中学物理规律教学

中学物理规律教学

物理规律反映了物理现象、物理过程的内在联系，提示了事物的物理运动在一定条件下必然发生、发展和变化所遵循的过程。物理规律是物理理论的基础，它与相关的物理概念一起构成了逻辑上和谐的知识体系，即物理理论。物理规律的教学是开发学生智力、培养学生能力的重要途径。在探索发现物理规律的过程中，可以激发学生的学习动机，发展科学探索的兴趣，培养科学探究能力，使学生逐步形成科学态度与科学精神。因此，要抓好物理规律的教学，是提高物理教学质量效率的关键。

一、物理规律的类型和特点

1、物理规律的类型

物理规律在教学中通常表述为物理定律、物理定理、物理原理以及物理法则、公式和方程，等等。这些规律可分为两大类，即物理定律和物理定理。其中，物理定律一般是指在物理实验观察的基础上，经过归纳推理和判断等思维方法所获得的结论。如欧姆定律、牛顿第二定律、折射定律等。物理定理一般是指从已知命题出发，用演绎推理等思维方法指导出来的结论。如动量定理、动能定理等。

实际教学中，有人又把物理规律分为3种类型，即实验规律、理想规律和理论规律。所谓实验规律，是指在观察和实验的基础上，通过分析、归纳总结出来的规律。物理学中绝大多数规律都属于实验规律。如牛顿第二定律、焦耳定律、帕斯卡定律等。所谓理想规律是指不能直接用实验来证明，或者达不到所需的实验条件，但是具有足够多的实验事实的规律。它们是在对经验事实进行整理分析，抓住主要因素，推理到理想的情况下，总结出来的规律，如牛顿第一定律、惯性定律。所谓理论规律，是指以已知的事实为根据，通过推理总结出来的规律。如电流和电压分配定律等。

2、物理规律的特点

一般而言，物理规律有3个显著的特点：

（1）物理规律是客观存在的，它反映了客观存在的物理现象和物理过程的内在联系。

既然物理规律是客观存在的，它就不以人的意志为转移，人们不能随意去创造规律。也就是说，人们只能通过大量的生产实践和观察实践去发现规律，而不能凭主观意志去创造规律。人类在物理学研究中，一般应用实验归纳法和理论演绎法两种有效的途径发现物理规律。

（2）物理规律反映有关物理概念之间的必然联系

物理规律实质上是揭示物理概念之间的必然联系，因此，物理规律的掌握就是在物理概念形成基础上的理性认识过程。一般情况下，物理规律既可以用文字表述，也可以用数字关系式或图像表述。但无论采用哪种表达方式，其中都涉及有关物理概念，同时决定了在物理运动过程中有关概念的必然联系。例如，牛顿第二定律涉及力、质量和加速度3个物理概念，在物质的运动过程中，牛顿第二定律提示了质量为m的质点受到力F的作用，必然产生加速度a的规律。

（3）物理规律具有一定的条件和近似性

人们总是在一定的范围内或在一定的条件下研究物理现象和物理过程，因而，也就是在一定的范围或在一定和条件下接近并发现其中的物理规律。这就决定了物理规律具有一定的适用范围和适用条件。物理规律具有近似性，是由于人们在研究物理问题的过程中，对复杂问题的处理总是抓主要矛盾，忽略次要因素，对问题做适当简化之后才能找到其中的内在联系，发现物理规律。例如，牛顿第一定律中“物体不受摩擦力，小车就永远运动下去，且速度保持不变”的推论，现实生活中不可能有这种没有摩擦力的理想运动的例子，只是在摩擦力足够小的情况下才可认为物体不受摩擦力。

二、物理规律教学的程序

学生学习物理规律首先要在具体感知的基础上，通过抽象概括得出结论，然后将得出的结论运用于实际，使知识从弄懂到会用。物理规律教学过程就是帮助学生完成上述认识的过程。物理规律的教学大体经过提出问题、探索规律、讨论规律和运用规律4个阶段。

1、对于提出问题的教学，要创设便于发现问题的物理情境

为引导学生发现问题，在教学开始阶段要创设好便于发现问题的物理情景。在中学物理教学中，最常用的方法是联系学生生活中最熟悉的物理现象或借助于演示实验，也可让学生亲自做实验等，使学生通过体验获得探索物理规律所必要的感性知识，为研究问题提供必要的知识准备。例如，在“电磁感应现象”这一节课的教学中，由于学生已经具备电流、磁场等基本的概念知识，在此基础上教师可以演示或让学生亲自动手做实验，通过观察实验可获得如下感性认识：当导线在磁极间作某种运动时，闭合电路中有电流产生；当磁铁插入或拔出线圈时，闭合电路中也有电流产生等等。于是，通常学生脑海里会产生这样的疑问：为什么导线和线圈要运动？如果导线和线圈之间没有相对运动，电路中还会有电流吗？为何线圈和导线之间一定得有相对运动？其中含的物理道理是什么？等等。

这里要注意的是：教师创设的物理情境既要能提供探索物理规律的感性材料，又要有助于激发学生的学习兴趣和求知欲。

2、对于探索规律的问题，教师要引导学生进行思维加工，建立规律

在中学阶段，探索并建立规律主要运用实验归纳法和理论分析法来进行。（1）实验规律的教学方法

中学物理实验规律的教学中，通常使用以下3种实验方法进行教学，即实验探究法、验证实验法以及演示实验法。

①实验探究法。实验探究法是根据某些物理规律的特点设计实验，让学生通过实验进行探究，总结出有关的物理规律。例如，在“研究凸透镜成像规律”的教学中，实验前教师可以先引导学生看实验器材、步骤，然后提示学生在光具座上透镜的两侧用铅笔标出二倍焦距的位置，以便在实验中能迅速、准确地找到相应的位置，并能对物的位置形成深刻的印象。要求学生每做好一步实验都要将实验结果填到对应的表格中，填好后再做下一步的实验。实验完毕后，让学生总结出3点成像规律，画出对应的3个光路图。这种方法不但能使学生将实验总结出来的规律深刻理解，牢固记忆，而且还能充分调动学生学习的主动性。更重要的是，通过这种方法可使学生掌握研究物理问题的基本方法。

②验证实验法。验证实验法是采用证明规律的方法进行教学，从而使学生理解和掌握物理规律。具体实验时，可先由教师和学生一起提出问题，再将物理规律直接告诉学生，然后教师指导学生并和学生一起通过观察分析有关现象和实验结论，验证物理规律。

③演示实验法。演示实验法就是教师通过精心设计的演示实验，引导学生观察。根据实验现象，师生共同分析归纳，总结出有关的物理规律。这种实验要求老师事先要精心准备实验，确保实验现象明显。

（2）理想规律的教学

理想规律是在物理事实的基础上，通过合理推理至理想情况，从而总结出物理规律。在物理教学中应注意使用“合理推理法”。如牛顿第一定律的教学中，要引导学生通过在不同表面上做小车沿斜面下滑的实验，让学生发现：“平面越光滑，摩擦阻力越小，小车滑得越远。”接着，教师顺水推舟，让学生想象：“如果推理得到平面光滑、没有摩擦阻力的情况下，小车则将永远运动下去，且速度保持不变，做匀速直线运动”的结论，从而总结出牛顿第一定律。

（3）理论规律的教学方法

理论规律是指由已知的物理规律经过推导，得出的新的物理规律。因此，在理论规律教学中应采用常用的理论推导法和数学表达式法教学。例如电学中电流、电压分配规律的推导问题。

3、对于讨论规律的问题，要引导学生对物理规律进行讨论，加深理解

对物理规律的讨论，一般从以下几个方面进行：

（1）物理规律的物理意义

许多物理规律通常是用公式来表示的，因此，明确公式的物理意义是应用公式的基础。例如，欧姆定律R=U/I反映的是导体两端电压U与通过导体电流I之间存在的关系，即二者的比值用一个常数R来表示，它代表导体的电阻。

（2）规律表述式中的关键词及公式中各字母的物理意义

规律中的关键词句是学生正确理解规律和运用规律的关键，在教学中教师应加以强调。例如，物体所受静摩擦力的方向与物体的相对运动趋势的方向相反。这里的“相对运动趋势”中的“相对”二字就十分重要。否则，学生会得出传送带上传送的物体所受的静摩擦力与物体运动方向不一致的错误结论。

（3）公式中各物理量的单位

物理量都有单位和物理意义，不同的单位对应不同的数量。教师要在教学中强调它的重要性，让学生养成将物理量中数量与单位作为一个整体来处理的习惯。（4）规律的使用条件和范围

由于物理规律都是在一定的使用条件下、一定范围内总结出来的，因此，如果不考虑公式的适用范围而胡乱套用，就会导致错误。例如，运用库仑定律解题的适用条件是电荷为点电荷。

4、对于运用规律的问题，教师要引导学生运用规律解决实际问题，加深对规律的理解与掌握

学习物理规律的目的在于运用规律。因此，教师在物理规律教学过程中，典型例题选讲和习题练习必不可少。它有助于学生进一步深刻理解规律，并且还能训

练学生运用知识解决实际问题的能力。指导学生练习的核心是教给学生解决问题的思路和方法。要做到这一点，关键在于教师精选练习题。对于习题的选择教师应把握以下几点：首先，选择的练习题要有明确的目的性和针对性。其次，所选题目要有典型的代表性、启发性和灵活性。最后，由于物理规律教学一般具有阶段性，某一阶段只要求学生掌握到一定的程度，因此，教学中要根据学生具体的学习阶段，对学生提出适度的要求，切不可随意对知识加深和扩展，从而使学生难以理解和掌握，最终严重挫伤学生学习的积极性。

三、物理规律教学中应注意的问题

1、弄清物理规律的发现过程

根据物理规律的类型，物理规律的发现大致可分为3种：实验规律都是经过多次观察和实验，进行归纳推理得到的；理想规律都是由物理事实，经过合理推理而发现的；理论规律是由已知规律经过理论推导而得到的新规律。另外，在规律教学中，教师应让学生了解建立这个规律的简要的历史过程，并知道这个规律所起的作用，从而使自己的学习更有目的性。

2、注意物理规律的适用范围

物理规律往往都是在一定和条件下建立或推导出来的，只能在一定的范围内使用，超越这个范围，物理规律则不成立，有时甚至会得出错误结论。这一点往往容易被学生忽视，学生一遇到具体问题，就胡乱套用物理规律或者盲目外推，得出错误结论。因此，在物理规律教学中，教师要引导学生注意物理规律的适用范围，使他们能正确使用物理规律解决实际问题。关于学生胡乱套用公式的例子，如在密度公式ρ=m/V的讨论中，由于同一物质的密度是不变的，因而对同一物质而言，不能直接套公式就得出密度跟质量成正比，跟体积成反比的结论，只能说，均匀物体的质量与体积成正比。

3、强化训练学生运用物理规律解决具体问题的能力

教师要精心挑选习题，让学生通过适量训练，在实践中总结运用物理规律解决实际问题的方法与技巧，从而达到提高运用物理规律解决物理问题的能力。需要强调的是，教师要注意使布置给学生的习题少而精，不搞题海战术，要注意并非练习题做得越多越好，要防止练习过程中让学生进行大量没有必要的重复练习。

4、适时组织测验，检查学生运用物理规律的能力

为了解学生运用所学知识解决实际问题的能力，适时、定期组织物理测验，是检查物理规律教学效果的有效途径。值得注意的是，在运用物理规律解决实际问题的过程中，教师要指导学生不断总结分析，得出解决问题的方法和技巧，并能做到举一反三。