!原天地之美达万物之理
原天地之美,达万物之理
——谈物理教学中的美育 高中的物理课,在学生的眼中难学而又枯燥,令很多学生望而生畏。曾经有学生这样来形容物理课:物理就是没完没了的子弹打木块,小球撞弹簧,永远也弄不懂的公式和一辈子做不完的习题„„。我想:这番话会引起每一位物理教师深深的思索。
大自然是美的,反映大自然规律的物理科学也应该是美的,物理学的美在于它的简洁:牛顿力学中,只用了一个公式:F=ma, 就将天地万物的机械运动规律统一了起来;物理学的美还在于它的对称:时空对称、数学表达对称、理论结构对称在物理学中比比皆是;物理学的美也在于它的和谐:庞大的知识体系中每个分枝,既遵循各自内在的规律,又相互联系,形成一个统一体。因此可以说,物理学在破译宇宙密码的同时,展示了其“惊人的简洁”“神秘的对称”与“美妙的和谐”。
那么,这样美的一门科学在学生的眼里如果只意味着枯燥的公式和习题,就有必要审视一下我们的物理教学,在教学中,教师在学生头脑中描绘的物理世界图像如果是分离的、破碎的、片面的,那么学生势必会认为物理就是生涩难懂的概念和公式的拼凑,自然会将物理与枯燥乏味划上等号。
我们常说:成功的真正秘诀是兴趣。那么兴趣从哪里获得呢?在高中阶段,学生学习物理的兴趣更多地来自对物理规律中理性美的体验。爱好物理的学生常说:“物理学很奇妙。”“牛顿定律很深奥。”“解出一道难题时会有说不出的快感。”正是这种美感的激励,使得他们在物理学习中虽然付出了更多的代价,却感到其乐无穷。可以说体验不到物理的美,就无法产生学习物理的兴趣和热情,也就难以真正地学好物理学。
物理教学的使命是要培养学生学会认识宇宙,学会从物质结构和运动的繁杂、混乱、无序之中,整理出统一的、简洁的秩序和规律。而追求“秩序”和“规律”也恰恰是审美教育的目标。
所以作为物理教师,不仅仅要教给学生物理知识,更要善于带领学生走入物理美的世界,引导和帮助学生用物理的概念和规律去描绘
一幅有联系的、有秩序的、有规律的完美的图画,在描绘和欣赏这副图画的过程中学习知识发展能力。也就是说,只有在认识美、感受美、创造美的过程中形成的思维才是真正的物理思维,美的教育、知识的学习、能力的培养三者有机结合的物理教学,才能让学生学到真正的物理学。根据学习过程中不同阶段的特点,我在教学中主要从以下三个环节进行物理美的教育
一、在学习知识的过程中认识物理美
在物理概念和物理规律的教学中,有着许许多多物理美的因素。物理概念和规律是观察、实验、比较、分析、抽象、概括以及数学推理的产物,不亲身经历以上过程,概念和规律就不能在学生头脑中形成,也谈不上美的感受。所以在物理概念和规律的教学中,可以让学生首先从大量的物理事件、物理现象或实验观测中获得感性材料,启发学生发现物理事物、物理现象的共同之处,进而概括出物理事物的本质属性并形成物理概念和规律。只有这样,学生才能对概念和规律的简洁明晰产生美感。如在讲授楞次定律这一内容时,如果直接给出定律内容,学生将很难体会到定律的简洁严谨之美,所以,我采取了“引导、发现”的教学策略。首先,观察试验现象,由学生分步总结结论。然后,根据分步得出的结论,要求学生用自己的语言归纳出完整的定律。这一过程很费了一番周折,学生的答案各式各样,共同特点都是不严密,不准确,不能概括所有的现象。在老师的引导下学生进行了反复的论证,最终得出用“阻碍变化”来描述感应电流的特点最为准确、简洁,并概括了所有的现象,此时再给出定律的规范表达就顺理成章了。最后,引导学生从“阻碍相对运动”和“能量守恒”的角度来完整地理解定律内容,再次体会“阻碍变化”这一描述的简洁严谨之处。)可以看到,这一过程与物理学家建立规律的过程有相似之处,学生亲身经历了这一过程,不仅充分认识和体会到了定律中所蕴含的简洁严谨之美,而且对定律的内涵也有了深刻的理解,一个完整、鲜活的楞次定律牢牢地印在了他们的头脑中。这样一个对知识的“发现”过程和“发现”知识的科学思维方法都会使学生产生审美的喜悦,而在“发现”的过程中学生不仅学到了知识,他们的抽象、归纳、概括能力也自然得到了发展。
二、在整理归纳知识的过程中感受物理美
认识到了概念和规律的简洁严谨之美,如何用概念和规律去描绘完美的物理图景,并从中感受物理对称统一的和谐之美呢?我在教学的复习阶段,常常运用“找联系”的教学策略,引导学生运用简洁和谐的原则,比较分析的方法总结归纳所学知识,理清内在联系,并用知识结构、图表或框架展现出来,之后鉴赏各部分知识之间内在联系的韵味,这样必然能深化他们对物理美的感受。如动力学讲完之后,学生往往会感到规律很多且杂乱,这时就有必要帮助他们理清规律之间的联系,只要老师加以适度的引导,学生都能独立完成这一工作。这是由学生总结的动力学知识结构。通过找联系,学生感受到了知识结构的整体之美,也搭建起了动力学的知识结构框架。这种找联系的方法也可用于不同分支的知识点之间,如通过对静电力和万有引力的比较,学生更能感受到物理学各部分之间相互联系的统一对称之美。所以,通过对知识的整理和归纳,学生眼中的物理图景不再是支离破碎的,而是一幅和谐有序的图画,学生在感受知识系统整体和谐美的同时,也学会了该如何按照“美”的法则,更深刻地去探索“真”的知识,达到“以美启真”的境界。
三、在运用知识的过程中创造物理美
仅仅让学生认识和感受物理美是不够的,物理科学美不仅体现在物理知识的形式、内容、结构上,而且体现在科学探索的过程中。物理教学中美育的最高境界是让学生在创造的过程中去体验物理美。因此,作为教师就要努力使学生的学习过程成为创造性劳动的过程。其实,学生应用学过的物理概念、规律,解决实际问题,将知识转化为方法,变成能力,就是一种创造性活动。特别是当学生用多种方法解决同一问题时,对有独特见解的巧妙方法会产生一种和谐奇异之美感;对貌似不同的题目,找到统一的解题规律时,又能产生多种统一之美感。所以在教学中,注重“一题多解”和“多题归一”的引导,有助于使学生对所学知识、所用方法进行比较和评价,形成方法体系,并应用于问题的解决之中,这无疑是一个创造美的过程。在做整体法、隔离法这一专题复习时,重点要解决的是如何让学生体会这一方法的奥妙所在,从而在实际问题中能够灵活运用。我意识到绝不可以像以
往那样按照:讲规律、讲例题、讲解题步骤的顺序来进行,那样相当于把方法当作知识教给了学生,美感无从产生,也就无法达到教学目标。所以我采取了这样的教学设计:首先出示两道例题,由学生讲解解题步骤。接下来,提出问题,学生分组讨论寻求答案,我提出的问题是:这两道题有何相同之处?可以看到这两道题的物理情景完全不同,却要找出它们的相同之处,学生对这一问题表现出一定的兴趣。讨论之后在全班共享讨论结果。这时我注意把握课堂节奏,不急于让学生一下子说出所有的答案,给每个学生进行创造的机会,让他们去充分体验这一过程,这样大大激发了学生思考的积极性,很多学生提出了富于建设性的答案,如有的学生敏锐地指出:这两道题尽管物理情景不同,但受力图是完全相同的。在此基础上,将讨论得出的结果进行归纳,经过刚才充分的思考,学生很容易得出使用整体法和隔离法的要点。最后布置作业,要求学生尽可能多地寻找应用整体法隔离法的实例,在下一节课自己来完整讲解找到的题目,课堂上的创造活动延伸到了课下,学生翻阅了大量的参考书,找出了这一规律的多种变式,而且找到的题目已不仅仅限于静止系统,还扩展到了运动系统。通过这样一个完整的过程,学生不仅感受到了物理美,并且在亲手创造着物理美,他们的物理思维能力也在感受、创造的过程中得到了最大限度的提高。
我看到:当学生的审美积极性被充分调动起来的时候,当学生处于发现和创造的审美氛围之中的时候,当学生自己用心去体验、去感受美的时候,他们的知识和能力就会得到迅速的充实。我想:作为一名物理教师,有责任使学生学习物理的过程充满美感,有责任塑造出富于审美的科学人才。这就要求我们在物理教学中,将物理美的教育贯穿于物理知识的学习和物理思维能力培养的始终,在传授物理知识的过程中,培养学生对科学的审美感受力、审美鉴赏力,激发审美创造力。同时通过启发学生的审美联想,培养学生的审美情趣,来发展学生的物理思维,从而使学生在学习中感受到更深层次的物理学之美,这样的学习过程才能让学生乐在其中,才能在学生的心中树立起这样一种信念:宇宙中存在着一种最终的简洁、对称、和谐之美,有待他们去发现,去探索,去“原天地之美,而达万物之理”。