简论物理教学中的规律分析

简论物理教学中的规律分析
物理规律是中学物理基础知识最重要的内容,是物理知识结构体系的枢纽。

物理规律的教学过程,一般来说应当经历一个在教师的引导下,学生在与物理世界的相互作用中发现问题、探索规律、讨论规律和运用规律的过程。

教师在教学中应当自觉挖掘教材中的科学方法教育因素,对学生进行科学方法教育,培养其科学素质。

本人在十多年的教学中,积累了一些教学经验,下面就物理规律的教学谈谈自己的体会。

1 物理规律及其分类
物理规律反映了物理现象、物理过程在一定条件下必然发生、发展和变化的规律。

它反映了运动变化的各个因素之间的本质联系,揭露了事物本质属性之间的内在联系。

中学物理规律主要有:
(1)物理定理:如动能定理,动量定理等。

(2)物理定律:如牛顿运动定律,动量守恒定律,法拉第电磁感应定律,光的折射定律等。

(3)物理定则:如平行四边形法则等。

(4)物理方程:如理想气体状态方程等。

(5)物理学说:如分子运动论,原子核式结构学说等。

2 注重物理实验
物理学中的绝大多数规律是实验规律,是在观察和实验的基础上,通过分析归纳总结出来的,我们把它们叫做实验规律。

如牛顿第二定律、欧姆定律、法拉第电磁感应定律、气体实验三定律、光的反射和折射定律等。

(1)探索实验就是根据某些物理规律的特点,设计实验,让学生通过自己做实验,总结出有关的物理规律。

例如在牛顿第二定律的教学中,让学生通过实验探索加速度与力的关系以及加速度与质量的关系。

使学生得出:在质量一定的条件下,加速度与外力成正比;在外力
一定的条件下,加速度与质量成反比的结论。

在此基础上,教师指导学生总结加速度、外力和质量间的关系,得出牛顿第二定律。

在胡克定律的教学中,让学生通过实验探索弹簧的伸长量与弹簧的弹力的关系,从而得出胡克定律等。

采用探索实验法,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,增强学习兴趣,更重要是通过这种方法使学生掌握了研究物理问题的基本方法。

(2)由教师和学生一起提出问题,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、实验结论,用实验验证物理规律。

例如在“力的合成方法”的教学中,让学生通过实验验证平行四边形定则,再在此基础上,进行理论探讨,得出合力大小与方向的表达式。

例如验证动量守恒定律、验证机械能守恒定律等。

用实验验证物理规律的最大特点是学生学习十分主动。

这是因为在验证规律时,学生已知问题的答案,对于下一步的学习目的及方法已经清楚,所以更加有的放矢,也更容易发现新的物理问题。

(3)教师通过演示实验,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。

如在“焦耳定律”的教学中,可采用如下的方法:
①根据日常生活和生产实际经验,分析出电热I与电流强度Q、电阻R和通电时间t有关。

②研究方法:控制变量法。

当电流I、时间t相同时,研究电热Q与电阻R的关系。

当电阻R、时间t相同时,研究电热Q与通电时间t的关系。

③通过演示实验找出Q与I、R和t的关系。

这个演示实验的关键是如何提高实验的可见度。

我们采用先进的教学设备——实物投影仪将温度计液柱的升降情况直接投影到大屏幕上。

让全体学生都能看到温度计液柱的变化。

由实验得出结论:当I与t一定时,R越大,Q越大;当R与t一定时,I越大,Q越大;当I与R一定时,t越大,Q越大。

④根据演示实验结论,分析得出焦耳定律。

这种方法要充分发挥演示实验的作用,增强演示实验的效果。

3 从课本内容中提炼规律
如:力学中受力分析的一般方法;处理平衡问题的基本方法;判断失重和超重的方法;处理连接体问题的方法。

热学中分子间的作用力随分子间距离的变化规律。

电磁学中根据电力线发布情况比较场强的大小和电势高低的方法;电学实验中比较电流表、电压表和待测电阻的阻值大小来选择内接法和外接法;串联直流电路中电压分配规律;并联电路中电流的分配规律。

这些方法或规律几乎遍布物理课的每章每节,是解决物理问题中不可缺少的工具。

如能随时系统总结出来是大有益处的。

4 用物理图象反映物理规律
物理图象是物理规律的更直观,更形象的表达方式。

如s－t图象,v－t图象,波的图象,P－V图象,此外还有一些在题目中出现的图象如F－t图象,B－t图象,U－I图象等。

对图象一般应抓住以下方面:(1)横纵坐标。

斜率。

交点的含义;(2)对应规律及数学表达式;(3)反映的物理情景。

如:v－t图象,加速度a=△V/△t,反映到图象上就对应着斜率,斜率的正负反映了加速度的方向于速度正方向是相同还是相反。

5 引导和组织学生运用物理规律,运用物理规律解决实际问题
在规律教学中,要指导学生运用物理规律去分析和解决具体的物理问题,在使用中进一步加深对物理规律及其物理意义的理解。

5.1 培养学生运用物理规律解决实际问题的能力
例题的作用就是示范性,通过对例题的分析,总结出解决问题的思路、方法与步骤,引导学生应用物理规律解决实际问题。

如牛顿第二定律的应用可分为3个方面:
(1)由力F求加速度a。

(2)由加速度F求力a。

(3)由m=F/a来解释惯性与质量的关系。

针对上述3种情况,可以各设计一个典型例题,指导学生运用牛顿第二定律解决实际问题,从而达到培养学生运用物理规律解决实际问题的能力。

5.2 强化训练学生运用物理规律解决具体问题的能力
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。

注意习题要少而精,不搞题海战术。

5.3 适时组织测验,检查学生运用物理规律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。

6 物理规律教学中应注意的问题
6.1 弄清物理规律的发现过程
(1)实验规律都是经过多次观察和实验,进行归纳推理得到的。

如牛顿第二定律、气体实验三定律等。

(2)理论规律是由已知规律经过理论推导而得到的新规律。

如万有引力定律是由牛顿第二定律推导出来的。

(3)理想规律都是由物理事实,经过合理推理而发现的。

如牛顿第一定律,理想气体状态方程。

6.2 注意物理规律之间的联系
有些物理规律之间是存在着相互关系的。

以牛顿第一定律与牛顿第二定律为例,两个定律是从不同的角度回答了力与运动的关系。

第一定律是说物体不受外力时做什么运动,第二定律是说物体受力作用时做什么运动。

第一定律是第二定律的基础,没有第一定律,就不会有第二定律。

虽然第一定律可以看成是第二定律的特例,但不能去掉第一定律。

6.3 要深刻理解规律的物理意义
在规律教学过程中,要引导学生深刻理解规律的物理意义,防止死记硬套。

为此应做好以下几点:
(1)从理论上解释实验规律,做到从理论和实验两个方面来充分认识物理规律。

如玻意尔定律是实验定律,也可以从分子动理论来解释它,做到理论与实验相统一。

(2)要从物理意义上去理解物理规律的数学表达式。

如ρ＝m/v。

对同一物质而言,不能说密度跟质量成正比,跟體积成反比。

因为同一物质的密度是不变的。

(3)要引导学生总结物理规律间的相互联系,以便更深入的理解物理规律。

如动量守恒定律与牛顿第三定律的关系;动能定理、动量定理跟牛顿第二定律的关系等。

(4)要充分认识物理规律中各个物理量的物理意义。

如F=ma中的F指的是物体所受的合外力;在E=ΔΦ/Δt中,要区别Φ、ΔΦ、ΔΦ/Δt的物理意义;又如在a=Δv/Δt中,要区别v、Δv、Δv/Δt的物理意义。

教师在物理教学过程中,必须下大力气抓好重点物理规律的教学。

一般说来,学生要真正掌握理解并能运用这些重点规律,需在教师指导下,让学生在学习过程中,通过观察发现物理现象→探索认识其中的物理规律→运用物理规律解释物理现象、解决实际问题。