初中物理学中的美学体验

石乔明

2012版《义务教育物理课程标准》告诉我们，物理学是人类科学文化的重要组成部分，它科学地揭示了自然规律；同时也向我们展示了其发展历程中人类与自然科学的艺术魅力。这就要求我们一线教师在实践新课程理念的同时，还要探究学科内部的各种美学因素，以便在学科教学中运用审美观点，实施审美教育。物理之美，美不胜收，这主要体现在它的精神之美、自然之美、简洁美之美和对称之美。

一、物理学发展过程中的精神之美

由于人类对真理的不懈追求，在物理学发展过程中，涌现出一大批可歌可泣的卓越的物理学家。16世纪初，哥白尼与教会进行了坚持不懈的斗争，彻底的否定了托勒玫的“地心说”，在哥白尼临终前出版的《天体运行论》向世人描绘了一个全新的宇宙观，即以太阳为中心的“日心说”。正是由于哥白尼坚韧不拔的精神和对科学知识的执着追求，即使面临极端困难的生存环境，他也不退缩，潜心研究了三十多年，终于建立了传世之作“日心说”。在接下来的一段时间里，由于受到哥白尼的“日心说”的影响，让开普勒深切感受到“日心说”的美，毅然抛弃了从他的导师第谷·布拉赫那里接受的“地心说”的观点。他说，他从灵魂的最深处，证明“日心说”是对的、真实的。再如，意大利天文学家布鲁诺，他为了捍卫和发展哥白尼的“日心说”，与当时处于统治地位的经院哲学和神学理论进行了争锋相对的斗争，在他的努力下，太阳中心说，这一崭新的理论很快在整个欧洲传播开来，也逐渐被人们所接受。也正是由于他批判、反对“地心说”和“神学思想”，1952年他不幸被捕入狱，最后被宗教以“异端”这一罪名，烧死在罗马广场。面对熊熊烈火，他毫不畏惧，拒不退步，用响彻云宇的宣言“火并不能把我征服”，向世人宣告了神学的毁灭和真理的永生。在人类历史的长河中，像布鲁诺这样的科学家，还有很多。他们成功的背后不知隐藏了多少不为人知、可歌可泣的感人故事。他们历经坎坷，有的为宣扬真理而与宗教势力不懈斗争；有的为国家的发展，远渡重洋，学成后历经磨难最终回国；有的为改变国家国防事业的落后面貌，献身报国的战斗精神，惊天地、泣鬼神。正是由于他们为真理奋斗终生的精神之美，成为我们人生道路上的榜样，也是我们教育教学工作中培养学生高尚情操的经典范例。

二、物理现象中的自然之美

初中物理中，涉及声、热、光、力、电、磁等各种物理现象。例如，热学中的物态之间的相互转化，光学中斗转星移、日夜轮回；电学中的万家灯火。它们因有序而变得更美；光的反射、折射、水中倒影、海市蜃楼、光的色散与日全食和月全食都有其奇异的自然之美。人类在研究物质结构方面创造的辉煌

成果，如卢瑟福的原子核式结构模型图就是美的精品（如图所示）。蒸汽机、电灯、电话、激光武器、人造地球卫星的发明，项项改进了人类生活，促进了人类生产、社会进步。“阿波罗”号首次登月成功，使人类千年的梦想“嫦娥奔月”变成了现实美谈，“神舟系列”、“天宫系列”飞船的成功巡天则实现了华夏儿女畅游太空的飞天梦。自然之美还包括物体的运动美，如直线运动所表现的刚性美、曲线运动的柔性美等自然之美。

三、物理规律的简洁之美

简洁美不是说越简单就越美，而是因为自然现象本是错综复杂的，由于我们的科学家用最精炼的语言，最少的符号，最简单的形式揭示了它们的规律，从而感觉美。简洁美是科学美的特征之一。正如著名的物理学家爱因斯坦所说：“真实的世界在逻辑上总是简单的。”因此，作为揭示物质运动变化规律和物质结构的物理学来说，那种最简单的物理规律和理论最能给人以美的享受。比如：对于物体的运动与其受到的力的关系，曾经困惑人类上千年，但当牛顿运动定律被发现以后，却又变得如此的简单明了；焦耳的焦耳定律：Q=I²Rt形式非常简单，一看就懂，但内容却又极其丰富，为什么呢？那是因为焦耳用最精简、最准确的语言、用最少的符号，揭示了电流、电阻和通电时间之间的关系。所有的这些发现，都表现出了物理学科的简洁之美。因此，只要我们在教学中善于挖掘、勤于点拨，就一定会使学生在学习物理的过程中一直处于简洁之美的氛围当中。

四、物理图形的对称之美

翻开中学物理教科书，我们会发现好多跳动着的美的音符，其中就有因为对称而讓人感到物理学科真的很美。如光的反射、天平平衡、简谐振动、通电螺线管周围的磁场分布和平面镜成像等（如图所示）。物理学之所以美，美就美在它能够体现出这门学科所具有的对称之美。也正是由于人类对美的追求是无止境、永不停息的，所以当教师给学生介绍并演示这些美好的、对称的物理现象时，定能激发学生学习的热情和求知欲望。

综上所述，物理学科之美，在课堂教学中恰当运用，不仅可以激发学生的学习兴趣、提高学习效率，而且还能促进学生的创造性思维的发展。

（责任编辑 易志毅）