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挖掘物理美,让课堂炫起来

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苏霍姆林斯基强调说:“我一千次确信,没有一条富有诗意的感情的和审美的清泉,就不可能有学生的全面的智力发展。”我国近代的教育家蔡元培则说:“无不于智育作用中,含有美育之原素;一经教师之提醒,则学者自感有无穷之兴趣。”因此,物理课程的价值之一,就是让学生获得对科学美的审美能力,进而激发他们对物理学的爱好,同时增强他们的创新能力。那么如何使物理课堂炫美起来,把“物理美”延续下去呢?结合初中物理课程,笔者从物理符号、概念、规律等几个方面谈谈个人体会。

一、让符号美起来

用符号来表示各个基本物理量,如时间用t,长度用s,质量用m等,这样的好处有四:一是各个物理量更简洁;二是约定俗成,国际通用,便于交流;三是看到一个符号,不仅能明确是哪个物理量,而且更能明确它所反映的是什么样的物理现象、规律或物质特性;四是让数学中的x、y得以升华,促进学生认知的构建。如在学习电阻时,告诉学生电阻用R表示,只要看到它,我们就知道它表示物理量——电阻,知道电阻是表示导体对电流阻碍作用强弱的物理量,它是导体的一个特性,与电压、电流无关。让学生掌握用符号来标识各种物理量和各物理量之间的关系,体会怎样表述各种现象和概念,体会怎样描述各种物理规律和物质特性,进而让学生体会这种简洁,体会简洁带来的美,这样的美不仅培养了学生正确的审美观,还增强了学生的创新思维能力。

二、让概念美起来

物理概念是客观事物的物理共同属性和本质特征在人们头脑中的反映,因此各种物理概念的描述都体现了科学、准确、简洁。在物理教学中,教师要注重概念的引入、形成、理解、运用,更要让学生体会物理概念自身的结构、特征,进而体会描述物理概念带来的简洁美。如我们在日常生活中观察到:人在地上走,船在水中前进,工厂中的各种机床在动作;在实验室里,木块沿斜面滑下,动滑轮在空中上下移动等等。我们把这些现象加以比较,经过分析与综合之后,看到它们虽然形式多样却有一个共同的特点,就是一个物体相对于另一个我们认为是不动的物体的位置发生了变化。我们抛开这些物体动作的具体形象,而把上述的共同特征抽象出来予以概括,就形成了机械运动这个概念。并用“一个物体相对于其他物体的位置的变化叫做机械运动,简称运动”这个定义,并把它固定下来。又如:力是物体对物体的作用。该定义将自然界中各种事物间存在的敲、推、打、压、挤、吸引和排斥等,用”作用”这个词来高度概括,而这种作用总是在物体之间发生,所以力是物体对物体的作用。通过这样的分析教学,不仅让学生学会从各种具体现象中抽象出其本质特征方法,还使他们通过对物理概念的理解去体会科学中简洁的美。

三、让规律美起来

自然界是美的,描述自然界物质的存在和构成、运动和相互作用、能量及其转化等物理规律也是美的。这个科学美主要体现在物理规律的简洁性、不同规律的对称性、和谐性和统一性。因此在物理规律的教学中,教师要充分挖掘蕴含在物理规律中的科学美,并把这些科学美呈现在学生面前。

物理学揭示自然界物质的存在、组成、运动及其转化等规律的简单性而产生美感,称为物理学的简洁美。如“力是物体间的相互作用”,它表明了一个物体受到力的作用,一定有另一个物体对它施加这种作用,力是不能摆脱物体而独立存在的;它表明了任何两个物体之间的作用总是相互的,施力物体也一定是受力物体;还表明了力的作用是同时发生的。因此一句话高度地、简洁地、准确地概括了力的物质性、相互性、同时性。又如:“一切物体在没有受到力的作用时候,总保持匀速直线运动状态或静止状态。”它不仅明确了力和运动的关系,力不是维持物体运动状态的原因,而是改变物体运动状态的原因,它还提出了惯性的概念,物体具有保持静止或匀速直线运动状态的特性。在初中物理教材中,还有很多蕴含着简洁美的物理规律和方法,如:“物质是由分子组成的”、“世界是运动的”、“分子动理论”等等。另外,在物理方法上,如理想化模型(如点光源、原子核式模型、光滑水平面、匀速直线运动等)、理想化实验(如伽利略实验、声音的传播实验等),本身就是遵循简单性原则。

对称美是自然界广泛存在的一种美。作为研究物质世界最基本运动、结构及其规律性的物理学,由于它是借助于一系列概念、规律及判断和推理表达出来的,经过实践检验或逻辑证明的系统知识,自然会渗透着对称性,存在着对称美。在初中物理教材中,有很多蕴含着对称美的物理规律,如平面镜成像时,像与物相对于平面镜是对称的,无论物体在什么位置,像到平面镜的距离始终等于物到平面镜的距离,像的大小始终等于物的大小。又如只要杠杆处于平衡状态,不管力臂的大小、力的大小、方向如何,始终能保证“动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂”这样的关系,还有磁体的磁感线分布情况、磁极间的相互作用、电荷间的相互作用、分子间的相互作用、万有引力等等,在学习这些规律时,教师要把对称美呈现给学生,让学生知道对称美是自然界广泛存在的一种美,知道物质世界的和谐、优美和均衡,并从中感受对称性带来的美。

总之,物理知识中蕴含着丰富的科学之美,需要教师努力去挖掘,并通过教学将它艺术地展现给学生。如果教师不引导学生观察、体验、欣赏物理的美的话,那么物理学只是一堆事实和公式的堆砌,物理的课堂就是枯燥的,物理的学习也只会让学生望而却步或索然无味,学生最终的体会也只有物理难学。只有通过立美活动,在知识教学中融合美的发现、美的表演、美的意境,使学习在一种主动探究的愉悦心境中进行,使物理教学成为求真与立美的统一。

(作者单位:江苏省江阴市周庄中学)