文档介绍：科学杂志文章世界名画与开放性思考题褚慧玲荷兰著名画家埃舍尔()创作了许多富于智能启发的力作,他的作品能引起观赏者的想彖力,众多数学家也为Z迷恋。当我看到埃舍尔的名画《瀑布》吋,想到要让我的学生和我共享—•下。于是我用这幅名画编制了-•道供高中学生发散思维的开放性问题,希望通过欣赏世界名画的方式,使课堂教学和问题思考产生一种奇特而又浪漫的意境,引发学生的观察力和想象力。如图是著名画家埃舍尔1961年完成的题为《瀑布》的石版画。请你用所学的科学知识对该画进行分析。问题是以图片的形式呈示的,并没有限定某一具休的学科,但学生的分析过程实际是一个科学的探究过程,测试了学生观察现彖和提出问题的能力,收集、处理信息的能力,科学解释和评价的能力,表达和交流的能力。而且冋答问题吋,还要选择和纽•合运用学科知识,测试了学生运用科学方法分析解决问题的能力,通过分析过程也可反映学生科学态度,体现其科学素养。因为高中学生的思维己开始具有辩证逻辑思维的特点,II具有独立性,他们从事物的对立统一中进行合乎逻辑的推理,他们乐于独立提岀问题、解决问题,他们喜欢探讨问题发生的原因,能解释和论证事物或现象间较为复杂的因果关系。以下是学生的两种解答。学生解答一:通过对图片的仔细观察,可以发现一个明显的问题,在同一水平面上的水形成了瀑布,这是该图中存在的科学性错误。如果运用数学知识,可以看出错误的原因是山于:在同一平面上有两个三角形,而形成瀑布的那条线与两个三角形的三个点连接,一定和这两个三角形在同一平而上,因此不能形成瀑布。学生解答二:图中经瀑布流下的水势能变小,在没有外力做功的情况下,又冋到瀑布的上流,即重力势能较高的地方°根据物理知识可知,只有重力做功,物体重力势能应减小。流动的水会形成瀑布,是因为水有重力势能。当水流下后,重力势能转化成其他形式的能。此时,水的势能应变小,因此需要通过对水做功増加水的重力势能,该图中的瀑布违反了能量守恒定律。学生的解答很好地反映了他们运用所掌握的知识来分析和解释问题的能力。埃舍尔的画中常常出现这样的主题,即所谓的怪圈,一种无休止的过程。《瀑布》是埃舍尔依据数学家彭罗斯()的不现实的三角形原理,将两个止常三角形以非正常方式连接在一起,纽成了不现实的瀑布水流。这种不合情理的结构亦见于埃舍尔的其他作晶屮。埃舍尔的作品初看起來没有什么奇怪的地方,但英实当中蕴藏的幻觉事物是最引人入胜的,埃舍尔虚构的景象,现实世界是找不到的。《瀑布》的流水川流不息,从各个局部看,水在不断下流,可是水柱又冋到了起点,违反了物理学原理。画家的这种表现手法使原本相当清楚的三维空间形状及其本性突现出来,从而为人们开辟了想象的天地。在世人眼里,艺术与物理学似乎亳不相干。因为艺术用图形和寓意给人以美的亨受,而物理学则因英数字和公式给人以抽彖和枯燥的感觉。每当谈到某人是从事艺术职业的,人们立刻会想到一份潇洒和浪漫,而谈到某人是从事与物理有关的职业吋,人们的眼前便浮现出严肃和刻板的神态。史莱因()以其对白然科学的认识和对艺术的研究功底,创作了《艺术与物理学》一书,以人类的想象力这一特有的禀赋为切入口,沿着绘画和物理学发展的漫漫历程逐步阐明艺术与物理学是相通的,将我带入了-■个物理学与艺术融合的完美的、理想的、超越现实的世界。我再一次尝试要让学生