物理学的美育价值

高三物理组    毛贤军

美育是审美教育与美感教育的简称。就其本质而言，是一种情感教育，是深层次、高品位的素质教育。

由于物理学具有美育价值，因此物理课堂教学及物理课外活动是实施美育的重要渠道之一。

物理学美的本质主要表现在三个方面。

一、物理学的简单美

内容简单美：物理学内容的简单美，首先表现在物理学本身。简单性是物理学家选择物理理论和标准之一，即在能够说明客观自然现象的众多理论中选择最简单的一种。如爱因斯坦的的质能方程E=MC  ,这样一个非常简单的式子，导致了原子能和理论物理的诞生和发展。再如，牛顿力学体系的简单美更是令人折服，因为他只用了几个字母，一个公式就把天地万物的机械运动规律统一起来。内容简单美丽的另一表现是，物理概念规律的表述在准确的基础上力求简明，物理实验则应在误差允许的范围内容实验装置力求精少，操作力戒复杂，数据的处理力求一目了然。

结构简单美：这是指物理学在体系上与结构上所展现的简单美。物理学各分支的内容虽然十分丰富，但各分支的脉络却十分简明。例如牛顿运动定律、动量定理和动能定理组 成了质点动力学结构，电路和电磁场组成了电磁学结构。

方法简单美：这是物理学的研究方法所展现的简单美。如由伽利略倡导的以观察实验为基础、科学的思维方法贯彻始终、以数学方法为核心的三种方法的有机结合，奠定了经典物理学发展的基础，而且至今仍然是现代物理学发展的重要方法。另外，物理学研究中一些具体方法如理想化方法，单因子实验法等都体现了物理方法的简单美。

二、物理学的对称美

对称给人一种圆满、匀称、均衡的美感。实际上从伽利略、牛顿开始，整个物理学就是建立在“真空镜对称”的基础上；运运和静止、落体与抛体、匀速与变速、地球与天体、引力与斥力、压力与变力、反射与折射等。

近代物理学家更把对称思想自觉地运用于物理的研究中。

直观对称美：一是空间的对称美。如物体的摆动，平面镜成像，光的平涉条纹等；二是时间的对称美。体现在物质运动的周期性或对时间表现的稳定性。如匀强电场的场强，交流电和简谐振动的波形都随时间呈周期性变化。

数学对称美：这是物理学研究中运用数学工具时体现的对称美，如用正弦曲线表示振动、波动、交流电等 不同涵义的物理量，体现了直观美，在物理概念、规律的公式的表达式与也表现了对称美。如动量定理F·△t=△p,动能定理F·S=△E  。

三、物理学的和谐美

和谐是指事物和现象的各个要素，各个部分、各个方面配合得当，井然有序、协调一致、匀称流畅，它是物理学中一贯追求的目标。

如开普勒研究天体运动发现了三定律，他的论文就取名为“宇宙的和谐”，他说：“天体运动不过是一首歌，一首连续的歌，几个声部的声，他只为智慧的思索所理解，而不能听到。”又如大量分子的运动与一个分子的无规则运动，二者单独都不能构成热运动，必须从分子的个数与运动方式两个方面才能完全描述热运动。