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物理學中的美論文
物理學中的美論文【1】
摘 要:由于物理學所反映的是自然界豐富多彩的運動形式及規(guī)律性,也就同時展現了自然界在結構上的對稱、和諧與韻律美.在物理課堂中引導和培養(yǎng)學生發(fā)現、探索物理之美,讓學生置身于美的環(huán)境中去學習物理,會極大地調動學生的學習和研究物理問題的興趣,學習效果也會事半功倍。
關鍵詞:物理;教學;物理美
《物理新課標》中指出:“物理課程應貼近學生生活,符合學生的認知特點,激發(fā)并保持學生的學習興趣,通過探索物理現象,揭示隱藏其中的物理規(guī)律,并把其應用于生活實際,培養(yǎng)學生的探索樂趣,良好的思維習慣和初步的科學實踐能力。”中學生對發(fā)生在他們身邊的現象比較敏感,也比較好奇,更加容易有認識本質的沖動,這時候我們物理教師要注意引導學生去發(fā)現其中的物理奧妙,引導和培養(yǎng)學生發(fā)現、探索物理之美,讓學生置身于美的環(huán)境中去學習物理,從而提高學習興趣。
物理學固然不是美學,但是生活中處處有美,物理學中也包含著美。
由于物理學所反映的是自然界豐富多彩的運動形式及規(guī)律性,也就同時展現了自然界在結構上的對稱、和諧與韻律美。
由于科學理論的首要目的是表達人們發(fā)現的自然界中存在的和諧,所以我們一眼就能看到這些理論具有美學價值。
衡量一個科學理論的成功與否,事實上就是對它的美學價值的衡量,也就是衡量它給原本混亂的東西帶來了多少和諧。
一、物理學中的“統(tǒng)一美”
世界上一切事物都是相互聯系的,作為自然科學的物理來說,現象和本質必然是相互聯系的,什么樣的本質往往就反映出什么樣的現象。
而且本質和現象并不是孤立的。
生活中我們不難發(fā)現,食用油總要浮在水面上,就是這樣一個司空見慣的現象,卻是一個重要的本質決定的,那就是由食用油的密度比水的密度小。
平時我們不難發(fā)現有很多人需要佩戴眼鏡,那么你知道他們佩戴的都是什么眼鏡嗎?讓我來告訴你吧,一般來說老年人佩戴的是凸透鏡,青少年佩戴的是凹透鏡。
為什么呢?原來老年人的晶狀體的會聚能力過弱,成像在視網膜之后,從而看不清近處的物體,而佩戴的凸透鏡對光線有會聚作用且能使成像向前移落在視網膜上,從而能看清近處的物體。
而青少年的晶狀體的會聚能力過強,成像在視網膜之前,從而看不清遠處的物體,而佩戴的凹透鏡對光線有發(fā)散作用且使成像向后移落在視網膜上,從而能看清遠處的物體。
通常情況下視力的缺陷就是我剛才提到的兩種,即遠視和近視。
其實視力的缺陷還有很多,如弱視、斜視等等。
二、物理學中的“簡潔美”
杠桿平衡條件(即杠桿原理):動力乘以動力臂=阻力乘以阻力臂,(F1L1=F2L2)就是一個美的典范。
生活中的杠桿何其多,可能很難有人說清楚,但他們平衡時動力、動力臂、阻力、阻力臂之間的關系都必須符合剛才所給出的公式。
一個如此簡單的公式,卻是所有杠桿平衡時所滿足的共同條件。
能不令你驚嘆嗎?在物理學中:像杠桿平衡公式這樣形式簡潔,內容深刻,作用很大的公式還有許多。
如阿基米德原理公式、速度公式、壓強公式、歐姆定律公式、密度公式等等。
三、物理學中的“生活美”
物理來源于生活,生活處處有物理,比如廚房中的熱學知識 ;
1、磨菜刀時要不斷澆水,是因為菜刀與石頭摩擦做功產生熱,使刀的內能增加,溫度升高,刀口硬度變小,刀口不利;澆水是利用熱傳遞使菜刀內能減小,溫度降低。
2、煮食物并不是火越旺越快。
因為水沸騰后溫度不變,無論怎么加大火力,也不能提高水溫,結果只能加快水的汽化,使鍋內水蒸發(fā)變干,浪費燃料。
正確方法是用大火把鍋內水燒開后,用小火保持水沸騰就行了。
3、冬天水壺里的水燒開后,在離壺嘴一定距離的地方才能看見“白氣”,而緊靠壺嘴的地方看不見“白氣”。
4、液化氣是在常溫下用壓縮體積的方法使氣體液化再裝入鋼罐中的。
使用時,通過減壓閥,液化氣的壓強降低,由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài),進入灶中燃燒等。
四、物理學中的“文學美”
物質和意識的辯證關系告訴我們,物質具有客觀性,意識是主觀的,物質決定意識,反過來意識對人認識客觀物質世界有能動作用。
正是由于客觀物質世界的美,物理規(guī)律概念的美。
因此古今中外的作家、詩人在認識美的物理世界時,往往細致深入的觀察大自然,并加以文字描述,把它形象的表達出來,使之更形象直觀,更彰顯其魅力。
如唐代詩人孟浩然在《彭蠡湖上望廬山》詩中寫道:“香爐初上日,瀑水噴成虹”。
這里詩人不僅記錄了虹這種自然現象,還提示了產生虹的兩個因素:光和小水珠。
電影《閃閃的紅星》主題歌中唱到:“小小竹排江中游,巍巍青山兩岸走”,這里體現了運動相對性原理,詩人在對自然界的規(guī)律有所領悟。
五、培養(yǎng)學生的發(fā)現和審美能力
從上所述,物理學中包含著無窮的美,最重要的是我們要有一雙善于發(fā)現美的眼睛。
所以教師首先要提高自身的美學修養(yǎng)了,教師在展示物理美的同時,要著重培養(yǎng)學生對物理科學美的審美能力。
物理科學美的體驗不光是視覺或聽覺的,更多的是靠學生的心智去體驗,由學生的體驗產生出的美的感受是愉悅的,教師平常教學中,要引導學生積極主動地去探索自然界的奧秘,使他們在探索中領會許多事物的本質與聯系,感受到知難而進,解疑釋惑,獲得新知識的愉快。
總之,物理教師實施美育的最大意義就是應當有利于激發(fā)學生的創(chuàng)造性和活躍學生的思想,同時,也應當創(chuàng)造有利于學生個性發(fā)展的和諧環(huán)境。
承認學生是學習的主體,把學生擺在主人的地位,讓學生在積極的課堂氛圍的激勵下去發(fā)現、去創(chuàng)造。
他們會發(fā)現教材、課堂情境的美,去創(chuàng)造他們心中的美。
而這種發(fā)現,這種創(chuàng)造的過程本身就是美。
參考文獻:
[1] 花曉濤.淺談初中物理的教學策略[J].淮陰師范學院教育科學論壇,2008(2).
[2] 《物理課程標準》[M],北京:北京師范大學出版社2001.
物理學中的發(fā)散思維【2】
摘要:物理知識具有較強的連貫性,指導學生運用某一物理規(guī)律分析問題。
在物理教學中多關注知識的聯系,擴展思維的發(fā)散,注重教學內容的縱向聯系,促進學生掌握最佳思維方式,解決實際問題實現最佳物理教學效果。
關鍵詞:場強;電勢;磁感應線;電場強度;發(fā)散思維
為了促使學生掌握基礎知識、培養(yǎng)學生提出問題、分析問題、解決問題的能力、培養(yǎng)學生進行創(chuàng)造性思維活動,可以運用發(fā)散思維方式。
運用發(fā)散性思維可以讓學生根據已有的知識進行全方位、多角度的尋找解決問題的方法。
發(fā)散性思維可以使學生的思維活動拓寬,富有深度與廣度,且具有靈活性,是積極的創(chuàng)造性思維活動。
本文主要是根據自身教學實踐,來談談發(fā)散思維運用在物理教學中所總結出的一些經驗。
一、 注重知識的相互聯系特性,進行發(fā)散思維
擴寬自身的知識范圍,對思維的形成與發(fā)展起著重要作用
(一) 同一問題可以從不同的角度進行分析
物理知識具的連貫性比較強,教師在教學過程中要指導學生運用特定的物理規(guī)律分析其中所包含的思維方式,從不同角度歸結出多種分析同類物理規(guī)律,進而用于解決物理問題的方法。
例1:場強E與電勢V
根據E= 顯示是一種思維方式,體現出電場在力方向上的特性, 具有整體意義,它與q0是沒有關系的,但是電勢 除了本身具有的意義外,電場強度E與電勢V都是反
映了電場中的確定點的特性,這是根據電場的特殊形態(tài)的物理屬性――力的性質、能量性質等兩個截然不同的側面推出的兩個不同質的物理概念。
例2:左、右手定則,要讓學生清楚左右手定則的適用條件是不同的,左手定則是電動機定則,主要用作通電導體在磁場中受力運動這種現象,通過此電能轉化為機械能:右手定則則是說發(fā)電機定則,主要是用于閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁力線運動產生感生電流這種現象,通過此機械能轉換為電能。
最后要讓學生得出結論,如果判斷是產生了感生電流方向就運用右手定則,如果判斷通電導體在磁場中的受力方向則是運用左手定則。
、嬖鰪妼W生的想象力
想象在創(chuàng)造性思維的發(fā)展過程中起著重要作用,因此,在物理教學中,教師要適當的進行舉例子,生動的事例,可以激發(fā)課堂氛圍,培養(yǎng)學生的想象力。
教師可以根據教材進行指導工作,讓學生學習教材中的閱讀材料部分,以閱讀有關的科普類書籍;再者,在課堂教學中要進行舉例,引導學生認真思考,提高想象力。
比如在教給學生“原子核的人工分裂”內容的時候,學生可能對一種元素可以轉變?yōu)榱硪环N元素覺得很難理解。
教師就可以引用身邊常見的例子進行教學活動,比如生物雜交技術,培育的水稻新品種,栽培的無粒西瓜等,這些都是物種遺傳性質發(fā)生了變化,以此讓學生明白元素在一定的條件下也可以轉變成為另一種元素,學生通過聯想可以獲知元素在一定條件下是可以互相轉化的。
愛因斯坦曾經說過,想象力比知識本身更為重要,因為知識是有限的,但是想象力卻概括著世界上的一切,推動進步,并且還是知識進化的源頭。
二、 縱向聯系教學內容、使學生掌握最佳的思維方式
物理規(guī)律本身就包含著研究問題的最佳思維方式,如果教師適時的進行總結,并給以引伸,這樣會使學生受益匪淺。
例1:不同的問題可以引出同一種思維方式,這里用電場強度E;電場強度E、電勢V、電容C、磁感應強度B為例:電場強度E= ;電勢F= ;電容C= 磁感應強度B = 這里所說的四個概念,都要教師指導學生回憶概念是怎樣建立起來的,尤其是電場強度E、電勢V、磁感應強度B的過程,這幾個概念都是反映了電場和磁場中確定點上場的特性,電容主要是反映了某個確定電容器的儲電性能,這四個物理概念的數學形式是相同的,同時也是建立在同一思維方式上的。
例2:采用平拋、斜拋、上、下拋運動和勻變速直線運動作為例證,根據平拋運動的參數方程x=v0t, y= gt2可以得出,平面直角坐標系上的x、y兩個方向的運動是分別獨立,同時進行運動的。
同樣得出,斜拋運動是x軸方向上的勻速直線運動與Y軸方向上的勻變速直線運動的疊加形成的,借此可以引導學生復習直線運動:
豎直上拋運動:y=vot- gt2
豎直下拋運動:y=vot+ gt2
勻加速直線運動:s=v0t+ gt2
勻減速直線運動:s=v0t- gt2
根據以上分析,可以得出“各自獨立”、“同時進行”的特性,促使學生加深對“運動疊加原理”內涵的理解。
讓學生在處理直線運動和曲線運動時可以采用同一種思維方式。
總之,在一題多解方面,也同樣可以使學生獲得最佳的思維方式訓練,根據此可以得出在物理教學中來培養(yǎng)學生的發(fā)散思維,對學生掌握物理規(guī)律、解決物理基本問題,培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性能力是非常重要的。
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