[論文關鍵詞]物理教學美育美學探討
[論文摘要]物理學是以觀察實驗爲基礎，需要高度理性思維的自然科學，它具有精密、嚴謹、求實、理性的特點。因此，在教學中人們常常忽視了它豐富的美學價值，在全面實施素質教育的今天，美學教育將是人才培養的重要組成部分，本文依據美學的有關理論對物理學中美學問題進行了探討和研究。
蔡元培先生說過：“凡是學校所有課程，都沒有與美育無關的。”作爲學校的課程之一的物理學，無疑，她也是美的。這要求教師充分的挖掘和研究教材，充分發揮它的美育功能，把其美的一面呈現給我們的學生，讓學生在物理中欣賞美、享受美和追求美，促進他們對物理的學習動力，激發他們的學習熱情，這是每一個物理教師必須面對的一個課題和挑戰。筆者經過初淺的整理，談談物理學教學中的美育滲透。
一、滲透辯證唯物主義精神和貫穿愛國主義精神教育
1.在物理教學中，要幫助學生學習和樹立辯證唯物主義的一些基本觀點。如電荷間，磁體間的相互作用，因表面上與中介物無關，被稱爲超距作用；法拉第提出電荷，磁體周圍存在着電場，磁場；赫茲用實驗法證實了電磁波的存在，從而得出“場”是物質的一種表現形式。“作用力與反作用力”、“引力與斥力”、“波粒二象形”等是辯證唯物主義中的“對立統一”的物理事實。物質的三態，全反射中的臨界角，光電效應中的極限頻率等體現了自然界中的量變引起質變……這些豐富的素材對培養學生的科學世界觀的作用不可忽視。
2.我國在科學上所取得的巨大成就，是展現在學生面前的一卷愛國主義教育的詩篇。物理學史是一部科學發展的歷史，其中蘊含着豐富的美育素材。在教學中，要不失時機地介紹我國古代科學家取得的科技成果，以及對世界文明史的貢獻，介紹新中國成立以來，我國在社會主義建設和科學技術上取得的成績，激發其民族自豪感，培養愛國主義情操，從而形成正確的立場和觀點。
二、物理學知識體系中的形式美
物理教育中更多的美學因素存在與物理本身的知識體系裏，物理學反映的'是科學的真，科學的真又表現出科學的美。物理學研究的對象是自然界的運動變化規律，因而物理知識首先便體現出與之相對應的自然美，如力學中的迴音、共鳴、天體運動規律、波的圖像；熱學中的結晶體的多樣化，水在不同溫度下呈現出的水蒸氣、水紋、雪花、冰塊；光學中的光的色散、干涉和衍射圖樣，給人以美的享受。由於大自然的美妙神奇和物理學家對美的不斷追求，物理知識體系中充滿了形式美的因素，不勝枚舉，先就其中主要形式敘述如下。
1.簡潔美
簡潔，給人以簡單、明瞭、深遠、有序的美感。例如，運動和力的關係，曾經困惑人類幾千年，但一旦揭開其面紗，呈現出的關係卻是“F=ma”，如此明瞭如此簡單。又如愛因斯坦的質能方程“E=mc2”，形式十分簡單但是內容卻是極其豐富——用最精練的語言最少的符號，揭示了奧祕無比的自然規律，所表達的簡潔美令人歎爲觀止。
2.和諧美
作爲客觀物質世界反映的物理學理論也是和諧的、內在自洽的。物理學中的經典牛頓力學就體現出一種高度統一的和諧。牛頓用歸納法獲得了力學的有關基本概念和三大定律，又用演繹法從這些基本概念和定律出發，構建起整座和諧的科學大廈。而物理學中由物理概念、規律、公式這些抽象的方法去描述一個完整的、有序的、有規律的物理世界的完美和諧的圖景，如振動圖像、波動圖像、氣體性質圖像、導體的伏安特性曲線、交流電的圖像等，數不勝數，比比皆是。
3.對稱美
對稱美是指整體各部分之間的相稱和對應，如空間上的和諧佈局，時間上的節律協和。對稱之所以令人產生美感，是因爲對稱中存在着某種“重複”、“均衡”、“有序”的東西。由於物理學揭示了自然界物質的存在、構成、運動極其轉化等規律的對稱性而產生的美感，稱爲物理學的對稱美。
傳統美學中的對稱美僅僅指人們感性認識中的三維空間的對稱，而物理中的對稱美感既有物理現象的對稱美，比如引力與斥力，“電生磁”與“磁生電”，粒子與反粒子，物質與反物質等等；但更重要的是包含各種數學空間的對稱美，那是一種理性範疇的對稱。這種對稱性雖然不直接顯示，但卻更受到物理學家的推崇。在現代物理學中，對稱性已經成爲一種重要的思想方法，即對稱性指導物理學的研究。如果說麥克斯韋是從直接可見的關於電和磁的對稱性以及數學形式的對稱性方面建立了電磁學理論的話，那麼愛因斯坦則是通過對深層的直接經驗無法觀察的對稱性進行了深刻的思考建立了他的狹義的相對論。
對稱是美的，但是不對稱在物理學中也絕非一定是醜的。破缺在一定條件下也能給人以美的感受，現代物理學同樣愛好它們。
4.多樣統一美
“多樣”是指整體中所包含的各部分在形式上相互區別的差異性，體現了各個事物個性的千姿百態和豐富變化；“統一”是指整體中所包含的各個部分在形式上的某種共同特徵，以及他們之間的互相呼應和襯托關係，體現了各個事物共同和整體聯繫。在物理學發展史上，物理學家在感受自然界多樣性的過程中，逐漸認識到自然界的統一性，並執着地追求自身理論的統一。例如牛頓力學把天上、地上的所有物體的機械運動規律都統一起來；麥克斯韋的電磁理論把光、電、磁的運動統一起來；德布羅意的物質波假設和量子力學理論又把粒子運動和波動在新的層次上統一起來；能量溝通了力學、熱學、電磁學、光學、原子物理學等領域；質能關係把物質的質量和能量統一起來；各種守恆定律找到了各種運動變化的統一等。
物理中的研究方法也是多樣性統一的美。如平行四邊形法則統一了矢量運算方法；再如等效法，將複雜的物理現象和過程轉化爲一種簡單的物理現象和過程，然後加以處理，像串並聯電路的總電阻，合力和分力、合運動和分運動等。另外，在形成概念和發現規律的過程中，常常用的分析與綜合、歸納和演繹、分類與比較等等。所有這些都體現了物理學中統一多樣的美學特徵。
三、具備科學精神、科學態度與思維方法
物理學知識的形成過程就是科學精神的積澱過程。在物理教學過程中，教師應珍惜這一寶貴財富。物理學中的科學精神主要包括：崇尚科學，崇尚真理，熱愛科學，熱愛真理的精神；敢於懷疑，百折不撓積極進取的精神；勇於探索，堅持真理，實事求是，一絲不苟的精神；善於協調，團結合作的精神。科學態度教育是物理學教育的重要職能。在物理教學過程中，要注重展示科學的客觀真實性，培養學生以實事求是爲基礎的科學求真精神。在實驗教學時，要求學生充分尊重實驗事實，向學生開展“實踐是檢驗真理的唯一標準”的教育；要求學生按照一定的程序規範操作，有目的、有計劃地觀察實驗現象，如實記錄實驗現象和數據，不弄虛作假、臆造事實。當實驗現象與自己所學理論不相吻合時，更要認真分析、尋找原因，大膽質疑，培養一絲不苟的求實態度。