中学物理中的理性之美.docx

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1、中学物理中的理性之美 摘 要:本文认为,中学物理的理性美,表现在:物理美,既有感性形态美,又有抽象的理性美,以及牛顿力学中的物理美,因此我认为,物理教学中要重视物理美学教化。 关键词:物理;理性美;美学教化 中图分类号:G427 文献标识码:A 文章编号:11012-7731(2022)12-049-01 大千世界,芸芸众生,蕴含着数不尽的美,高天流云,松涛飞瀑,清泉明月是自然之美;大震当头用自己微弱的躯体掩护学生,把生的希望留给学生,这是一名老师对人性之美的高度诠释;范仲淹之先天下之忧而忧,后天下之乐而乐是先贤修行之美的外显;风景美,心灵美一切美妙的事物都让人心驰神往。在物理学科中,所蕴含的

2、理性之美扑面芳香,同样也令人心悦诚服,聊以成文以记之。 一、物理美,既有感性形态美,又有抽象的理性美 物理美更多的是理性之美,美感以理性学问为基础、依据抽象思维。观赏音乐美要有富于乐感的耳朵、观赏造型美要有艺术的眼睛,要想感受物理美,不只是耳朵和眼睛,而是全部心灵。物理学家费尔德曾指出:“当你领悟一个精彩的公式时,你会得到犹如听巴哈的乐曲一样的感受。” 天体物理学家开普勒一见到哥白尼的天体运动论一书后曾兴奋地说:“快乐心情去观赏它的美。”虚假的东西谈不上美,一切美都必需以真为基础。物理美首先体现在物理学的理论和试验揭示了自然界的奇妙,反映出物质运动的客观规律,具有真理,因而才有美可言。和谐统一

3、性:神奇的太空中天体的运动,在开普勒三定律的描绘下,显出多么的和谐有序。物理学上的几次大统一,也显示出美的感觉。麦克斯韦电磁理论的建立,使电和磁实现了统一。爱因斯坦质能方程又把质量和能量建立了统一。光的波粒二象性理论把粒子性、波动性实现了统一。爱因斯坦相对论又把时间、空间统一了。简洁明快性。物理美的简洁明快性,体现在物理规律的数学语言上。对称性:一般人的印象中,美首先表现为对称。这种对称一般指物体形态的对称性,深层次的对称则表现为事物发展改变或客观规律的对称性。大自然充分体现了对称性的存在。例如: 各种植物的叶、花瓣、果实,各种动物、人体的外形。在建筑设计方面,如天安门、赵州桥等等,都会给人以

4、庄重肃穆,稳定平衡,坚如磐石之美。各种几何图形,如圆、球椭圆、双曲线、抛物线等等,都体现出对称性。物理学中各种晶体的空间点阵结构具有高度的对称性。竖直上抛运动、简谐运动、波动镜像对称、磁电对称、作用力和反作用力对称、正粒子和反粒子、正物质和反物质、正电和负电、n极与s极等等都是。预见性。正确的物理理论,不仅能说明当时已发觉的物理现象,更另人赞美的是,它能预见当时无法探测到的的物理现象。例如麦克斯韦电磁理论预见电磁波存在,卢瑟福预言中子的存在,菲涅耳的衍射理论预言圆盘衍射中心有泊松亮斑,狄拉克预言电子的存在。精致性。卡文迪许扭称和库仑扭称非常精致,简直堪称一种艺术珍品。而旋转八面镜法测光速,其实

5、该设计也非常的精致。 二、 感受牛顿力学中的物理美 牛顿是近代自然科学的鼻祖,他的传世杰作自然哲学的数学原理建立了第一个科学的力学体系,充分体现了牛顿的物理美思想。主要体现在以下几个方面:牛顿把自然界中多种多样的物理抽象成志向模型:质点,从而使一个错综困难的自然界被简化为一个由多数质点组成的体系,物体之间的空间关系顿然显得清楚可辨,充分体现了牛顿以简御繁的宏大才能和天才的构想。世界万物不是孤立的,它们都处于相互影响和相互作用之中。牛顿把物体之间相互作用定义为力,并建立了力作用的普遍规律:牛顿三大运动定律。运动定律的建立,使困难的物质运动,显出惊人的有序和和谐。从苹果落地到万有引力定律的发觉,使

6、遥远的天体,神奇的太空,再次显示出和谐有序。行星的运动,彗星的如期出现,海潮涨落,天体质量的测定,新行星的发觉,都在牛顿描绘下是如此的必定,从而破除了各种迷信和邪说。牛顿不仅以最简的物理图象去描绘错综困难的世界,而且还用最简洁的数学语言构建了一个完整严密美丽的逻辑体系。牛顿其次定律和牛顿第三定律以及万有引力定律是多么的简洁明白、严密完整。许多物理学家把牛顿的几个定律誉为“神仙写出的公式”。牛顿为后人展示了一种用数学方法去探讨物理问题的典范。牛顿力学的物理美,不仅能正确描述当时知道的和探测到的物质运动的有序规律,而且还能预见到客观世界中尚未为人视察到的事物的存在。关于引力常数的预言,天王星和海王

7、星的相继发觉,都证明了牛顿力学理论的正确与真正的科学美。在西方高校的文科科学观赏课程中,把万有引力内容作为观赏的重要章节,更说明牛顿力学具有美的观赏价值。物理美学思想在物理学探讨中的重要作用。物理美不仅具有观赏价值,更重要的是,物理美学思想是一种特别规的创建性思维方法,是探讨物理现象、探究物理规律的重要思想方法。牛顿在原理一书中说得明白:“自然界不做无用之事,只要少做一点就行了,多做了却是无用。因为自然界喜爱简洁化,而不爱用多余的缘由夸耀自己。 三、物理教学中要重视物理美学教化 对学生进行物理美学教化可从以下几个方面进行:传授物理学问时。要让学生从物理美的几个特性去领悟物理学问中的“美”“妙”

8、所在,去激发学生学习物理的爱好,同时让学生感受物理学家追求完备的一种精神。如法拉第通过十年坚持不懈努力,发觉了电磁感应现象;布拉凯特从2万多张云室照片中的40多万条粒子径迹中发觉8条产生分叉用这些事例去激发学生崇尚科学、勇于进取、追求真理。在物理教学的形式和手段上,要重视从试验的设计思路和视察物理现象上培育审美感。有目的地进行美育渗透,使学生审美实力不断提高。还可以创建条件,让学生多做小试验,搞点探讨性课题和充分利用多媒体影象设备进行教学,从而增加学生学习爱好及美感。提高学生的个人文化品质素养。爱因斯坦演奏小提琴艺术水平很高,杨振宁在音乐、诗歌、绘画诸方面的造诣都很高,许多科学家的文化素养都超出常人。因此提高学生的文化品质素养、拓宽学生学问面,都可以增加美感和提高科学的审美实力。 第5页 共5页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页第 5 页 共 5 页

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