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物理之美分析物理學習的方法論文
【摘要】本文通過對物理現象、定理的探究，進一步分析了物理學所蘊含的多層次的美。從現象之美、理論之美、簡潔之美三個方面分析了在物理學習中物理學中美的元素與物理學習方法的聯系，從而激發學習物理的興趣，更有方法、更輕松的學習物理。
【關鍵詞】物理之美；物理學習；學習方法
物理學中的概念和規律在表達上，科學，準確，具有簡潔美。由于太陽光的照射，萬物生長，形成了五彩繽紛的世界；地球圍繞太陽公轉，形成四季更替，是簡單創造了世界，這就是簡單的美麗。無論是古代物理學還是近代物理學，追求美感是物理學的永恒主題，充分體會物理之美，從而掌握物理學習方法，更輕松地學習物理。
一、體會物理現象之美，激發學習興趣
物理學是一門自然科學，涉及到大量的物理現象，比如四季變更，風、雨、雷、電的形成、磁石吸鐵、電磁感應等。在學習物理的過程中，通過日常的觀察，創設物理環境，獲得直觀、具體的感性認識，感覺物理就在身邊，調動學習的積極性。通過觀察物理現象，體會生活中的物理，感受其結構美、和諧美等。學校教材上學習的物理知識，通常是經科學家的發現探究已經成為定論的知識，雖然不需要通過實驗去探究人類未知的知識領域，但是學習物理不能被動地接受知識的灌輸，要在學習的過程中加入自己的主觀想法，觀察物理現象、學習物理理論，對所學知識進行篩選并逐漸吸收。在學習物理的過程中，首先觀察一些物理現象，體會其帶給我們的美的感受。比如物體的拋物線運動、行星的運行軌道、電子的繞核運動等，這些不同形式的運動，都形成了規律的運動軌跡，欣賞這些軌跡的美麗可以調動學習的積極性。亦或是可以從陽光在水珠中的折射與反射推算出來彩虹的弧度，通過彩虹的美麗，引起學習興趣，更好的理解弧度、光的折射等知識。物理學科是以觀察和實驗為基礎建立起來的，學習物理的過程中仔細觀察物理學中的物理現象和自然現象，要充分發現物理之美，更有興趣地學習物理。
二、體會物理理論之美，構建理論框架
所有復雜、繁瑣的物理問題經過科學家的實驗與研究最終都會落實在定理或公式之上，可以說物理的理論公式是科學家智慧與汗水的結晶，物理學的很多理論與公式都體現了物理學家對美的追求，體會公式理論中的和諧美、對稱美，感受物理學科與大自然的緊密聯系，是構建物理理論框架的基礎。物理世界處處充滿對稱，球形的雨滴和行星，螺旋形的星系，網形的晶體等等，都呈現出一種具有美感的優化原則，也許宇宙也遵循著某種對稱的原則。物理學理論中所體現出的對稱性揭示了自然界的對稱性。正粒子與反粒子、作用力與反作用力等對稱形式也是物理理論和諧美德典范。感受大自然與物理學體現的理論之美，有助于更好地理解大自然和物理學的規律。物理學的理論之美主要體現在對稱之美和和諧之美，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。如動量守恒公式的對稱之美，動量定理公式的和諧美，引力定理公式等等對稱與和諧的公式。體會公式的美觀與和諧，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運動過程中存在著變化中的不變性。從公式上看也是極其美觀對稱的。在學習物理的過程中，建立初步的守恒觀點，逐漸構建完整的物理體系。追求公式的美觀和物理理論的和諧有助于提升審美，在學習物理時充分運用審美創造性去認識和理解物理知識，培養創造力。
三、體會物理簡潔之美，把握物理方法
從原子內部的基本粒子，到超過109光年浩瀚宇宙中的天體，物質運動紛繁復雜，但物理學中的“力”在“指揮”著天體與基本粒子的運動，并形成一定的運動規律。這些運動規律總都是由簡單的幾何曲線構成；大大小小的簡單粒子組成這天體，構成了復雜的自然世界。物理學的所有研究成果，都是用簡明的語言和最簡潔的公式來表示。簡練、概括、精確、形象以及邏輯上的高度和諧是物理理論的美學特征。體會這些特征，讓物理學的所有知識聯系起來成為一個整體是非常重要的。物理方法是物理思想的具體體現，比如有觀察法、實驗法、比較法、分析法、歸納法、發散思維法、逆向思維法等等。通過這些物理方法建立物理模型，概括出物質運動的基本規律，變復雜為簡單，既簡潔又合理。很多物理學上的重大發現和重大發明，最終通過簡單的實驗展現出來。比如斜面實驗和落體實驗、牛頓的拋體實驗等。學習物理的過程中應參與理想實驗的推理過程，體驗這一方法的簡潔美之處。要充分學習物理思想和物理方法中的簡潔美，最大限度的提高抽象邏輯思維，展現物理的科學美，培養審美能力。物理學美的體驗不僅僅局限于視覺或聽覺，更多的是靠心智去體驗，進而產生的美的感受。在物理學習過程中，要積極主動地去探索自然界的奧秘，了解事物的本質與聯系，從而把握物理的學習方法。
四、結語
物理美屬于科學美的分支，其外在表現有理論公式美、實驗美等形態，同時表現為簡單而深遠等特征。認識與了解物理美是從整體上把握物理學特征，是對更深層次對物理學的認識。在學習物理的過程中，要善于發展物理的理論美；在觀察、實驗過程中體會物理的現象之美，逐步發現、利用物理之美，更加輕松地學習物理知識。
參考文獻
[1]張酣.遠看物理之美———北京大學非物理學科物理教學體會[J].物理,2011.
[2]王進萍.讓公眾享受物理之美———訪英國物理學會會長PaulHardaker[J].物理,2016.
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