《物理與藝術(shù)綱》課程教學(xué)大綱

物理與藝術(shù)課程教學(xué)大綱PhysicsandArts學(xué)時數(shù)：32學(xué)分?jǐn)?shù)：2適用專業(yè)：校內(nèi)各理工科專業(yè)一、課程的性質(zhì)、目的和任務(wù)對大學(xué)生加強(qiáng)科學(xué)與人文素質(zhì)教育，是近年來教育界普遍接受的教育理念。在大學(xué)教育中如何實(shí)現(xiàn)科學(xué)與人文、科技與藝術(shù)的融合已經(jīng)成為各國教育學(xué)研究中不可缺少的一部分，是高等教育發(fā)展的必然趨勢，已經(jīng)成為當(dāng)今教育家和科學(xué)家共同的理想與追求。

“物理與藝術(shù)”課程是面向全校各專業(yè)同學(xué)開設(shè)的一門公選課，32學(xué)時，2學(xué)分。

“物理與藝術(shù)”課程不同于人文類的藝術(shù)欣賞等課程，也不同于理工科的大學(xué)物理課程。本課程注重文理結(jié)合，教學(xué)內(nèi)容主要是以藝術(shù)家和物理學(xué)家相互平行的視角來闡述人們對宇宙圖像的建立過程和理解；對物質(zhì)運(yùn)動的基本形式的認(rèn)識?？茖W(xué)與藝術(shù)的共同目的都是以創(chuàng)新的手段來喚起人們意識或潛意識中，對自然和情感的共鳴，只不過它們所使用的“語言”不同。本課程的教學(xué)目的之一就是要打破它們之間的“語言”障礙，分析比較它們在創(chuàng)新意識和思維方法上的共同點(diǎn)，以達(dá)到對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)與人文素質(zhì)培養(yǎng)和創(chuàng)新思維能力培養(yǎng)的目的。二、課程教學(xué)的基本要求藝術(shù)與物理是人類對世界本體描述的兩個不同，但平行、互補(bǔ)的方面，它們都經(jīng)歷了從觀察自然，到描繪自然，進(jìn)而思考自然的平行發(fā)展歷史。在發(fā)展過程中，盡管藝術(shù)家和科學(xué)家很少彼此關(guān)注對方的工作，但藝術(shù)經(jīng)常預(yù)期科學(xué)真理的發(fā)展，科學(xué)的發(fā)展也為藝術(shù)創(chuàng)造提供不竭的動力和方法。課程教學(xué)的基礎(chǔ)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和提高人文與科學(xué)素養(yǎng)。自始至終貫徹大學(xué)教育教學(xué)理念正向更加重視素質(zhì)教育的方向轉(zhuǎn)變，向科學(xué)教育與人文教育相融合的方向轉(zhuǎn)變的觀點(diǎn)。三、課程的教學(xué)內(nèi)容、重點(diǎn)和難點(diǎn)目前本課程安排的主要教學(xué)內(nèi)容有：引言：物理與藝術(shù)；自然哲學(xué)到物理學(xué)與繪畫的開端；喬托的“透視”與伽利略的“參照系”；牛頓與達(dá)·芬奇；現(xiàn)代科學(xué)革命與現(xiàn)代美術(shù)革命；光與色彩的意義；空間的意義與立體主義畫派；時間的意義與未來主義和超現(xiàn)實(shí)主義畫派；量子風(fēng)云與抽象主義藝術(shù)；宇宙與人文；對稱與不對稱；混沌和分形與抽象表現(xiàn)主義畫派；東方的藝術(shù)之道與西方的科學(xué)之道等。簡而言之，我們追尋著物理和藝術(shù)的發(fā)展歷史，探討它們之間的相互聯(lián)系，教學(xué)的重點(diǎn)就在于揭示它們發(fā)展的每一次重大革命中的創(chuàng)新點(diǎn)。首先，對自然的判斷是一個透視問題；對運(yùn)動的觀察是一個參考系的問題。透視法則是西方美術(shù)的基礎(chǔ)，參照系的概念是物理學(xué)發(fā)展的里程碑。美術(shù)之父喬托感悟出透視原理；物理學(xué)之父伽利略引入了參照系，從此人類才分別從藝術(shù)角度和科學(xué)角度學(xué)會看“風(fēng)景”。這是物理與藝術(shù)發(fā)展的第一個里程碑。在藝術(shù)欣賞上，觀察一幅根據(jù)透視原理創(chuàng)作的繪畫，觀眾需要選擇一個最具優(yōu)勢的位置。這一位置從根本上不同于其他位置，升格到了超級地位上，就如同牛頓力學(xué)中的絕對參照系，在人們認(rèn)識宇宙圖像時處于超級地位上一樣。在物理和藝術(shù)兩個領(lǐng)域內(nèi)，出現(xiàn)如此并行又深刻的思想，充分說明了物理與藝術(shù)之間密切的聯(lián)系。其次，物理和藝術(shù)發(fā)展的第二下次飛躍是20世紀(jì)伊始的現(xiàn)代美術(shù)革命和現(xiàn)代科學(xué)革命。照相術(shù)的發(fā)展直接導(dǎo)致了現(xiàn)代藝術(shù)革命；馬奈對透視原理的挑戰(zhàn)動搖了歐洲繪畫數(shù)百年的傳統(tǒng)支柱，所以當(dāng)時遭到非難。愛因斯坦以優(yōu)美的數(shù)字和方程，在科學(xué)上為馬奈正名。畢加索的立體主義畫派是空間的重構(gòu)，與愛因斯坦狹義相對論的時空觀不謀而合；馬蒂斯的野獸主義畫派是光與色的革命；未來主義者追逐時間的意義；量子物理學(xué)家和抽象主意藝術(shù)家對世界的認(rèn)識不約而同地從“具象”走向“抽象”。畢加索等藝術(shù)家和愛因斯坦等物理學(xué)家從未謀面，對彼此的工作也互無興趣，但他們對人類賴以生存的自然具有相同的認(rèn)識和革命性的理解。但是，在教學(xué)中，我們也指出，藝術(shù)家們對自然的理解并非能建立起完整的科學(xué)圖像，并且這種理解不受實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)，真理與謬論并存。藝術(shù)不是物理，思辨決不是科學(xué)。課程內(nèi)容具體共分十二章：第一章：物理/藝術(shù)第二章：自然哲學(xué)到物理學(xué)/喬托之前的繪畫第三章：伽利略與“參照系”/喬托與“透視”第四章：牛頓/達(dá)·芬奇第五章：科學(xué)革命/現(xiàn)代藝術(shù)第六章：愛因斯坦與相對論/馬奈與印象派第七章：光的意義/野獸主義畫派第八章：空間結(jié)構(gòu)/立體主義畫派第九章：時間革命/未來主義畫派第十章：宇宙/人文第十一章：物理中的對稱/藝術(shù)中的不對稱第十二章：東方的文化之道/西方的科學(xué)之道四、課程各教學(xué)環(huán)節(jié)要求根據(jù)文科學(xué)生的心理和思維特征，數(shù)學(xué)和物理的基礎(chǔ)，以及興趣來組織教學(xué)，確定教學(xué)要求。以電子教案為重點(diǎn)開展多媒體和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)。課堂教學(xué)以電子教案為主線，配合CAI課件、插播視頻短片、圖片，網(wǎng)絡(luò)資源以等教學(xué)媒體，充分發(fā)揮各種手段的功能，力求達(dá)到最佳的教學(xué)效果。以課程QQ群為基礎(chǔ)，鼓勵學(xué)生進(jìn)行課后閱讀和討論?！段锢砼c藝術(shù)》課程是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)與人文素質(zhì)，提高創(chuàng)新思維能力的通識類教育課程。要求學(xué)生認(rèn)真閱讀教材并廣泛閱讀網(wǎng)站提供的課程資料；通過課程網(wǎng)站，積極參與話題討論并遞交作業(yè)；最終將通過課程報告（50％）和書面考查形式（50％）完成課程考核。五、學(xué)時分配教學(xué)內(nèi)容各教學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)時分配作業(yè)題量備注章節(jié)主要內(nèi)容講授實(shí)驗(yàn)討論習(xí)題課外其它小計(jì)一引言物理與藝術(shù)331二自然哲學(xué)到物理學(xué)/喬托之前的繪畫221三伽利略與“參照系”/喬托與“透視”22四牛頓/達(dá)·芬奇331五科學(xué)革命/現(xiàn)代藝術(shù)331六愛因斯坦與相對論/馬奈與印象派331七光的意義/野獸主義畫派331八時間革命/未來主義畫派221九時間革命/未來主義畫派22十宇宙/人文331十一物理中的對稱/藝術(shù)中的不對稱331十二東方的文化之道/西方的科學(xué)之道331合計(jì)3210六、本課程與其它課程的關(guān)系本課程屬于通識教育類，主要是為了提高理工科學(xué)生的人文素養(yǎng)，可在一、二年級開設(shè)。七、教材與教學(xué)參考書（一）教材施大寧.物理與藝術(shù)（普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材）.北京：科學(xué)出版社，2010年01月。（二）教學(xué)參考書[1]史萊因（美）原著，ArtandPhysics:ParallelVisionsinSpace,Time,andLight，藝術(shù)