物理美学对物理教学的意义＊

左庆峰（贺州学院 广西 贺州 542800）

1 引言

为了贯彻落实《国务院关于基础教育改革和发展的决定》和经国务院同意的《基础教育课程改革纲要（试行）》，我国教育部于2001年正式启动了新一轮的基础课程改革.就物理学科而言，广大物理工作者以极大的热情投入到此次新课程改革中，深入地进行理论探索和教学研究，理论和实践取得了可喜的成果.但如今，新课改实施整整十个年头了，我们不妨深入教学一线看一看，题海战术、填鸭式教学、科学探究流于形式、学生学习积极性不高依然存在.笔者认为这在某种程度上是由于大家不重视对物理美学的研究，忽视物理美学的作用所造成的.在此，笔者想就物理美学对物理教学的意义谈谈自己的看法.

2 物理美学转变物理教师的育人理念

2.1 帮助学生树立审美情趣 提高审美能力

笔者从教十多年来，担任过中专、大专和本科学生的班主任，还经常因带班到中学实习而接触到中学生.我发现不管是中学生还是大学生，他们中部分同学在行为上都有一个共性，就是往往对“美与丑”、“真与假”和“善与恶”缺乏判断的标准.他们经常仅凭自己的主观判断去行事，经常做出一些无法理解的“出格”事情来.通过笔者的思考和实践，总结得出一个结论：学生之所以表现出一些不良行为，是因为他们缺乏审美的经验和能力所造成的.因此要改变这种状况，最有效的方法就是帮助学生树立审美情趣，提高学生的审美能力.

作为物理教师，在物理教学过程中的每一个环节都可以对学生进行美的教育.因为“物理美体现在物理现象中，体现在物理规律中，体现在物理研究的方法中，体现在科学探索的过程中，体现在物理学家的精神中，体现在物理文化传播者的教学中”［1］，所以在物理教学中要“把深奥的、抽象的物理知识与美联系起来，不断挖掘物理知识的内在美，展示物理知识的美学特征.这样，不仅给学生以美感，诱导学生去发现和体会物理学中显见的或隐含的科学美，启发学生将自然美与物理规律美对照和联系，而且使学生把对自然、艺术的审美热情推广和扩展到物理学科中去，逐步树立审美情趣，以提高审美热情和能力.”［2］

笔者的一贯做法是，将物理学家们的趣闻轶事、生平事迹作为物理教学不可或缺的内容，让物理学家身上体现出来的“正直的人格、正派的作风、坚强的意志、纯洁的心灵、高尚的情感、坚定的信念”［3］感染学生并成为学生学习的楷模.用物理学家们的奉献精神激发起学生对美的追求.让学生知道现代技术中的长征火箭、通信卫星、光导纤维、核电站防波堤、正负电子对撞机等，是无数物理学家毕生奉献的结晶，从中感悟到物理学之所以发展就在于不断地推陈出新，以美的规律代替不美的错误理论，把缺乏美感的理论改造为充满美感的理念.如托勒密的地心说之所以被抛弃，就在于不恰当地将所有天体的运动强加在围绕地球的圆轨道上，给人一种不协调的感觉.能量的转化和守恒定律之所以能久经考验而成为一条永恒的真理，就在于它用最简单的语言描述了自然界一切物质的运动规律.在这种潜移默化的教学过程中，学生自然而然地树立起了自己的审美情趣，审美热情和能力也自然地不断得到了提高；学生会变得越来越明白事理.

2.2 运用物理美学思想 加强对学生的审美教育

在与中学生、大学生接触的过程中，笔者发现他们中部分同学在思想上也有一个共性，就是他们往往不在学习上和别人比上下，而是在享乐上和别人比高低.家庭经济不好的同学往往埋怨父母没本事，总觉得自己在衣、食、行、乐上比不上别人而在别人面前抬不起头来，由此变得意志消沉，郁郁寡欢，不愿与别人交流，不愿参加集体活动；在生活和工作中与别人斤斤计较，不愿帮助别人，没有理想和奋斗目标.笔者认为存在这种思想的学生主要是由于原先没有得到很好的审美教育所造成的.因此要帮助这些学生摆脱这种思想上的困扰，笔者的经验是在物理教学中运用物理美学思想，加强对学生进行审美教育.

作为物理教师，在物理教学过程中要善于将自己领会的物理美学思想生活化，“运用科学的解释填补了人的精神空白，消除头脑的疑团，把人们从茫然无知的原始状态中拯救出来，使人产生一种充实感，促使人成为一个有思想有追求的人.”［1］

笔者的常用做法是，在物理教学中注重将物理美学思想拓展到学生的实际生活中.比如，在热和功的教学中，除了让学生充分领悟到热传递和做功在改变物体内能上等效的关系，是物理量之间的关系美以外，还将其拓展到学科之间的关系美和人性之间的关系美.学科之间的关系美可以用李政道教授曾说的表示科学与艺术之间关系的一句话来展现给学生：“事实上如一个硬币的两面，科学和艺术源于人类活动最高尚的部分，都追求着深刻性、普遍性、永恒和富有意义”.人性之间的关系美可以将热和功折射为父母的爱，父母对子女的关心，往往有不同的表达方式，母亲可能用她的温情温暖我们（如拥抱），父亲却可能用较严厉的方式（如责罚、呵斥），方式虽不同，但同样是对我们的关心.又如，在平面镜成像的教学中，除了让学生感受到平面镜成像时像与物关系的对称美以外，还根据物体在平面镜上成的像是没有实际光线汇聚的虚像的特点进行拓展，告诉学生平时在镜子中看到的自己不是真实的，自己是无法看清楚自己的.因此在平时的生活中不能自己觉得自己很了不起，骄傲自大；只有虚心地接受别人的评价与意见，改正缺点，才能不断地进步.通过这种生活化的审美教育，不仅让学生掌握了物理知识的真谛，而且能让学生在受教育的同时体验美，享受美，把学习作为一种高级的审美活动，充分发挥学习的主动性和积极性，实现真正意义上变被动的学习为主动的学习，自觉地将所有的精力投入到学习中，从而减弱对其他方面的攀比.

3 物理美学转变物理教师的教学理念

3.1 通过物理美学研究 牢固树立以学生为主体的教学理念

教学是一种双边活动.在教学过程中教师和学生的地位本应该是平等的.但“长期以来，物理教师是教学过程中的权威，物理教师与学生的教学关系是一种控制与被控制的关系.”［1］这种不平等的师生关系与物理学中的和谐美不相符合.

作为物理教师，通过物理美学研究，努力培养自身的人文精神，牢固树立以学生为主体的思想，明确“在课程实施过程中，物理教师不只是知识的载体、传播知识的工具，师生之间知识的传递是双向交流的过程.它要求物理教师应更加尊重和信任学生主体，尊重学生的自主权，尊重他们独特的思维方式，尊重和保证他们的独立性和差异性，真正使学生成为学习的主人.”［1］

笔者的做法是主要采用参与式教学，切实按照参与式教学的三大要领设计、组织和实施课堂教学.

首先编制以学生学习活动设计为主的导学案，切实把握两点.一是从课堂内容上看，围绕主题设置学生学习目标与学习事项（问题、任务、活动、作业），并交给学生自主、合作、探究完成，并测评教学效果；这是有效参与式教学的前提；

二是从方法上看，采取以学生为中心的教学方式，其中包括组合运用学习组织形式（个人学习、双人学习、小组学习、全班统一教学），选择有利于学生主动参与的教学类型（如发现学习、体验学习、做中学等）及其相应的教学策略与方法，而不是以教师讲授为主的教学方式，是参与式教学的保障.

然后提升学生学习素养，从两方面入手，一是培养学生的学习智慧，使学生能有智慧、高效益的参与；二是对学生进行学习方式训练，使学生能有序、高效率的参与.

最后是课堂中学生自组织与教师引领，必须做到两点：一是从课堂实施上看，让学生自组织课堂学习过程，甚至扮演教师、互教互学，是参与式教学的课堂技巧；二是教师在学生的最近发展区引领学生参与.

学生在参与式教学营造出的宽松、民主、平等的学习环境中，能真正感受到自己是学习的主人，学习态度由被动变为主动，从而乐于积极参与到各种学习活动中来，通过小组讨论等活动，使感官、视觉、思维都可得到潜移默化的训练，从而逐渐形成较强的自学能力.

3.2 通过物理美学研究 切实落实三维教学目标的教学理念

在传统的物理教学中，物理教师只注重对学生进行知识与技能培养的一维教学目标的实现.按照这种一维教学目标的培养模式，学生得到的仅仅是科学教育，而得不到人文教育，这与物理学中的统一美不相符合.

作为物理教师，通过物理美学研究，努力提高自身的专业素质，充分认识到“物理学是一门带有方法论性质的科学”，“物理学的发展过程贯穿着科学方法论与物理思想的发展”，“物理学的任何内容都渗透着科学家对自然界的好奇、探究精神和对科学的真、善、美的追求.”［3］因此，物理教师在教学中必须切实落实从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等三维教学目标培养学生，“才能在教学中实现科学教育与人文教育的统一”，把学生培养成“既有感性享受，又有理性智能的人，也就是具有人文品位的人.”［4］

在物理教学中，笔者是这样做的.虽然物理教科书往往以知识为主线安排教学内容，但我却是将物理学史作为贯穿物理教学的主线，充分挖掘物理学史中隐含着的大量深刻而又丰富的科学美，并将其融入到自己的物理教学中，让学生得到美的熏陶.比如，在物理概念、规律、理论的教学中，不是只告诉学生结果，而是要让学生知道这种结果取得的过程，使学生感受到其中蕴藏着物理学大师们迷人的科学风采和在得出结果过程中的无穷的智慧.

3.3 通过物理美学研究 真正重视科学探究的教学理念

传统的填鸭式、灌输式的教学模式目前依然在许多学校被沿用.物理教师的教学安排总以“应试”为中心.“物理教学只注重科学知识而轻视科学技能，只强调注重知识结论而忽视过程与方法，以及科学态度和科学精神的培养得不到真正落实”［5］，学生的学习总是被教师牵着鼻子走，学生成为知识的被动接受者；这是与物理学中的科学美相违背的.

《基础教育课程改革纲要（试行）》中明确指出：“改变课程实施过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现状，倡导学生主动参考，乐于探究，勤于动手，培养学生搜集和处理信息的能力，获取新知识的能力，分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力.”在教育部颁布的物理课程标准中，将探究教学置于重要的地位.突出科学探究，培养学生科学探究的能力成为我国基础教育物理课程改革的一个核心问题.”［6］作为物理教师，通过物理美学研究，努力提高自身的科学素养，在物理教学中重视科学探究，把学习的主动权交给学生.“充分重视学生已有的知识经验，促进学生对知识的真正理解，重视学生发现问题与提出问题的能力培养.促进学生积极主动地参与教学过程.创设使教师与学生、学生与学生有效互动的情境；促进探究活动的开展；使学生获得物理学习的积极体验与情感.关注学生对自己以及他人的学习的反思.”［3］

在物理教学中，笔者的做法是将科学探究与参与式教学有机地结合起来，即根据具体的教学内容将科学探究的一些要素设计成学生的学习事项，然后让学生在参与式教学过程中获得亲身体验，使学生不断掌握科学探究的方式方法，逐步提高学生的科学探究能力.比如，在“楞次定律”的教学中，为学生设置了如下事项：

（1）观察教师演示的两个电磁感应现象，提出一个问题并回答教师的提问（5min）；

（2）对统一研究的问题各实验小组同学之间互相讨论，提出假设（5min）；

（3）各实验小组同学根据实验桌上提供的实验器材设计实验方案（5min）；

（4）各实验小组根据设计好的实验方案开始实验探究，明确实验分工并做好实验记录（10min）；

（5）各实验小组对实验结果进行分析论证并归纳实验结论写在大白纸上（10min）；

（6）全班展示各实验小组的实验结论，师生交流、点评（10min）.

3.4 通过物理美学研究 彻底改变学生学习评价方式的教学理念

在“应试”教育体系下，考试成绩是教师对学生学习评价的唯一指标.这种单向的评价模式，操作简单，过分强调评价的甄别与选拔功能，忽视了评价的激励、诊断和发展功能，不能全面反映学生的成长过程；这违背了物理学中的对称美.

《国家基础教育课程改革纲要（试行）》将评价改革列为课程改革的目标之一，并明确指出：“要改变课程评价过分强调甄别与选拔的功能，发挥评价促进学生发展、教师提高和改进教学实践的功能.”作为物理教师，通过物理美学研究，努力提高自身的实践素质，彻底改变过去对学生学习单向的评价方式，按照新《物理课程标准》的要求，努力探索与实践多样化的学生学习评价方法，促进学生的全面发展.

根据新《物理课程标准》的要求，对学生学习的评价要把形成性评价与终结性评价结合起来，使发展变化的过程成为评价的组成部分；同时强调学生在学习评价中的主体地位.在教学实践中，笔者认为可根据物理学科的特点选择多样化的评价方法，如“采用笔试、实验操作、课题研究、行为观察、成长记录袋、活动表现等方式来评价学生”［3］.

综上所述，可以看到物理美学对物理教学的意义是十分重大而深远的.重视和开展物理美学研究是实施新课程改革对物理学工作者提出的新要求.希望广大物理学工作者积极行动起来，以物理美学研究为突破口，加强理论探索与实践，为我国基础教育课程改革的顺利推进做出我们应有的贡献.

1 解世雄.物理文化与教育.北京：科学出版社，2009

2 蔡铁权.物理教学丛论——基础教育课程改革视野下的中学物理教学.北京：科学出版社，2005

3 张军朋.物理教学与学业评价.广州：广东教育出版社，2005

4 顾永芝.美学原理.南京：东南大学出版社，2008

5 李新乡，张军朋.物理教学论（第二版）.北京：科学出版社，2009

6 张军朋，詹伟琴，王恬.中学物理微格教学教程.北京：北京大学出版社，2009.171