物理規律教學

物理規律是物理過程在一定條件下發生、發展和變化的必然趨勢的反映。物理規律可分為定性和定量的兩類。隻揭示物理過程中各物理概念間的聯係及物理過程發展趨勢的規律屬於定性規律,如慣性定律、楞次定律、能的轉化和守恒定律等。能夠揭示各相關物理量之間的數量製約關係的規律屬於定量規律,如牛頓第二定律、動量定理、歐姆定律等。物理規律包括定律、定理、法則和公式等。

物理規律是建立在物理概念基礎上的更深一層次的物理知識,它反映了物理概念間的相互聯係。物理規律是物理知識的核心。物理規律的教學是物理現象教學和物理概念教學的歸宿,是物理教學的重要內容。

學習物理規律是一個複雜的認識過程,它是感性認識與理性認識、特殊認識與一般認識反複結合、相互作用的發展過程。簡單的規律要經過數次反複來掌握,複雜的規律則要經過幾個階段的學習才能掌握。物理規律的教學過程就是幫助學生完成上述複雜認識的過程。在進行物理規律教學時應注意以下幾個方麵的問題。

一、加強概念教學是完成好規律教學的前提

如果把中學物理知識看成是一座大廈,物理規律就是這座大廈的建築結構,而物理概念則是構成這座大廈的建築材料,沒有建築材料是不可能按一定結構蓋起大廈的。物理規律與物理概念的關係,正如建築結構與建築材料的關係。

物理學中的定律、定理等,都是用有關的物理概念總結出來的。例如慣性定律(一切物體在沒有受到外力作用的時候,總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態)就包含有“外力”、“勻速直線運動”、“靜止”等概念,如果沒有這些概念,就不可能得出這個定律。如果學生對這些概念沒有正確地理解,就不可能真正掌握慣性定律。又例如關於“杠杆平衡”的規律,學生對於“動力×動力臂=阻力×阻力臂”這個條件並不難掌握。但是如果學生對“力臂”概念缺乏正確理解,把支點到力的作用點的距離當作力臂,則在運用這個規律時就要發生錯誤。盡管學生能很熟練地背出杠杆平衡條件的內容,卻沒有真正掌握這個規律。由此可見,學生對物理規律掌握不好的原因之一是對規律所涉及的有關物理概念缺乏正確的理解。首先使學生建立正確的物理概念,是使學生掌握物理規律的前提,沒有這個前提則物理規律的教學就無從談起。

二、重視實驗,使學生獲得必要的感性認識是進行規律教學的關鍵

人的認識是對客觀事物的能動的反映,沒有客觀事物作為基礎,就難以實現對事物的正確認識。要使學生掌握物理規律,必須使學生對所學的問題獲得生動具體的感性認識,然後再通過對感性認識的加工(分析、概括、抽象)上升到理性認識。

物理學是一門實驗科學,為了使學生真正理解物理規律,要盡可能從觀察實驗出發,以實驗為基礎。通過觀察演示實驗或進行分組實驗,啟發學生思考,從而總結出有關的物理規律。

例如,在進行半導體的導電性教學時,如果不做實驗,隻是按照課本從半導體的內部結構進行分析,學生因為沒有感性認識,就不會對半導體的熱敏性有深刻印象,也不能引起興趣。如果向學生演示半導體的電阻因溫度的變化而變化的實驗,就會引起學生的興趣。在實驗事實麵前,學生就會提出“為什麼會發生這樣的現象呢?”然後再通過理解分析,效果就會好得多。為了使教學獲得更好的效果,在演示上述實驗前可安排對比性演示實驗,即金屬的溫度升高時電阻變大和絕緣體溫度升高時電阻變小的實驗。

然後提出“半導體溫度升高時電阻如何變化”的問題,再來做半導體熱敏性的實驗。由實驗知道,半導體跟絕緣體類似,當溫度升高時電阻也是變小。但不同的是,絕緣體溫度升得很高時電阻才有明顯減小,而半導體的溫度稍有升高電阻就明顯減小。正因為半導體的導電性對溫度很敏感,所以才叫熱敏性。

在完成上述對比實驗後,學生有了較豐富的感性認識,再從理論上分析半導體、金屬導體、絕緣體在導電性上存在差異的原因,學生就會感興趣,就能收到好的教學效果。

三、指導學生進行思維加工是完成規律教學的中心環節

以實驗為基礎,使學生獲得豐富的感性認識是十分必要的。但是,感性認識不經過理性加工,就不可能抽象出物理本質,感性認識不可能自然而然上升到理性認識。而如果學生隻是記住了規律的結論,缺乏對得出規律的理性加工過程的參與和思考,那麼就不能掌握規律,學生的認識水平和思維能力也難以提高。因此,使學生完成從感性認識到理性認識的過程,是規律教學的中心環節。

學生從感性認識到理性認識是一個“飛躍”,是認識過程中最困難的階段,要實現這一“飛躍”,就需要帶領學生對感性認識進行分析、歸納、概括和抽象。學生的參與和積極思考是十分重要的,如果教學中不注意這一點,而是在介紹有關感性材料後,由教師包辦代替,甚至簡單給出結論,要學生記住,那麼學生的認識往往還停留在感性階段,或者感性的東西和理性的東西在他們的頭腦中處於分離狀態,則學生就沒有完成認識上的質變,對規律的理解就是表麵的。