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对物理教学中美育的探索与尝试
对于学生的学习一直都有着这样的一句话:兴趣是最好的老师。而就“如何让学生对所学的知识产生兴趣”这一问题,各个学科之间的采用方式也可谓是各具特色,但如果让学生能够感受到知识的“美”,自然在一定程度上能大大提高其对知识的好奇与渴望,其学习效率也自然会大大提高。从这样一个角度去思考,在教学中渗透美育思想显然对学生的学习会有着很大的促进和推动。这不仅能体现在成绩上,本人认为更多地同样与现今提倡的“素养层面”有着相当的吻合度。
物理学科在本人看来是一门非常综合性的学科,它同样在渗透进了自然环境及现代人类社会的方方面面。因此在物理教学中若只谈物理本身不仅无法让学生感受到物理之美,同样与现在“无情景不成题”的中考思想背道而驰。因此发掘物理中的美学因素,有机地融入教学过程中,让学生学习物理的过程变成审美的过程,能够在愉悦的氛围中掌握物理知识与物理能力,逐步构建物理素养,可以有效地提高物理教学的质量。在本人刚刚从教的这几年里,也有意识地在尝试与探索。下面结合本人自身的实践简单谈谈的体会和看法。
一、物理之美是思想之美
物理学科作为大家公认的理科,对很多学生而言难度较大,难以学懂。有很大一部分原因是思想的落后。本人认为,物理作为一门古老的学科,从最初的自然哲学一步步发展成为现在的物理学科,这一艰难过程中不乏有出色的天才物理学家涌现,但毕竟“人与人的差别不可同日而语”。天才之所以成为天才,一个很关键的因素就是其跳脱于常人的天马行空的想法。看似跳脱,但若沿着其思想一步步分析下去,其实学生中的大多数也或多或少能够理解其中奥妙。因此将一个想法甚至理论尽可能追根溯源地向学生进行解释说明,不仅可以加深其对知识本身的理解,更能对物理学大神们精妙绝伦的思想折服,充分感受到物理学的思想之美。在与自身固有认识及当时历史局限性的大环境下的强烈对比之下,强烈的反差也同样加深了学生对物理思想的认识与思考。
譬如在关于《牛顿第一定律》的内容处理上,从亚里士多德的细致地对生活的观察得到的“力是维持物体运动的原因”,到伽利略的深入思考(包括“时间反演”的奇思妙想和巧妙的理想斜面实验)最终打破了亚里士多德的结论,认为“物体的运动不需要力来维持”。再经笛卡尔等人的完善,最终由牛顿总结出了著名的“牛顿第一定律”并收录在了他的著作《自然哲学中的数学原理》中。这一过程每每提起,本人都会不由自主地去赞叹当时物理学家思想的天马行空,也对那些敢于打破常理的思考模式的钦佩。当把这些内容再经课堂传递给学生时,对知识本身又将是一次升华。本人认为这样的升华不仅只存在于物理学科,但从科学中的升华比其他更能触动学生的内心。
二、物理之美是共鸣之美
在当今“无情景不成题”的中考大环境指导下,命题人也在不断尝试去设置新颖而又富有生活的情景作为载体来实现对物理知识和能力考察。在这些情景中不乏与日常生活的息息相关,而还有许多命题人也将目光放在了我中华泱泱五千年的文化积淀上。从古诗文中取景,与时事政治相连。这同样在指导教师在教学准备中应发散思维,紧跟时事,溯求经典文化中与物理相关的元素,付诸于教学实践中。在教学中感受物理之美,强调爱国思想,引起情感共鸣。这些在初中物理教材中也有着诸多隐含因素,如:在讲授相对运动时可引用如陈与义的《襄邑道中》(卧看满天云不动,不知云与我俱东);在讲授物态变化时,可引入欧阳修《醉翁亭记》中有关四时之景的描写,毛泽东的《沁园春·雪》等名作名篇;在讲授杠杆时可介绍我国古代著名的伟建工程;在讲授电荷时西汉王充在《论衡》中谈及的“顿牟掇芥”表明我国在古代便已发现摩擦起电现象;在讲授地磁场时宋代沈括在《梦溪笔谈》中最早提出了磁偏角的想法……适时穿插这些内容的讲解以激发学生的爱国热情和民族自豪感,这种共鸣的情感可谓是物理课堂的额外收获。
除了将中华传统文化与物理实际相结合的方式,本人认为还应该给学生尽可能地呈现出一个个有血有肉的立体的物理学家。物理学家不是神,他们也是普通人。不能因为其对人类做出的贡献而将他们神化至完美无瑕。名垂青史的物理学家也有缺点,被现代人反驳的物理学家也有贡献,毕竟科学就是在错误中不断进步的,不能被证伪的科学不是科学而是神学。本人在读过费曼自述的《别闹了,费曼先生》之后,一个善于思考和善于搞怪的物理学家的形象立马浮现于脑海,于是在学习其理论时也会感觉到轻松有趣。同理,在讲授时适当穿插些一些名人轶事不仅能让学生能在一个轻松愉快的氛围中学习理论知识,还能对教材中的名人不会产生一些过于不切实际的幻想。现在初中生正处于树立三观的关键时期,适时地让他们了解下“科学名人”头衔下的真实,本人认为也有助于其树立自己人生的榜样,追求自己认为的明星。比如:讲述亚里士多德的成就(现在教科书中基本都在推翻其理论);讲述伽利略在光学上的成就;介绍牛顿与胡克的矛盾等。
三、物理之美是和谐之美
我国著名物理学家李政道曾经说过他刚开始接触物理时便被物理的普适性所深深吸引,这对他今后选择从事物理研究产生了很大的影响。虽然初中阶段的物理学习很难让学生像李政道一样做出这样重大的人生选择,但退一万步来讲,让学生感受物理的普适的和谐之美,也可以极大提升学生的学习兴趣,提升教学质量。这点在本人看来上也是比较重要的,但是这需要有意识地给学生进行合理的扩充与拓展。我在实践中感受最深的有两个方面。一是对伽利略理想斜面实验的再次解读,二是对物态变化现象的宏观和微观的统一解读。
对于伽利略的理想斜面实验本人有三层粗浅的理解。其中在初中阶段可用到两条理解,即“关于‘力是维持物体运动状态的原因’的推翻”和“能量及守恒观点的认识”。初中力学要求学生认识两种分析力学现象的角度即“运动和力”角度和“能量观点”角度。借对斜面实验的描述:小球“记得”自己原来出发的高度,将该说法物理化即可得到:小球在该状态下存在一个与自身高度相关的物理量且这个量守恒。从而引出有关重力势能的概念,而在分析其运动过程中可以很容易得到“动能”与“重力势能”相互转化的内容,进一步对“机械能”内容进行展开。本人认为这种展开不仅可以很好地让学生对前面的知识重拾印象,同时又对其能力进行了迁移,也为之后采用能量观点分析力学现象做了很好的范例,是“温故知新”的典型体现。
在讲授“物态变化”过程中,学生对熔化及汽化的细碎知识点难于理解,鉴于学生当时的能力有限,我先在此处挖坑。待初三学习微观理论或在中考一轮复习时从微观角度重新分析发生物态变化时的微观粒子发生的行为,加深学生对物态变化过程的理解及用能量观点分析问题的思路。这种宏观与微观的和谐之美,也让学生能够初步体会到理论自洽的重要性和美感。(纵观中学物理内容,在热学方面知识点删减较多,但鉴于其与生活的关联,本人认为可在该方面拓展稍多内容如热传递的三条途径等以帮助学生建立较为完整的知识结构。)
四、物理之美是实验之美
物理学是一门以实验为基础的实验科学,对实验的重视程度无论从教材编排,课标要求还是在中考命题中,实验情景均为十分重要的情景。同时,实验中发现的诸多意料之外的结果也催生了一大批全新的理论解释来丰富物理学大厦的建设。可以说,实验与理论是物理学发展的两条腿,并驾齐驱方可快速前进。而教学环境的改善也极大的促进的实验教学的进步,因此,实验在中学物理的教学中的重要性也与日俱增。但本人认为,物理中的实验绝不仅仅局限于实验室中,而应该渗透在物理教学的方方面面。在做实验时尤其应当重视学生自己设计的实验及各个独立实验的联系与迁移。在学生自己设计实验时,不仅要关注与预期相符的结果,更要强调与其不符的细节。另外也要关注在实验中体现的物理思想及对操作的准确叙述,对实验本身的不足及其改进措施同样要引起重视,让学生在实验中能感受到知识的形成过程,能感受到实验成功带来的喜悦也不忘在失败时的思考原因,让学生树立一个综合性,立体性,客观性的实验观,让知识依附实验而非让实验迎合知识本身,这也正是实验所带来的美的享受。
五、物理之美是理性之美
物理学的本质即用客观的语言来描述客观的世界,自染世界的变化本就不以人类的一直为转移。而自然变化本质的描述自然也需要简洁而富有逻辑的语言进行描述——这是物理学科普适性的必然结果。因此对物理中原理定律的原因分析必须深入分析,甚至“咬文嚼字”地分析,从中去挖掘其内涵、外延、成立条件等关键信息,毕竟充分的理解是能够应用的前提。本人水平有限,在实践中只尝试用此方式对“牛顿第一定律”进行了分析。
初中阶段“牛顿第一定律”的表述为:一切物体在没有收到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。这里本人认为最重要的“没有”和“不”的区别:汉语中这两个词具有相同的意思,但却具有不同的情感色彩。本人认为“没有”一词是客观的叙述,而“不”一词则具有较强烈的主观意愿,因此不可换用。如此强调不仅可以让学生感受到物理的严谨之美,也可以为更容易说明“没有收到力的作用”这一条件的理想性,加深学生对“牛顿第一定律”是理想实验定律的理解,另外也为后续引出“惯性”概念作为铺垫。
除了语言的逻辑美之外,作为典型的理科科学。采用数学这一最简洁、最直接、最富逻辑的语言来描述自然也是必不可少的,尽管在初中阶段以定性分析为主,但适当从数学上进行拓展不仅有助于学生对已有数学知识的巩固,同时也可更深层次地感受知识的形成过程,面对一些侧重数学的题目时也可以更加地得心应手,从容应对。
鉴于本人的水平有限,经验不足,实践尝试也有很多不尽人意之处,只是粗浅地将个人感觉可行或效果尚可的探索过程进行了简单整理,但物理的美感其实远远地超过以上所提及的几点。从本人角度看,无论是从物理思想(如对称、等效、极限、量纲等),物理方法(如控制变量、比值定义、等效替代等)甚至于对某道习题的不同角度的解法或者解决一道难题时的成就感都是很大的美的享受,而物理课堂上良好浓厚的学习氛围、操作规范的演示实验,清晰工整的板书,卷面整洁的课堂作业或展示等也都是物理学科美育意识的体现。今后本人将进一步挖掘中学物理课程中的美学因素,在讲授教学中进一步深入探索尝试对美育的渗透,定能对自己的教学能力有所提高,而不断提升教学质量也是一个教师对学生负责的体现。





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