物理规律的教学一般要经历哪几个阶段

物理规律的教学一般要经历哪几个阶段

(一)、提出问题,创设物理环境

提出问题是整个探究的基础，因为问题是思维的动因，是探究的起点。以问题为载体引导学生展开思维进行探索和研究，寻求解决问题的途径和方法，让学生通过自己的思考和实践去主动获取知识，才能培养学生的创新精神和实践能力。这一环节尽可能鼓励或启发学生自己去发现和提出问题。

在教学中，教师引导学生提出问题的常见方法有：

A．观察法

B．联想法C．比较法D．推理法E．实验法

如学生在探究牛顿第一定律教学时时，就用到：实验法—联想法—推理法

实验是发现规律的基础，先让他们作实验“阻力对运动物体的影响”，启发他们从实验中发现问题。

教师实验后可提问：“如果不受力将怎么运动，可以展开联想。如学生在实验后进行合理的推导。没有阻力运动物体将一直运动下去。

(二)、进行思维加工,建立物理规律

在中学物理教学过程中，总结规律主要运用了实验归纳法、逻辑推理法、理想实验法、图像法以及假说等方法。其中又以实验归纳法最为普遍。

实验归纳法：所谓归纳法，是从一些特殊的事实中概括出一般性结论的思维方法，是从许多同类的个别事物中找出它们共同点的过程。

(1)实验归纳法:物理学中运用归纳法的基础主要是实验，因为实验不但能够重复进行，更重要的是它可以准确地反映事物各个部分或物理过程的各个阶段的相互联系，而且运用实验最容易引起学生的兴趣，所以在中学，特别是在初中物理教学中总结物理规律应用最多的便是实验归纳法。运用实验归纳法时，常常借助于图像，即把实验所得数据在坐标系中画点、连线，从分析图线中，总结规律。例如牛顿第一定律

(2)逻辑推理法：就是在已有的定律的基础上结合一些概念，运用数学知识推证而得出结论的方法。例如，串并联电路中总电阻的计算公式，就是利用欧姆定律结合串并联电路中电流、电压的实验关系，运用简单的数学知识推得的。

有一些定性描述的规律，限于实验条件，不易做演示实验，因此可采用定性演示结合理论推导的方法而得出。

(3)理想实验法：它是建立在一定的实验基础上，在人们思想中塑造的一种理想化的理想实验。理想实验，一般地讲，在当时的条件下是无法做成的，因此，它不是真正的实验而是一种抽象的思维方法，属于假说推理的范畴。中学物理教材中研究牛顿第一定律此法。

伽利略首先提出运用理想实验的方法总结出了惯性定律(即牛顿第一运动定律)，详细内容。

(4)假说方法，即科学研究中的一种假定性的科学解释，它是真理发展过程中的一种形式和研究方法。当真理发展过程中遇到了一种新的事实、运用现有的真理无法解释时，人们常常提出仅仅以有限数量的事实和观察为基础的新的解释，这就是说，假说被证明是对的就成为理论。假说是一种重要的研究方法，如分子运动论假说等。

2．总结物理规律要遵循简单性原则，这也是物理学的美学原则之一

物理学史表明，科学家都十分注意用最简单的公式来表示客观规律。

例如，牛顿只用了几条简洁的定律，就概括了物质世界纷繁的运动现象，完成了物理学史上的伟大综合。

( 三 ) 、理解物理规律 , 明确适用条件

在学生认识物理规律的基础上，要引导学生进一步理解物理规律。具体来讲，要做到理解物理规律的物理含义和物理意义。

中学阶段所研究的物理规律，一般都要用文字语言来表示，物理规律的文字表达即反映了规律的物理含义，是规律的语言表述和表达式中显含的内容。必须引导学生对规律的表述认真分析，真正理解每一句话，每一个字的物理含义，这样才能真正理解物理规律。

对物理规律的含义的理解要注意三方面：条件、结论、关键字。如，牛顿第一定律表述为：“一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持匀速直线运动状态或静止状态。”条件是“物体没有受到外力作用”，结论是“保持匀速直线运动状态或静止状态”，关键字是“或”。如果条件不满足，结论就不成立，“或”字的含义是指物体原来是运动的，它将保持这种运动状态，如果原来是静止的，它仍将保持静止。

物理规律的意义和含义是不同的，含义是规律的语言表述和表达式中显含的内容，而意义是规律所反映的本质联系，有时并不显含在规律的表述中。要理解物理规律的意义，首先应该理解物理规律的含义。然后再认识物理规律反映了哪些物理量之间的怎样联系，这就是它的物理意义。

物理规律的成立是有条件的，不同的物理规律，成立的条件及适用范围不同。这是因为客观事物变化、发展在不同阶段、不同领域是遵照不同规律的。学生只有明确规律成立的条件和适用范围，才能正确地运用规律来研究和解决实际问题。否则，学生就会出现乱用，乱套公式的现象，导致错误结论。理规律都是在一定的条件下、一定的范围内总结出来的。因此 , 也只能在这个条件下 , 这个范围内才成立。有些规律在文字叙述中就已阐明了适用范围和条件。例如 , 牛顿第一定律。因此 , 这一点在初中物理教学中应引起重视。

( 四 ) 、运用物理规律 , 解决物理问题

学习物理的过程是认识物理世界，改造物理世界的过程。物理知识来源于物理实践，运用知识再回到实践中解决实际问题，这既是学习物理规律的目的，又是完成认识的第二次飞跃所必须的过程。因为运用的过程是将抽象的物理规律具体化的过程，在这一过程中，学生可以巩固、深化和活化对物理规律的理解。同时，学生运用规律说明、解释现象、分析和解决实际问题的过程，可以进一步学到分析、处理实际问题的具体方法，发展分析、解决实际问题的能力，运用数学知识解决物理问题的能力，逻辑思维能力，表达能力，以及创造能力等。所以，在物理规律建立之后，教师要恰当地选择物理习题和生产、生活中的实际问题，有计划、有目的，由简到繁、循序渐进引导学生解决这些问题。使学生逐步掌握应用物理规律解决实际问题的思维过程，思维策略和思维方法，从而发展各种能力，实现物理规律教学的最终目的。

规律呈现出来之后，就必须对其加以运用、练习，以加深理解，将陈述性知识向程序性知识转变，使新知识与已有的其它知识链接起来，这就进入了规律教学的第四阶段——运用规律的阶段．培养学生的逻辑思维能力和综合运用能力是这一阶段的教学目标．考虑到学生的接受能力，一般应采取循序渐进、逐步加深的教学方法，具体可分为以下几个梯度：

1 ．初步的直接运用．如直接运用公式进行计算，运用概念和规律对物理性质直接判断等．这一内容一般在授新课中即可进行，以对新学知识作初步巩固。

2 ．逐步提高的间接引申．如公式的变形使用，隐含条件的挖掘，推论的形成等。

3 ．与其他物理概念和知识的交叉和整合。

（ 1 ）利用其它知识为本规律提供条件；

（ 2 ）运用本规律为其他知识提供条件。

梯度二和三宜在习题课、复习课中提出，它对学生的要求较高，应在学生有一定的基础时进行。

规律教学到规律的应用阶段，并没有结束．学生对某一内容的掌握，不能只停留在这一规律的本身和其零星的运用上，对这一规律而言，应形成这一知识本身的系统并将它纳入已有的知识结构中去，这样才能说是对规律的全面掌握，所以说对和规律的再认识是必不可少的教学阶段。

在此阶段的教与学的主要要求有：一是教师做好再认识示范，并长期坚持，教给学生方法．二是要重视学生的再认识，并做好方法指导。三要教给学生运用提纲进行结构性回忆的复习方法，让他们尝到再认识规律的好处。

例如，牛顿第一定律的应用结束后，要分析其内容：是研究物体在不受外力作用时的运动状态，即运动状态不改变。而牛顿第二定律是研究物体受到的合外力不为零时，物体的运动状

态，即运动状态发生变化。牛顿第三定律是研究物体之间的相互作用规律的，即力在物体之间是如何传递的。

通过分析，让学生在整个力学知识体系中，再认识牛顿第一定律的内容、地位，以加深学生对规律的理解，进而使知识在学生头脑中系统化、程序化，形成持久的认知和能力。回过来再应用规律解决问题，会事半功倍。

牛顿第一定律的规律教学

一提出问题创设物理环境

1 引导学生看两张来自生活的图片（多媒体投影）：

①警察叫司机系安全带，为什么？

②亚洲飞人柯受良驾车飞越黄河，他凭什么有这种胆识去飞越气势磅礴的黄河呢？

2 演示一个惯性现象的小实验：用棒敲打叠放的象棋子。

3 让同学看一个实验：用手推车，车前进，停止用力，车停止。

设问：生活中还有哪些类似此类的现象？（由学生思考后回答）

学生答：可能有如静止的自行车用力踩脚踏板才开始运动，如没有对车继续用力，它最终会停下来。静止的秋千用力时，它会摆动起来。停止用力时，它会最终停下来。等等）

二进行思维加工建立物理规律

1 历史的回顾：

（1）亚里士多德观点：力是维持物体运动的原因

在得出亚里士多德的观点后，设问：你认为这个观点有什么问题？学生思考后回答在学生提出的观点后指出：亚里士多德的观点一直维持和统治人们的思想近两千年，直到三百年前伽俐略才指出：力不是维持物体运动的原因，物体运动不需要力。指出亚里士多德在当时提出了很多观点，有时候提出问题比证明一个问题更难，所以说亚里士多德毫无疑问是伟大的。

（2）伽俐略的观点：物体运动不需要力

说明：爱因斯坦曾把一代一代科学家探索自然奥秘的努力，比作福尔摩斯侦探小说中破案过程，有时候明显可见的线索却把人们引向错误的判断。也就是说，光凭经验来做判断常常是靠不住的，在探索运动原因的“侦探小说”里，亚里士多德正是由于凭借生活中明显的线索引出了错误判断。

设问：现在假设你是伽俐略，你会寻找怎样的“侦察”方法去推翻这维持两千年的“错案”。引起亚里士多德错误观点的“罪魁祸首”是什么呢？

（组织学生进行相互讨论思考：然后叫几组学生代表发言）

给学生充分展示自己思维过程的机会，让他们自己去探求物理规律的真伪，让每一个学生都能够深刻体会力和运动之间的关系。

结论：引起亚里士多德错误观点的“罪魁祸首”是：摩擦力（说明自行车停下，停下不是没有受外力，而是受了摩擦力才停的，如没有摩擦力，会永远运动下去不停，看来物体运动是不需力的）。

2 介绍伽俐略创造的“侦察”方法：理想斜面

这个想法是如何产生的呢？伽俐略注意到，当一个小球沿斜面下滚时速度会增加，小球沿斜面上滚时时速度会减小，他由此猜想，当小球沿水平面滚动时，它的速度应该不增不减，实际上他发现，球越来越慢，最后停下来，伽俐略认为：这是由于摩擦阻力的缘故，他推理：若没有摩擦力，球将永远滚下去，为了说明他的思想，他设计理想斜面实验。

（1）实验演示理想斜面实验整个过程（说明：主要是为了理解伽俐略的思想）

（2）再用视频动画演示理想斜面实验

通过对理想斜面实验的演示，说明物理研究中抓住主要因素，忽略次要因素的必要性，同时也展示了物理研究思想的美妙和逻辑的力量。

由于现实生活中不可能有绝对光滑的斜面，所以这个实验是个“理想实验”。

尽管现实生活中没有绝对光滑的平面。但可以创造比较光滑的平面去证明伽俐略的想法：实验：气垫导轨上物体近匀速的运动

视频观看：目前的一项体育项目——冰壶球运动，由于球运动过程阻力很小，能以几乎不变的速度前进。

3 最后总结（投影）

①伽俐略理想实验对科学研究的意义。

②介绍伽俐略其人其事，通过对伽俐略其人其事的了解，强调指出，在我们今天看来是非常简单的道理。在它发现的最初往往是非常艰难的，如果没有坚强的意志和信念，没有足够的事实和理论依据去支持你，许多人可能会放弃，但伽俐略没有放弃。

让学生意识到：一个规律的发现并不是一帆风顺的，不是一开始的认识就是对的，而是需要人类不断探索才能形成的，并明白科学研究过程的艰难和科学家为此所付出的努力和心血。

至此，我们已经对力和物体运动之间的关系有了一个正确的认识。

③与伽俐略同时代的法国科学家笛卡儿，补充和完善了伽俐略观点，他认为：如果没有其他原因，运动的物体将继续以同一速度沿着一条直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。他支持了伽利略力不是物体的运动的观点，并且还强调没有力作用时物体的运动情况。他还认为，这应该要作为一个原理加以确立，并且是人类整个自然界的基础。

强调笛卡儿对伽俐略观点的提升与补充，指出两者之间的差异。

三理解物理规律明确使用条件

1 定律的学习

在伽俐略和笛卡儿的正确结论隔了一代人后，由牛顿总结成整个牛顿力学的一条基本定律。

牛顿第一定律（惯性定律）：一切物体总保持匀速直线运动状态或静上状态，直到有力迫使它改变这种状态——物理学的基石。

投影介绍牛顿——经典力学之父的成就，指出牛顿第一定律是牛顿力学系统中的基础。

2 对定律的理解

①物体运动不需要力。

(不受力时，运动会一直运动下来，静止的一直静止)

②力是改变物体运动状态的原因。

3 条件：①一切物体；

②在不受外力作用时。

4 思考与讨论：从牛顿第一定律我们得知，物体都要保持它们原来的匀速直线运动或静止的状态，或者说，它们都具有抵抗运动状态变化的“本领”。但是这种“本领”的大小是不一样的。

物体抵抗运动状态变化的“本领”，与什么因素有关？请大家通过实例进行分析。

由学生分组讨论，收集各组的实例和观点，老师对此进行总结并对错误的认识进行引导和纠正。指出：把物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质叫惯性。在此基础上，再提以下设问：

设问一：是不是说只有匀速直线运动或静止的物体才有惯性呢？变速的物体有没有惯性？（由学生思考、回答）

设问二：液体、气体有没有惯性？在学生思考后：

观看装水的气球破后，水还要维持原来的状态

得出：惯性是物体固有的属性，与物体的运动状态无关，物体的质量是物体惯性的量度。

4 投影：通过下面的问题来巩固和理解牛顿第一定律（由学生回答分析）

问题：被踢出的冰块，在摩擦力可以忽略的冰面上匀速滑动，冰块受不受向前的作用力？

四运用物理规律解决物理问题

1 视频：铁锹扬沙（设问：为什么沙可以被扬出？由学生回答）

2 实验演示：车运动碰到障碍物后停止，车上物体反倒。（要求解析车停后，车上物体反倒的原因）

3 你能举出生活中还有哪些与惯性有关的现象？

4 在学生举出一些惯性的实例后，看两段视频材料：

①人在车上抛球，最后落回地面（可结合此理解为什么地球在自转，人起跳后还能落回原地）

②汽车实验厂里的汽车启动和刹车的过程，以及为什么要系安全带的必要性（呼应课题引入时司机为什么要系安全带）

（注：可编辑下载，若有不当之处，请指正，谢谢!）