让科学美融入初中科学课堂.doc

让科学美融入初中科学课堂 伟大的教育家苏霍姆林斯基认为，美是道德纯洁、精神丰富和体魄健全的有力源泉。美育对于完善人的智能起着重要的作用。研究表明，人的大脑左半球以抽象思维为主，右半球以形象思维为主，审美教育对平衡大脑作用很有益处。形象思维与逻辑思维相辅相成，右脑的功能与左脑的功能相辅相成。 一、发现科学教材中的科学之美需要美学思维 思维所反映的是一类事物共同的、本质的属性和事物间内在的、必然的联系，属于理性认识。浙教版初中科学教材是集初中物理、化学、生物、空间地理等课程加以整合后的一门综合学科，其中蕴藏着科学之美，只不过我们有时让这些美的东西埋没在大量的题海中和枯燥乏味的概念记忆中。通过大脑半球功能分布图可以看出，学生学习科学知识先从感性（形象思维）和经验的积累到理性（抽象思维）和科学化的过程。因此，对科学之美的发现需要学生具有美学思维的能力并用心细细地去挖掘、去体会、去品赏，当然与此同时也需要教师在课堂教学中通过实验、观察、归纳、记忆等多种途径，有意识地对学生左右大脑半球进行开发。 科学美学思维是指科学现象、科学概念、科学探索过程和科学规律等符合简洁、和谐、对称、统一等美学规律的认识，以及能对尚未完善的科学问题进行加工、修改甚至重构的臻美方法。在科学发展的进程中，人类对科学美的追求越来越执着，对科学美的感受越来越深刻，且科学实践也证明，科学越进步，科学美的光辉也越灿烂，科学美学思想的作用越不容忽视。 二、初中科学教材中美学的展示 从科学史上看，被科学家谈论得比较多的美学标准是简单、统一、和谐、对称、守恒等范畴。大自然的设计是美和简单的。刘仲林在他的科学中的“美”和“真”一文中说，“科学是和谐、是简单，在于新奇、雅致”。 1.科学规律的简洁美 科学规律的简洁美主要表现在两个方面：一是概念或结论极其简单；二是其表达的内涵又极其深刻。例如热现象是众多科学家争论了一个多世纪的问题，现在以“大量分子的无规则运动”十个字便做出了结论；在表述燃料燃烧释放热量用Q=mq告诉我们每单位物质完全燃烧所释放出的能量，很好地解释了为什么火箭的燃料选择氢气（热值大，释放的能量大，当然还与燃烧后的产物清洁无污染有关），该计算公式形式简洁而内涵深刻，让人觉得非常不可思议。18世纪上半叶，卡尔林奈创立了现代生物分类系统，对生物从高等到低等分成七个阶元界、门、纲、目、科、属、种，林奈为分类学解决了原则性问题：每一物种都有了确定的名称，隶属于一定的分类系统，可以按阶元查对检索。自此，杂乱无章的生物界确立了秩序，人们认识生物有了依循的规律。 2.科学模型的和谐美 著名科学家赫拉克利物普说过，“美在于和谐，在于对立统一”。和谐美是指从天体到地球，从生物到人类，从宇宙到基本粒子都处于一定的秩序之中。和谐性原理告诉我们，自然界是和谐的，和谐的就是美的。科学知识来源于生活实体，又是对生活实体、现象的高度理论概括。对于一些抽象的理论，科学中最常用的方法是通过建立模型帮助人们理解。如在对于磁场的学习中，通过建立磁感线模型，用优美的线条帮助理解磁体周围磁场的存在。 初中科学八年级上册教材在学习微观粒子原子、分子时，通过建立粒子模型形象生动地将微观世界呈现在学生的面前；最简单的理性模型，诸如质点、单摆、理想气体、理想界面、光线等等，还有空间科学中用的地球仪模型、月相变化模型、地形模型都非常美妙地将抽象事物和形象实体模型和谐地统一起来。 3.科学形体的对称美 二十世纪最伟大的科学家希尔伯特的接班人魏尔曾在1951年出版的一本名叫对称性的书中，以大量的插图与事实，从艺术及科学两方面讨论了对称性概念的美学意义，他指出：“对称性和美紧密相连。”从复分解化学方程式H2SO4+BaCl2=BaSO4+2HCl，酸碱中和反应：NaOH+HCl=NaCl+HCl之中，可发现阴阳离子发生交换，体现了平稳的对称美。又如平面镜成像的镜面对称、磁铁的两级、电荷的正负、作用力与反作用力，由于存在这种对称性，人们利用美学思想不断去探索科学世界。1821年奥斯特发现电生磁，法拉第从对称美的角度出发经过十年的研究实验最后得出了电磁感应定律（磁生电）；杠杆的平衡条件：F1L1=F2L2，等等。当我们走入实验室时，可以看到许多仪器教具也存在对称美，如天平、烧瓶、酒精灯、人体模型教具等。初中科学教材中的对称美主要体现在一些概念、公式及实验仪器等形体上。 4.科学家追求真理的人格美 在科学漫长的历史发展长河中，科学家对科学的不懈追求和捍卫真理的献身精神充分展示了他们执着追求真理的创造美和人格美。在初中科学教材中，阅读材料部分介绍了许多科学家，诸如牛顿、焦耳、道尔顿、霍金、伦琴、侯德宝等等，他们有着崇高的理想和精神境界，为了造福人类，不断探索真理，发挥他们独到的想象力和创造力，构筑了一个又一个和谐统一的理论体系。 三、初中科学教学渗透科学美 初中科学作为一门基础学科，从它的构成要素来讲，美学特性是其中的要素之一，美学也纳入科学教学范畴。 科学美并不像艺术美那样有强烈的感召力，师生要利用一切可以利用的感官，还要非常投入和用心。因此，要在科学教学中渗透科学美需要处理好以下几个环节： 1.充分挖掘教材中的美学因素，使之成为审美对象 前面已经粗浅探讨了科学美学的四个方面，实际只是一个大致的轮廓，从不同的审美角度，科学所蕴藏的美学远远不止这些，如物质的化合和分解、氧化与还原展示出的一种动态美，微观世界和宏观世界的和谐统一美；在科学实验方面，如实验仪器对称、均衡、协调的造型美，实验现象多变表现出的多样美；还有教师仪表仪态的风范美，等等。正如鲁迅先生所说“生活中不缺少美，缺少的是发现”，教师要充分挖掘教材中的美，在实际教学过程中加以运用，使学生真切感受美在科学中无处不在。 2.遵循认知规律，由实验美到理论美、由形式美到内容美，使认识逐步深化 如果将科学美划分为形式美和内容美或是感性美和理性美的话，那么，从人的认知规律的角度讲，对科学美的认识也应该从低级形式走向高级形式。人类社会的实践表明，一切真知来源于实践。实验对于学生来说，又是最具吸引力、最具魅力的学习对象，统计也表明，学生学习科学的兴趣主要是基于对实验的好奇而引起的求知欲。因此，科学美育的实施首先要通过科学实验中的仪器美、实验现象美、实验操作美等来吸引学生的高度注意力，激发其学习的浓厚兴趣，进而深入到科学理论，使学生在享受美的愉悦中不知不觉地接受理论教育，在认识美的过程中掌握基础知识和基本技能。 3.实现科学美与课堂教学艺术的交融，使学生从认识美走向发现美，进而到达创造美的最高境界 由于科学美育的实施是在科学课堂教学中分阶段、分步骤、循序渐进地渗透进行的，是化整为零而行的，这就决定了它必须要与科学教学相互渗透、相互交融而进行。倘若科学教师在进行科学课堂教学时，本身就平淡无奇、无教学艺术可言，那么实施美育将是纸上谈兵，有时甚至会适得其反。因此，课堂教学的艺术化是有效实施科学美育的前提。教师的基本素质和科学涵养又是艺术化课堂教学的有力保证：必须能够在科学课堂中做到板书美、语言美、实验操作美、风度美、情感美、课堂调控美等等，科学美才能有机地融入其中，让学生受到美的感染，在感受美中发现美，在鉴赏美中创造美。 “惊人的简洁”“美妙的和谐”“神秘的对称”在科学知识的内容中、结构模型中、形体上随处可见。教师如何将美贯彻到科学课堂教学之中，那是一种涵养、一种境界，需要不断地摸索和艰辛的努力。愿美与真、善相结合，形成真、善、美的统一，使得科学美在初中科