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提高中學(xué)物理規(guī)律課教學(xué)有效性的探索
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摘要：本文以現(xiàn)代教育理論《物理教學(xué)論》為指導(dǎo)，從物理學(xué)科的特點(diǎn)，中學(xué)物理規(guī)律教學(xué)的重要性入手，結(jié)合實(shí)際情況，發(fā)現(xiàn)中學(xué)物理規(guī)律教學(xué)中仍存在不少問(wèn)題，并給出了解決這些現(xiàn)狀的對(duì)策。
關(guān)鍵詞：物理規(guī)律科 教學(xué)行為 有效性
物理規(guī)律在中學(xué)物理學(xué)習(xí)中處于核心地位，對(duì)規(guī)律的理解決定了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，它們是中學(xué)物理入門(mén)的第一步。如果把中學(xué)物理這門(mén)科學(xué)比作高樓大廈，那么物理規(guī)律就是構(gòu)成這座大廈的磚石和鋼筋框架。既然物理規(guī)律這么重要那我們先來(lái)說(shuō)下什么是物理規(guī)律——物理規(guī)律，指在一類(lèi)現(xiàn)象及物理過(guò)程本質(zhì)的，內(nèi)在的聯(lián)系，在人們頭腦中的反映。物理規(guī)律反映了物理現(xiàn)象，物理過(guò)程在一定條件下必然發(fā)生、發(fā)展和變化的規(guī)律。正是由于物理規(guī)律揭示了物理概念之間的聯(lián)系，物理學(xué)才形成了嚴(yán)密的邏輯和體系。我們知道物理規(guī)律在物理學(xué)習(xí)中有這么重要的地位，那提高物理規(guī)律可得有效性也是一個(gè)對(duì)中學(xué)物理學(xué)習(xí)的必要性。我將從下面幾個(gè)方面來(lái)說(shuō) 我自己對(duì)于怎么提高物理規(guī)律科有效性的探究。
1、物理規(guī)律的特點(diǎn)
1.1觀察、實(shí)驗(yàn)、想象和數(shù)學(xué)推理是物理規(guī)律的方式方法
任何客觀規(guī)律都是客觀存在的因此都只能被發(fā)現(xiàn)，而不能被“創(chuàng)生”。不同的學(xué)科的規(guī)律被認(rèn)識(shí)與發(fā)現(xiàn)的途徑又是不盡相同的。物理學(xué)規(guī)律揭示的是物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和物質(zhì)運(yùn)動(dòng)所遵循的規(guī)律，因此必然與人們認(rèn)識(shí)物理世界的途徑有關(guān)，即都與觀察、實(shí)驗(yàn)、抽象思維、數(shù)學(xué)推理等有著密不可分的聯(lián)系。
1.2物理規(guī)律反映有關(guān)物理概念之間的必然聯(lián)系
任何一個(gè)物理規(guī)律都是由一些概念組成的，這些概念常常表現(xiàn)為物理量，可以一些數(shù)字和測(cè)量聯(lián)系起來(lái)。物理規(guī)律把概念之間的一定關(guān)系用語(yǔ)言邏輯或數(shù)學(xué)邏輯表達(dá)出來(lái)。
1.3物理規(guī)律具有近似性和局限性
由于物理學(xué)研究的對(duì)象和過(guò)程往往不是出于自然狀態(tài)的實(shí)際客體和實(shí)際現(xiàn)象，而是采用科學(xué)抽象方法適當(dāng)簡(jiǎn)化之后建立的理想模型或許理想過(guò)程;又由于物理學(xué)是實(shí)驗(yàn)科學(xué)，在觀察和實(shí)驗(yàn)中，跟儀器和操作技術(shù)的準(zhǔn)確程度有關(guān)，就不可避免的出現(xiàn)誤差。因此，反映各物理量之間的物理規(guī)律，只能在一定精度范圍內(nèi)足夠真實(shí)但又是近似地反映客觀現(xiàn)象。
物理規(guī)律不僅有近似性，而且還有范圍。只有在一定條件下推理得到的，并在有限領(lǐng)域內(nèi)檢測(cè)的。例如我們熟悉的牛頓三個(gè)定律他們只能在宏觀世界在有效，在微觀世界他就不能再用了。
2、傳統(tǒng)物理規(guī)律教學(xué)的弊端
2.1對(duì)于物理規(guī)律的提出和形成缺乏認(rèn)識(shí)。例如，在運(yùn)動(dòng)學(xué)中一個(gè)涉及平均速度的求解，可以使用V=S/T,在滿足勻變速直線運(yùn)動(dòng)的條件下也可以使用V=(Vt+V0)/2來(lái)求解。但是許多學(xué)生還是分不清這兩個(gè)公式之間的區(qū)別和聯(lián)系，導(dǎo)致了解題過(guò)程中出現(xiàn)了錯(cuò)誤。究其原因，肯定是在物理規(guī)律的學(xué)習(xí)中只注重結(jié)果而對(duì)結(jié)果怎么形成的缺乏認(rèn)識(shí)和思考 。
2.2抽象思維能力不強(qiáng)。這可以體現(xiàn)在學(xué)生運(yùn)用物理規(guī)律解決某些問(wèn)題時(shí)覺(jué)得無(wú)從下手，或者在規(guī)律公式的使用上出現(xiàn)張冠李戴的現(xiàn)象。他們往往用事物的現(xiàn)象代替了本質(zhì)，僅僅根據(jù)物理現(xiàn)象就強(qiáng)搬亂套公式，不習(xí)慣于解釋、分析、邏輯推理。
2 .3對(duì)于新知識(shí)的接受、歸類(lèi)能力不強(qiáng)。學(xué)生對(duì)新的物理知識(shí)理解掌握不深透，對(duì)于有些物理量或規(guī)律容易混亂。
3、對(duì)于好規(guī)律規(guī)律課有哪些要求
3 .1使學(xué)生把握新舊知識(shí)的聯(lián)系和建立物理規(guī)律的事實(shí)依據(jù)，掌握研究物理規(guī)律的方法。
3 .1 .1物理規(guī)律本身反映了物理現(xiàn)象中的相互關(guān)系、因果關(guān)系和有關(guān)物理量間的嚴(yán)格的輸了關(guān)系，因此在規(guī)律課的教學(xué)中，就要將那些分散學(xué)習(xí)的物理概念中和起來(lái)，把他們的關(guān)系作為研究主題。只有用聯(lián)系的觀點(diǎn)來(lái)引導(dǎo)學(xué)生研究新課題、提出新的問(wèn)題，才能激發(fā)起學(xué)生新的求知欲與新的專(zhuān)研志趣。
3 .1 .2物理規(guī)律本身總是以一定的物理事實(shí)的基礎(chǔ)上來(lái)進(jìn)行的，因此學(xué)生學(xué)習(xí)規(guī)律，也必須在認(rèn)識(shí)、分析和研究有關(guān)的物理事實(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行。但是對(duì)于中學(xué)生來(lái)講，他們的抽象思維能力還不強(qiáng)，理解和掌握物理規(guī)律就更需要有充分的感性材料作為支持。對(duì)于某一規(guī)律的教學(xué)教師可根據(jù)教學(xué)要求、學(xué)生的基礎(chǔ)、學(xué)校的教學(xué)設(shè)備來(lái)確定。在規(guī)律教學(xué)中，教師可以采用多種方法來(lái)探究規(guī)律，這樣可以促進(jìn)學(xué)生掌握研究方法和發(fā)展能力起到重要作用。在這里舉個(gè)例子在楞次定律的教學(xué)中，可以通過(guò)一系列的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，概況出判定感生電流方向的規(guī)律(實(shí)驗(yàn)歸納法)，然后再進(jìn)行能量轉(zhuǎn)化與守恒定律加以理論說(shuō)明;也可以先運(yùn)用能量轉(zhuǎn)化和守恒定律，推算出感生電流方向的規(guī)律(理論演繹法)，然后再用實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證。
3.2要使學(xué)生理解物理規(guī)律課的物理意義。
3.3使學(xué)生明確物理規(guī)律的適用條件和范圍。
3.4使學(xué)生認(rèn)清所研究的物理規(guī)律與有關(guān)的物理概念和物理量之間的關(guān)系。
3.5要使學(xué)生會(huì)運(yùn)用物理規(guī)律說(shuō)明、解釋現(xiàn)象，分析和解決實(shí)際問(wèn)題。
4、怎么提高物理規(guī)律課的有效性
4.1創(chuàng)設(shè)便于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、探索規(guī)律的物理環(huán)境
在教學(xué)的引入階段，要?jiǎng)?chuàng)設(shè)便于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的物理環(huán)境。在中學(xué)階段一時(shí)通過(guò)觀察、實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，還可以從生活中熟悉的事例中引入;二是從學(xué)生已經(jīng)掌握的知識(shí)分析引申和邏輯展開(kāi)在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。還有創(chuàng)造的物理環(huán)境要有利于引導(dǎo)學(xué)生探究。創(chuàng)造的物理環(huán)境還應(yīng)有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲望。
這種可以讓學(xué)生從多方面去思考問(wèn)題的方法，可以使學(xué)生深入了解研究對(duì)象的全貌，以激發(fā)他們的興趣。
4.2探求規(guī)律
在中學(xué)階段，老師應(yīng)該主要運(yùn)用歸納法和理論分析法，或者把兩者結(jié)合起來(lái)進(jìn)行。這是因?yàn)楦鶕?jù)中學(xué)生對(duì)來(lái)說(shuō)這兩中方法比較好接受。具體的方法大致有以下幾種
4.2.1運(yùn)用實(shí)驗(yàn)總結(jié)物理規(guī)律�？梢允菍�(duì)日常經(jīng)驗(yàn)或?qū)嶒?yàn)現(xiàn)象的分析歸納得出結(jié)論。例如在研究蒸發(fā)快慢的條件等;還可以有大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，經(jīng)歸納和數(shù)學(xué)處理得出結(jié)論;或者先由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或?qū)?shí)例的分析得出定性的結(jié)論，再進(jìn)一步通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)尋求嚴(yán)格的定量關(guān)系，從而得到結(jié)論。如研究液體內(nèi)部的壓強(qiáng)，光的折射定律等;還有在研究幾個(gè)物理量的關(guān)系時(shí)，先分別固定某些物理量，研究其中兩個(gè)物理量之間的關(guān)系，然后再加以綜合，得出幾個(gè)物理量的關(guān)系。如歐姆定律，焦耳定律等;在有些條件落后的地方?jīng)]有實(shí)驗(yàn)條件的，可以先介紹前人通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)果，再通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，得出結(jié)論。如對(duì)光電效應(yīng)公式。
4.2.2運(yùn)用已有知識(shí)，通過(guò)推理，得出新的物理規(guī)律。這里也有幾種情況第一先用實(shí)驗(yàn)或?qū)嵗龆ㄐ匝芯�，再運(yùn)用理論推導(dǎo)得出新的結(jié)論如動(dòng)量守恒定律的研究等。第二在觀察實(shí)驗(yàn)和日常經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，研究理想實(shí)驗(yàn)，通過(guò)推理、想象、得出結(jié)論。第三就是運(yùn)用數(shù)學(xué)方法和已有知識(shí)，進(jìn)行演繹或歸納推理得出結(jié)論。如氣態(tài)方程，萬(wàn)有引力定律等。第四運(yùn)用物理量的定義式或函數(shù)圖像，導(dǎo)出表達(dá)物理規(guī)律的公式。第五十提出假設(shè)，檢驗(yàn)和修正假說(shuō)，得出結(jié)論。不管你用哪種方法最后都要在探索的基礎(chǔ)上，得到物理規(guī)律的文字表達(dá)和數(shù)學(xué)表達(dá)。
4.3討論規(guī)律 ，鞏固規(guī)律
4.3.1討論物理規(guī)律的物理意義。例如焦耳定律是反映電能轉(zhuǎn)化為熱能所遵循的規(guī)律，即流過(guò)導(dǎo)體的電流產(chǎn)生的熱量與電流的平方、導(dǎo)體的電阻、通過(guò)時(shí)間成正比。而庫(kù)倫定律反映的是空間中兩個(gè)點(diǎn)電荷間的作用力，大小與他們電荷量的乘積成正比，跟他們距離的平方成反比。
4.3.2討論規(guī)律表達(dá)中的關(guān)鍵詞語(yǔ)與公式中各字母的物理意義。例如初中物理講述的阿基米德定律，其表述中的“浸”是浸入物體的體積和“排開(kāi)”是排開(kāi)水的體積和公式中各字母所代表的的物理意義，只有弄清楚了，才不會(huì)出差錯(cuò)。運(yùn)用起來(lái)才會(huì)熟練。
4.3.3公式中的物理量的單位。在公式中我們用的都是國(guó)際單位，但在實(shí)際中有可能不是國(guó)際單位這就需要我們?cè)谶\(yùn)用公式時(shí)要注意各個(gè)物理量的單位是不是國(guó)際單位，那樣最后才會(huì)得出正確的答案。例如在牛頓第二定律中，只有力的單位是牛頓，質(zhì)量的單位是千克，那加速度的單位才會(huì)是米每二次方秒。
4.3.4還需要明確規(guī)律的適用條件和范圍。每個(gè)公式和規(guī)律有一定的條件和范圍的，如果超出了這個(gè)范圍或者沒(méi)有這個(gè)條件，那么我們就不能在運(yùn)用這個(gè)規(guī)律了。例如在光的直線傳播，只有在真空中或光在同一介質(zhì)中才會(huì)是直線，如果不是在這樣的條件下，光會(huì)發(fā)生折射。
4.4引導(dǎo)和組織學(xué)生運(yùn)用運(yùn)用規(guī)律
學(xué)習(xí)物理規(guī)律的目的在于運(yùn)用這些規(guī)律去解決實(shí)際問(wèn)題或者是答題，因此在規(guī)律科的教學(xué)中講經(jīng)典題和適當(dāng)?shù)木毩?xí)題是不可缺少的。有時(shí)候還需要做點(diǎn)小試驗(yàn)、小制作等，它有助于學(xué)生進(jìn)一步深刻理解規(guī)律，還可以幫忙學(xué)生解決一些實(shí)際問(wèn)題的能力。在運(yùn)用規(guī)律的教學(xué)階段，教師需要選擇能加深理解規(guī)律的例題和習(xí)題提供給學(xué)生，還要正確引導(dǎo)學(xué)生明確新學(xué)的規(guī)律與過(guò)去學(xué)習(xí)的有關(guān)規(guī)律的區(qū)別和聯(lián)系。在規(guī)律的運(yùn)用上可能會(huì)遇到一些困難對(duì)于這些困難，我們有應(yīng)該怎么去解決呢?
4.4.1一些學(xué)生遇到比較復(fù)雜的物理問(wèn)題時(shí)，往往理不清問(wèn)題的思路，無(wú)從下手，原因在于不會(huì)把問(wèn)題分解成各個(gè)部分，也不會(huì)把各個(gè)部分的問(wèn)題綜合成為一個(gè)整體，以致于出現(xiàn)盲目嘗試或者亂套公式的情況，這就是學(xué)生缺乏綜合分析能力。對(duì)于這些情況我們可以有針對(duì)性的選擇一些練習(xí)題目。
4.4.2一些學(xué)生缺乏豐富的想象力，因此分析不透問(wèn)題的物理過(guò)程，因而也就理不清楚思路;或者無(wú)法理解圖像的物理意義，甚至把圖線誤認(rèn)為物體運(yùn)動(dòng)的軌跡，對(duì)于這種情況一定要學(xué)生看清楚圖像橫縱下角標(biāo)的字母代表的是什么，這樣就比較容易。;或者不善于把問(wèn)題直觀化、簡(jiǎn)化而形成運(yùn)用規(guī)律的障礙。
4.4.3有的學(xué)生在理解物理問(wèn)題時(shí)，或因沒(méi)能準(zhǔn)確掌握規(guī)律，或因邏輯思維能力有缺陷，常常做出錯(cuò)誤的判斷和推理。有時(shí)不認(rèn)真分析物理過(guò)程，生搬硬套公式，使計(jì)算結(jié)果脫離物理實(shí)際;有時(shí)候受到情緒或者注意力等心理因素的影響，過(guò)不了審題關(guān)，常常遺漏隱蔽條件。比如，“物理做勻速直線運(yùn)動(dòng)”就意味著“物體所受的合外力為零”。
4.4.4解決物理問(wèn)題總是從初始狀態(tài)出發(fā)，經(jīng)過(guò)一些中間狀態(tài)，最后達(dá)到目的狀態(tài)。中間狀態(tài)又叫問(wèn)題空間，解決問(wèn)題就是對(duì)物體空間進(jìn)行探索，對(duì)問(wèn)題空間的搜索必須抓住關(guān)鍵環(huán)節(jié)，一步步增加中間狀態(tài)與目的狀態(tài)的相似性，這是一種常規(guī)法。由于一種心理傾向，對(duì)于常規(guī)法能解決的問(wèn)題，一般不會(huì)給學(xué)生帶來(lái)阻力。但一些必須先遠(yuǎn)離目標(biāo)，然后再達(dá)到目標(biāo)的問(wèn)題，如研究一個(gè)物體平衡時(shí)的某物理量，卻要分析不平衡時(shí)這個(gè)物理量的變化范圍，分析了不平衡情況，對(duì)平衡情況就好辦了。學(xué)生常常因此對(duì)這種思維方法不習(xí)慣，抓不住關(guān)鍵環(huán)節(jié)，因而出現(xiàn)困難。
4.4.5在運(yùn)用物理規(guī)律解決問(wèn)題時(shí)，最重要的是開(kāi)始環(huán)節(jié)中如何確定研究對(duì)象。在一般情況下，待求問(wèn)題與研究對(duì)象常有直接關(guān)系，確定對(duì)象并不困難;但有時(shí)，待求問(wèn)題與研究對(duì)象并無(wú)直接關(guān)系，需要轉(zhuǎn)換研究對(duì)象，這時(shí)如果不能找出恰到的替換方案，就會(huì)造成思維過(guò)程的障礙，此外，由于改變提問(wèn)的方式將可能造成一些學(xué)生顧此失彼、引錯(cuò)數(shù)據(jù)、亂用符號(hào)、計(jì)算錯(cuò)誤等思維上的混亂。
4.4.6在運(yùn)用物理規(guī)律解決問(wèn)題中還涉及如何把物理問(wèn)題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問(wèn)題，也就是根據(jù)物理問(wèn)題所屬的知識(shí)領(lǐng)域和問(wèn)題的特征，選規(guī)律列方程。以高中物理有關(guān)動(dòng)力學(xué)的知識(shí)為例：基本規(guī)律有牛頓運(yùn)動(dòng)規(guī)律、動(dòng)量定理、動(dòng)能定理及機(jī)械能守恒定律與動(dòng)量守恒定律。所求物理問(wèn)題若是與加速度直接相關(guān)的瞬時(shí)問(wèn)題，必須選用牛頓第二定律列方程;如果是與時(shí)間直接相關(guān)的過(guò)程問(wèn)題，應(yīng)選用動(dòng)量定律列方程;若是與相對(duì)位移直接相關(guān)的過(guò)程問(wèn)題，應(yīng)選用動(dòng)能關(guān)系列方程。對(duì)于系統(tǒng)，若是無(wú)外力做功或者做功為零，則選用動(dòng)量守恒定律列方程;若只有重力或者彈力做功，則選用機(jī)械能守恒定律列方程;如果機(jī)械能不守恒，而所求的問(wèn)題、與物體之間的相對(duì)位移直接相關(guān)，則應(yīng)選用能量守恒定律列方程……總之，在教學(xué)過(guò)程中教師應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用規(guī)律似的優(yōu)化組合思想和發(fā)散聚合選優(yōu)的能力，進(jìn)一步發(fā)展學(xué)生演繹推導(dǎo)、直覺(jué)思維和創(chuàng)造性思維的能力。
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