物理規律教學過程中應注意的幾個問題

彭承斌

物理規律(包括物理定律、定理、原理、定則、公式等)反映了物理現象、物理過程在一定條件下必然發生、發展和變化的規律。物理規律是在人類對客觀世界的認識過程中形成的，它是在大量實驗的基礎上經歸納、推理、判斷等思維活動獲得的科學結論。它的形成過程蘊含著極為可貴的物理方法、物理思想。

物理規律是中學物理基礎知識最重要的內容，是物理知識結構體系的樞紐。物理規律的教學是高中物理教學的核心，是落實新課程標準育人目標的重要環節，是體現新課程標準理念的關鍵。在中學物理教學中，學生的智力和能力，主要在觀察、實驗、探索和分析物理現象，理解、掌握物理規律的過程中，不斷發展起來的。我們應當認真抓好物理規律的教學。

中學物理規律教學過程中應注意以下幾個問題

一、了解物理規律的類型

物理規律包括實驗規律、理想規律、理論規律。

實驗規律是在觀察和實驗的基礎上，通過分析歸納總結出來的，中學物理中的絕大多數規律都屬于這種類型。如牛頓第二定律、歐姆定律、法拉第電磁感應定律、氣體實驗三定律、光的反射和折射定律等。在牛頓第二定律的教學中，讓學生通過實驗探究加速度與力的關系以及加速度與質量的關系，得出在質量一定的條件下加速度與外力成正比、在外力一定的條件下加速度與質量成反比的結論，從而總結出牛頓第二定律。

理想規律是在物理事實的基礎上，通過合理推理至理想情況而總結出的物理規律。教學中要引導學生“合理推理”。如牛頓第一定律、質點、理想氣體、光滑表面、輕繩、輕桿等模型的建立。在牛頓第一定律的教學中，引導學生在不同斜面上做小車下滑的實驗，發現平面越光滑，小車滑行越遠，推理至理想情況下，如果平面光滑(即小車和平面之間無摩擦)，小車將永遠運動下去，且做勻速直線運動，從而總結出牛頓第一定律。

理論規律是由已知的事實和物理規律經過推理而得出的物理規律。如動能定理是根據牛頓第二定律和運動學公式推導出來的。又如萬有引力定律是牛頓經過科學推理而發現的。

二、重視物理規律發現的歷史背景

讓學生了解物理規律發現的歷史背景，有利于培養他們發現問題、想方設法解決問題的科學探索精神，有利于培養他們認真觀察、分析問題的良好習慣。

例如，在電磁感應定律的教學中介紹科學家法拉第。1820年奧斯特發現電流的磁效應，善于思考的法拉第就想，既然電能生磁，那么磁能否生電?經歷了多次失敗，他并沒有退縮，堅信“電與磁是一對和諧的對稱現象，磁一定能生電”。經過十年的艱辛探索，終于在1831年8月實驗獲得成功，實現了“磁生電”的夙愿，宣告了電氣時代的到來。同樣，沃拉斯頓在英國皇家學院實驗室也做了類似的實驗，“僅僅是因為儀器出了點故障，實驗失敗了，他沒有繼續探索。否則沃拉斯頓將成為電磁感應現象的最早發現者”(物理學家戴維語)。

從以上兩位科學家的研究態度可以看出，只有敢于面對失敗，勇于探索并認真觀察、分析問題才會有所成就。實踐證明，在課堂教學中適當引入規律發現的歷史背景，對激發學生的探索精神、培養學生認真分析問題的態度是很有幫助的。

三、理解物理規律的物理意義

中學階段所研究的物理規律，一般都要用文字語言加以表達，即用一段話把某一規律的物理意義表述出來。對于物理規律的文字表述，要認真加以分析，使學生真正理解它的含義，而不能讓學生去死記結論。對規律的文字表述的引出，必須在學生對有關問題進行分析、研究、并對它的本質有相當認識的基礎上進行，切不可在學生毫無認識或認識不足的情況下“搬出來”，“灌”給學生，然后再逐字逐句解釋和說明。

大多數物理規律的內容都可以用數學公式表達出來，公式的形式要能表達出定律的內容，能反映出研究對象間的內在聯系。對于物理公式，一要研究它是怎樣建立起來的，二要研究公式所表示的物理意義。例如。牛頓第二定律公式F=ma，它揭示了一定質量的物體所受的合外力與由此而產生的加速度之間的關系，如果只從數學形式考慮，就可能得出物體的質量與所受的外力成正比，或物體的質量與它的加速度成反比(m=f/a)這顯然是錯誤的。

教師在物理規律教學過程中，要從理論上和實驗上充分認識、理解物理規律，做到從理論和實驗兩個方面來充分認識物理規律。如玻意爾定律、查理定律、蓋呂薩克定律既是實驗定律，也可用分子動理論來解釋，做到理論和實驗的統一；要從物理意義上理解物理規律圖象。如在“波的圖象”的教學中，讓學生清楚理解圖象的物理意義：x軸表示波的傳播方向，波在此方向上做勻速直線運動；棉自表示各質點在某時刻偏離平衡位置的位移，各質點以平衡位置為中心做簡諧運動。要從物理意義上去理解物理規律的數學表達式，如C=Q／U。對同一電容器而言，不能說電容跟電容器的帶電量成正比，跟兩板間的電勢差成反比，因為電容器的電容是由電容器本身決定的，與Q和U無關；要引導學生總結物理規律間的相互聯系，以便更深入的理解物理規律。如動量守恒定律與牛頓第三定律的關系；動能定理、動量定理跟牛頓第二定律的關系等。

四、明確物理規律的適用條件

物理規律適用條件的教學是重中之重。物理規律都是在一定條件下反映某個物理現象或物理過程的變化規律的，只能在一定的范圍內使用。超越這個范圍，物理規律則不成立，有時甚至會得出錯誤結論，這一點往往易被學生忽視。學生一遇到具體問題，就亂套亂用物理規律，或者盲目外推，得出錯誤結論。因此，在物理規律教學中，要引導學生注意物理規律的適用條件和范圍，使他們能夠正確使用物理規律解決實際問題。

學生只有明確規律的適用條件和范圍，才能正確地運用規律來研究和解決問題，避免亂用規律、亂套公式的現象。例如，單擺振動的公式的成立條件是擺角小于5。牛頓定律的適用范圍是可視為質點的宏觀物體、常速和慣性系；庫侖定律的適用條件是真空中的點電荷。如講完庫侖定律后讓學生做一道相關練習題。

例：在真空中有兩個完全相同的帶正電的金屬小球，帶電量均為口，半徑為r，相距為3r，兩小球之間的相互作用力為F，則

A、F2