方法，有利于提高学生发现问题、解决问题的能力，培养与他人合作的精神，养成实事求是的科学态度，有利于学生创新能力的提高和主体性的发挥，提高学生的科学素养，从而也使高中物理课堂成为了审美课堂。

1、做好演示实验，让学生欣赏美

演示实验由于操作简便，实验效果明显，为许多老师采用。一个好的演示实验为学生提供直观性认识，是学生形成物理概念、理解物理规律的基础。演示实验是为学生学习使用仪器提供了示范。演示实验培养学生观察能力、思维能力和科学素养的重要方法，提高他们的发现问题、分析问题和解决问题能力的有效途径。案例（1）在“探究感应电流产生的条件”一节教学，笔者采用了以下的做法。先请一位学生上台做帮手，手拿一根竖起的开有小口（以便观察，如右图）的铝管，我拿一个金属小球从上端释放，让学生在下端接小球，由于准备不及学生没接到小球，很狼狈。后来，我换用一磁体球让它从上端释放，我不慌不忙整整衣服，再去接磁铁，显得从容不迫。这个实验不仅让课堂充满了美感，而且引发了学生好奇。教师提出问题：“两球都从同一管口静止释放，做的应当是自由落体运动，用时应该相等。为何磁体球用的时间要长呢？这其中又有何奥秘呢？”这样就能让学生对探究问题充满了渴望。

2、做好随堂实验，让学生发现美

随堂实验是有别于演示实验和学生实验，它所用器材少、操作简单，既可培养学生合作与分工，又可培养学生的责任心和使命感，还可培养科学态度。更重要的是锻炼了自己独立实验的能力和分析、解决问题的能力。在实验中应留有时间让学生交流和讨论实验结果，这样有利于学生学会交流、分享实验的信息。同时提高了学生的科学素养，培养了学生动手、动脑的习惯。学生也很好地掌握物理概念和原理，理解了物理的实质。案例（2）在“力的合成”一节教学中，笔者为探究力的合成法则，首先引导学生从二个分力同向时其合力为二个分力之和，二个分力反向时其合力为二个分力之差，说明合力的大小不仅与分力大小有关而且还与分力的方向有关。然后提出当二个分力有一个夹角时其分力如何记录、而合力如何求？在学生充分讨论基础上，提醒学生怎样记录分力的大小、方向和合力的大小、方向，指导学生如何用力的图示表示力，采用等效替代法说明单独拉橡皮条的力就前面二个分力的合力。再每二位学生一组做实验，选二人到黑板上做实验。实验过程中，学生为记录力的方向，发现用橡皮泥将弹簧称固定在黑板上记录更方便、正确。在得到分力、合力后，笔者鼓励学生将另二边用虚线连起来，在实验误差范围内发现它们居然是平行四边形，这就是力的合成法则。

3、做好课外实验，让学生创造美

为很好地开展校本课程，我校开放实验室，实验课题可以是老师提供，也可以由学生从自然现象、社会现象和物理学习的过程中选择和确定与物理有关的课题，让学生自己讨论，找出实验原理，并根据自己的实验原理设计实验方案，根据实验方案得出实验器材，并提交实验室得到器材，自己完成实验，教师从旁指导。这样学生在实验中根据自己的选择，体验实验过程中的成功与失败、喜悦与忧愁，获得深切的体验和积极的情感。让学生在类似科学探究中，培养学生将来从事科学研究应当具备的科学态度、科学的思维方法、严谨的科学作风，逐步学会物理研究中的基本科学方法。案例（2）以敧器为课题进行实验研究。敧器，这东西大致像一个圆锥，下端锥型，中间鼓起来，上端呢，倒很像景德镇小口瓷器，上端中间开一个口，整个敧器中间是空的，可以灌进水去。这个器物用两根绳子吊着，里面没有水时，它倾斜躺着；如果水满了，它就会倾覆，里面的水会全部倒出来，恢复到原来状态，如果水装到一半，敧器就会立起来，那才是它本来的样子（如下图）。学生通过小组合作研究，制作了各种敧器，不仅掌握了其中的物理知识，而且还明白了做人的道理，就是“谦受益满招损”。

总之，作为一名物理老师要做教育教学的有心人要善于从教材中挖掘能体现科学美的素材，注意能用各种方法体现出来，让学生在这样一个审美课堂中既尝到有知识，又受到了美的享受，学生的综合素质得到了提高，从而做到以教学助美育，而美育又促教学，形成了一个良性循环。

参考文献：

[1]杨培明.培育学生内在永恒的审美能力[J],江苏教育，2015.（4）64

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[3]高安云.如何在中学物理教学中渗透美育[J].理科考试研究，2015.（7）：55

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[5] 林永远.新课标下高中物理实验教学改革的研究.百度,2010.9