物理之美分析物理學(xué)習的方法論文
【摘要】本文通過(guò)對物理現象、定理的探究，進(jìn)一步分析了物理學(xué)所蘊含的多層次的美。從現象之美、理論之美、簡(jiǎn)潔之美三個(gè)方面分析了在物理學(xué)習中物理學(xué)中美的元素與物理學(xué)習方法的聯(lián)系，從而激發(fā)學(xué)習物理的興趣，更有方法、更輕松的學(xué)習物理。
【關(guān)鍵詞】物理之美；物理學(xué)習；學(xué)習方法
物理學(xué)中的概念和規律在表達上，科學(xué)，準確，具有簡(jiǎn)潔美。由于太陽(yáng)光的照射，萬(wàn)物生長(cháng)，形成了五彩繽紛的世界；地球圍繞太陽(yáng)公轉，形成四季更替，是簡(jiǎn)單創(chuàng )造了世界，這就是簡(jiǎn)單的美麗。無(wú)論是古代物理學(xué)還是近代物理學(xué)，追求美感是物理學(xué)的永恒主題，充分體會(huì )物理之美，從而掌握物理學(xué)習方法，更輕松地學(xué)習物理。
一、體會(huì )物理現象之美，激發(fā)學(xué)習興趣
物理學(xué)是一門(mén)自然科學(xué)，涉及到大量的物理現象，比如四季變更，風(fēng)、雨、雷、電的形成、磁石吸鐵、電磁感應等。在學(xué)習物理的過(guò)程中，通過(guò)日常的觀(guān)察，創(chuàng )設物理環(huán)境，獲得直觀(guān)、具體的感性認識，感覺(jué)物理就在身邊，調動(dòng)學(xué)習的積極性。通過(guò)觀(guān)察物理現象，體會(huì )生活中的物理，感受其結構美、和諧美等。學(xué)校教材上學(xué)習的物理知識，通常是經(jīng)科學(xué)家的發(fā)現探究已經(jīng)成為定論的知識，雖然不需要通過(guò)實(shí)驗去探究人類(lèi)未知的知識領(lǐng)域，但是學(xué)習物理不能被動(dòng)地接受知識的灌輸，要在學(xué)習的過(guò)程中加入自己的主觀(guān)想法，觀(guān)察物理現象、學(xué)習物理理論，對所學(xué)知識進(jìn)行篩選并逐漸吸收。在學(xué)習物理的過(guò)程中，首先觀(guān)察一些物理現象，體會(huì )其帶給我們的美的感受。比如物體的拋物線(xiàn)運動(dòng)、行星的運行軌道、電子的繞核運動(dòng)等，這些不同形式的運動(dòng)，都形成了規律的運動(dòng)軌跡，欣賞這些軌跡的美麗可以調動(dòng)學(xué)習的積極性。亦或是可以從陽(yáng)光在水珠中的折射與反射推算出來(lái)彩虹的弧度，通過(guò)彩虹的美麗，引起學(xué)習興趣，更好的理解弧度、光的折射等知識。物理學(xué)科是以觀(guān)察和實(shí)驗為基礎建立起來(lái)的，學(xué)習物理的過(guò)程中仔細觀(guān)察物理學(xué)中的物理現象和自然現象，要充分發(fā)現物理之美，更有興趣地學(xué)習物理。
二、體會(huì )物理理論之美，構建理論框架
所有復雜、繁瑣的物理問(wèn)題經(jīng)過(guò)科學(xué)家的實(shí)驗與研究最終都會(huì )落實(shí)在定理或公式之上，可以說(shuō)物理的理論公式是科學(xué)家智慧與汗水的結晶，物理學(xué)的很多理論與公式都體現了物理學(xué)家對美的追求，體會(huì )公式理論中的和諧美、對稱(chēng)美，感受物理學(xué)科與大自然的緊密聯(lián)系，是構建物理理論框架的基礎。物理世界處處充滿(mǎn)對稱(chēng)，球形的雨滴和行星，螺旋形的星系，網(wǎng)形的晶體等等，都呈現出一種具有美感的優(yōu)化原則，也許宇宙也遵循著(zhù)某種對稱(chēng)的原則。物理學(xué)理論中所體現出的對稱(chēng)性揭示了自然界的對稱(chēng)性。正粒子與反粒子、作用力與反作用力等對稱(chēng)形式也是物理理論和諧美德典范。感受大自然與物理學(xué)體現的理論之美，有助于更好地理解大自然和物理學(xué)的規律。物理學(xué)的理論之美主要體現在對稱(chēng)之美和和諧之美，從物理理論美可以揭示物理理論深刻的物理意義、構建物理理論體系。如動(dòng)量守恒公式的對稱(chēng)之美，動(dòng)量定理公式的和諧美，引力定理公式等等對稱(chēng)與和諧的公式。體會(huì )公式的美觀(guān)與和諧，有利于知識的溫故知新，加深對知識的系統理解，構成完整的物理知識體系。比如，機械能守恒定律的物理意義是物質(zhì)運動(dòng)過(guò)程中存在著(zhù)變化中的不變性。從公式上看也是極其美觀(guān)對稱(chēng)的。在學(xué)習物理的過(guò)程中，建立初步的守恒觀(guān)點(diǎn)，逐漸構建完整的物理體系。追求公式的美觀(guān)和物理理論的和諧有助于提升審美，在學(xué)習物理時(shí)充分運用審美創(chuàng )造性去認識和理解物理知識，培養創(chuàng )造力。
三、體會(huì )物理簡(jiǎn)潔之美，把握物理方法
從原子內部的基本粒子，到超過(guò)109光年浩瀚宇宙中的天體，物質(zhì)運動(dòng)紛繁復雜，但物理學(xué)中的“力”在“指揮”著(zhù)天體與基本粒子的運動(dòng)，并形成一定的運動(dòng)規律。這些運動(dòng)規律總都是由簡(jiǎn)單的幾何曲線(xiàn)構成；大大小小的簡(jiǎn)單粒子組成這天體，構成了復雜的自然世界。物理學(xué)的所有研究成果，都是用簡(jiǎn)明的語(yǔ)言和最簡(jiǎn)潔的公式來(lái)表示。簡(jiǎn)練、概括、精確、形象以及邏輯上的高度和諧是物理理論的美學(xué)特征。體會(huì )這些特征，讓物理學(xué)的所有知識聯(lián)系起來(lái)成為一個(gè)整體是非常重要的。物理方法是物理思想的具體體現，比如有觀(guān)察法、實(shí)驗法、比較法、分析法、歸納法、發(fā)散思維法、逆向思維法等等。通過(guò)這些物理方法建立物理模型，概括出物質(zhì)運動(dòng)的基本規律，變復雜為簡(jiǎn)單，既簡(jiǎn)潔又合理。很多物理學(xué)上的重大發(fā)現和重大發(fā)明，最終通過(guò)簡(jiǎn)單的實(shí)驗展現出來(lái)。比如斜面實(shí)驗和落體實(shí)驗、牛頓的拋體實(shí)驗等。學(xué)習物理的過(guò)程中應參與理想實(shí)驗的推理過(guò)程，體驗這一方法的簡(jiǎn)潔美之處。要充分學(xué)習物理思想和物理方法中的簡(jiǎn)潔美，最大限度的提高抽象邏輯思維，展現物理的科學(xué)美，培養審美能力。物理學(xué)美的體驗不僅僅局限于視覺(jué)或聽(tīng)覺(jué)，更多的是靠心智去體驗，進(jìn)而產(chǎn)生的美的感受。在物理學(xué)習過(guò)程中，要積極主動(dòng)地去探索自然界的奧秘，了解事物的本質(zhì)與聯(lián)系，從而把握物理的學(xué)習方法。
四、結語(yǔ)
物理美屬于科學(xué)美的分支，其外在表現有理論公式美、實(shí)驗美等形態(tài)，同時(shí)表現為簡(jiǎn)單而深遠等特征。認識與了解物理美是從整體上把握物理學(xué)特征，是對更深層次對物理學(xué)的認識。在學(xué)習物理的過(guò)程中，要善于發(fā)展物理的理論美；在觀(guān)察、實(shí)驗過(guò)程中體會(huì )物理的現象之美，逐步發(fā)現、利用物理之美，更加輕松地學(xué)習物理知識。
參考文獻
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