审美立美：构建高中物理乐学课堂的教学策略，本文主要内容关键词为：课堂论文,高中物理论文,教学策略论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
在教学过程中挖掘美育素材，借助审美、立美、展美活动，让学生获得美的感受和成功的喜悦，有利于促进乐学情感的生成与内化。在高中物理教学过程中，笔者尝试与学生一道感悟物理学美的实质，实现立美建构，从而达到乐学的境界。
一、化抽象为具体，体验物理教学内容的形象美
在物理教学活动中，学生从文本中接触的绝大部分是抽象化、概括化的理论知识。即使是用来帮助他们加深理解所学内容的材料，大部分也是转换为“知识”形态的间接经验，从而造成了教学过程中思维活动的抽象化特征。如果通过一定的形式，将教学内容形象化，有利于学生对学习内容的更好理解。现代心理学认为，抽象概念经过人的有序重组可以变成具体的图像，图像和语言在一定条件下是可以互译的。如：
例1：电源电动势为ε，内电阻为r，试求其外电阻为何值时，电源的输出功率最大？
［解题］根据全电路欧姆定律得ε=U+Ir，由此可知当ε、r不变时，U随I线性变化，作U-I图，图中所围面积为功率。
设电源的输出电流为I，路端电压为U，由于U=ε-Ir，故U-I图如图1所示，以AB线上任意一点和坐标原点为相对顶点所围成的矩形的面积为：
S=IU
显然S表示此时电源对应的输出功率，要使电源的输出功率最大，即要此矩形的面积最大，由几何知识得，当一个顶点位于AB线段中点C处的矩形面积最大，从图中可得：
①
根据欧姆定律有：
②
由①、②解得：R=r
即当外电阻为R+r时，电源的输出功率最大，其最大值为：
本例的解答过程将文字所表达的电源内部的电学特征转化为形象的一次函数图像，再通过形象化的审美思维方式结合简单的数学知识得出正解。除本例使用的物理图象方法外，灵活展示实物形象、呈现物理图景、准确使用的物理语言和物理符号、甚至是展现教师和学生思维过程的数理逻辑关系等形式都是课堂教学中化抽象为具体的可供选择手段。因此在课堂教学中教师可以在尽可能的情况下和范围内，化抽象为具体，加强审美形象化的思维方式，把教育过程中的某些抽象思维活动转换为充满生活情趣的体验活动——体验物理教学内容的形象美，实现立美建构。
二、实验与探究，感受物理过程的形式美与物理规律的内在美
物理规律是物理学科知识的核心，是物理知识结构的骨架，因此它不但具有形式美，更具有抽象的内在之美。在课堂教学中，教师可以创设一定的条件，让学生进行实验与探究，从而经历一个再发现、再创造的过程，最终获得其真谛，感受物理规律内在之美。如“平抛运动的规律”的探究教学片断：
师：将物体用一定的初速度沿水平方向抛出，仅在重力作用下物体所做的运动叫做平抛运动。现在请两人小组利用课桌和橡皮擦进行实验并观察平抛运动的轨迹……
（学生利用身边器材实验并协作实验和观察现象，老师指导学生实验并提醒学生观察要点……）
师：（约3分钟后学生实验完毕）同学们能否用自己的语言生动地描述出刚才橡皮檫做平抛运动所划过的轨迹？（引导学生审美。）
众生：像彩虹、像抛物线……（认识美的形态。）
师：比喻得好！看来同学们观察得十分仔细。我们已学过运动的合成与分解。平抛运动显然不是一种简单的运动，那么平抛运动究竟是由什么运动合成的呢？科学探究需要进行假设和猜想，请同学们再阅读一次“平抛运动”的定义，并根据它的定义进行合理的假设和猜想。
（学生独立思考后进行小组交流，约3分钟。）
师：哪个小组能将自己的假设与猜想说出来与大家分享？
（学生举手，教师抽答。）
生1：我们小组讨论后认为，假如物体不受重力，物体将不会掉下来，而是一直沿水平方向运动。
师：好。假设得有理，猜得很大胆！那么，这种沿水平方向运动有什么特点呢？是加速、减速还是匀速的呢？
（生1迟疑状。众生举手，教师抽答。）
生2：是匀速的！
师：请完整地将这一假设与猜想表述出来，并说出你的判断依据好吗？
生2：假如物体作平抛运动时不受重力，它将作匀速直线运动。因为平抛运动的定义告诉我们，作平抛运动的物体是只受重力作用的，现又假设这个物体“不受重力作用”，即这个物体没有受到外力作用了，根据牛顿第一定律可判断，此时物体将作匀速直线运动。
师：精彩！（众生鼓掌！）
……教师以相同的方式引导学生假设并猜想得到：“假如物体没有初速度，它将做自由落体运动”；然后利用平抛仪进行分组实验，学生进一步观察小铁球的运动特点；再通过多媒体播放“平抛运动实验视频”，通过频闪照片进一步观察和理解平抛运动的分解；最后用运动合成与分解的方法得出平抛运动的公式：
显然，经过实验与探究，学生重走了一次科学家的探究之路，不仅学习到了科学探究的一般方法，也在经历与体验的过程中感受到了物理过程的形式美、在探究物理规律的过程感悟到规律的内在之美，在审美与立美的教学过程中增强了学生的创新意识和实践能力。
三、点拨与呈现，认识物理方法的和谐美
物理学之所以被人们公认为一门重要的科学，不仅仅在于它对客观世界的规律作出了深刻的揭示，还因为它在发展的过程中，形成了一整套独特而卓有成效的思想方法体系。在物理教学活动中，笔者结合艺术美三原理：情感转移原理、和谐奇异原理和多样统一原理，①以及科学美三原理：相容一致原理、简单复杂原理和结构统一原理，②去审视物理方法的和谐美，并在教学中有意识地加以点拨，以达到立美建构。
高中物理常用的理想化方法、对称方法、观察方法、实验方法、假说方法、数学方法、归纳与演绎法、分析与综合法、类比方法、模型法、等效法、整体法、直觉思维法等方法都有其显现或隐含的美，只要认真挖掘，都是物理课堂的立美资源。下表呈现的是几种物理方法及其相应的审美素材：
四、同化与顺应，呈现物理知识建构的动态美
同化和顺应是皮亚杰“发生认识论”中的两个基本概念。根据皮亚杰的观点，在物理学习过程中，同化是把新学习的物理概念和物理规律整合到原有认知结构的模式之中，认知结构得到丰富和扩展。顺应是认知结构的更新或重建，新学习的物理概念和规律已不能为原有认知结构的模式所容纳，需要改变原有模式或另建新模式。因此，物理知识经过学生的同化与顺应，能构建起物理知识的结构美。如下教学片断反映的是学生学习物理知识的同化过程。
师：带电粒子在电场中受力会运动，那么，怎样才能获得能量更高的粒子呢？请各小组讨论后拿出设计方案。（板书：如图2）
（各学习小组讨论，教师巡视指导。唤醒学生已有图式。约5分钟。）
师：好，许多小组有了自己的方案。哪个小组能将自己的方案说出来跟大家分享？
（众生举手，老师请同学回答。）
生1：我们小组设计的方案是使用电场加速，如图2所示（教师将学生的图投影）在电场的作用下，带正电的粒子会在电场的作用下加速而获得更高的能量。
图2
师：设计得好，这样的粒子被电场加速后确实比原来的能量更大了。试问，还有没有办法让现在这个粒子的能量更大一些呢？
生2：在这个粒子的出口再加一个电场作一次再加速。
师：请你上来“加一加”好吗？
（众生鼓掌以鼓励。教师将学生添加的电场展示出来如图3，并提出疑问。）
图3
师：是一个有创意的设计——多级加速的思路。我有个疑问：带电粒子在B、C间作什么运动？（板书）
（学生在这个问题的提示下注意到了图3中B、C两极板）
生2：（迟疑状）B、C两极板的极性与之前不同，带正电的粒子会减速……
师：对！就目前情况下，带电粒子在B、C两极板间会作减速运动。请坐下继续思考：怎样才能使这个带电粒子继续加速呢？
生3：如果B、C两极板间没有电场，让粒子直接进入C就可实现再次加速了。
师：（追问）有没有办法让B、C两极板间没有电场？
生3：是否可以用静电屏蔽？
师：（高兴地）可行！这种想法很大胆！就使用静电屏蔽的办法让B、C两极板间没有电场。（板书）
……在此基础上，教师进一步说明实际应用中，粒子加速器的电源是“交变电源”，交变电源与粒子的速度变化还必须满足“同步条件”，学生在这一过程中经过同化生成了直线加速器原理的结构图（图4）。
图4
师：刚才讨论的这类加速器，人们通常称之为直线加速器。例如1988年10月16日，中国首台正负电子对撞机在北京建成并首次对撞成功。它的注入器部分，就是一个全长202m的直线加速器。显然，由于它的设备一字儿排开，这是相当拖沓冗长的。试想，如果想获得更高能量的粒子，能否寻找一种既可使带电粒子实现多级加速，又不必增加设备长度的方法呢？（教师用目光巡视学生，鼓励学生思考。）
（教师提供思维梯度，引导学生思考）如果只用一个电场，带电粒子经过加速后还会再次返回，那就好了。……用什么方法能使粒子自动返回呢？
众生：外加磁场！
师：（提问）某某同学，请你对外加磁场的作用加以说明好吗？
生4：利用带电粒子在匀强磁场中作圆周运动的特点，可使被加速后的粒子重返电场，再次加速。
师：好，这确是个巧妙的构想！……
显然，巧妙地利用知识间的内在联系，以直线加速器的原理作为铺垫，再加上“磁场回旋”，说明回旋加速器的工作原理就“水到渠成”了——如图4——在学生面前呈现出物理知识建构的动态美。
注释：
①张健.立美教育认识论[D].长春：东北师范大学，2004:54.
②查有梁.系统科学与教育[M].北京：人民教育出版社，1993:255～272.