【摘 要】物理学本身是一个美的世界，蕴含着丰富的科学美，认识与发掘物理学中的美，从美的角度去认识物理、研究物理，可以培养学生物理学习的情感、兴趣和动机等非智力因素，改善思维结构等，加深对物理的理解，培养科学的审美观念。本文提出了物理教学中融入美育的重要性和必然性，这是符合物理教学论原则及素质教育要求的。
【关键词】物理科学美 审美 美育 艺术
【中图分类号】G632 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810（2014）28-0125-02
一 物理科学美的丰富内蕴
1.物理科学的实验美
实验，是科学研究的重要环节。实验美，是科学实验展示出的美，它贯穿于整个物理实验过程，体现在新巧的实验设施、精湛的实验技术、完美的实验成果等方面。物理科学实验美包括实验设计美、实验装置美、操作美、现象美、结果美……
经典物理学中的伽利略自由落体实验、伽利略匀加速运动实验等，无不表现出物理实验美。实验的奇异美，还能强烈激发学生的学习兴趣。例如，在新生开学的课堂上，笔者会给学生演示尖端放电现象、多钢球刚性碰撞、“饮水鸟”实验、两书互相交叠的摩擦力实验、起电机静电实验、磁悬浮实验、牛顿管、共振现象演示等。实验过程中，让学生参与其中，他们热情洋溢，求知欲得到极大激发。
亲自动手设计实验，使人产生强烈的愉悦美感。云南省会泽县茚旺高级中学成立的科技兴趣小组，每周一在课外活动时，实验室全部对外开放，几个教师在实验室辅助学生做他们自己想做的实验、小发明。利用闲置物品、损坏仪器、废旧家用电器、生活用品等来进行实验，另外还网购了一些材料让学生进行组装和探究。学生在此过程中玩得不亦乐乎，在实验中探求实验的内在美和实验设计美，从而激发学生的学习兴趣和持久动力。同时，实验过程中也提升了学生的思维能力和创造能力。
2.物理科学的方法美
物理科学方法美是指物理学研究方法和思想方法所展现的美。作为一门实验科学，物理学研究不拘于严密的完全归纳，大胆地根据有限的实验，归纳出许多规律。事实证明，根据有限的实验做出的这种不完全归纳，在经受了有限次实验（践）检验之后，已有效地形成了科学的内容和体系。经典物理学中，伽利略的研究方法是：对现象的一般观察→提出工作假说→运用数学和逻辑的手段得出特殊推论→通过物理的或思想的实验对推论进行检验→对假说进行修正和推广。在现代物理学的研究中，人们更注重于关系和模型。
数学在物理中的应用美，数学成为物理语言中最简练、最凝聚的语言。数学推导看起来虽很繁难，但当未知的茫茫宇宙与微微粒子的物理世界化为有限的几个数学公式时，简单美就会跃然纸上。
物理学之美还体现在物理本质的简单美，物理规律具有简洁美。例如，牛顿第二定律的表达式F=ma，就揭示了一切物体的机械运动规律；爱因斯坦的质能方程E=mc2，既揭示了能量与质量的关系，又解释了核反应的质量亏损。物理中的对
称美，如万有引力公式F= 和库仑定律F= 。
3.物理科学的理论美
阐明科学真理的科学理论既有理性的光辉又有艺术的色彩。科学家们还刻意追求理论的美和理性的美。他们把手里的论文和实验报告看作是人类追求自然本质美的忠实记录，看作是人类理性美的忠实记录。
伟大的物理学家爱因斯坦发现的相对论，便是这个科学世界中一件绝美的杰作，著名物理学家朗道等曾把相对论看作是一切现有物理理论中最美的一个。玻恩也赞美道：“它在我看来像是一件伟大的艺术品，从远处看去真令人喜爱和值得赞美。”一个物理理论的正确必须是“外在的事实证明”和“内在的完美”的统一。科学理论的博大精深和简明透彻给人们以强烈的美的感染，这丝毫不逊色于艺术作品所给予人们的美的享受。酷爱音乐的爱因斯坦，视科学理论的美为“思想领域最高的音乐神韵”，说它能给人以“一种壮丽的感觉”。曾荣获1978年度爱因斯坦奖金的英国理论物理学家史蒂芬·霍金，他以自己对“黑洞”理论的新见解打破了关于“黑洞”的传统看法，因而轰动了科学界。著名物理学家西雅玛认为霍金的论文是“物理学有史以来最出人意料的、最漂亮的论文之一”。另一位著名的“黑洞”理论专家说，霍金的成就好像是莫扎特创作了一整部交响乐一样，把整个宇宙都记在脑子里了。无论怎么说，科学理论都可以是美的，也应该是美的。
二 物理科学美的教育
1.物理教学中要重视物理美学教育
物理美学思想是一种重要的思想方法，因此在物理教学中要贯穿物理美的教育。美籍物理学家杨振宁博士曾写了《美与物理学》的文章，文中说道：“用专业知识教育人是不够的，通过专业教育，人只可以成为一种有用的机器，但不能成为一个和谐发展的人。”因此，在物理教学中进行审美教育和美感教育是素质教育的重要组成部分。
对学生进行物理美学教育时，教师要让学生从物理美的几个特性去领悟物理知识中的“美”“妙”所在，从而激发学生学习物理的兴趣，同时让学生感受物理学家追求完美的精神。教师在教学的形式和手段上，要重视从实验的设计思想和观察现象上培养审美感。学生在欣赏和体验美的同时，就学到了相关的物理知识，在玩中学，岂不乐哉！记得我的一位学生对我说：“老师，听你讲物理课就是一种享受。”就是由于我讲课的同时穿插了美育故事并加以启迪。揭示物理知识中的美，培养学生的审美观和鉴赏美、创造美的能力。学生的这种追求美的意识将会成为其投身物理研究的动力源泉。
2.中学物理教学中物理美育的实施途径
物理教育中的美育要求教师根据物理学的特点和学生的审美心理特点，在物理教育的各个环节进行美育渗透，挖掘物理思想、理论框架、物理规律中美的因素，培养学生美的感受力、鉴赏力和创造力，寓美育于知识教育之中。当然，教师首先应具备一定的审美能力，通过不断地进修和学习来提高。
教师在实施美育时，多鼓励学生大胆想象。在课外活动时通过网络观看宇宙、自然的美妙。建议学生看中央电视台科教频道，激发学生的审美创新意识。我们还为学生创造宽松的学习园地，如科技兴趣小组、报刊阅览室等。研究表明，科学与艺术互有促进性，绝大多数科学家都酷爱艺术，艺术能促进想象力。由此，我们的艺术课一直上到高三，从而加强了学生的发散创造思维。在教学过程中，教师要教会学生应用和建构物理模型，通过模型法来促进学生的认知发展，激发学生学习兴趣，从而提高学生对中学物理的学习兴趣。
物理学研究自然界物质运动最普遍的规律以及物质的结构和相互作用。自然界中的物质种类繁多、运动错综复杂，物理学家巧妙地从复杂的现实世界中，抽象出最简单的各种物理模型。在形成理想模型时，舍弃次要的、非本质的因素，将复杂变为简单，既简洁又美观、既抽象又形象，给我们带来物质世界美的享受。所以，物理学家对物理学的探索过程，就是对物理科学美的创造、鉴赏、再创造的过程。
参考文献
[1]〔美〕S.钱德拉塞卡.真与美：科学研究中的美学和动机[M].北京：科学出版社，1992
[2]王宏金、程民治.物理科学臻美概论[M].济南：山东教育出版社，1996
〔责任编辑：庞远燕〕
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