怡情·啟思·臻美：轉(zhuǎn)識(shí)成智的求索之道

陳斌 夏桂錢(qián)

摘 ? ?要：在知識(shí)學(xué)習(xí)中生長(zhǎng)智慧，是轉(zhuǎn)識(shí)成智教育的價(jià)值追尋.物理教學(xué)中，當(dāng)教師充分挖掘知識(shí)旨趣中的“情”、升華知識(shí)形式中的“思”、彰顯知識(shí)內(nèi)容中的“美”，有效建構(gòu)教學(xué)時(shí)空組織教學(xué)時(shí)，學(xué)生的學(xué)習(xí)便能在怡情悅性、啟思益智、求真臻美中走向自由王國(guó).由此，不斷激活學(xué)生的好奇心、提升學(xué)生的探究力、騰飛學(xué)生的創(chuàng)造力，可以實(shí)現(xiàn)立德樹(shù)人、轉(zhuǎn)識(shí)成智的目標(biāo)追求.

關(guān)鍵詞：怡情悅性;啟思益智;求真臻美;轉(zhuǎn)識(shí)成智

“轉(zhuǎn)識(shí)成智”是馮契“愛(ài)智慧”哲學(xué)思想中一個(gè)富有原創(chuàng)性、個(gè)性化的理論表達(dá).馮契認(rèn)為，“人類(lèi)的認(rèn)識(shí)過(guò)程會(huì)經(jīng)歷由無(wú)知到有知、由知識(shí)到智慧的兩次飛躍”，“轉(zhuǎn)識(shí)成智的機(jī)制是理性的直覺(jué)、辯證的綜合、德性的自證”.在全面提升學(xué)生核心素養(yǎng)的今天，“轉(zhuǎn)識(shí)成智”理應(yīng)成為教育的核心價(jià)值追求，轉(zhuǎn)識(shí)成智的教育就是要超越“記憶·練習(xí)·考試”的知識(shí)本位的教育，走向“能力·美德·創(chuàng)造”的智慧主體的教育.它既重必備知識(shí)、關(guān)鍵能力的學(xué)習(xí)，又重學(xué)科素養(yǎng)、核心價(jià)值的發(fā)展，是新時(shí)代培養(yǎng)“全面發(fā)展的人”的關(guān)鍵舉措.

那么，轉(zhuǎn)識(shí)成智的教育中如何轉(zhuǎn)“知識(shí)”成“智慧”呢？筆者認(rèn)為：教師應(yīng)從知識(shí)的內(nèi)容、形式和旨趣三個(gè)維度出發(fā)，通過(guò)充分挖掘知識(shí)旨趣中的“情”、升華知識(shí)形式中的“思”、彰顯知識(shí)內(nèi)容中的“美”，讓學(xué)生在怡情悅性、啟思益智、求真臻美三條重要樞紐的作用下，不斷激活好奇心、提升探究力、放飛想象力，達(dá)到化知識(shí)為能力、轉(zhuǎn)情意為德性、變傳承為創(chuàng)新的目的，實(shí)現(xiàn)立德樹(shù)人、轉(zhuǎn)識(shí)成智的目標(biāo)追求[1].下面筆者以物理教學(xué)為例展開(kāi)闡述.

一、知識(shí)旨趣，怡情悅性

俗話說(shuō)：“興趣是最好的老師.”好奇心、內(nèi)驅(qū)力是學(xué)生學(xué)好知識(shí)的先決條件，因此知識(shí)旨趣的挖掘至關(guān)重要.知識(shí)旨趣由德國(guó)哲學(xué)家、社會(huì)學(xué)家哈貝馬斯提出，內(nèi)蘊(yùn)著興趣、樂(lè)趣、熱情，以及宗旨、目標(biāo)、意義.旨趣是活動(dòng)的先導(dǎo)與前提，又是活動(dòng)的取向、動(dòng)力與追求，是具有一定目標(biāo)、意義的熱情投入與價(jià)值追尋[2].如果從三維課程目標(biāo)來(lái)尋找對(duì)應(yīng)關(guān)系的話，知識(shí)旨趣可同情感、態(tài)度和價(jià)值觀連為一體;如果從核心素養(yǎng)來(lái)分析的話，知識(shí)旨趣直接指向科學(xué)精神和人文情懷.挖掘知識(shí)旨趣中的“情”，有利于提升學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)在的、持久的動(dòng)力，克服學(xué)習(xí)的倦怠，激發(fā)學(xué)習(xí)的活力.

（一）感受發(fā)現(xiàn)之樂(lè)，頓生熱愛(ài)之心

眾所周知，許多科學(xué)家能取得成功的秘訣都是源于對(duì)科學(xué)的熱愛(ài).因?yàn)闊釔?ài)所以全神貫注，因?yàn)闊釔?ài)所以廢寢忘食，因?yàn)闊釔?ài)所以癡迷執(zhí)著.為了追求真理，他們“衣帶漸寬終不悔，為伊消得人憔悴”，為了科學(xué)發(fā)現(xiàn)，他們“千淘萬(wàn)漉雖辛苦，吹盡狂沙始到金”，那句“找到天下一件事物的原因，其快樂(lè)有甚于當(dāng)波斯國(guó)王”，反映的就是他們非功利的科學(xué)精神.

在學(xué)生的學(xué)習(xí)中，知識(shí)旨趣同樣重要.例如，學(xué)習(xí)萬(wàn)有引力定律時(shí)，如果教師只是給出公式，布置幾道題目，學(xué)生是很難體會(huì)到學(xué)習(xí)的樂(lè)趣的.但如果教師有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生重溫發(fā)現(xiàn)歷程、感受審美體驗(yàn)，那么學(xué)生就能享受到科學(xué)發(fā)現(xiàn)的樂(lè)趣.

教學(xué)中，教師可有感情地講述第谷四十年如一日地對(duì)行星運(yùn)動(dòng)進(jìn)行觀測(cè)，開(kāi)普勒“為天空立法”的壯舉（歸納出行星運(yùn)動(dòng)的軌道、面積、周期三定律），牛頓憑著“美學(xué)聯(lián)想”和非凡的數(shù)學(xué)才華發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律，卡文迪許利用扭秤裝置測(cè)出萬(wàn)有引力常量等，讓學(xué)生從“怪異”的行星運(yùn)動(dòng)、繁雜的觀測(cè)數(shù)據(jù)中，越來(lái)越清晰、越來(lái)越深刻、越來(lái)越簡(jiǎn)潔地看到自然界的規(guī)律，而后進(jìn)一步領(lǐng)略萬(wàn)有引力定律帶來(lái)的巨大成就（如圖1）.這樣美妙的過(guò)程就像在欣賞一件藝術(shù)品，多次經(jīng)歷這樣的體驗(yàn)，學(xué)生必然會(huì)對(duì)科學(xué)親近、熱愛(ài)，乃至“著迷”.

（二）體悟探究曲折，培育科學(xué)精神

體悟物理探究歷程，我們不難發(fā)現(xiàn)，每一位著名的物理學(xué)家都有一個(gè)傳奇的人生，每一個(gè)耳熟能詳?shù)亩啥加幸欢吻鄣墓适?歷代物理學(xué)家在追求真理的道路上所表現(xiàn)出來(lái)的理性精神、求實(shí)精神、懷疑精神和創(chuàng)新精神，都是人類(lèi)最寶貴的財(cái)富.

例如，光和實(shí)物粒子的波粒二象性的探究歷程充滿(mǎn)著艱辛、曲折，又富有傳奇色彩，其本質(zhì)的揭示閃耀著人類(lèi)智慧的光芒.早在17世紀(jì)中葉，對(duì)于光的本性，牛頓就提出了微粒說(shuō)，惠更斯提出了波動(dòng)說(shuō).19世紀(jì)初，托馬斯·楊的光的干涉實(shí)驗(yàn)和菲涅爾的光的衍射實(shí)驗(yàn)，為光的波動(dòng)學(xué)說(shuō)奠定了基礎(chǔ).19世紀(jì)中葉，麥克斯韋的光的電磁說(shuō)更是錦上添花.然而光電效應(yīng)現(xiàn)象卻又讓科學(xué)家們一籌莫展.20世紀(jì)初，愛(ài)因斯坦的光子說(shuō)和光電效應(yīng)方程再辟蹊徑，由此人們認(rèn)識(shí)到光應(yīng)具有波粒二象性.之后，德布羅意憑著敏銳的直覺(jué)，通過(guò)逆向思維，應(yīng)用類(lèi)比方法，提出實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性的假說(shuō)，這一假說(shuō)后來(lái)被晶體的電子衍射實(shí)驗(yàn)證實(shí).

這些曲折的探究歷程告訴我們：科學(xué)探索的過(guò)程是一個(gè)求真又求實(shí)的過(guò)程，是一個(gè)由表及里、由淺入深的認(rèn)識(shí)過(guò)程，是一個(gè)不斷質(zhì)疑創(chuàng)新、去偽存真的過(guò)程，是一個(gè)雖有曲折艱難，但一定會(huì)走向光明的過(guò)程.科學(xué)世界也是一個(gè)十分豐富的人文世界，科學(xué)在創(chuàng)造物質(zhì)文明的同時(shí)，也在創(chuàng)造著精神文明，科學(xué)在追求真理的同時(shí)，也充滿(mǎn)著勃勃生機(jī)，充滿(mǎn)著最高尚、最純潔的生命力[3].而讓學(xué)生體悟其間的曲折艱辛，可以更好地培育學(xué)生的科學(xué)精神.

（三）回望光輝歷程，升騰強(qiáng)國(guó)豪情

一個(gè)有活力的人，必定情感旺盛;一個(gè)偉大的人，必定熱愛(ài)自己的祖國(guó).當(dāng)學(xué)生懷著無(wú)比自豪和喜悅的心情，回望祖國(guó)航空航天事業(yè)的偉大成就時(shí)，愛(ài)國(guó)奉獻(xiàn)、發(fā)憤圖強(qiáng)、砥礪前行的壯志豪情一定會(huì)油然升起.

追溯中國(guó)的航天發(fā)展史，錢(qián)學(xué)森、鄧稼先、郭永懷等老一輩科學(xué)家用智慧、青春和熱血，創(chuàng)造了“兩彈一星”的功勛偉業(yè).進(jìn)入新世紀(jì)，2003年，首位中國(guó)航天員楊利偉遨游太空;2007年，首個(gè)月球探測(cè)器“嫦娥一號(hào)”九天攬?jiān)?2020年，北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)正式開(kāi)通;2021年，“天問(wèn)一號(hào)”火星探測(cè)器成功著陸火星表面……60多年來(lái)，航天史上創(chuàng)造出的“兩彈一星”精神、載人航天精神、北斗精神和探月精神，已經(jīng)成為中華民族的寶貴精神財(cái)富，積淀成深厚博大的航天精神.

“老一輩航天人至誠(chéng)報(bào)國(guó)的大擔(dān)當(dāng)、大情懷、大作為一直激勵(lì)著我們牢記使命、不懈奮斗.我們將以不負(fù)國(guó)家、人民期望的赫赫戰(zhàn)績(jī)，勇攀科技高峰！”這是新一代航天人的鏗鏘誓言，也應(yīng)是新時(shí)代學(xué)生的理想追求.在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的情感、態(tài)度、價(jià)值觀，不能硬貼標(biāo)簽，而是要讓學(xué)生有真切的感受，應(yīng)該將科學(xué)態(tài)度與責(zé)任的教育貫穿在教學(xué)的全過(guò)程中，其中，深入挖掘知識(shí)旨趣是轉(zhuǎn)識(shí)成智教育的精髓.

二、知識(shí)形式，啟思益智

知識(shí)形式，是指知識(shí)的思維方式、檢驗(yàn)方式和表達(dá)方式，由英國(guó)教育家赫斯特提出.物理知識(shí)形式的核心是物理學(xué)科的世界觀和方法論.學(xué)生的學(xué)習(xí)不僅僅是傳承知識(shí)內(nèi)容，更重要的是要學(xué)會(huì)思維方法.

物理學(xué)科核心素養(yǎng)包含物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任，其中科學(xué)思維是核心和靈魂，它主要包括模型建構(gòu)、科學(xué)推理、科學(xué)論證、質(zhì)疑創(chuàng)新等要素.為培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力，教師在教學(xué)中應(yīng)充分挖掘物理知識(shí)形式中的教育價(jià)值，努力還原知識(shí)的發(fā)生發(fā)展過(guò)程，讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究、體悟科學(xué)方法、學(xué)會(huì)推理論證、嘗試探索創(chuàng)新，從而激活學(xué)生的好奇心和問(wèn)題意識(shí)，提升學(xué)生的思維和探究能力，發(fā)掘?qū)W生的想象和創(chuàng)造潛能.

（一）思維方式，智慧閃光

伽利略首開(kāi)物理科學(xué)研究的先河，成為近代科學(xué)研究的奠基者.他在自由落體運(yùn)動(dòng)探究過(guò)程中所運(yùn)用的科學(xué)思維，在方法的價(jià)值上遠(yuǎn)高于物理知識(shí)本身.就邏輯思維而言，物理思維方法可分為：歸納與演繹、抽象與概括、分析與綜合、比較與分類(lèi)、類(lèi)比、等效等.就具體研究問(wèn)題的方法而言，又有：理想化方法、圖像法、整體與隔離法、控制變量法、近似處理方法等.

教學(xué)中，對(duì)于每一種思維方法，教者都應(yīng)成竹在胸，這樣才能駕輕就熟，引領(lǐng)學(xué)生理解、掌握，增益學(xué)生智慧.以歸納與演繹為例，歸納與演繹是科學(xué)研究方法中最常見(jiàn)的兩種推理形式.歸納是從個(gè)別上升到一般的推理方法，演繹是由一般性原則到個(gè)別性結(jié)論的推理方法，歸納和演繹是人們認(rèn)識(shí)事物的兩種相反的思維方法，兩者關(guān)系如圖2所示.

如在電與磁的研究過(guò)程中，法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象用的就是歸納法，麥克斯韋預(yù)言電磁波的存在用的就是演繹法.法拉第經(jīng)過(guò)十年艱辛探究，最后把產(chǎn)生感應(yīng)電流的情形歸納概括為五類(lèi)：變化著的電流、變化著的磁場(chǎng)、運(yùn)動(dòng)著的穩(wěn)恒電流、運(yùn)動(dòng)著的磁鐵、在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)著的導(dǎo)體.這五類(lèi)實(shí)驗(yàn)的一致結(jié)論是：磁通量的變化是產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因.麥克斯韋則將電場(chǎng)和磁場(chǎng)看成電磁場(chǎng)統(tǒng)一體的兩個(gè)不同方面，進(jìn)行了如下演繹推理：

大前提：電場(chǎng)和磁場(chǎng)都滿(mǎn)足波動(dòng)方程，可以說(shuō)電場(chǎng)和磁場(chǎng)都是一種波.

小前提：變化的電場(chǎng)總伴有磁場(chǎng)，而變化的磁場(chǎng)也總是伴有電場(chǎng).

結(jié)論：變化的電場(chǎng)與磁場(chǎng)互相激發(fā)必然形成電磁波.

據(jù)此，他預(yù)言了電磁波的存在，并推導(dǎo)出電磁波的傳播速度等于光速，同時(shí)得出結(jié)論：光是電磁波的一種形式.由此揭示了光現(xiàn)象和電磁現(xiàn)象之間的聯(lián)系，建立了經(jīng)典電磁理論.

在中學(xué)物理的學(xué)習(xí)和研究中，我們可以從理想氣體的三個(gè)實(shí)驗(yàn)定律出發(fā)，用歸納法推導(dǎo)出理想氣體狀態(tài)方程;從牛頓定律出發(fā)，經(jīng)過(guò)演繹推理，推導(dǎo)出動(dòng)能定理和動(dòng)量定理;等等.至于分析與綜合、抽象與概括……都是最常用的思維方法.由此可見(jiàn)，物理學(xué)習(xí)中培養(yǎng)學(xué)生的思維能力是教學(xué)的核心，是格物致知、轉(zhuǎn)識(shí)成智的關(guān)鍵所在.

（二）檢驗(yàn)方式，實(shí)驗(yàn)唯上

伽利略的科學(xué)思想方法可歸納為：觀察現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)問(wèn)題→提出猜想假說(shuō)→運(yùn)用邏輯（數(shù)學(xué)）推理→設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案→進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并收集證據(jù)→分析與論證→對(duì)假說(shuō)進(jìn)行修正和推廣.可以說(shuō)，所有科學(xué)成就的獲得，都離不開(kāi)以上科學(xué)思想方法的運(yùn)用，都要經(jīng)歷這樣的過(guò)程.

以原子結(jié)構(gòu)模型的建構(gòu)為例，實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)方式在對(duì)模型的不斷改進(jìn)中起到了至關(guān)重要的推動(dòng)作用.原子在希臘文中寓有不可再分之意.1897年，J.J.湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子，從而徹底否定了原子不可再分的神話，并提出原子結(jié)構(gòu)的棗糕模型.盧瑟福指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行[α]粒子散射實(shí)驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)該模型無(wú)法解釋[α]粒子的大角度散射，于是類(lèi)比行星模型，于1911年提出原子的核式結(jié)構(gòu)模型.1913年，玻爾創(chuàng)造性地將量子觀點(diǎn)引入原子系統(tǒng)，提出定態(tài)假設(shè)和頻率假設(shè)，建立了玻爾原子模型.1914年，德國(guó)物理學(xué)家弗蘭克和赫茲從實(shí)驗(yàn)上驗(yàn)證了原子分立能態(tài)的存在，為玻爾的能級(jí)理論提供了有力的證據(jù).這樣，玻爾模型打破了經(jīng)典物理一統(tǒng)天下的局面，為量子力學(xué)理論體系的建立奠定了基礎(chǔ).

教學(xué)中，教師應(yīng)將以上三種原子結(jié)構(gòu)模型的演進(jìn)過(guò)程（如圖3），條分縷析地給學(xué)生分析透徹，并說(shuō)明實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)的重要性.正是物理學(xué)家改變了“坐而論道”的純哲學(xué)思辨的方法，才在科學(xué)探究的道路上披荊斬棘，取得了舉世矚目的輝煌成就.其間，觀察和實(shí)驗(yàn)不僅是科學(xué)研究的起點(diǎn)，同時(shí)也是科學(xué)理論的仲裁者.一切被稱(chēng)為科學(xué)的理論，都必須建立在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)之上，并能接受實(shí)踐嚴(yán)格的、反復(fù)的檢驗(yàn)[4].我們?cè)谖锢韺W(xué)習(xí)中，就應(yīng)秉持這樣的態(tài)度和作風(fēng).

（三）表達(dá)方式，簡(jiǎn)潔優(yōu)美

當(dāng)我們透過(guò)自然界豐富多彩、紛紜繁雜的現(xiàn)象，看到高度凝練、簡(jiǎn)潔優(yōu)美的公式及表達(dá)時(shí)，不由得驚嘆物理學(xué)家的神奇功力.他們用簡(jiǎn)單至極的數(shù)學(xué)公式、簡(jiǎn)潔凝練的語(yǔ)言文字、直觀明了的幾何圖像來(lái)描述普適、自洽的物理概念和規(guī)律，讓我們看到了物理之美.

翻開(kāi)教科書(shū)，像牛頓第二定律[F=ma]，熱力學(xué)第一定律[ΔU=Q+W]，法拉第電磁感應(yīng)定律[E=nΔΦΔt]，愛(ài)因斯坦質(zhì)能聯(lián)系方程[E=mc2]等，無(wú)一不突出表現(xiàn)了物理規(guī)律簡(jiǎn)潔明快的特點(diǎn).而直觀明了的圖像也是描述物理規(guī)律的常用方法，它與數(shù)學(xué)公式相輔相成，相得益彰.如描繪質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)用[x-t]、[v-t]圖像，描述簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)、簡(jiǎn)諧波、正弦交流電等的圖像用正弦曲線表示（如圖4所示為簡(jiǎn)諧波的[y-x]圖像），對(duì)應(yīng)不同元器件的伏安特性曲線[U-I]圖像等.圖像的應(yīng)用不僅能簡(jiǎn)明扼要地呈現(xiàn)規(guī)律，而且能幫助學(xué)生直觀地厘清規(guī)律的內(nèi)涵和外延.

因此，在物理教學(xué)中，教師要讓學(xué)生學(xué)會(huì)科學(xué)的思維方式、理解精準(zhǔn)的檢驗(yàn)方式、掌握簡(jiǎn)捷的表達(dá)方式，從而胸懷全局，居高臨下，深入淺出，厚積薄發(fā).

三、知識(shí)內(nèi)容，求真臻美

海森堡說(shuō)：“美是真的光輝，簡(jiǎn)單則是真的標(biāo)志.”如上文所述的物理知識(shí)的簡(jiǎn)潔優(yōu)美，不僅是物理學(xué)家科學(xué)探究的不竭源泉，也是學(xué)生愛(ài)上物理、學(xué)好物理的強(qiáng)勁動(dòng)力.

當(dāng)然，物理知識(shí)的美不僅僅只有簡(jiǎn)潔美，還有對(duì)稱(chēng)美、和諧美、統(tǒng)一美等.因此要讓學(xué)生欣賞到物理知識(shí)的美，就要引導(dǎo)他們?cè)诨靵y中看見(jiàn)和諧，在多樣中發(fā)現(xiàn)統(tǒng)一，用心去感悟物理知識(shí)之美.這樣，才能以美激趣、以美求真、以美悟美，讓學(xué)生在求真、尚善、臻美的享受中學(xué)習(xí)物理知識(shí).

（一）對(duì)稱(chēng)美，賞心悅目

客觀世界千差萬(wàn)別、千變?nèi)f化，卻又勻稱(chēng)、協(xié)調(diào)，對(duì)稱(chēng)美俯首可拾、隨處可見(jiàn).對(duì)稱(chēng)也是人的審美習(xí)慣，許多藝術(shù)作品更是刻意追求對(duì)稱(chēng)美.中國(guó)古典建筑，如天安門(mén)、天壇、故宮等，更是將對(duì)稱(chēng)美做到了極致.中國(guó)古代的陰陽(yáng)太極圖正是這種對(duì)稱(chēng)美的絕妙寫(xiě)照.

物理教學(xué)中，教師應(yīng)有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生的對(duì)稱(chēng)思維，學(xué)會(huì)觀察并理解對(duì)稱(chēng)美.如：杠桿的平衡、平面鏡的成像、磁場(chǎng)的兩極、電荷的正負(fù)、作用力和反作用力等，表現(xiàn)了物質(zhì)的直觀形象在空間上的對(duì)稱(chēng);而季節(jié)的輪回、擺錘周期性的擺動(dòng)、器樂(lè)有節(jié)奏的彈唱等，則表現(xiàn)為時(shí)間的對(duì)稱(chēng)性[5].事實(shí)上，物理學(xué)中的對(duì)稱(chēng)美除空間對(duì)稱(chēng)、時(shí)間對(duì)稱(chēng)外，還有數(shù)學(xué)對(duì)稱(chēng)和抽象對(duì)稱(chēng).如：相干光在干涉區(qū)域內(nèi)都保持相等的條紋寬度，表現(xiàn)了物質(zhì)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的時(shí)空對(duì)稱(chēng);簡(jiǎn)諧振動(dòng)圖線、簡(jiǎn)諧波的波形圖線的對(duì)稱(chēng)性，表現(xiàn)了物理內(nèi)容在數(shù)學(xué)圖形上的對(duì)稱(chēng);萬(wàn)有引力定律[F=Gm1m2r2]與庫(kù)侖定律[F=Kq1q2r2]之間具有的對(duì)稱(chēng)性，表現(xiàn)了物理內(nèi)容在數(shù)學(xué)表達(dá)形式上的對(duì)稱(chēng);處于平衡態(tài)的氣體分子的熱運(yùn)動(dòng)在三維空間各個(gè)自由度上發(fā)生的概率相等，表現(xiàn)了物理內(nèi)容的抽象對(duì)稱(chēng)性.

可見(jiàn)，物理學(xué)中的對(duì)稱(chēng)美具有非常豐富的內(nèi)涵.電場(chǎng)和磁場(chǎng)、時(shí)間和空間、質(zhì)量和能量、物質(zhì)和反物質(zhì)、黑洞和白洞、正電荷和負(fù)電荷、磁北極和磁南極等的對(duì)稱(chēng)，無(wú)不閃耀著對(duì)稱(chēng)美的光輝.

（二）和諧美，妙趣橫生

愛(ài)因斯坦說(shuō)：“自然界中所有存在的事物，都是處于密切的相互聯(lián)結(jié)和普遍聯(lián)系之中，它們都服從普適的、固定不變的規(guī)律，整個(gè)宇宙就是由它們構(gòu)成的一個(gè)和諧有序的總體或系統(tǒng).”他還認(rèn)為，科學(xué)家和藝術(shù)家都是以“最適當(dāng)?shù)姆绞絹?lái)畫(huà)出一幅簡(jiǎn)化的和易于領(lǐng)悟的世界圖像”.物理學(xué)的和諧美主要表現(xiàn)在自洽、對(duì)應(yīng)和互補(bǔ)三個(gè)方面.

例如，牛頓的經(jīng)典力學(xué)是建立在絕對(duì)時(shí)空觀基礎(chǔ)上的，世界圖景是“筐子裝東西”式的“時(shí)空+物質(zhì)”模式，物體的質(zhì)量是不會(huì)因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)而改變的.但愛(ài)因斯坦的相對(duì)論，革新了物理科學(xué)的基本概念框架，世界圖景于是變成了“時(shí)空—場(chǎng)——物質(zhì)—流形”[6]，時(shí)空與物質(zhì)及其運(yùn)動(dòng)之間都有著關(guān)聯(lián)，物體的質(zhì)量[m=m01-v2c2]，它會(huì)隨著速度的增大而增加.于是，牛頓運(yùn)動(dòng)定律在研究微觀粒子的高速運(yùn)動(dòng)時(shí)就不再適用，但是針對(duì)宏觀低速運(yùn)動(dòng)的物體，牛頓運(yùn)動(dòng)定律還是有著很好的普適性.這就是高級(jí)理論對(duì)低級(jí)理論的包容，表現(xiàn)為對(duì)應(yīng)和諧美.

當(dāng)前輩物理學(xué)家努力建造一座和諧完美的理論大廈時(shí)，卻給后輩留下了諸多不和諧、不完備的矛盾，這預(yù)示著追求完美的物理學(xué)歷程是永無(wú)止境的.物理學(xué)中蘊(yùn)含著的美，吸引著一代又一代物理學(xué)家們?nèi)ヅ实?，進(jìn)而推動(dòng)物理學(xué)邁向一個(gè)又一個(gè)新高峰.

（三）統(tǒng)一美，美美與共

物理學(xué)的探究歷程可以說(shuō)是不斷追求“聯(lián)系”和“統(tǒng)一”的歷程.物理學(xué)家們?cè)诟惺茏匀唤缍鄻有缘倪^(guò)程中，逐步認(rèn)識(shí)到自然界的統(tǒng)一性，并執(zhí)著地追求物理理論的統(tǒng)一.

歷史上，牛頓力學(xué)是物理學(xué)上的第一次大統(tǒng)一，它把地上和天上的所有低速宏觀運(yùn)動(dòng)的規(guī)律統(tǒng)一起來(lái);物理學(xué)第二次大統(tǒng)一是能量轉(zhuǎn)化與守恒定律的建立，它揭示了力、熱、光、電磁、原子、化學(xué)等各種運(yùn)動(dòng)形式之間的統(tǒng)一性，成為自然界最重要、最普遍的規(guī)律之一;第三次大統(tǒng)一是麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論，它把電、磁、光統(tǒng)一起來(lái);第四次大統(tǒng)一是愛(ài)因斯坦創(chuàng)立的相對(duì)論，它把引力、時(shí)間、空間、物質(zhì)聯(lián)系起來(lái)，把時(shí)間空間的彎曲和引力作用統(tǒng)一了.如果我們遠(yuǎn)遠(yuǎn)地觀賞整個(gè)物理學(xué)理論大廈，必然會(huì)被它的絢麗多彩和高度統(tǒng)一所感染，產(chǎn)生一種美不勝言的激情.

物理的多樣統(tǒng)一美，是科學(xué)探究的終極之路，其間，必定還有漫長(zhǎng)崎嶇的道路要走.萬(wàn)有引力、電磁力、強(qiáng)相互作用、弱相互作用的統(tǒng)一工作尚在探索之中，量子力學(xué)的研究正方興未艾，引力波、暗物質(zhì)、量子糾纏、可控核聚變、宇宙的起源等的研究也在逐步推進(jìn).隨著這些重大疑難密碼的破解，物理學(xué)將會(huì)給我們呈現(xiàn)一幅更美麗、完整的畫(huà)卷.

我們?cè)诮虒W(xué)中，若能讓學(xué)生深度體察物理知識(shí)的“美”，進(jìn)而領(lǐng)略物理方法之美，感悟科學(xué)精神之美，用物理世界、事實(shí)世界中的美，去激活價(jià)值世界、精神世界中的美的求索，便可讓學(xué)生在物理之美的引領(lǐng)下，進(jìn)入由“求真的科學(xué)、尚善的文化、臻美的藝術(shù)”架構(gòu)的神圣殿堂，從而化知為能、求美啟德、推陳出新，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)識(shí)成智.

總之，轉(zhuǎn)識(shí)成智教育是在關(guān)注基礎(chǔ)性的前提下，更加重視綜合性、應(yīng)用性和創(chuàng)新性的一種教育方式，是讓學(xué)生在感悟知識(shí)旨趣中的“情”的同時(shí)，掌握知識(shí)形式中的“思”，享受知識(shí)內(nèi)容中的“美”，進(jìn)而真正理解物理觀念、把握科學(xué)思維、學(xué)會(huì)科學(xué)探究、落實(shí)科學(xué)態(tài)度與責(zé)任，以此不斷提升“能力”、連續(xù)自證“德性”、自由開(kāi)拓“創(chuàng)新”，實(shí)現(xiàn)智慧生長(zhǎng).

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