应用物理学史促进科学教育与艺术教育的统一
【整合】人教版历史必修三 第4单元《 第11课 物理学的重大进展》教案3
第四单元近代以来世界的科学发展历程单元设计文艺复兴以来，由于人的思想从宗教束缚中解放出来，重视实践和理论的结合，促进了科学技术的迅速发展，尤其是欧洲的自然科学取得了巨大成就。
在物理学、生物学、化学等众多领域，理论研究取得了很多划时代的成果。
本单元共分三课，为我们系统地介绍了近代以来自然科学在理论研究方面取得的划时代成果和人类社会的三次科技革命，及其对人类生活和社会进步的巨大作用。
第一课“物理学的重大进展”，主要内容包括伽利略在自然科学领域的重大贡献及其意义，经典力学的建立及其积极意义，相对论和量子论的主要内容。
第二课“破解生命起源之谜”，介绍生物学的进步及其影响。
第三课“从蒸汽机到互联网”，主要介绍三次科技革命的进程和对人类社会的影响。
在学习本单元过程中要突出了解这一时期科学家取得的重要成果以及对人类生活和社会进步的作用，同时也要关注这些科学巨匠勇于探索、执著追求的科学精神。
本单元的重点有：（1）了解经典力学的主要内容，认识其在近代自然科学理论发展中的历史地位。
（2）简述进化论的主要观点，概括科学与宗教在人类起源问题上产生分歧的根源。
（3）以蒸汽机的发明和电气技术的应用等为例，说明科学技术进步对社会发展的作用。
（4）知道相对论、量子论的主要内容，认识其意义。
（5）以网络技术为例，理解现代信息技术对人类社会的影响。
第11课物理学的重大进展整体设计本节概述联合国大会指出“物理学是认识自然界的基础”“物理学是当今众多技术发展的基石”“物理教育为培养人的发展提供了必要的科学基础”，可见物理学在认识世界、改变人类社会、提高人的科学素质等方面有着重大的作用。
近现代物理学发展史是一部一代代物理学家精心实验观察、大胆质疑、开拓创新、发现真理、坚持真理、推动人类文明前进的历史。
伽利略以其勤奋、执著和智慧开创了科学实验的道路，开启了物理学的科学研究大门；牛顿站在巨人的肩膀上，集前人之大成奠定了经典物理学的基石；20世纪以相对论和量子力学为基础的现代物理学的发展，使人类的视野既深入到微观世界，又延伸到宇宙深处。
高中物理教学实施科学与人文和谐统一的实践探索
更完 善 。高 中物理学科课堂 教学应 注重物理学 史 的 教育 ， 这是培养学生形成科学 的情感 态度 和价 值观 ， 促 使学生全 面、 和谐的发展所不可缺少 的。
案例 ３在理科班讲授 电磁 感应 内容 的第 一节 ：划 ： “
时代 的发 现” 的备课过程 中， 有些其他 教师为赶 教学进
岸， 而船的运动则是“ 随波逐流 ” 要有最短位移 ｓ则将 ； ，
船头方向倾斜 “ 逆水而行”， 仅两个 成语 ， 帮助学生建立
躁、 不肯深钻 的问题 ）③ 学到科 学 家探究 过 程 中严 密 ；
的逻辑 推理和 方法 ， 潜移 默化 地让 学生 在景 仰科 学 家 的同时学 习科 学家 的科学 方法 和思 维 ； 课堂 上大 容 量 渗透物理学史实的 同时还要注 重将历 史上很 多科学 家 为此所做 的 贡献适 时 穿 插进 来 ， 可还 要 节 约时 间 ， 为 此， 笔者利 用多媒 体课 件讲课 的 同时更 加注 重 教学 语 言的精心组织和 由远及近地及 时对学 生进行 学习 态度 方法 的教 育 ， 堂课 起 到 了意 想 不 到 的效 果 ： 生 认 整 学
—
接讲第二节 内容 。笔者 则 陷入 了思考 ： 为学 生 初学 作
电磁感应知识 ， 对 法拉第 这 位划 时代 的科 学家 心存 应 深深 的敬 意 ， 不仅 限于 他花 了 十年时 间研 究 出电磁 这 感应 的规律 ， 重要 的是他 对科 学 的坚 持不 懈 的精神 更
［］ １ 国家中学 物理课 程标 准研制组 ．０ ３ 普通 高中物理 课程 ２０．
标准． Ｂ ： ｊ 京 人民教育 出版社 ， １
度 ， 么将 此节 内容 匆匆 带过 ， 么就 是根 本 不讲 ， 要 要 直
初中物理课程的跨学科整合与应用(含学习方法技巧、例题示范教学方法)
初中物理课程的跨学科整合与应用在当今的教育环境中，初中物理课程的跨学科整合与应用已经成为教育改革的重要方向。
物理课程不再仅仅是单纯的知识传授，更是对学生进行科学思维训练、创新能力和实践能力培养的重要载体。
本文将从初中物理课程的跨学科整合的内涵和意义、实践策略以及评价方式三个方面进行探讨。
一、初中物理课程跨学科整合的内涵和意义初中物理课程跨学科整合是指在物理教学过程中，将物理学与其他学科（如数学、化学、生物、地理、历史、艺术等）以及现实生活中的现象和问题相结合，通过多元化的教学方法和手段，引导学生从不同角度和层面去认识和理解物理现象和规律，提高学生的问题解决能力和创新思维能力。
1.提高学生的科学素养：跨学科整合有助于学生建立科学的知识体系，培养学生运用科学思维和方法解决实际问题的能力。
2.培养学生的创新能力：跨学科整合可以激发学生的学习兴趣，丰富学生的学习体验，引导学生主动探索和创造，培养学生的创新能力。
3.强化学生的实践能力：跨学科整合将理论知识与实际生活相结合，使学生在实践中学会运用知识，提高学生的实践能力。
4.促进学生的全面发展：跨学科整合有助于培养学生的人文素养、审美素养等综合素质，促进学生的全面发展。
二、初中物理课程跨学科整合的实践策略（一）教学内容的选择与设计1.选择具有跨学科特点的物理教学内容，如与数学、化学、生物等相关的内容。
2.设计跨学科的物理教学案例，将物理知识与现实生活中的现象和问题相结合。
（二）教学方法的创新与运用1.采用问题驱动的教学方法，引导学生从不同学科角度分析问题，提出解决方案。
2.运用项目式学习、探究式学习等教学方法，鼓励学生主动参与，合作探究。
（三）教学资源的整合与利用1.整合校内外优质教育资源，如图书馆、科技馆、企业等，为学生提供丰富的学习资源。
2.利用现代信息技术手段，如互联网、多媒体等，拓宽学生的学习渠道。
（四）教师专业素养的提升1.加强物理教师与其他学科教师的交流与合作，提高教师跨学科教学能力。
《科学与艺术》教案：发现科学与艺术的共通之处
《科学与艺术》教案：发现科学与艺术的共通之处。
一、教学目标通过本节课的学习，学生应该能够：1.理解科学与艺术之间的联系和区别。
2.掌握科学与艺术相关的基本概念和思维方式。
3.探究自然界中的规律、文化背景和艺术历史对科学与艺术发展的影响。
4.创造有创意和表现力的作品，表达自己对科学与艺术的理解。
5.培养跨学科思维能力，提升学生的创新和解决问题的能力。
二、教学内容1.科学和艺术的定义和特征2.科学与艺术的相似点和不同点3.艺术史和科学史的概念和研究方法4.科学与艺术相互作用的案例分析5.自然规律与艺术创作的关联性分析6.科技与艺术的创新发展及其对社会的影响三、教学方法1.探究式学习：学生通过实验、观察、分析实物等方式自己发现科学和艺术之间的联系。
2.跨学科思维：通过跨学科思维，学生主动联系自己所学的领域知识，进行综合分析，发现新的问题和解决方法。
3.实践教学：学生在教学过程中，通过实践创作艺术作品，将所学的科学知识运用到实践中去。
4.互动教学：学生通过小组合作、讨论等方式，推进教学进程，并相互分享自己的成果和研究成果。
四、教学过程设计1.导入环节：教师通过图片、视频等媒介介绍科学和艺术的定义和特征，激发学生研究科学和艺术之间联系的兴趣。
2.探究环节：学生利用本节课提供的资料和工具进行探究式学习，观察分析实物，并尝试总结科学与艺术的共通之处和不同之处。
3.解析环节：教师引导学生对所得到的结论进行分析和总结，并补充相关的理论知识。
4.创作环节：学生在教师的指导下，利用所学科学知识开展艺术创作，形成自己的作品和观点。
5.分享环节：学生通过展开课堂汇报、小组讨论、分享自己的成果等方式，打破学科界限，帮助彼此理解科学和艺术之间的联系。
五、教学评价教师应该通过多种手段对学生的学习情况进行评价。
可以通过平时的课堂表现、作品展示、小组讨论、作业等方式评价学生的掌握程度，也可以根据学生的科学和艺术创意能力、跨学科思维能力进行评价。
浅谈物理学史在大学物理教学中的作用
１ 通过物 理学 史教 学 ， 以培养 大 学生 热爱 科学 和热 可 爱祖 国的高 尚情 怀
物理学是一座知识大厦 ， 础雄 厚 、 基 力热 电光 等经典物理学
科 之 学 友
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浅谈物理学史在大 学物理教 学 中的作用
宋晓 丽
（ 太原理工大学轻纺工程与美术 学院，山西 晋中 ０ ００ ） ３ ６ ０ 摘 要：文章 简单介绍 了物理 学史的 内容 ， 重点讨论 了在大学物理教 学中引入物理学史的 作用。在物理教 学中适时引入物理学史， 既可以培养学生热爱科学和热爱祖 国的高尚情怀 ， 又可以帮助学生更好地理解和掌握物理 学知识。 关键词 ：物理 学史 ； 学物理教 学； 大 创新素质 中图分类号 ：Ｇ ３ ． ６ ３ 文献标识码 ：Ａ ７ 文章编号 ：０ ０ ８ ３ （ ０）０ ０ ５ — ２ １０— １６２ ８３ — １ １ ０ ０ 著名物理学家钱三强曾经说过 ：我认为 ，在物理教学 中适 “ 当地增加一点物理学史的 内容 ，或者在教学计划 中增加一 门物 理学史选修课 ， 让学生更多地 了解科学发展 的历程 ， 这对他们 的 成长将会是有益的 。” ２ 从 Ｏ世纪 ５ ０年代 以来 ， 把物理学史引入 物理学教 育已成 为国际上物理学教育 改革 的趋势之一 ；０世纪 ２ ８ Ｏ年代 ， 国就有人提出了相应 的设想和措施 ， 我 然而 由于多方面 的原 因， 特别是认识上 的分歧 ， 只是这种思想未能得到应有 的重 视。随着科学技术迅猛发展 ， 学科间相互融合 、 渗透 、 交叉发展 已 成为无法 回避的客观趋 势 ，也使得 物理学史在科学教育 中的功 能和作用更加 突出的显现 出来 。 物理学史是研究物理学发展历史 的科 学 ，它是 伴随着人类
2024年新人教版八年级物理教学计划（三篇）
新人教版八年级物理教学计划一指导思想从本学期开始，八年级同学要增加一门新学科-物理。
物理是一门自然科学，跟平时的实际生活比较接近，本着“生活中的物理”这一思想来进行教学，让同学在形象生动中体会到物理的乐趣，也为以后的学习打下基础。
二教材分析教材在内容选配上，注意从物理知识内部挖掘政治思想教育和品德教育的潜能，积极推动智力因素和非智力因素的相互作用。
在学习方法上，积极创造条件让同学主动学习参与实践，通过同学自己动手、动脑的实际活动，实现同学的全面发展。
教科书采用了符合同学认知规律的由易到难、由简到繁，以学习发展水平为线索，兼顾到物理知识结构的体系。
这样编排既符合同学认知规律，又保持了知识的结构性。
教科书承认同学是学习的主体，把同学当作第一读者，按照学习心理的规律来组织材料。
全书共5章以及新增添的物理实践活动和物理科普讲座，每章开头都有几个问题，提示这一章的主要内容并附有章节照片，照片的选取力求具有典型性、启发性和趣味性，使同学学习时心中有数。
章下面分节，每节内都有些小标题，帮助同学抓住中心。
在引入课题、讲述知识、归纳总结等环节，以及实验、插图、练习中，编排了许多启发性问题，点明思路，引导思考，活跃思维。
许多节还编排了“想想议议”，提出了一些值得思考讨论的问题，促使同学多动脑、多开口。
三、教学目标通过一学期的教育教学，使同学能进入物理的世界里来，在掌握基础知识的同时，对周围的自然世界有一个重新的，更加科学的认识。
1、进一步了解当前教育改革和课程改革的方向及趋势，学习新的物理教育观念。
要围绕新的物理课程标准，开展教学研究活动，特别是在科学探究教学上要积极实践，积累经验。
2、进一步加强物理观察、实验教学。
教学中教师要多做演示实验或随堂实验;落实同学实验，认真思考和操作;并适当增加探索性和设计性实验;鼓励同学在课外做一些观察和小实验。
加强实验意识和操作训练。
3、进一步突出应用物理知识教学，树立知识与应用并重并举的观念。
义务教育课程标准实验教科书《科学》（3-6年级）
义务教育课程标准实验教科书《科学》(3-6年级)基本框架及整体特色本套教材是由胡军任主编，与DC加拿大国际交流中心合作编写，由河北人民出版社出版的小学科学教材，是一套依据国家小学科学课程标准编写的教材。
在2001年12月教育部教材编写立项审批会上，获得小学科学教材惟一的A类。
适合全国各个地区小学3-6年级学生使用。
本套教材以《国家基础教育课程改革纲要》为指导，全面落实《全日制义务教育科学(3-6年级)课程标准(实验稿)》提出的基本理念、课程目标和课程内容，开展科学启蒙教育，培养学生的科学素养和创新精神及实践能力为目的，致力于为学生后继的科学学习和其他学科的学习，乃至终身学习打下基础。
教材编写以建构主义理论、多元智能理论、内化学说以及科学与技术的结合、科学与艺术的结合、科学教育与人文教育的结合等思想为理论基础，整体规划全套科学教材的编写目的、原则、指导思想及要落实的目标和体现的特色。
在教材编写前期，对我国及其他国家或地区(加拿大、美国、澳大利亚、日本、英国、台湾、香港等)的科学课程标准和教材进行比较、分析和研究，吸取其长，并结合我国国情实际，力求创新并形成自己的特色。
我们坚持教材编写过程就是科学研究的过程，充分吸收多年来相关课题的研究成果(如列入国家“九五”规划的教育部科技部重点课题——中小幼科技教育研究；正在进行的“十五”国家青年基金课题——小学科学教材的开发与应用模式研究)，力图将科学课程开发的研究与教材编写有机地结合起来。
总的来说，在教材编写过程中，我们遵从了以下原则：原则之一：精选教学内容，全面培养学生科学素养的原则。
从学生身心发展特点和生活经验出发组织学习内容，根据有利于学生亲历科学学习过程，有助于实现多领域学习目标，有利于培养学生情感态度和价值观的原则等思想，来精选科学知识和技能方面的内容。
尤其重视社会普遍关注的现实性内容以及具有综合性和关联性的内容。
原则之二：注重科学、技术、社会、环境相互联系的原则。
物理教师的基本素养和能力结构
1. 全面、客观的观察能力
物理教师全面、客观的观察能力，有两方面的含义。一方面要对物理现象和物理过程进行全面的观察，找出客观规律，这是认知物理现象、研究物理规律的基础，是获得信息的主要途径。另一方面，在教学中也要求教师对学生进行观察，根据学生的心理、知识、能力和行为变化，随时做出反应并及时对教学方式方法进行调整。
4．人文素养
一般文化素养是指教师所必备的基础文化修养。教师整体文化素养的高低，在一定程度上决定了其教学水平的高低。物理教育的过程中存在并贯穿着人与自然、人与社会和人与自身的关系，所以中学物理教师除了要有物理专业知识以外，还必须具有与物理专业相关的文化知识，我国的教育在传统上就存在着重理轻文、重智轻德的倾向，但随着现代科学技术的发展和工程系统复杂性的不断增加，解决物理问题单单依靠科学技术已经不行了，还需要依靠人文社会科学和综合多学科的知识，需要科学技术与人文文化的融合。我们应该强调“文理交融”，提倡文科教师懂理，理科教师懂文。只有这样才能适应中学物理教育，在频繁的教学中以渊博的知识和涵养去影响、联结学生，激发学生探索热情。
(1) 根据物理课程标准中实验教学内容要求，制定教学计划并制定相应的实施方案。
(2) 对所有的演示实验、学生实验都能熟练操作；掌握中学物理各类实验仪器的特性和原理，能正确调节、安装、使用仪器设备，能及时排除实验过程中的出现故障。
(3) 能用科学方法收集和处理物理实验中所取得的数据信息，能指导学生撰写实验报告和指导学生利用物理实验进行科学探究，培养学生求实作风和勇于探索的科学精神。
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第27卷 第5期大庆师范学院学报V o.l27 N o.5 2007年10月J OURNAL OF DAQ I NG NORMA L UN IVERS I TY O ctobe r,2007应用物理学史促进科学教育与艺术教育的统一郑晓波(浙江师范大学物理系,浙江金华321004)摘 要:科学和艺术的结合是人类思想发展的主流,在教育过程中重视科学教育和艺术教育的结合,是培养具有良好人文精神和创新能力的人才的重要途径。
物理学史,能帮助学生认识到科学与艺术之间的关系,有利于促成科学教育和艺术教育的结合。
关键词:物理学史;科学;艺术;人文作者简介:郑晓波(1974-),男,浙江兰溪人,浙江师范大学硕士研究生,从事物理教学论研究。
中图分类号:O4-0 文献标识码:A 文章编号:1006-2165(2007)05-0090-03 收稿日期:2007-04-04庄子云: 天地有大美而不语,四时有明法而不议,万物有成理而不说;圣人者,原天地之美,而达万物之理。
,可见 美 是客观存在的,但 美 不自美,而是需要人去欣赏、去探究的。
物理学史,能帮助学生认识到科学与艺术之间的关系,有利于促成科学教育和艺术教育的结合。
1科学和艺术二者在本质上是统一的科学和艺术,尽管它们的研究方法有异,而且所采用的表达语言也存在较大的不同,但本质上都是人类对世界的一种探究,都面对世界存在和人类存在的神秘性,并试图认识之、解释之,所以,二者在本质上应是统一的。
如时间、空间的意义,光的奥秘,宇宙和人性的起源等等,从人类诞生之日起,就是它们永恒的主题。
爱因斯坦曾说:[1] 在那不再是个人企求和欲望主宰的地方,在那自由的人们惊奇的目光探索和注视的地方,人们进入了艺术和科学的王国,如果通过逻辑语言来描绘我们对事物的观察和体验,这就是科学;如果用有意识的思维难以理解而通过直觉感受来表达我们的观察和体验,这就是艺术。
二者共同之处就是摒弃专断,超越自我的献身精神。
著名物理学家、诺贝尔获得者李政道教授多次提出: 艺术和科学的共同基础是人类的创造力,它们追求的目标都是真理的普遍性 。
事实上如一枚硬币的两面,科学和艺术源于人类活动最高尚的部分,都追求着深刻性、普遍性、永恒和富有意义 [2]。
伟大艺术的美学鉴赏和伟大科学观念的理解都需要智慧 [3]。
无论从我个人的经历,还是从世界文明史的发展来看,科学与艺术、科技与人文都是不可分离的 [4]。
著名画家吴冠中认为:[5] 科学与艺术虽然在技法上迥然不同,但在思维上却有共通之处,即探索未知、情愫相同。
二者就像是一对亲密的战友,相互渗透和影响。
已故中国美协主席、著名画家吴作人先生曾说:[6] 将来科学发展了,艺术与艺术形式决不会停留在一种状态上.美术为科学服务,反过来科学推动美术。
可见,科学和艺术都是惟有人类才拥有的文化现象,并且紧密而又令人惊奇地相互关联着。
2在物理学史中,科学和艺术是互渗、互动和互补的求真和审美也是互渗、互动、互补的,它们常非常奇妙地相互交融、相互补充。
艺术连通虚幻、想象,留下了愉快的对接口,以善于虚拟真实的功能,并联和引领科学。
科学不断扩充艺术的内涵,同时逐渐消除二者的矛盾和断痕。
没有艺术,科学会变得毫无生趣、不近人情;没有科学,艺术将变得无所依托,荒谬不堪。
可见,科学和艺术之间确实是彼此互相需要,而为了实现双方的这个需要,就必须在二者之间构架起一座桥梁,为此,赫伯特 巴特菲尔德在他的 近代科学的起源 的引言中表达了这样一个确信:[7] 鉴于90科学在西方文明史上扮演的角色,科学史无论是就其自身的权力,还是就其作为艺术与科学之间长期以来一直需要的桥梁来说,它迟早会获得重要的地位,这一点是毋庸置疑的。
结合物理学史和艺术发展史,我们可见二者原本一体,之后分化,而今则日趋融合。
如欧洲的近代史开始于文艺复兴,它是以杰出的艺术家达 芬奇、米开朗基罗、拉斐尔等艺术家为象征的,随之而来的才是科学的空前繁荣。
达 芬奇本人就是一位杰出的科学大师,他的 蒙娜丽莎 更是一幅注入了生命的艺术极品。
艺术更贴近人性,而人性的充分扩展才生长出艺术般的科学,且不让科学失去人性。
3利用物理学史进行科学美学的教育,是提高学生科学鉴赏力的一个有效手段可是,传统的教育使科学和艺术分离,从事理工学习的人过于偏重抽象思维,从事艺术学习的人过于偏重形象思维;物理教科书中没有引自艺术领域的参考文献,艺术家也很少说明一件艺术作品与物理学的关系 这同样也是一个不争的事实。
为了解决这个矛盾,不少哲学家、文学家、教育家、艺术家和物理学家都认为:科学和艺术的结合是人类思想发展的主流,在教育过程中重视科学教育和艺术教育的结合,是培养具有良好人文精神和创新能力的人才的重要途径。
如蔡元培就曾提倡 智育与美育并举,科学与艺术并重 ,他还说: 世之有道德者,无不有赖于艺术和科学 [8]。
利用物理学史进行科学美学的教育,是提高学生科学鉴赏力的一个有效手段。
事实上,科学美学的研究早已有之。
古希腊人知道,一根棍从黄金分割点分割最为美妙,这被欧几里德(公元前330-前257年)编入 几何原理 。
而在古希腊更早时候,毕达哥拉斯(公元前580-前550年)把对自然奥秘的探索与对自然美的追求统一起来,他们称一切立体图形最美的是球形,一切平面图形中最美的是圆形;他们提出 数即万物 和 宇宙和谐 的概念,这样,寻求数的和谐,即寻求宇宙的和谐,便成为推动天文学发展的基本路标。
从托勒密到哥白尼、开普勒、伽利略和牛顿,就是在这个路标的指引之下向着正确的方向前进的。
牛顿创造了前无古人的伟业,牛顿三大定律和万有引力定律组成的经典力学体系实现了物理学史上第一次大综合,首次把天、地统一起来,蒲柏写诗盛赞道:[1] 自然与它的奥秘/都隐藏在黑暗中/上帝说/让牛顿去吧/于是一切顿现光明。
牛顿彰显世界的秩序与和谐的画面,能使后人获得美的感受,这样的感受是普遍而又深刻的。
20世纪以来,以相对论和量子力学为代表的现代物理学革命的兴起,使我们重新认识时间、空间、光和物质运动,在更大的深度上推动了科学美学的发展。
康德说过:[1] 世界上只有两种东西能够深深地震撼人们的心灵,一件是我们心中崇高的道德准则,另一件是我们头顶灿烂的星空。
科技的进步,如利用哈勃空间望远镜,我们可以避开大气层的干扰而拍得十分精彩的天文照片,使我们能够欣赏到宇宙的浩瀚美,使我们的心灵受到一种深层次的震撼。
在纳米科学实验中利用电子显微镜我们又可以得到另具有艺术欣赏价值的显微照片,同样能够激发出人们美好的想象。
1982年出现的世界上第一台扫描隧道显微镜(S T M),科学家不仅可以用它显示单个原子在物质表面的排列状态,还能够进行单个的原子和分子操纵,如科学家用ST M针尖将48个铁原子形成量子围栏,这样我们便得到了一件视觉艺术珍品。
在这里,科学,同时也是艺术,而且是细微极处的伟大的行为艺术,科学家和艺术家也就合二为一了。
生物学家沃森和物理学家克里克利用X射线衍射的方法成功测定了DNA的双螺旋结构,不禁让人感叹生命曲线之美的神奇和奥妙。
4物理学史有助于认清美学和科学创新之间的关系美是真理的光辉 ,这句拉丁格言告诉我们,如果我们学会辨认 美 ,那么,我们将能够更加容易地探究得到真理,即美能引真。
培根也曾说:[7] 自然的奥秘在被艺术搅动起来的时候比让它们独自活动时更容易暴露出来。
著名物理学家费恩曼曾指出:[3] 干物理得有鉴赏力。
所谓鉴赏力,就是那种善于从真、善、美的结合上敏锐抓住事物的本质去创建理论的能力,这就是一种高超的审美能力。
费恩曼正是凭着自身的审美直觉去洞察自然界内在的美,创造了 费恩曼图 ,并提出了一种新的重整化理论,因此而得到诺贝尔物理学奖。
这被施大宁称为是 形象与抽象、图象与方程、艺术家与科学家结合的典范 [8]。
历史上,众多的物理学家在各自的科学创造实践中,不仅感受到物理理论的审美价值,而且在科学美学原则的指导下,创造出了不少显示自然之美的杰作。
如在牛顿的万有引力定律、麦克斯韦的电磁场方程组和爱因斯坦的相对论就体现了某种的 完美的结构 ,而对称性、守恒定律、最小作用原理则是显示了某种 普遍特性 。
科学家本人由于在科学发现中亲历科学美的神奇体验,直接接受科学美的启示,所以他们极力推崇科学美学的重要性,典型的有,如狄拉克认为:[14] 让方程式优美比让方程式符合事实更重要 如美国物理学家弗里曼 戴森曾引用过的一句名言:[15] 我的工作总是尽力把真和美统一起来;但当我必须在两91者中挑一个时,我通常选择美。
可是对于平常公众来说,由于他们未能参与科学创造,不能充分感受那种类似于科学家对于科学美的体验。
常常是,科学家本人在向普通公众传达他们在科研中获得的对于他们自己来说是非常真实的对于科学美的体验时,普通公众也许会觉得有些稀奇、夸张。
从某种意义来说,一些研究物理学史的人或科学史家可能对此较为公允。
如申先甲等人在物理学史的研究中发现:[9] 美学因素不仅渗透到科学创造的原动力之中,而且也渗透到科学理论体系的构建和表达中,美学原则潜在地影响着科学成果的内容和形式。
有人甚至把 美学价值 的大小看做是评价一个科学理论成就大小的重要标准。
而科学史家库恩则是以为[10] 考虑对称性以及以符号表示的简单性和优美性,考虑数学美的其他各种形式,这在艺术和科学中都有其重要作用。
不过在艺术中,美学本身就是创造的目的。
而在科学中,它顶多是一个工具,亦即当几种理论在其它方面旗鼓相当时进行选择的一个标准,或者只是一种能启发想象,以设法找到解决麻烦的专业疑难的关键性指南。
只有当它解开了疑难,只有当科学家的美学与大自然的美学相一致时,美学才在科学发展中发生良好作用。
在科学中,美学很少是目的本身,而且从来不是首要的。
在这里,观念的差异也许可以归结为视角转换的原因,运用物理学史可以引发物理学家和公众之间的对话,在二者之间建立起沟通的桥梁,从而有助于使他们对科学美的认识更加深入、更加全面。
最后,物理学史融合科学教育与艺术教育,美化学生的心灵。
审美是必然离不开审美的主体的,因而,在物理教育中,应当借助于物理学史上的这些科学大师崇尚理性、统一、秩序、规律和和谐,即崇尚科学美的思想和实践,引导学生去认识自然界的质朴的统一,认识科学理论的简单、对称、统一、和谐与普适性的内在的美;用科学大师们在感受美的过程中获得的体验去唤起学生的类似的体验,从而培养起他们的科学鉴赏力,并以追求科学美的思想充实自己,塑造自己,丰富自己的精神世界,完善人格的塑造,实现自身的美化,培育深邃的科学洞察力,开发科学潜能,在未来的科技工作中发挥自己的才干。
[参考文献][1]吴全德.科学美 科学中美的哲学和科学中的艺术[J].科学中国人,2004(2):36-37.[2]李政道.论科学与艺术[EB/OL].http://www.sci en ce-art.co /articl e.php?i d=1998.[3]蔡铁权.物理教学丛论[M].北京:科学出版社,2005:206-207.[4]李政道.李政道先生致 促进人文教育与科学教育的融合高级研讨会 的贺信[J].中国高教研究,2002(6):13.[5]张蕾殷,燕召.科学巨匠与艺术大师携手探求艺术与科学内在联系[N].光明日报.2006-11-12.[6]吴同椿. 科学美术创新 的思考[EB/OL].h tt p:///h t m l/D ir/2005/04/25/7889.h t m.[7]赫伯特 巴特菲尔德.近代科学的起源[M].张丽萍,郭贵春,等译.北京:华夏出版社,1988:1,90.[8]施大宁.物理与艺术[M].北京:科学出版社,2005:2,6.[9]李艳平,申先甲.物理学史教程[M].北京:科学出版社,2003:17[10]库恩.必要的张力[M].范岱年,纪树立,等译.北京:北京大学出版社,2004:333.R eseach on U si ng H istory of Physics to I m prove the Integrationbet w een Science Education and Hu manity Educati onZ H ENG X iao-bo(Physics Depart m en,t Zhe jiang Nor m alUn i v ersity,Ji n hua321004,Ch i n a)Abst ract:It is the m ai n strea m,a m ong the develop m ent of a ll k i n ds o f hu m an ideo log ies,to i n tegrate sc-i ence and art i n this era,and it can a lso be regarded as an i m portant approach for us to f o rster personsw it h good hu m anity and i n novati v e ab illity.H istory of physics can help st u dents rea lise the c l o se relationsh i p bet w een sc-i ence and ar,t and i m prove the i n tegrati o n bet w een science educati o n and hum an ity educati o n.K ey w ords:histo r y of physics;sc i e nce;ar;t hu m anity92。