43浅谈物理规律的教学要求
物理规律是在一定条件下相互联系的物理概念之间制约关系的反映,是自然界物质运动变化和发展所遵守的客观规律。物理规律是物理知识结构中的“骨架”和“网络”,是物理学中非常重要的知识。物理规律教学是物理现象教学和物理概念教学的归宿,是物理教学中的重点。下面我就高中物理一些相关的规律教学谈谈我的几点拙见。
一、讲清物理规律的来源
讲清物理规律的来源是学生理解物理规律的基础。要使学生掌握和理解物理规律,灵活运用物理规律,就必须让学生明确它是怎样建立的,在头脑中形成物理规律的表象和模式,了解采用的物理方法,这样才能使学生理解物理规律的适用条件和物理含义。 例如:牛顿第一定律的来源是伽俐略的理解斜面实验。牛顿第二定律是通过探究加速与力、质量关系的实验得出的。动能定理是通过牛顿第二定律与运动学公式的结合推导出来的。动量守恒定律是通过实验和分析两小球碰撞过程应用动量定理、牛顿第三定律得到的。讲清物理规律的来源,可以使学生展开联想、激发兴趣、加强知识间的联系。 二、讲清建立物理规律的方法
建立物理规律有三种方法:一种是实验法。这种方法是通过物理实验形成感性认识或在实验测量结果的基础上分析、综合得出特殊结论,然后应用归纳的方法得到的物理规律。例如楞次定律的建立,可以通过磁铁N极、S极的插入拨出线圈产生的电流方向分析概括出判定感应电流方向的规律。第二种方法是数学方法,也就是用数学推理的方法得到物理规律。如动能定理、动量定理等。三是利用现有知识进行合理的理论推理得出的。例如牛顿第一定律、万有引力定律。有些物理规律可以是几种方法的结合。例如牛顿第二定律,课本先设计了一个实验探究加速度与力、质量的关系,在实验中保持小车的质量不变,研究加速度a与外力f之间的关系;保持f不变,研究a与m的关系。根据实验得出的数据进行处理,数据处理上采用表格和图像两种方法进行定量研究,将实验与数学结合起来,演绎出规律的数学表达式。物理实验的可重复性保证了所得结论的科学性,结论一旦再用数学公式表达,就可保证它能够随时随地应用于实际。这样,学生通过自己的观察和实验积累经验,之后在经验事实的基础上再建立起物理规律,这样既使学生自己能完成了学生物理规律的任务,又掌握了获取知识的方法。讲清物理规律的方法,可以培养学生的实验能力、思维能力、掌握某些物理规律的联系,提高学生意义识记能力。 三、讲清物理规律的物理意义
有些规律是用语言文字的形式表达的,有些规律是用公式加以表达的。对于规律的文字表述,要认真加以分析,不能让学生死记硬背,要让学生真正理解它的含义,对它的本质进行深入理解。例如牛顿第一定律:任何物体都保持静止或匀速直线运动的状态,直到受力其它物体的作用力迫使它改变这种状态为止。关于牛顿第一定律要给学生讲明:一、物体有静止和运动两种状态,没有力的作用物体将保持静止或匀速运动的状态。二、力是改变物理运动状态的原因。三、质量是惯性大小的量度。对于公式表达的物理规律要讲明公式中各字母赌注物理量和单位以及公式中物理常数的物理意义。如万有引力定律中G、m、R分别表达万有引力常量、物体的质量和物体点的距离。 四、讲清物理规律的适用条件
物理规律的适用条件,有的在它的表述中已经明确指出了一部分条件,如机械能守恒定律中的“只有重力和弹力做功的系统”,库仑定律中的“真空中点电荷”。更重要的是还要弄清建立物理规律时的条件,如动量守恒定律是建立在物体所受内力远大于外力的情况下,万有引力定律的条件是两个物体间的距离远大于物体的形状。应当注意,有些基本物理公式变形后适用条件和意义要改变,如焦耳定律是一个普适式,而它的导出式可能只适用于纯电阻电路,这些变化都要给学生讲解清楚。讲清物理规律的适用条件可使学生悟出解决物理问题的方法。
物理规律是物理学科结构的核心,是学生学习过程中探究的主体。物理规律教学的成败,对于学生能否学好物理知识,能否运动物理知识解决实际问题具有关键性的作用。相信在规律教学中老师们注意上面所讲的几点会使学生学好物理规律,物理规律教学中不仅要使学生掌握了知识的同时也要学会物理方法,久而久之,学生的创造能力一定会提高。 (山东省平度市开发区高级中学)