物理的诗意与诗意的物理.doc

物理的诗意与诗意的物理 假如物理知识只是以一系列单调抽象的文字图表呈现，学生就会感觉到一个冰冷、机械、毫无生气的物理世界.人教版教材开篇一句“判天地之美，析万物之理.”使人耳目一新，无形中拉近学生与物理学科的距离.“忽如一夜春风来，千树万树梨花开”，笔者不禁把高中物理和丰富的诗词联系起来. 诗词歌赋求善求美，是情感的产物；物理科学求真求实，是理性的产物.从表面看，两者风马牛不相及.其实许多诗词既蕴涵着深刻的哲理，又蕴涵着丰富的物理知识.我们在欣赏这些诗词时，不仅要挖掘诗词的文学内涵，而且应探讨诗词所描述的自然现象与自然规律，在物理教学中利用诗词这宝贵的财富，一定能对物理教学起到锦上添花的作用. 1物理的诗意 诗人追求用尽量少的语言表达尽量多的内涵，所谓“言约旨远”；物理学家也善于从各种复杂现象中找出简单本质，用形式简单的物理定律、公式、理论表达深刻丰富的内涵：牛顿第二定律R3/T2=k将力和运动因果关系简洁地表达；开普勒行星运动第三定律E=mc2将时空关系准确与简洁地表达；爱因斯坦质能方程将物质与能量简洁地表达. 麦克斯韦、狄拉克、海森堡、薛定谔等物理学家均以极精练的数学语言写出了物理世界的基本结构，可以说它们是造物者的诗篇. 诗词讲究平仄对仗，格律优美.对称现象也普遍存在于各种物理现象和物理规律中：平面镜成像中物与像的对称；竖直上抛运动；匀速圆周运动；简谐运动的运动过程对称；作用力与反作用力的对称；电生磁，磁生电；变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场等. 万有引力定律宣告天上和地上的物体均遵循相同的科学法则；卢瑟福的原子核式结构模型：所有电子都在各自的轨道绕原子核旋转，这与太阳系里各个行星在各自的轨道上围绕太阳运行非常类似，显示了宏观和微观之间的和谐统一.光的波粒二象性中=h，p=h/，普朗克常量架起了粒子性与波动性的桥梁，而阿伏加德罗常数则联系着宏观量与微观量. 理论物理与诗词的思维方式是相通的：都是那样的凝练简朴、都具有和谐对称的美感，都需要有丰富的想像力，都强调善于捕捉灵感，都充满着人类的激情和理想. 2诗意的物理 人，诗意的栖居于大地上；笔者也追求行走在诗意的物理课堂.“诗意”就像物理中的“场”一样存在于课堂，影响着教学认识活动的进行. 在沭阳参加中学物理名师赛时，笔者用古诗吟诵“我住江苏南，君在江苏北；同牵一条线，希望会来电.”，然后请同学配合，一起尝试“摇绳发电”，诗情与实景，很好地进入课题探究感应电流产生条件. 参加市优质课比赛，课题是物体由大量分子组成.笔者先让学生做体验性小实验：将一张纸对折，能折几次？假如我们有一把理想的剪刀，猜想将一张纸对半剪开，不停地剪能剪多少次？然后解释庄子“一尺之棰，日取其半，万世不竭”，在惊奇与疑惑中将学生的思维引入课堂. 笔者也尝试用形象的诗词来呈现抽象的物理定律.比如用“君不见黄河之水天上来，奔流到海不复回？君不见高堂明镜悲白发，朝如青丝暮成雪.（李白将进酒）”来诠释热力学第二定律所描述的“任何与热现象有关的物理过程自发进行是有方向的，并且是不可逆的”；用“子又有子，子又有孙，子子孙孙无穷匮也（愚公移山）”来理解“不均匀变化的电场周围会产生不均匀变化的磁场，而不均匀变化的磁场周围又会产生不均匀变化的电场，从而形成了一个不可分割的统一体，并从发生区域向周围空间传播就形成了电磁波”.楞次定律的表述：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化.学生不易理解“阻碍”，我们可总结为“天之道，损有余而补不足”.（老子道德经） 对于一些容易混淆或不易理解的知识点，平时我们也总结一些口诀来帮助记诵.例如“横波质点不随波迁移，只在自己平衡位置上下振动”不易理解，许多同行让学生记诵“左行左坡上，右行右坡上，峰点谷点无方向”；或简述为“上坡下，下坡上”； 常见电荷等势面总结为“孤立电荷是球面， 匀强电场是平面； 同种电荷象花生， 异种电荷两个蛋”；但如果说告诉同学是老师自己仿写诗词来总结，更容易激起学生的情感，加深理解.例如平抛运动总结为“平抛运动匀变速，水平竖直分解出，飞行时间高度定，射程还问初速度”；狭义相对论总结为“惯性参考系平权，光速不变相对演.尺缩钟慢新时空，高速增质效应显”；探究加速度与质量、力的关系实验，总结为“微垫长板平摩擦，轻推空车匀速判；控制变量盘码拉，盘码与车轻重悬；先通电源后放车，关闭打点纸带选；比例适当来作图，以直代曲规律显”. 诗词中既蕴涵着深刻的哲理，也隐含有丰富的物理知识.“温故而知新”，我们在欣赏时，除了挖掘诗词的内涵，也可以探讨其描述的自然现象与自然规律.除了在课堂教学活动中借助于对相关诗词的欣赏和分析，使学生逐渐接受和理解概念之外，教研人员也将诗词引入课后作业及考试中.例如人教版教材必修一中引入“一江春水向东流”“飞花两岸照船红，百里榆堤半日风.卧看满天云不动，不知云与我俱东.”来讨论参考系；2012江苏省高中学业水平测试引入“鸡蛋碰石头-不自量力”的歇后语来说明“物体间力的作用是相互的”.我们在平时作业时也可挑选“坐地日行八万里，巡天遥看一千河.”来判断参考系；“朝辞白帝彩云间，千里江陵一日还”来求速度；“遥知不是雪，为有暗香来”来说明分子的扩散运动；“闻其声不见其人”来说明衍射现象等. 学习物理时，适时出动其“诗性”.一方面使学生快乐地接受物理知识，领略其烂漫的一面；也会使学生在学习诗词时自觉联想其中的物理内涵.严谨的格律诗之外，也可以用现代诗去追求物理教学的语言美.在“给力”一词广为传唱时，网友将牛顿运动定律与时俱进地翻译成“不给力就不停或者不动；给力就加速；我给你给力的同时，你也得给我给力.”我们也可以把物理知识升华到哲理小诗：例如写棱镜“用水晶般的心灵编织七彩的梦”，写天