如何講解物理規律
物理學作爲一門以實驗爲基礎，研究自然界中一切物質的運動、物質結構及變化、物質相互作用的基本規律的學科，具有很強的實踐性和科學的嚴謹性，而物理規律（包括定律、定理、原理和定則等）是物理現象、過程在一定條件下發生、發展和變化的必然趨勢及其本質聯繫的反映．它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．因此，規律教學是中學物理教學的中心任務．在物理課堂教學中，教師應注意引導學生分析、體會建立物理概念、物理規律的科學方法。在中學物理課本中，用科學方法建立物理概念、探索物理規律的內容是很多的。教師在教學中應當自覺挖掘教材中的科學方法教育因素，對學生進行科學方法教育，培養其科學素質。那麼怎樣才能搞好規律教學呢？ 一、物理規律的類型 １．實驗規律：物理學中的絕大多數規律是實驗規律，是在觀察和實驗的基礎上，通過分析歸納總結出來的，我們把它們叫做實驗規律．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． ２．理論規律：有些物理規律是以已知的事實爲根據，通過推理總結出來的，我們把它叫做理論規律．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．
３．理想規律：有些物理規律不能直接用實驗來證明，但是具有足夠數量的經驗事實．如果把這些經驗事實進行整理分析，去掉非主要因素，抓住主要因素，推理到理想的情況下，總結出來的規律，我們把它叫做理想規律．如牛頓第一定律、質點、理想氣體、光滑表面、輕繩、輕杆等模型的建立等．二、物理規律教學的基本方法 在物理規律的教學過程中，不僅要讓學生掌握規律本身，還要對規律的建立過程、研究問題的科學方法進行深入瞭解，更重要的是如何應用規律來解決具體問題．爲此，對不同的物理規律應採用不同的教學方法． １．實驗規律的教學方法 （１）探索法 探索實驗法就是根據某些物理規律的特點，設計實驗，讓學生通過自己做實驗，總結出有關的物理規律． 例如在牛頓第二定律的教學中，讓學生通過實驗探索加速度與力的關係以及加速度與質量的關係．使學生得出：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．在此基礎上，教師指導學生總結加速度、外力和質量間的關係，得出牛頓第二定律． 在胡克定律的教學中，讓學生通過實驗探索彈簧的伸長量與彈簧的彈力的關係，從而得出胡克定律等。 採用探索實驗法，不但能使學生將實驗總結出來的規律，深刻理解、牢固記憶，而且還能充分調動學生學習的主動性，增強學習興趣，更重要是通過這種方法使學生掌握了研究物理問題的基本方法． （２）驗證法 驗證實驗法是採用證明規律的方法進行教學，從而使學生理解和掌握物理規律．具體實施時先由教師和學生一起提出問題，將物理規律直接告訴學生，然後教師指導學生並和學生一起通過觀察分析有關現象、實驗結論，驗證物理規律． 例如在“力的合成方法”的教學中，讓學生通過實驗驗證平行四邊形定則，再在此基礎上，進行理論探討，得出合力大小與方向的表達式．例如驗證動量守恆定律、驗證機械能守恆定律等。
驗證實驗法的最大特點是學生學習十分主動．這是因爲在驗證規律時，學生已知問題的答案，對於下一步的學習目的及方法已經清楚，所以更加有的放矢，也更容易發現新的物理問題． （３）演示法 演示實驗法就是教師通過演示實驗，引導學生觀察，根據實驗現象，師生共同分析、歸納，總結出有關的物理規律．
如在“焦耳定律”的教學中，可採用如下的方法： ①根據日常生活和生產實際經驗，分析出電熱I與電流強度Q、電阻R和通電時間t有關． ②研究方法：控制變量法．當電流I、時間t相同時，研究電熱Q與電阻R的關係．當電阻R、時間t相同時，研究電熱Q與通電時間t的關係． ③通過演示實驗找出Q與I、R和t的關係．這個演示實驗的關鍵是如何提高實驗的可見度．我們採用先進的教學設備——實物投影儀將溫度計液柱的升降情況直接投影到大屏幕上．讓全體學生都能看到溫度計液柱的變化．由實驗得出結論：當I與t一定時，R越大，Q越大；當R與t一定時，I越大，Q越大；當I與R一定時，t越大，Q越大． ④根據演示實驗結論，分析得出焦耳定律．這種方法要充分發揮演示實驗的作用，增強演示實驗的效果． ２．理論規律的教學方法 理論規律是由已知的物理規律經過推導，得出的新的物理規律．因此，在理論規律教學中應採用“理論推導法”． 如在“動能定理”的教學中，教師提出問題：質量爲m的物體在外力f的作用下，由速度v1，經過位移s，達到速度v2．請學生運用所學的知識，找出外力所做的功跟物體動能變化的關係．學生在老師的指導下，根據牛頓第二定律和運動學規律，都能運用“理論推導法”推導出動能定理的數學表達式． ３．理想規律的教學方法 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．因此在教學中應用“合理推理法”．如在牛頓第一定律的教學中，要引導學生通過在不同表面上做小車沿斜面下滑的.實驗，發現平面越光滑，摩擦阻力越小，小車滑得越遠．如果推理到平面光滑、沒有摩擦阻力的情況下，小車則將永遠運動下去，且速度不變，做勻速直線運動，從而總結出牛頓第一定律．又如理想氣體狀態方程也是在理想條件下得出的．
三、物理規律教學中應注意的問題 １．弄清物理規律的發現過程 （１）實驗規律都是經過多次觀察和實驗，進行歸納推理得到的．如牛頓第二定律、氣體實驗三定律等． （２）理論規律是由已知規律經過理論推導而得到的新規律．如萬有引力定律是由牛頓第二定律推導出來的． （３）理想規律都是由物理事實，經過合理推理而發現的．如牛頓第一定律，理想氣體狀態方程．
２．注意物理規律之間的聯繫 有些物理規律之間是存在着相互關係的．以牛頓第一定律與牛頓第二定律爲例，兩個定律是從不同的角度回答了力與運動的關係．第一定律是說物體不受外力時做什麼運動，第二定律是說物體受力作用時做什麼運動．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，但不能去掉第一定律． ３．要深刻理解規律的物理意義 在規律教學過程中，要引導學生深刻理解規律的物理意義，防止死記硬套．爲此應做好以下幾點： （１）從理論上解釋實驗規律，做到從理論和實驗兩個方面來充分認識物理規律．如玻意爾定律是實驗定律，也可以從分子動理論來解釋它，做到理論與實驗相統一． （２）要從物理意義上去理解物理規律的數學表達式．如ρ＝m/v．對同一物質而言，不能說密度跟質量成正比，跟體積成反比．因爲同一物質的密度是不變的． （３）要引導學生總結物理規律間的相互聯繫，以便更深入的理解物理規律．如動量守恆定律與牛頓第三定律的關係；動能定理、動量定理跟牛頓第二定律的關係等． （４）要充分認識物理規律中各個物理量的物理意義．如F=ma中的F指的是物體所受的合外力；在E=ΔΦ/Δt中，要區別Φ、ΔΦ、ΔΦ/Δt的物理意義；又如在a=Δv/Δt中，要區別v、Δv、Δv/Δt的物理意義． ４．注意物理規律的適用範圍 物理規律往往都是在一定的條件下建立或推導出來的，只能在一定的範圍內使用．超越這個範圍，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，他們一遇到具體問題，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範圍，使他們能夠正確使用物理規律解決實際問題． 四、運用物理規律解決實際問題 在規律教學中，要指導學生運用物理規律去分析和解決具體的物理問題，在使用中進一步加深對物理規律及其物理意義的理解． １．培養學生運用物理規律解決實際問題的能力 例題的作用就是示範性，通過對例題的分析，總結出解決問題的思路、方法與步驟，引導學生應用物理規律解決實際問題．如牛頓第二定律的應用可分爲３個方面： （１）由力F求加速度a． （２）由加速度F求力a． （３）由m=F/a來解釋慣性與質量的關係． 針對上述３種情況，可以各設計一個典型例題，指導學生運用牛頓第二定律解決實際問題，從而達到培養學生運用物理規律解決實際問題的能力． ２．強化訓練學生運用物理規律解決具體問題的能力 精心挑選習題，讓學生通過適量訓練，在實踐中總結運用物理規律解決實際問題的方法與技巧，從而達到提高運用物理規律解決物理問題的能力．注意習題要少而精，不搞題海戰術． ３．適時組織測驗，檢查學生運用物理規律解決實際問題的能力 適時、定期組織物理測驗，是檢查物理規律教學效果的有效途徑．
綜上所述，我們對物理規律的教學進行了系統、全面、具體的研究，總結出了一般規律．但教學是一門創造性藝術，只有在教學中不斷創新，敢於試驗，大膽改革，才能提高物理規律的教學水平．