中學(xué)物理教學(xué)論第八章物理規(guī)律教學(xué)市公開課一等獎(jiǎng)省課獲獎(jiǎng)?wù)n件

第八章物理規(guī)律教學(xué)1．什么是物理規(guī)律？物理概念和物理規(guī)律有什么區(qū)分？如何結(jié)識(shí)物理規(guī)律教學(xué)主要性？2．物理規(guī)律特點(diǎn)是什么？3．物理規(guī)律教學(xué)要求是什么？4．中學(xué)生學(xué)習(xí)物理規(guī)律時(shí)有哪些常見問(wèn)題？5．物理規(guī)律教學(xué)一般過(guò)程是什么？學(xué)習(xí)本章時(shí)注意思考下列問(wèn)題：第1頁(yè)一、什么是物理規(guī)律？物理概念和物理規(guī)律有什么區(qū)分？

物理規(guī)律：包括物理定律、定理、原理、定則、公式等

物理規(guī)律是物理現(xiàn)象、物理過(guò)程在一定條件下必然發(fā)生、發(fā)展和變化規(guī)律反應(yīng)，揭示了在一定條件下某些物理量間內(nèi)在、必然聯(lián)系。物理概念和物理規(guī)律區(qū)分在于：（1）前者是思維形式，后者是客觀規(guī)律；（2）前者是無(wú)條件，后者是有條件。第2頁(yè)**如何結(jié)識(shí)物理規(guī)律教學(xué)主要性？

**規(guī)律反應(yīng)了概念之間聯(lián)系。如概念不清，規(guī)律也很難不理解。

**學(xué)生對(duì)物理概念理解，是在掌握規(guī)律基礎(chǔ)上完成。例：*對(duì)“力”理解。力是變化物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)原因。是在牛頓第二定律掌握后，才算真正理解。

*理解“波粒二象性”是在掌握量子力學(xué)規(guī)律之后。

*理解“電磁波”是橫波，是在掌握電動(dòng)力學(xué)規(guī)律之后。物理規(guī)律教學(xué)主要性主要體目前：（1）掌握物理規(guī)律和形成物理概念之間是相輔相成、互相促進(jìn)；第3頁(yè)（2）物理規(guī)律是物理學(xué)科構(gòu)造主干。

規(guī)律是在一定條件下，揭示了概念之間關(guān)系。

概念是點(diǎn)（基石、柱），

規(guī)律是線、梁。

辦法是紐帶，從而組成物理學(xué)科構(gòu)造大廈。例如：典型力學(xué)主干

——牛頓三定律、萬(wàn)有引力定律第4頁(yè)（3）物理規(guī)律教學(xué)是培養(yǎng)能力、開發(fā)智力、發(fā)展心理品質(zhì)途徑學(xué)生結(jié)識(shí)物理規(guī)律是：先由感性結(jié)識(shí)——理性結(jié)識(shí)，再由理性結(jié)識(shí)——實(shí)踐。這是實(shí)現(xiàn)二次飛躍必經(jīng)之路。

這也是發(fā)展學(xué)生結(jié)識(shí)能力主要途徑第5頁(yè)二、物理規(guī)律特點(diǎn)是什么？

例：牛頓第一定律是以大量試驗(yàn)為基礎(chǔ)（力是變化物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)原因）。但不受外力作用（這個(gè)條件）是一種推理想象，（應(yīng)注意是不受外力作用，不是協(xié)力為零）。牛頓第一定律是試驗(yàn)、推理、想象相結(jié)合產(chǎn)物1、物理規(guī)律是觀測(cè)、試驗(yàn)、想象和數(shù)學(xué)推理相結(jié)合產(chǎn)物第6頁(yè)2、物理規(guī)律反應(yīng)有關(guān)物理概念之間必然聯(lián)系

大多數(shù)概念是物理量（故意義，有大小），且與試驗(yàn)測(cè)量成果對(duì)應(yīng)。規(guī)律是揭示了概念之間聯(lián)系（或關(guān)系），并將此聯(lián)系（或關(guān)系）用邏輯語(yǔ)言（數(shù)學(xué)）表達(dá)出來(lái)。例：牛頓第二定律:力、質(zhì)量、加速度關(guān)系。第7頁(yè)3、物理規(guī)律具有近似性和不足近似性是指

研究對(duì)象和過(guò)程抱負(fù)化，

試驗(yàn)測(cè)量誤差存在。不足是指

在一定范圍內(nèi)發(fā)覺，

在一定條件下推理得到，并在有限領(lǐng)域內(nèi)檢查。牛頓運(yùn)動(dòng)定律成立條件是質(zhì)點(diǎn)、平動(dòng)、慣性參照系。第8頁(yè)三、物理規(guī)律教學(xué)要求是什么？新舊知識(shí)聯(lián)系：*物理規(guī)律中揭示了一類物理現(xiàn)象互相聯(lián)系；*物理概念之間因果聯(lián)系；*物理量之間方向關(guān)系；*物理量之間數(shù)量關(guān)系。物理規(guī)律事實(shí)根據(jù)：觀測(cè)、試驗(yàn)、已有知識(shí)研究物理規(guī)律辦法：抱負(fù)化辦法、比較和分類、類比、歸納和演繹、假說(shuō)、數(shù)學(xué)辦法。

最常使用試驗(yàn)歸納法和理論分析法、理論歸納和演繹在實(shí)際教學(xué)中，究竟采取哪種辦法，要視詳細(xì)情況而定。不過(guò)，無(wú)論采取哪種辦法，都必須使學(xué)生明確建立規(guī)律過(guò)程、根據(jù)，以及采取辦法。

1、使學(xué)生把握新舊知識(shí)聯(lián)系和建立物理規(guī)律事實(shí)根據(jù)，

懂得研究物理規(guī)律辦法。第9頁(yè)試驗(yàn)歸納法直接從試驗(yàn)成果中分析、歸納、概括而總結(jié)出來(lái)規(guī)律一種辦法。例：抱負(fù)氣體狀態(tài)方程教學(xué)取一定質(zhì)量抱負(fù)氣體為研究對(duì)象，直接測(cè)量多種平衡態(tài)時(shí)P、V、T，從大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)，可直接總結(jié)、概括出：第10頁(yè)理論分析法（1）理論歸納：由已知概念、規(guī)律推出來(lái)更普遍規(guī)律例：抱負(fù)氣體狀態(tài)方程教學(xué)，理論分析中“理論歸納”，根據(jù)有二：

1、一定質(zhì)量抱負(fù)氣體初態(tài)P1、V1、T1和終態(tài)P2、V2、T2都是確定，兩態(tài)之間關(guān)系與過(guò)程無(wú)關(guān)。

2、抱負(fù)氣體試驗(yàn)規(guī)律，如玻馬定律等第11頁(yè)

由初態(tài)（p1、V1、T1）等值變化到中間狀態(tài)等值變化終態(tài)（P2、V2、T2），得到抱負(fù)氣體狀態(tài)方程0V1V2VPP1P2T2..T1第12頁(yè)（2）理論演繹法：利用一般規(guī)律，推導(dǎo)出特殊規(guī)律。例：利用運(yùn)動(dòng)學(xué)和牛頓第二定律來(lái)推出動(dòng)能定理第13頁(yè)2、要使學(xué)生理解物理規(guī)律物理意義物理規(guī)律一般有三種體現(xiàn)方式：文字體現(xiàn)用一段話把某一規(guī)律物理意義表述出來(lái)。

對(duì)物理規(guī)律文字表述引出，必須在學(xué)生對(duì)有關(guān)問(wèn)題進(jìn)行分析研究，并對(duì)它本質(zhì)有相稱結(jié)識(shí)基礎(chǔ)上進(jìn)行。切不可在學(xué)生毫無(wú)結(jié)識(shí)或結(jié)識(shí)不足情況下“搬出來(lái)”，“灌”給學(xué)生，然后再逐字逐句解釋和說(shuō)明。公式體現(xiàn)用數(shù)學(xué)公式把物理規(guī)律內(nèi)容體現(xiàn)出來(lái)。一要研究它是如何建立起來(lái)。

在試驗(yàn)歸納法中，是如何把試驗(yàn)數(shù)據(jù)通過(guò)思維加工和數(shù)學(xué)加工，轉(zhuǎn)化為定律體現(xiàn)式；

在理論分析法中，定律體現(xiàn)式是如何通過(guò)嚴(yán)密推理而得出。二要研究公式所表達(dá)物理意義。要使學(xué)生從物理意義上去理解公式中所表達(dá)物理量之間數(shù)量關(guān)系，而不能從純數(shù)學(xué)角度加以理解。對(duì)于物理公式第14頁(yè)許多物理規(guī)律也能夠用函數(shù)圖線來(lái)體現(xiàn)。在中學(xué)物理中，利用圖象體現(xiàn)物理規(guī)律有下列幾個(gè)作用：★利用圖象歸納試驗(yàn)規(guī)律，討論試驗(yàn)規(guī)律；（蓋·呂薩克定律）★利用圖象形象地描述物理規(guī)律；（愛因斯坦光電效應(yīng)方程）★利用圖象來(lái)表白物理規(guī)律；（分子力隨分子間距離而變化曲線）★利用圖象來(lái)導(dǎo)出有關(guān)公式。（如由速度-時(shí)間圖像導(dǎo)出位移公式）T1TVV1V2V0-273C00T2

Ek0

0圖象體現(xiàn)：第15頁(yè)*分析物理規(guī)律含義辦法（一）用文字體現(xiàn)規(guī)律組成：對(duì)象+條件+結(jié)論分析思緒：1、規(guī)律是描述什么2、規(guī)律內(nèi)涵：對(duì)象、條件、結(jié)論第16頁(yè)例：牛一一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)，直到有外力迫使它變化這種狀態(tài)為止1、描述物體不受外力時(shí)運(yùn)動(dòng)規(guī)律2、(對(duì)象)一切物體：指任何運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下物體3、(條件)直到有外力：即不受外力（抱負(fù)）受平衡力（實(shí)際）4、(結(jié)論)總保持：指保持本來(lái)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變

“或”本來(lái)靜止，仍靜止本來(lái)運(yùn)動(dòng)，仍保持該時(shí)刻運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不受外力，本來(lái)速度不變：受外力，速度變化。因此：力是變化物體速度原因，不是維持速度原因第17頁(yè)（二）用公式體現(xiàn)規(guī)律思緒：1、規(guī)律是描述什么？2、物理量、運(yùn)算符號(hào)、正負(fù)號(hào)系數(shù)含義、單位、方向3、各物理量之間關(guān)系4、使用范圍第18頁(yè)例含義1、描述物體受外力作用時(shí)，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化規(guī)律2、與F同步（瞬時(shí)性），F(xiàn)是某時(shí)刻合外力是該時(shí)刻加速度3、與F同向（同向性）4、各量要用同一單位制下單位5、F=0，則=0靜止或勻速

F恒定，則為恒定，勻變速;F變化，則變化1）對(duì)同一物體：(m一定）

2)不一樣物體：（F一定）6、適用范圍：宏觀物體低速運(yùn)動(dòng)第19頁(yè)（三）圖象表達(dá)規(guī)律思緒：1、坐標(biāo)系：縱坐標(biāo)，橫坐標(biāo)，原點(diǎn)，單位—圖象描述什么2、圖線特點(diǎn)點(diǎn)、截距、線、角—斜率、面、形狀3、找出關(guān)系因變量隨自變量變化而變化規(guī)律第20頁(yè)3、使學(xué)生明確物理規(guī)律適用條件和范圍

學(xué)生只有明確規(guī)律適用條件和范圍，才能正確地利用規(guī)律來(lái)研究和處理問(wèn)題，才能避免亂用規(guī)律、亂套公式現(xiàn)象。適用于金屬導(dǎo)體，不適用于高壓導(dǎo)電液體、高壓導(dǎo)氣體、含電源電路、有非電阻元件電路。牛頓定律：適用于V?

C時(shí)慣性系。單擺規(guī)律：擺角<5°(<100)胡克定律：f=-kx是在彈性程度內(nèi)成立。第21頁(yè)4、使學(xué)生認(rèn)清所研究物理規(guī)律與有關(guān)物理概念和物理規(guī)律之間關(guān)系Ft=mv2-mv1“牛頓第一定律”和“慣性”常見是將“慣性”和“物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)”等同起來(lái)。如，“打破物體慣性”，“克服慣性，使物體運(yùn)動(dòng)起來(lái)”。慣性:是物質(zhì)屬性，與物體是否運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)。（是無(wú)條件）

第一定律是有條件，條件是不受一切外力。（不是合外力為零）。第22頁(yè)5、使學(xué)生學(xué)會(huì)利用物理規(guī)律說(shuō)明、解釋現(xiàn)象，分析和處理實(shí)際問(wèn)題

對(duì)于重點(diǎn)物理規(guī)律，不但要求學(xué)生理解，并且要求學(xué)生會(huì)靈活利用。由于，掌握物理規(guī)律目標(biāo)就在于能夠利用物理規(guī)律去處理問(wèn)題。利用過(guò)程使將抽象物理規(guī)律詳細(xì)化過(guò)程，從而完成結(jié)識(shí)過(guò)程兩次飛躍，達(dá)成發(fā)展學(xué)生能力目標(biāo)。第23頁(yè)四．中學(xué)生學(xué)習(xí)物理規(guī)律時(shí)有哪些常見問(wèn)題

3、學(xué)生日常生活經(jīng)驗(yàn)形成錯(cuò)誤觀念干擾4、思維定勢(shì)帶來(lái)負(fù)遷移；5、抽象思維能力不強(qiáng)；6、不會(huì)利用物理規(guī)律說(shuō)明、解釋現(xiàn)象，分析處理實(shí)際問(wèn)題。1、感性知識(shí)不足事實(shí)分析歸納結(jié)論2、有關(guān)準(zhǔn)備知識(shí)不足物理知識(shí)本身存在嚴(yán)密邏輯聯(lián)系。先前知識(shí)準(zhǔn)備包括：（1）已有現(xiàn)象和概念；（2）用已學(xué)知識(shí)分析研究問(wèn)題思緒和辦法（3）已有數(shù)學(xué)知識(shí)和數(shù)學(xué)辦法（4）基本探究技能第24頁(yè)五．物理規(guī)律教學(xué)一般過(guò)程是什么？

如何發(fā)覺問(wèn)題：

（1）在觀測(cè)、試驗(yàn)中發(fā)覺問(wèn)題；（2）從學(xué)生生活中熟知典型事例中發(fā)覺問(wèn)題；（3）從對(duì)學(xué)生已有知識(shí)分析引伸和邏輯展開中發(fā)覺問(wèn)題。

創(chuàng)設(shè)物理環(huán)境（或情境）要有助于引導(dǎo)學(xué)生摸索規(guī)律（1）使學(xué)生取得摸索物理規(guī)律必要感性知識(shí)和數(shù)據(jù)；（2）提供深入思考問(wèn)題線索和根據(jù)；（3）為研究問(wèn)題提供必要知識(shí)準(zhǔn)備；（4）有助于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)愛好和求知欲望。1、創(chuàng)設(shè)便于發(fā)覺問(wèn)題、探究規(guī)律物理環(huán)境（或情境）。2、引導(dǎo)學(xué)生按照物理學(xué)研究辦法來(lái)摸索物理規(guī)律第25頁(yè)（1）利用試驗(yàn)探究物理規(guī)律日常經(jīng)驗(yàn)或試驗(yàn)現(xiàn)象分析歸納結(jié)論（定性規(guī)律）如:電磁現(xiàn)象中左右手定則、力平行四邊形定則、楞次定律試驗(yàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)歸納和數(shù)學(xué)處理結(jié)論如:力矩平衡條件、胡克定律、光反射定律、氣體試驗(yàn)定律試驗(yàn)或?qū)嵗F(xiàn)象分析定性結(jié)論試驗(yàn)（定量）如:液體內(nèi)部壓強(qiáng)、牛頓第三定律、光折射定律前人試驗(yàn)成果分析結(jié)論如:光電效應(yīng)公式及近代物理中某些規(guī)律定量結(jié)論控制變量法固定某些量，研究其中兩個(gè)量關(guān)系綜合結(jié)論如:歐姆定律、牛頓第二定律、焦耳定律第26頁(yè)（2）利用已有知識(shí)，通過(guò)理論推導(dǎo)，得出新物理規(guī)律試驗(yàn)或?qū)嵗ㄐ匝芯坷碚撏茖?dǎo)結(jié)論如:電磁感應(yīng)定律、動(dòng)量守恒定律觀測(cè)試驗(yàn)抱負(fù)試驗(yàn)推理、想象結(jié)論如:牛頓第一定律已有知識(shí)數(shù)學(xué)推理結(jié)論試驗(yàn)驗(yàn)證如:動(dòng)能定理、萬(wàn)有引力定律定義式或圖象推理或變換結(jié)論如:由a定義式，導(dǎo)出v體現(xiàn)式，由v-t圖像導(dǎo)出s體現(xiàn)式。第27頁(yè)（3）提出假設(shè)，檢查和修正假設(shè)，得出結(jié)論?！铮ㄎ锢韺W(xué)史中科學(xué)探究）物理規(guī)律文字表述和數(shù)學(xué)體現(xiàn)★科學(xué)探究（自主、合作）第28頁(yè)

(1）示范；（2）討論與交流；（3）練習(xí)。其關(guān)鍵是分析、處理和處理問(wèn)題思緒和辦法3、引導(dǎo)學(xué)生對(duì)規(guī)律進(jìn)行討論（1）討論規(guī)律（包括公式和圖象）物理意義；（2）討論和明確規(guī)律適用條件和范圍；（3）討論這一規(guī)律與有關(guān)概念、規(guī)律、公式間關(guān)系。4、引導(dǎo)和組織學(xué)生利用