物理规律教学wuli guilu jiaoxue

有关物理规律的教学规律，是物理教学论的重要研究内容之一。物理规律是物理学知识的核心，是物理知识结构的骨架。物理规律教学是以物理规律本身的特征和学生的认识规律为基础的。物理规律，是物理过程中各相关物理量之间的必然联系。在定量的情况下，这种必然联系最终被表述成宏观可测量的数值制约。物理规律可按过程中不同质的运动分为：力学规律、热学规律、电磁规律、光学规律与原子物理规律；又可按过程随时间的展开分为瞬时规律与积累规律；按过程随空间的展开分为均匀分布和非均匀分布规律；按时空同步展开可分为稳定分布与非稳定分布规律。运动在过程中的分布包括连续分布、量子分布和概率分布。物理中的大部分规律是某种分布对时空的同步积累。做为一种特殊情况，物理量在运动中的任意时刻或任意位置都保持不变，称其为守恒。一般情况下，定性的物理规律揭示的是各物理量间必然联系的存在和发展趋势，定量的物理规律揭示的是必然联系中量的相互制约。物理量之间的“数值制约”常常意味着物理现象发生和发展的因果图景，可以用相等、不等、趋近等描述。从逻辑上说，物理规律仍是一种思维形式，它含有判断与推理。根据做判断的依据是实验还是数理推证，物理规律分为定律与定理。物理规律的物理意义在含义上与概念的不同，它侧重指该规律的发现对物理学科学结构与内容的贡献。例如惯性定律的物理意义是揭示了物体在不受外力或合力为零的条件下的运动状态，揭示了物体固有的属性之一——惯性——与这种运动状态的内在关联。相对性与因果性是物理规律的两个重要特征。物理规律的相对性是指一切物理内容都是相对正确的，其成立或使用都是有条件的。这里的条件除显含在定律本身表述之中的以外，还包括那些不显含在其中的大前提，例如牛顿定律的惯性系条件。物理规律的因果性是指在规律所表述的具体条件下必然具有规律表述的结论。物理规律的因果性与物理量和其决定量之间的因果关系含义不同：前者只确认了正向因果，其逆命题是否成立需另行讨论，后者在所有决定量与被其决定的物理量之间则是互为因果的。另外，物理量的每个决定量都将影响物理量的值，而物理规律的每个条件都只影响规律是否成立，在成立的时候，它不影响规律的形式或规律中物理量的值。
在规律教学中应注意以下几个问题。
❶注意让学生理解研究某一物理规律的目的和具体方法，以使学生主动地参与获取规律的全过程。这个环节对学生掌握物理研究的思想方法有重要的感性意义。
❷注意使学生清晰物理规律建立的来龙去脉。对规律建立过程的分析，模型的选取，忽略的因素及规律推证的理解等等，既是学生理解规律内涵和外延的基础，又是积累对物理学研究方法的感性认识。在规律建立过程中培养的思维能力与应用规律解题所培养的思维能力有相当的不同。
❸注意物理规律教学的阶段性。物理规律的教学可以大体分成领会、运用、完善、扩展四个阶段。领会阶段侧重在规律的建立、具体条件和结论之间的因果性；理解文字叙述中重点词的确切含义和数学表述中符号的具体含义，以及公式中单位。运用阶段侧重强化物理过程和物理规律的对应关系，熟练规律的直接运用。完善阶段则需使学生理解规律的全部内涵及规律的具体外延。例如理解公式的量纲、其中常数的意义、变形后有无新的物理意义，规律的地位和作用，和其它规律间的自洽，以及引伸规律的物理意义，了解规律的相对性。需要说明两个问题：其一，变形后的数学式并非都具有分析其物理含义的价值。例如v1=v0+at可变形为a=(vt-v0)/t,v₀＝vt-at,t=(v^{t-v₀)/a；前二者都具有分析价值，后者则一般没有分析的必要。其二，重视物理规律自洽性教学，既有助于规律的融会贯通，归纳提炼，又有助于学生形成物理知识的结构和培养学生能力。扩展阶段乃是规律的深化和活化，训练的重点应侧重在对物理过程的分析判断，对所选规律的具体条件存在性的判断，对答案进行数学讨论并分析其物理含义，综合应用规律。
❹在适当的时间区分易混淆的物理规律。关于“适当”的含义和规律教学中四阶段的衔接可参见物理概念教学。}