高中物理课程中的艺术资源开发与鉴赏

高中物理课程中的艺术资源开发与鉴赏江西省彭泽县教研室 王华宏 332700 内容摘要 本文从新课标的目标与要求出发，阐述了高中物理课程艺术资源存在形式，同时论述了开发这一资源的方法与意义。关键词 艺术资源 存在形式 开发意义新的高中物理课程标准要求我们一线的教育工作者要以全新的教学理念，投身到教学改革的洪流中去，尤其要认真地去把握新的课程目标。新课程具体目标包括三个方面：知识与技能；过程与方法；情感态度与价值观。其中对情感态度与价值观的重视，是教育价值的最高标准的体现。具体标准中的情感态度与价值观是以情感为中心，以塑造学生完美人格为目的的教育目标。这就要求我们在教学工作中充分利用现有的课程资源，因地制宜、多渠道、多方式地开发新的课程资源，从而切实提高教学效益，促进课程改革的顺利实施。本文拟就高中物理教学中艺术资源主要形式和开发意义两方面加以探讨。第一，高中物理教学中艺术资源的存在形式随着科学的社会化与社会的科学化，科学美日益受到人们的重视。这里，科学美是指自然的美。虽然传统意义上艺术的美指的是社会的美，然而在科学与社会结合的如此紧密的当今社会，艺术美自然而然地渗透到自然美、科学美的各个领域。高中物理教学过程中蕴藏着丰富的美感，在教学中不断深入地进行探究，能让学生领略到大自然的奇妙与和谐，激发学生探究自然界奥秘的兴趣，发展学生对科学的好奇心与求知欲。高中物理教学过程中自始至终都存在艺术的资源。高中物理知识体系中所蕴含的美主要表现的有对称美，简洁美、和谐 统一美。一、对称美由于物理学揭示了自然界物质的存在、构成、运动及其转化的对称性而产生了美感，称为物理学的对称美。物理学的对称主要表现为时空对称、数学对称和抽象对称。时空对称表示物理现象（或系统）在时空变换下的不变性。物理学中的时空对称有时间对称、空间对称、时间与空间同时对称三种。如力矩的平衡、平面镜的成像、磁体的两极、电荷的正负等，它直观形象表现了物质在空间上的对称；匀速运动的速率在运动过程中的任一点都相等，相干光在干涉空间任一区域都保持相等的条纹宽度等表现了物质在运动变化过程中的空间对称；周期频率等表现了时间对称；简谐运动、斜上抛运动、竖直上抛运动表现出既具有时间对称，又具空间对称的特点等等。数学对称表示物理内容在教学形式（图与式）上的对称性。如简谐运动的运动图线、简谐波的波动图象具有对称性，这种对称性表示了物理内容在数学图形上的对称。万有引力定律F= 与库仑定律F= 之间, 质点力学中的动量定理Ft=p与动能定理Fs=Ek之间都具有对称性表明物理内容在数学公式上的对称。抽象对称表示以抽象的方式所反映出的物理内容的对称。由于在无穷大或无穷小的尺度上研究物理问题，很难具有直观性，故很多物理形象及物理内容所呈现的对称具有抽象性。如太阳系模型与波尔的原子结构模型在形式上的对称。处于平衡态的气体对容器壁的压强处处相等，单色光的双缝干涉从光的波粒二象性的角度进行解释，这些都体现了物理内容抽象的对称美。二、简洁美由于物理学揭示了自然界物质的存在、组成、运动及其转化等规律的简单性而产生了美感，称为物理学的简洁美。它主要表现在高中物理的理论与方法两个方面。从高中物理理论上来看，在姹紫嫣红的物理世界中，各种物理现象千差万别，但在本质上却可逻辑地归结为为数不多的若干基本概念和原理。例如：牛顿定律在宏观低速情况下，将各种机械运动的规律组成了一个井然有序的集体，万有引力定律统一了宇宙中的任何两个物体间的相互吸引，开普勒行星三大定律总结了浩瀚宇宙中行星运动的普遍规律。法拉第和愣次所总结出的电磁感应规律使纷繁复杂的电磁感应现象形成了一个和谐圆满的家庭等等，这些都体现了高中物理理论整体的简洁美。高中物理理论的简洁美还表现在物理概念与物理规律的表达方面。如力是“物体间的相互作用”，用科学、准确、简洁、易懂的语言表达了力的本质。又如E=n/t 概括了法拉第电磁感应定律；F=ma高度准确地表达了物体运动状态变化时所遵循的物理规律。F=kx表明了所有简谐运动所具备的本质特征。高中物理方法的简洁美是指高中物理教学中的研究方法与思维方法所展现的简洁美。随着物理学的建立与发展，产生了一系列的研究方法与思维方法，它们也成为了高中物理结构的主要组成部分。物理学作为一门实验科学，在研究过程中常常根据有限的实验归纳出一般的结论。有时甚至从一个或几个实验事实提出假说，再直接或间接地经过有限的实验证实后，便纳入物理学的理论体系。这种归纳概括、提出假说和实验验证的过程就没有考证所有可能的情况，给人一种简洁的美感。高中物理中的理想化方法是从多维的具体形象中，抓住最具有本质特征的主要形象，舍弃一些次要形象，建立起一个轮廓清晰、主题突出的新形象，从而简化物理问题，显然，具有简洁美。物理学是一门严密的理论科学，数学方法是高中物理知识体系中常用的一种研究问题的方法。一个简明的数学公式和数学图形可以概括丰富的物理内容。如=h、P=h/ 把微观粒子的粒子性与波动性有机地结合起来了，并定量地给出了描述粒子能量和动量P与描述波的频率和波长之间的关系。三、和谐统一美高中物理的和谐美主要是指由于物理理论揭示了自然界物质存在、构成、运动及其转化等规律在整体上的和谐性而产生的美感。自然物与创造物间和谐统一。地球上所有生命的存在都依懒于太阳的光和热，太阳的光与热来源于太阳内部不断进行的核聚变反应，而人类制造的氢弹与太阳内部存在着类似的聚核反应。自然界中存在具有磁性的矿石，而人类用磁化的方法使软铁具有磁性，也可以让螺线管通电来产生磁。类似这些问题，说明人与自然，创造物与自然物之间的和谐统一。宏观物体与微观物体的和谐统一。八大行星在各自的轨道上绕太阳运行，在核式结构模型里，所有电子都在各自的轨道上绕原子核旋转。太阳系和原子的核式结构的相似性，说明了宏观物体与微观物体和谐统一特征的存在。动量守恒定律是一个简洁的定律，该定律既适用于研究宏观物体的物理问题，又适用于研究微观物体的物理问题，这一点说明宏观物体与微观物体在研究方法上，存在着和谐统一的特征。在高中物理中，有许多关于宏观物体与微观物体之间的和谐统一的特征。高中物理教学方法中的和谐统一。例如：在引力场的静电场中，讨论重力做功与重力势能变化，电场力做功与电势能变化，结论都可用W=EP表示（EP在重力场表示重力势能的增量，在静电场中则表示电势能的增量）又如：V=/T 既适用于机械波，同时也适用于光波，无线电波等。有时，我们还把金属中的自由电子模拟成理想气体来研究。第二，高中物理教学中艺术资源开发的意义新课标的具体目标中一个重要的目标是情感态度与价值观，情感不仅指学习兴趣、学习动机、学习热情，而且还指内心的体验与心灵世界的丰富。态度不仅指学习态度、学习责任，而且还指乐观的生活态度、求实的科学态度、宽容的人生观。高中物理教学中艺术资源的开发是具体实施高中物理新的课程标准的教学工作中最坚实的一个步骤。在高中物理教学中不断开发艺术资源，能够使学生真正实现个人价值与社会价值的统一，科学价值与人文价值的统一，人类价值与自然价值的统一，从而使学生从内心确立起对真善美的价值追求，以及人与自然和谐发展的理念。在高中物理教学中，不断开发艺术资源，让学生用诗的意象来表达物理世界的丰富多彩，用艺术的手法来模拟物理过程，包括物理学家的研究过程和物理变化本身具有的戏剧性过程，是实施素质教育的良好载体。学生通过对高中物理艺术资源的思考，能够体会到物理学美的一面，得到一种美的熏陶和美的享受，更重要的为培养创新型人才提供了极好的途径。在高中物理教学中，不断开发艺术资源，可以培养学生的学习兴趣。基于高中学生的特点，高中物理教学的各个环节都应把学生的学习兴趣的培养放在首位，在实际的教学中合理开发艺术资源，能满足学生的好奇心，引导学生的好奇心，让学生品味科学家的好奇心。合理开发艺术资源，可实现寓教于乐。正如孔子所说：“知之者不如好之者，好之者不如乐之者。”同时也可以让学生体验到探索自然规律的艰辛与喜悦。在高中物理教学中，不断开发艺术资源，可以培养学生合作与交流的精神。我们已进入飞速发展的信息社会，能与他人合作与交流是现代人必备的素质。在物理艺术教学的氛围中，学生共同编写和表演短剧、小品、相声等，增强与他人的接触与交流，认清个人以及他人的需求和兴趣，合理解决冲突，达成必要谅解，懂得他人和社会群体在个人生存与发展方面的重要性，体验关怀与温暖，同时经受住由于理想与现实间的差异所引起的压力，增强承受挫折的能力。通过与人交往形成团队合作的精神，能够从关爱他人、帮助他人的过程中获得深刻的体验和满足。其实，高中物理教学资源的存在形式与开发的意义远不止此，以上所述只是冰山一角，相信在不断的探索与研究以及不断实践的过程中，我们会开发出更多的艺术资源，培养出适合时代发展需要的有知识、有能力、有纪律、身心健康的创新型人才。参考文献：1 李尚仁高中物理课程标准教师读本华中师范大学出版社 2003年版。2 贝弗里奇科学研究的艺术科学出版社1979年版。