曲線運(yùn)動中的美學(xué)

周守遠(yuǎn)

許多人認(rèn)為物理學(xué)習(xí)過程是枯燥的過程，抽象的文字公式難以發(fā)現(xiàn)美，其實(shí)不然，只要我們平常在學(xué)習(xí)物理過程中善于發(fā)掘，還是能發(fā)現(xiàn)物理的科學(xué)之美，體會到物理學(xué)美的特征，讓我們在獲取知識的同時，感受物理學(xué)美的熏陶.

1.曲線運(yùn)動中的美學(xué)

物理學(xué)有四大美學(xué)特征“驚人的簡單”、“神秘的對稱”、“美妙的和諧”、“多樣的統(tǒng)——”.

在曲線運(yùn)動學(xué)習(xí)過程中，教師會致力于揭示物理學(xué)的科學(xué)之美，向?qū)W生展示物理知識的美學(xué)特征，激發(fā)學(xué)生對美的向往，喚起學(xué)生愛美的天性.

在曲線運(yùn)動知識中，課本內(nèi)容里本身蘊(yùn)含著一定的美學(xué)因子，在學(xué)習(xí)過程中，我們應(yīng)當(dāng)善于發(fā)掘，將物理知識與美學(xué)有機(jī)結(jié)合起來，達(dá)到既學(xué)習(xí)知識，也受到美學(xué)教育的目的.

1.1 曲線運(yùn)動中的和諧美

17世紀(jì)，牛頓以他偉大的T作把天空中的現(xiàn)象與地面上的現(xiàn)象統(tǒng)一起來，成功地解釋了天體運(yùn)行的規(guī)律.現(xiàn)在，數(shù)千顆人造衛(wèi)星正在天空翱翔，按照萬有引力定律為它們規(guī)定的軌道繞中心天體運(yùn)轉(zhuǎn)著.萬有引力定律使地面物體的運(yùn)動規(guī)律與天上星體的運(yùn)動規(guī)律統(tǒng)一起來，體現(xiàn)宏觀世界的和諧之美.

螺絲釘?shù)穆菁y、植物攀爬大多是右螺旋、電扇扇葉的轉(zhuǎn)動方向、脫氧核糖核酸（DNA）大部分是向右旋轉(zhuǎn)的螺旋結(jié)構(gòu)、輪船螺旋槳的旋轉(zhuǎn)方向等等，都是神奇的右螺旋.這些又蘊(yùn)含著一些神秘的規(guī)律，體現(xiàn)世界的和諧統(tǒng)一.

1.2 曲線運(yùn)動中的普適美

物理學(xué)很重視普適性，萬有引力定律、狹義相對論、廣義相對論、量子引力理論等等，物理學(xué)基本規(guī)律的普適性，使人充分領(lǐng)略了它的優(yōu)美.

1.3 曲線運(yùn)動中的簡潔美

平拋運(yùn)動公式、開普勒三定律、萬有引力定律等等表述準(zhǔn)確簡明，體現(xiàn)了物理學(xué)的內(nèi)容簡單之美；牛頓運(yùn)動定律、狹義相對論、廣義相對論等理論都具有自身的簡單性，又能相互補(bǔ)充，體現(xiàn)了物理學(xué)的結(jié)構(gòu)簡單美；物理學(xué)中以觀察事實(shí)為基礎(chǔ)，科學(xué)的推理，以及實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)猜想和假設(shè)的方法.體現(xiàn)了物理學(xué)方法簡單美.

1.4 曲線運(yùn)動中的生活美

曲線運(yùn)動與生活息息相關(guān)，砂輪打磨鋼件、旋轉(zhuǎn)陀螺滴墨水、旋轉(zhuǎn)雨傘滴雨水等生活體驗(yàn)有助于理解“曲線運(yùn)動速度方向”.生活中的圓周運(yùn)動、離心運(yùn)動的危害、航空航天，讓學(xué)生體會物理與生活的密切關(guān)系.

2.曲線運(yùn)動中學(xué)習(xí)策略

物理學(xué)習(xí)就是能讓我們領(lǐng)略自然界的奇妙與和諧，發(fā)展對科學(xué)的好奇心和求知欲，樂于探究自然的奧秘.所以教師在教學(xué)中會采取多種措施，提高學(xué)生熱愛物理的興趣.

2.1 以實(shí)驗(yàn)為手段

在曲線運(yùn)動學(xué)習(xí)中，實(shí)驗(yàn)必不可少，教師會設(shè)計(jì)多種實(shí)驗(yàn)，讓我們體會發(fā)現(xiàn)真理的過程之美.旋轉(zhuǎn)雨傘滴雨水等實(shí)驗(yàn)有助于理解“曲線運(yùn)動速度方向”，吹風(fēng)機(jī)吹水流實(shí)驗(yàn)有助于理解“物體做曲線運(yùn)動的條件”，紅蠟塊實(shí)驗(yàn)理解“運(yùn)動的合成與分解”，平拋演示儀實(shí)驗(yàn)理解“化曲為直”.

通過自制實(shí)驗(yàn)教具，我們可以真切體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)過程.例如：“噴水”實(shí)驗(yàn)，取一個飲料瓶，底部側(cè)面鉆一小孔，固定高度，水從孔中沿著水平方向流出.我們可以觀察討論：1.水流做什么運(yùn)動.2.隨著水面高度的降低，水流有什么變化.3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測出從孔中出來水流速度.4.討論“飛流直下三千尺”中直下包含的物理原理.通過這個實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，我們能體會到物理來源于生活，體會到學(xué)以致用，增強(qiáng)關(guān)注生活的人文情懷.

在曲線運(yùn)動學(xué)習(xí)中，通過重做課本實(shí)驗(yàn)及物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)重要定律原理的實(shí)驗(yàn)，可以體會創(chuàng)造和發(fā)現(xiàn)的過程之美.

2.2充分利用多媒體

在物理課堂中，很多教師會充分利用多媒體，使學(xué)習(xí)效果更加豐富直觀，立體展示和還原物理過程.我們也可以上網(wǎng)觀看曲線運(yùn)動的有關(guān)視頻，宇宙天體運(yùn)動視頻，航空航天有關(guān)視頻，有助于激發(fā)和滿足學(xué)生的好奇心.

如果應(yīng)用高頻攝像機(jī)獲得不同初速度平拋運(yùn)動的軌跡圖.我們可以親自體驗(yàn)平拋的飛行時間與初速度大小無關(guān)，提高我們對物理情景的再認(rèn)識.這樣我們就在主動探究的快樂心境中愉快學(xué)習(xí)，達(dá)到了求真與立美的統(tǒng)一.

2.3 培養(yǎng)和提高審美能力

物理學(xué)因其內(nèi)在的和諧理論構(gòu)架與奇妙想象而具有極大的美學(xué)感召力，平時學(xué)習(xí)過程中我們要有意識的提高我們的審美能力，在學(xué)習(xí)中感悟物理學(xué)美的本質(zhì).

例如，牛頓運(yùn)動定律解釋了天體運(yùn)動，會讓我們在學(xué)習(xí)中產(chǎn)生對自然神奇的贊美；又如，分析圓周運(yùn)動的規(guī)律、萬有引力定律等理論的文化內(nèi)涵，可以讓我們感受規(guī)律的普適簡潔之美.

物理不僅展示出自然規(guī)律的美妙華章，也照亮了人類的心靈.例如杰出的德國天文學(xué)家開普勒曾經(jīng)深受畢達(dá)哥拉斯和諧美的影響，認(rèn)為宇宙的“數(shù)學(xué)和諧”是行星運(yùn)動的根本原因.物理學(xué)家之所以探索物理科學(xué)之美，首要原因是物理科學(xué)美所帶來的震撼人心的愉悅.物理學(xué)之美要靠大家用心智去體驗(yàn)，在物理學(xué)習(xí)中，我們要主動進(jìn)行審美的思考和欣賞，感受物理學(xué)的科學(xué)精神對人生與社會的種種有益啟示，促進(jìn)情感完美和諧，完善審美情操，健全人性品格.

2.4提升自覺追求美的意識

在學(xué)習(xí)物理教材時候，要充分挖掘教材，在品味中感悟物理美，通過一題多解等形式，自覺感受美的意境.只要保持飽滿的探索熱情和持續(xù)的物理興趣，我們就會探求到無窮的美.同時，我們應(yīng)該從更高的角度看教材，主動探索，在解決問題的過程中體會物理美，以期獲得精神上的享受和心理上的滿足.

只要我們從被動學(xué)習(xí)狀態(tài)主動切換到主動學(xué)習(xí)狀態(tài)，學(xué)會自主探究，充分調(diào)動自己的探究意識，審美情趣，加深對物理學(xué)美的理解，我們就會在探索知識過程中，陶冶審美情趣，提升自覺追求美的意識.

當(dāng)然在這個過程中，我們要適當(dāng)?shù)难由煺n外實(shí)踐，用課外教材彌補(bǔ)課堂學(xué)習(xí)的不足，這會極大的促進(jìn)我們的個性培養(yǎng)和潛能開發(fā)，推進(jìn)大家心靈美化.

2.5 重視物理學(xué)史的學(xué)習(xí).

要善于從物理學(xué)家的精神上發(fā)現(xiàn)美，許多物理學(xué)家勇于探索、甘于奉獻(xiàn)、不懈追求，體現(xiàn)科學(xué)的精神之美.應(yīng)當(dāng)培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理學(xué)家嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，鍥而不舍的追求品質(zhì).許多科學(xué)家為了追求真理甚至獻(xiàn)出自己的生命.哥白尼、第谷、開普勒、布魯諾、牛頓等等都是物理學(xué)習(xí)中需要熟悉并學(xué)習(xí)的科學(xué)家，學(xué)習(xí)他們敢于堅(jiān)持真理、勇于創(chuàng)新和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神.

要知道我們學(xué)習(xí)任何學(xué)科，不僅要以學(xué)習(xí)知識為目標(biāo)，更重要的是情感態(tài)度價(jià)值觀目標(biāo)的培養(yǎng)，物理學(xué)科也不例外，尤其還要在物理學(xué)習(xí)中進(jìn)行科學(xué)態(tài)度的養(yǎng)成和科學(xué)素養(yǎng)的滲透，在曲線運(yùn)動學(xué)習(xí)中，我們會激發(fā)求知欲，求知過程中，我們會發(fā)現(xiàn)物理學(xué)之美無處不在，我們要學(xué)會主動發(fā)現(xiàn)美，最大限度的激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，提升主動追求美的意識.最終通過美學(xué)教育，促進(jìn)我們?nèi)姘l(fā)展.