新課程背景下“物理規律教學”探析

摘要：物理規律既是物理科學的核心構件，也是物理教學的重要內容。但以往我們對物理規律的本質、類型、價值，以及有效教學策略認識模糊、探索不足。新課程改革賦予了物理規律教學新的任務和要求，于是本文深入探究了物理規律的內涵、闡明了物理規律教學的意義，并提出了物理規律教學的基本策略。

關鍵詞：課程改革；物理規律；規律教學

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A文章編號：1003-6148(2008)5(S)-0032-3

物理規律教學在中學物理教學中占有重要地位，其教學成效直接影響到物理教學質量和學生科學素養的培養。提高物理規律教學效果的前提是了解物理規律內涵、本質和特征，并在此基礎上結合學生的認知特點設計科學的教學策略。

1 物理規律的內涵

“規律就是相互聯系著的事物、現象、分子、元素(因素、要素)或方面的本質之間的關系”。相應的，物理規律就是物理現象、物理過程在一定條件下發生、發展和變化的內在、必然的聯系。

1.1 物理規律的類型

經過2000多年的建設，物理大廈恢宏龐大，其組成規律自然紛繁復雜。為了認識物理規律本身，我們有必要對物理規律進行必要的分類。從物理規律獲得途徑的角度來看，物理規律可分為實驗規律和理論規律；從物理規律知識形式的角度來看，物理規律可分為定律、定理、原理等類型；從過程中不同質的運動角度來看，物理規律可分為力學規律、熱學規律、電磁規律、光學規律等；從“定性—定量”維度來看，物理規律可分為定性規律、定量規律。

1.1.1 實驗規律與理論規律

從物理規律建立基礎和過程的不同，可以將物理規律劃分為實驗規律和理論規律兩種。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實驗規律。如電磁感應定律、歐姆定律等即為實驗規律。理論規律是由已知的物理規律經過理論推導，得出的新物理規律。動能定理、萬有引力定律等即為理論規律。我們以萬有引力定律為例來說明一下理論規律的建立過程。牛頓在伽利略的自由落體運動定律、牛頓自己的第三定律、開普勒的行星運動第三定律等前人工作的基礎上，應用他超凡的數學才能，通過理論計算建立了萬有引力定律。

1.1.2 定律、定理與原理

從物理規律知識形式的角度來看，可以將物理規律劃分為物理定律、定理與原理三種類型。通過大量具體事實(包括實驗和觀察)歸納而成的結論稱為物理定律，如牛頓第二定律、電磁感應定律、光的折射和反射定律等。通過一定的論據，經過邏輯推理而證明為真實的結論稱為物理定理，如動量定理、動能定理等屬于物理定理類。對大家公認的具有普遍性，而且可以作為其它規律基礎的物理規律一般稱為物理原理，如我們中學階段比較熟悉的功能原理、疊加原理等即屬于物理原理類。

1.1.3 定性規律與定量規律

從“定性—定量”維度來看，可以將物理規律劃分為定性與定量兩種類型。定性規律揭示的是各物理量間必然聯系的存在和發展趨勢；定量規律揭示的是必然聯系中量的相互制約。例如牛頓第一定律就定性的描述了一切物體在不受外力作用或所受合外力為零的情況下的運動趨勢，不反映外力與運動趨勢之間的量化關系，屬于定性規律。而定量規律則不同，如歐姆定律，除文字描述外，我們還可以用公式I=U/R來揭示各物理量之間的相互制約關系。

不同的物理規律分類之間并不是完全對立的，比如歐姆定律即屬于物理定律，又是實驗規律，同時也屬于定量規律。

1.2 物理規律的特點

1.2.1 物理規律的實踐性

物理學是一門以實驗為基礎的自然學科。中學物理的眾多規律都是在實踐、實驗的基礎上建立起來的。新課程標準倡導“從生活走向物理，從物理走向社會”，在教學中應重視引導學生運用物理規律解決生活實際問題，在使用中進一步加深學生對物理規律及其物理意義的理解，這對學生能力的發展、科學素養的提升，顯得尤為重要!

1.2.2 物理規律的聯系性

物理規律都存在一定的聯系，包括物理規律內在的概念、現象之間的聯系；規律與規律之間的關系。

以牛頓運動定律為例，牛頓第一定律是說物體不受外力時做什么運動；牛頓第二定律公式F=ma揭示了物體的慣性質量、所受到的合外力與由此而產生的加速度之間的關系，是闡述物體受力時做什么運動，二者是從不同的角度回答了力與運動的關系。第一定律是第二定律的基礎，沒有第一定律，就不會有第二定律。雖然第一定律可以看成是第二定律的特例，但不能取消第一定律。

1.2.3 物理規律的對應性

物理規律中的各物理量都針對于某一研究對象。如果是狀態量則對應于某一時刻、某一位置、某一狀態。如果是過程量則對應于某一段時間、某一個過程、某一空間等，這就是物理規律的對應性。如，歐姆定律U=IR中各量均對應于同一導體、同一段電路在同一時刻的量值。

1.2.4 物理規律的因果性

因果性是物理規律的重要特點，任何物理規律都是在規律所表述的具體條件下才具有規律所闡述的結論。例如牛頓運動定律是在研究宏觀低速運動物體的“前因”下，才有其結論的“正果”修成。

1.2.5 物理規律的發展性

物理規律是認識的結果，是在一定的事實基礎上，歸納、推理得出的結論，具有歷史局限性，只能部分地反映客觀世界及其內在聯系。規律會隨著人的認識能力的提高和認識的深入不斷發展。發展有時是溫和的——是對已有規律的修正、豐富；有時是激進的——是對已有規律的否定、顛覆。換言之，物理規律不是絕對的真理，而是逐漸發展變化的，具有一定的相對性。如從經典力學到相對論、量子力學的發展變化過程。

2 物理規律教學的重要性

物理新課程改革強調改變過去過于注重知識傳授的一維目標而向三維課程目標邁進。教學要以人為本，在學生獲得知識的過程中，同樣注重學生終身學習與發展所需的各種能力的培養。如何實現物理規律教學由傳統向新課程理念的轉變，應進一步明確物理規律教學在新課程實施過程中所發揮的重要作用。

2.1 物理規律教學，有助于學生對知識的理解

新課程改革倡導從三個維度對學生進行全面的培養，知識的理解歷來是一個重要培養目標。依據布魯納的認知結構學習理論，我們教學的目的，就是引導學生建構一個理解物理知識的學科結構，從而運用知識解決具體問題。在最終建構的物理知識結構中，分散的各個點表示物理概念，聯接各點的線就代表了物理規律，通過點和線及其之間的相互聯系的講解，引導學生在頭腦中建構物理知識網絡圖。

2.2 物理規律教學，有助于學生思維能力的發展

作為智力核心的思維能力的培養對學生的發展是至關重要的。物理規律教學既是物理知識教學的核心內容，同時也是對學生思維能力培養的重要途徑。

物理規律教學是在學生的感性認識(已有的對實驗和事實認識)基礎上，教師指導學生探索物理規律的過程。根據規律建立的思維過程和學生的認知特點，選擇適當的途徑方法，指導學生對感性材料進行思維加工，認識到物理規律中某些物理概念之間的內在聯系，考慮到物理規律的近似性與局限性，從而概括出物理規律。作為近似反映物理對象、物理過程在一定條件下發生、發展和變化的物理規律的建立，離不開觀察、實驗和數學推理，也離不開物理思維，是諸多因素相結合的產物，學生在理解具有這些特點的物理規律的同時，其思維能力就會得到培養。

2.3 物理規律教學，有助于學生科學方法的掌握

物理規律的教學過程，其實也是科學方法教育的過程。我們知道物理規律的獲得，少不了一些科學方法的使用，在物理規律教學過程中，合理運用一些研究方法并適時適當地進行顯性教育，使學生不僅學到了物理規律，同時也學到了科學方法，培養了能力，可謂一舉多得。

例如，在牛頓第一定律的教學過程中，教師重點要向學生說明的，除了牛頓第一定律的內容外，就是講解這個規律獲得過程中所用到的一個重要的科學方法——理想實驗法。在歐姆定律、牛頓第二定律等的實驗探究過程中，可以重點要求學生設計實驗方案，在這一過程中，使學生明確研究3個變量的關系時，通常采用“控制變量”的方法。

2.4 物理規律教學，有助于學生科學探究能力的形成

提倡對學生進行科學探究能力的培養，是新課程改革的一大亮點，在新教材的編寫中貫穿了科學探究精神并安排了一些科學探究的內容。由于物理規律的實踐性特點，便于在課堂教學中開展實驗教學，創設問題情境，從而激發學生探究物理問題的興趣，經歷物理規律發現的過程，培養學生的科學探究能力，并能使學生更好地運用物理規律去解釋生活中的物理現象、解決生活中遇到的物理問題。

2.5 物理規律教學，有助于學生情感、態度與價值觀的培養

我們知道，情感、態度與價值觀培養，是物理新課程改革所倡導的三維課程目標中的一個維度。在物理規律的教學過程中，無時無刻不滲透著對學生情感、態度與價值觀的培養。我們在進行物理規律教學時，可以通過創造良好的物理學習氛圍、對相關物理學史內容的選擇性介紹、開展科技創作活動、采用科學探究的教學方式等等，對學生進行情感、態度與價值觀的培養。

比如，在進行牛頓第一定律的教學過程中，就可以適當地給學生講述一下它的發展歷史，激發學生的學習興趣，同時使學生在了解亞里士多德、伽利略、笛卡兒、牛頓等大科學家的觀點的基礎上，使其不畏權威、理性求真的科學態度與科學精神得到培養。而在進行萬有引力定律教學的時候，可以聯系神舟六號載人飛船的發射與回收過程進行講解，把物理知識與科技發展、應用技術相結合，能使學生獲得一個更為寬廣的視野，有助于學生形成科學的價值觀。

3 物理規律教學的基本策略

當明確了物理規律教學在新課程實施過程中所發揮的重要作用之后，為行之有效的進行物理規律教學，我們提出以下基本策略。

3.1 活化物理實驗教學：為學生提供主動獲得規律的機會

在物理學的產生、建立和發展過程中，物理實驗是歸納物理規律、產生物理假說的實踐基礎，是驗證理論預言和假說的主要依據；在物理規律教學中，物理實驗是培養學生操作技能的主要途徑，是發展學生非智力因素的一個重要環節。通過實驗重現物理規律的發現歷程，使學生在實驗操作過程中體悟物理規律所反映的各物理量之間的相互關系，有助于更新學生頭腦中的物理觀念、提高物理規律的教學質量。

3.2 強化物理思想教學，使學生感受物理學的理性美

在進行物理規律教學時，為了讓學生最有效地掌握好物理規律，達到課程標準所規定的能力要求，應該在規律教學的過程中滲透科學史、科學思想的教育，引起學生對物理思想在物理規律建立過程中所發揮作用的重視，使學生感受到物理學的理性美，同時給學生以更多的啟示。

教師在采用此策略教學時，應明確兩點：一是滲透物理思想的教學策略主要是指向學生展示物理規律建立的思想史；二是科學史的歷史發展邏輯與課本上的知識邏輯并不相同，規律教學過程中要引導學生感悟到二者的異同，處理好二者之間的辨證關系，在了解真實歷史發展過程的同時明了知識邏輯的呈現脈絡。

3.3 重視規律應用教學，讓學生體會物理學在社會發展中的作用

物理規律來源于生活實踐，反過來應鍛煉學生將物理規律運用于社會生活實際的能力。因此，在教學中應重視引導學生利用物理規律解決實際問題，讓學生體會到物理學在社會發展中的重要地位，增強學習興趣，進而在使用中進一步加深學生對物理規律及其物理意義的理解，這對學生能力的發展、科學素養的提升，顯得尤為重要!

3.4 提升教師科學素養，為實施新課程背景下的物理規律教學奠定良好基礎

我們將其作為一項策略提出，重在強調教師對新課程理念與目標的鉆研、對物理規律的理解、對物理規律教學的整體認識與把握等。同時該策略也是關系到物理規律教學實施效果的重要因素，教師應努力提升自己的科學素養，進而才會有足夠的信心調控物理規律教學，為學生的全面發展創造最好的先決條件，從而取得最佳教學質量。

參考文獻：

［1］郭留柱．本質、規律非實在論［J］．科學技術與辯證法，2004(10)：21．

［2］閻金鐸，田世昆．中學物理教學概論［M］．北京：高等教育出版社，2003：

(欄目編輯鄧 磊)