高中物理之美

早在2500年前，畢達(dá)哥拉斯學(xué)派就提出了“美是和諧與比例”的科學(xué)美學(xué)思想。此后，在科學(xué)發(fā)展的進(jìn)程中，人類對科學(xué)美的追求越來越執(zhí)著，科學(xué)實(shí)踐也證明，科學(xué)越是進(jìn)步，理論越真，科學(xué)美的光輝也越燦爛。高中物理教材作為人類知識和經(jīng)驗(yàn)的載體，無疑也體現(xiàn)了美。從教材中發(fā)現(xiàn)美的元素，在教學(xué)中貫穿美育，有利于落實(shí)素質(zhì)教育，推動(dòng)課程改革。

一、物理學(xué)家的精神美

古今中外的著名物理學(xué)家對科學(xué)的不懈追求和為捍衛(wèi)真理而獻(xiàn)身的精神均體現(xiàn)了人格美，他們大量動(dòng)人的生平事跡就是一部絕好的美育教材。如，愛因斯坦獨(dú)創(chuàng)的“相對論”家喻戶曉，他的一生對人類認(rèn)識宇宙的貢獻(xiàn)是巨大的。他們這種艱苦卓絕的探索過程所包含的藝術(shù)創(chuàng)造與獻(xiàn)身科學(xué)的精神美是無與倫比的。科學(xué)是美的，創(chuàng)造科學(xué)的人更美。

二、物理學(xué)具有和諧美

大自然中的物體是千變?nèi)f化的，每一物體都有區(qū)別于其他物體的特殊性，高中物理所研究的就是從這些不同事物運(yùn)動(dòng)變化的多樣性中找出它們內(nèi)在的聯(lián)系和共性，通過這種聯(lián)系和共性來構(gòu)成一個(gè)統(tǒng)一的理論體系，這就是物理學(xué)千變?nèi)f化又統(tǒng)一的和諧美。如，牛頓力學(xué)卻能把地上和天上的所有物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)的規(guī)律統(tǒng)一起來；E=mc2的質(zhì)能公式則體現(xiàn)了質(zhì)量與能量的對應(yīng)中的和諧。

三、物理學(xué)具有對稱美

在美學(xué)中，對稱是形式美的表現(xiàn)，指整個(gè)組成部分之間的相稱或?qū)?yīng)，如，空間上的和諧布局，時(shí)間上的節(jié)律協(xié)和。時(shí)空的形象對稱性最形象的要數(shù)鏡像對稱。對稱，給人以一種圓滿、勻稱、均衡的美感。高中物理教材中的運(yùn)動(dòng)和靜止、落體與拋體、勻速與變速、地球與天體、引力與斥力、變力與恒力、反射和折射等就體現(xiàn)了對稱美。擺動(dòng)、平面鏡成像、反射角等于入射角等物理現(xiàn)象，勻速運(yùn)動(dòng)速率在過程中任一點(diǎn)都相等都表現(xiàn)了空間的直觀對稱美。單擺的周期性、地球的公轉(zhuǎn)與自轉(zhuǎn)規(guī)律，則表現(xiàn)了時(shí)間的對稱。隨時(shí)空做周期性變化的交流電和簡諧振動(dòng)波形，則對時(shí)間和空間都表現(xiàn)出對稱。

四、物理現(xiàn)象的自然美

高中物理涉及力、聲、熱、光、電、磁和原子物理等內(nèi)容，物理現(xiàn)象千姿百態(tài)、美妙無窮。如星移斗轉(zhuǎn)、日夜交替、春秋輪回、物態(tài)互變等自然規(guī)律，因有序而美，光的反射與倒影、折射與海市蜃樓、色散與彩虹、日食和月食都有奇異的美。人類在研究和應(yīng)用物理方面創(chuàng)造的輝煌成果，是美的精品。

成功的教學(xué)能給人以美的感受。物理教學(xué)中有意識地挖掘物理教材科學(xué)美的因素，對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)美的審美教育，不但能使學(xué)生更好地掌握物理學(xué)的真諦，而且能使學(xué)生在受教育的同時(shí)體驗(yàn)美、享受美，把學(xué)習(xí)作為一種高級的審美活動(dòng)。

（作者單位 江蘇省泗陽縣眾興中學(xué)）