1、中學物理規(guī)律教學,物理科學與技術學院 王小蘭,黃岡師范學院,物理規(guī)律教學,一.物理規(guī)律教學的重要性 物理規(guī)律反映了物理現(xiàn)象、物理過程在一定條件下必然發(fā)生、發(fā)展和變化的規(guī)律，反映了物質運動變化的各個因素之間的本質聯(lián)系，揭示了事物本質屬性之間的內在聯(lián)系。物理規(guī)律是物理理論的基礎，它與相關的物理概念一起構成了邏輯上和諧的知識體系，即物理理論。,1、物理規(guī)律是物理學知識的主干 整個中學物理是以一些基本概念和基本規(guī)律而構成的一個完整的體系;由基本概念、基本規(guī)律和基本方法及其相互聯(lián)系構成了學科的基本結構。如果說物理概念是物理知識體系的基石，那么物理規(guī)律便是建立在基石之上的物理知識體系的主干。例如，整個力學

2、體系是以力、加速度、質量、動量、機械功和機械能等概念為基石、以牛頓運動三定律、萬有引力定律為主干并運用邏輯和數(shù)字方法得到動量守恒定律和機械能守恒定律而建立起來的。 基本概念基石； 基本規(guī)律主干； 基本方法紐帶。,2.掌握有關物理規(guī)律是物理教學的關鍵 學生對物理概念的加深理解，是在掌握規(guī)律的基礎上完成。 例：對“力”的理解。力是改變物體運動狀態(tài)的原因。是在牛頓第二定律掌握后，才算真正理解。理解“波粒二象性”是在掌握量子力學規(guī)律之后。理解“電磁波”是橫波，是在掌握電動力學規(guī)律之后。學生對物理規(guī)律的應用程度，取決于對規(guī)律的理解程度。這說明掌握物理規(guī)律是教學的關鍵。 3、掌握物理規(guī)律是發(fā)展學生認識能力

3、的重要途徑 學生認識物理規(guī)律是：先由感性認識理性認識，再由理性認識實踐。這是實現(xiàn)二 次飛躍的必經之路。因此說，這是發(fā)展學生認識能力的重要途徑.,二.物理規(guī)律的類型 物理規(guī)律在教學中通常表述為物理定律、物理定理、物理原理，以及物理法則、公式和方程等等。 物理規(guī)律可分為兩大類：物理定律和物理定理。 實際的教學中,物理規(guī)律分為三種類型：即實驗規(guī)律、理想規(guī)律和理論規(guī)律。,1、物理規(guī)律是觀察、實驗、思維、想象和數(shù)學推理相結合的產物. 任何客觀規(guī)律都只能被發(fā)現(xiàn)，而不能被創(chuàng)生。物理學規(guī)律的揭示與觀察、實驗、抽象、思維、數(shù)學推理密不可分。如:牛頓第一定律是實驗、推理、想象相結合的產物. 2、物理規(guī)律反映有關物

4、理概念之間的必然聯(lián)系. 任何一個物理規(guī)律都由一些概念組成，它們常表現(xiàn)為物理量，可用數(shù)字和測量聯(lián)系，物理規(guī)律用語言邏輯或數(shù)學邏輯將概念之間的關系表達出來。如牛頓第二定律表示質點、力、質量、加速度的相互關系。,三.物理規(guī)律的特點,3、物理規(guī)律具有近似性和局限性. 物理學研究對象和過程往往不是處于自然狀態(tài)的實際客體和實際現(xiàn)象，采用科學抽象方法適當簡化后建立的理想模型和理想過程，測量與實驗過程中常存在誤差。 物理規(guī)律不僅具有近似性，而且由于規(guī)律總是在一定范圍內發(fā)現(xiàn)的，或在一定條件下推理得到的，并在有限領域內檢驗的，所以規(guī)律還具有局限性，有它的適用范圍和適用條件。 例子：牛頓第一運動定律，它只適用質點，

5、且只適用于慣性系。 動量守恒定律對于宏觀物體、微觀粒子，高速運動或低速運動情況都適用，條件是合外力都為零。,四.中學物理規(guī)律的教學 (一).創(chuàng)設便于發(fā)現(xiàn)問題、探索規(guī)律的物理環(huán)境 在中學物理規(guī)律的教學中，主要是通過觀察、實驗發(fā)現(xiàn)問題，也可以從分析學生生活中認知的典型事例中發(fā)現(xiàn)問題，有時也可以從對學生已有知識的分析展開中發(fā)現(xiàn)問題.教師首先應給學生創(chuàng)設一個便于發(fā)現(xiàn)問題的物理環(huán)境,教師應做到使學生獲得探索物理規(guī)律必要的感性知識或數(shù)據；提供學生進一步思考問題的線索和依據；為研究問題提供學生必要的知識準備。,(二)、帶領學生在物理環(huán)境中按照物理學的研究方法來探索物理規(guī)律 物理規(guī)律本身反映了物理現(xiàn)象中的相互

6、聯(lián)系、因果關系和有關物理量間的嚴格數(shù)量關系，教學中必須將原先分散學習的物理概念綜合起來。在中學階段，教師帶領學生探索物理規(guī)律主要是通過實驗歸納和理論分析來進行的。具體的方法大致有以下幾種：,1、運用實驗總結物理規(guī)律 （1）實驗歸納法 由對日常經驗或物理現(xiàn)象的分析歸納得出結論（多用于定性結論） 例：蒸發(fā)得快慢條件電磁現(xiàn)象中得左、右手定則力的平行四邊形法則楞次定律等。 （2）實驗數(shù)據處理法 用于定量的實驗定律由大量的實驗數(shù)據，經歸納和必要的首先處理，得到結論。例：力矩的平衡條件；胡克定律；光的反射定律；氣體實驗定律等 （3）先定性、后定量分析法 先從實驗現(xiàn)象或對實例的分析中得出定性得結論，再進一步

7、通過實驗尋求嚴格的定量關系，得出定量得結論。例：研究液體內部壓強；牛頓第三定律；光的折射定律等,（4）依次研究兩量關系法 在通過實驗研究幾個物理量的關系是，先分別固定某些物理量，研究其中兩個物理量的關系，然后加以綜合，得出幾個物理量得關系。例：歐姆定律；牛頓第二定律；焦耳定律等 （5）研究他人數(shù)據分析法 在實驗條件不具備得條件下，利用他人的實驗結果，來進行分析得出結論。例：開普勒定律 和萬有引力定律的發(fā)現(xiàn).光電效應；氫原子得巴耳末公式；近代物理中的規(guī)律。,2、運用已有知識，通過理論推導得出新的物理規(guī)律（理論分析法） （1）實驗定性理論推導法 先用實驗或實例做定性研究，在用理論推導得 出結論。如

8、：電磁感應定律、動量守恒定律的研究。 （2）觀察實驗想象推理法 在觀察實驗和日常經驗的基礎上，研究理想實驗，通過推理、想象，得出結論；如：牛頓第一定律的研究 （3）原有知識演繹推導法 運用已有知識和數(shù)學，進行演懌或歸納推理，得出結論如：動量定理、動能定理、氣態(tài)方程、萬有引力定律的研究。,（4）定義、圖象、演繹推導法 運用物理量的定義或函數(shù)圖象，導出表達物理規(guī)律的公式；如：,用圖象找規(guī)律,勻加速直線運動,愛因斯坦光電方程,3、提出假說，檢驗、修正假說，得出結論 先引導學生在觀察實驗或分析推理的基礎上，進行猜想，提出假說，然后用實驗驗證，修正假說，得出結論。如：阿基米德定律；楞次定律。 總之，不論

9、哪種方法，都要在探索的基礎上，得到物理規(guī)律的文字表示和數(shù)學表示。,(三)、引導學生對物理規(guī)律進行討論 1、討論規(guī)律（包括公式和圖象）的物理意義，包括對文字表示含義的推敲，對公式和圖象含義的明確。 2、討論和明確規(guī)律的適用條件和范圍。 每一個物理規(guī)律都是在一定條件下反映某個物理現(xiàn)象或物理過程的變化規(guī)律，規(guī)律的成立是有條件的。如歐姆定律金屬導體，不適用高電壓的液體導電和氣體導電，不適用于含源電路或含有非線性元件的電路;胡克定律彈性限度范圍以內;單擺振動成立條件擺角小于5o 。,3、討論這一規(guī)律與有關概念、規(guī)律、公式間的關系。 使學生認清所研究的物理規(guī)律與有關的物理概念和物理規(guī)律之間的關系 如沖量與動量的關系，電流、電壓、電阻的關系等。,(四)、引導和組織學生運用物理規(guī)律 運用物理解決問題是將抽象的物理規(guī)律具體化的過程，從而完成認識上的第二個飛躍用典型問題通過教師的示范和師生的共同討論，使學生結合對實際的問題的討論，深化、活化對物理規(guī)律的理解，逐漸領會分析、處理和解決問題的思路和方法. 另一方面，更主要的是組織學生進行運用規(guī)律的練習。 ， 最后應當指出：物理規(guī)律教學要有階段性，主要知識層次和教學對象。,五.物理規(guī)律教學的基本方法 1、經驗、實驗分析歸納法 2、實驗數(shù)據數(shù)學處理法 3、先定性，后定量分析法 4