新课程理念下物理规律教学的设计理念及策略

在国内，对物理规律教学进行研究的学者很多。但是，基于新课程理念下，以具体的某一课题为例，针对课堂教学各环节，从提出物理规律教学的设计理念到教学设计策略，研究的学者很少。物理规律教学同其他课型教学一样，也应体现新课程教学理念，即在物理规律教学过程中，要充分体现以学生为主体、教师为主导的新课程教学理念，通过创设良好的物理情境，引起学生学习兴趣，激发学生求知欲望，调动学生学习的主动性和积极性，以训练学生思维，开发学生智力，培养学生能力。
　　一、物理规律及其分类
　　物理规律是物理基础知识中最重要的内容，是物理学知识体系的中心。它反映了物理现象和物理过程在一定条件下发生、发展和变化的规律。
　　在一定意义上说，物理规律揭示了在一定条件下某些物理概念之间内在的、必然的联系以及相互制约关系。因此，掌握物理规律是物理概念形成基础上的理性认识过程，它与相关的物理概念一起构成了逻辑上和谐的知识结构体系，即形成物理理论[1]。研究表明：物理规律具有实践性、联系性、对应性、局限性和发展性的特点[2]。
　　物理规律是客观存在的，它不依人们的主观意志而转移，它不能“创造”，也不能无中生有。物理规律的发现方法大致可分为两类：一类是实验法，另一类是理论演绎法。二者虽然存在很大差别，但是，一个物理规律的发现都与观察、实验、思维、想象和数学推理有着紧密的联系[3]。
　　一般情况下，在物理教学过程中，通过对各物理量之间必然联系的存在性和发展趋势的揭示，得到定性的物理规律；对各物理量之间必然联系的相互制约关系的揭示，得到定量的物理规律[4]。事实上，物理学科的建立和发展之所以比其他学科更迅速，是因为我们的前辈们首先找到了科学的研究方法，成功揭示了物理量之间的必然联系和相互制约关系。
　　中学物理规律主要包括物理定律、原理、定理、方程和公式以及法则和定则等几种类型[5]。
　　物理定律：通常指人们直接从观察实验的结果中概括总结出来的物理规律。如牛顿运动定律、欧姆定律和光的反射定律等。
　　原理：指自然科学中具有普遍意义的物理规律。是在大量观察和实践的基础上，经过归纳和概括等思维方法而得出的结论。它既能指导实践，而又必须经受实践的检验。如功能原理、阿基米德原理和波的叠加原理等。
　　定理：一般指从已知的物理规律出发，对某些特定事物或现象进行演绎和推理，从而得出在一定范围内有关物理量之间的函数关系或新的论断，并经得起实践检验的物理规律。如动能定理、动量定理和动量守恒定理等。
　　方程、公式：又叫数学表达式。指利用数学工具来描述物理量之间的关系的物理规律。如振动方程、气态方程和电阻公式等。
　　法则、定则：指利用特定方法来表示的物理规律。如矢量合成的平行四边形法则、右手定则和左手定则等。
　　其他：如力的平衡条件、串联电路的分压规律和平面镜成像规律等。
　　二、物理规律教学程序
　　人类在研究和探索物理规律的过程中逐步形成了物理学研究的基本方法。为了说明物理规律的来龙去脉，交给学生探求物理规律的方法，教师在传授知识时，一般情况下，不仅要讲解前人研究所得出的结论，而且还要讲解这些结论是怎样来的。也就是说，对于物理规律的教学方法，除了教学本身的特点之外，还应把学生认识物理规律的过程视为科学家探索与研究物理规律的过程。
　　物理规律的教学过程一般包括以下几个有序步骤。
　　1.导出物理规律
　　导出物理规律，就是要运用各种教学手段以引出问题，创设便于发现物理规律的物理环境。
　　这一教学环节，就是要按照物理规律课的导入方法，以提出问题的形式来导入规律性课题。接着根据“物理规律只能发现，不能创造”的教学特点，教师要有意识地提供一些便于探索物理规律、发现物理规律的物理情境。而创设物理情境常采用实验法和举例法等教学方法。
　　2.探求物理规律
　　探求物理规律，就是要探索物理事实和物理现象之间的内在联系，以形成物理规律。
　　这一教学环节，是基于“导出物理规律环节（导入环节）”基础上，对一些物理事实和物理现象进行思维加工，探索物理事实和物理现象之间的内在联系，提供建立物理规律的科学依据。根据不同的物理规律，可以采用以下几种常用的教学方法。
　　（1）实例总结法；（2）科学探究法；（3）实验归纳法；（4）控制变量法；（5）先定性后定量的推演法；（6）理想实验法；（7）理论分析法；（8）假设探讨法。
　　3.讨论物理规律
　　讨论物理规律，就是在得出物理规律之后必须对物理规律进行多维度讨论，使学生加深对物理规律的理解。
　　这一教学环节，是基于“探求物理规律环节”基础上，将初步形成的物理规律整理成文，用科学而又简洁的语言文字或数学表达式来表述物理规律，并冠上一个恰当的物理名称。重要的物理规律还必须从以下四个方面去认真细致地加以讨论。
　　（1）物理规律的意义；（2）物理规律表述中的关键词语和公式中各字母的含义；（3）物理公式中各物理量的单位；（4）物理规律的成立条件和适用范围。
　　4.运用物理规律
　　学以致用，这是物理教学目标之一。运用物理规律，就是要启发和引导学生善于用物理规律去分析解决物理问题，以巩固物理规律。
　　这一教学环节，是基于“讨论物理规律环节”基础上，对物理规律进行多维度讨论的前提下，启发和引导学生运用物理规律去分析解决物理问题，以训练学生思维，让学生掌握科学的学习方法，使学生进一步理解物理规律和巩固物理规律。所以，在讲授完物理规律之后，一般还要安排诸如例题讲解和课堂练习等教学活动。
　　应当指出，物理规律也是多种多样的，有的简单，有的复杂。对于有的物理规律，由于学生已有一定的感性经验或基础知识，容易接受；对于有的物理规律，由于学生感觉到新异生疏，所以难以理解。教师应根据实际情况，采取灵活多变的教学程序和教学方法，以期达到应有的教学目的。
三、物理规律教学的设计理念及策略
　　这里以“玻意尔定律”一课为例具体谈谈物理规律教学各环节的教学设计理念及策略。
　　1.“玻意尔定律”之导出