新课程标准下，物理规律教学的关键问题

在新的课程标准下，物理规律教学应如何体现三个维度目标三位一体的功能呢？

（一）物理规律教学中，应注重建立物理规律的探究过程

物理规律是观察实验、物理思维和数学推理相结合的产物，因此在规律教学中，应注重规律的发现过程，培养学生观察能力、动手实践操作能力及逻辑思维能力。

任何客观规律都只能被发现，而不能被“创生”。但不同学科的规律被认识与发现的途径又是不尽相同的。物理学规律揭示的是物质的结构和物质运动所遵循的规律，因此必然与人们认识物理世界的途径有关，即与观察、实验、抽象思维、数学推理等有着密不可分的联系。

在规律教学过程中，应创造条件让学生经历科学探究过程，引导学生循着前人研究的思路来重新“发现”这一规律，在重新探索的过程中培养学生的观察实验、动手实践操作能力及逻辑思维能力。

例如，牛顿第一定律的教学中，首先引导学生从观察实验入手：用力推车，车子才前进，停止用力，车子就要停下来。根据这类经验事实得出结论：必须有力作用在物体上，物体才能运动，没有力的作用，物体就要静止下来。然后，又通过观察实验发现：物体的运动并不需要力来维持，在水平面上运动的物体之所以会停下来，是因为受到摩擦阻力的缘故。然后进一步设想：如果没有摩擦，一旦物体具有某一速度，物体将保持这个速度继续运动下去。这样，通过“观察—实验—逻辑思维（理想实验）—合理外推—规律发现”这一过程，了解物理规律发现的一般方法，认识物理实验、物理思维和逻辑思维在物理学发展过程中的作用。

（二）物理规律教学过程中，应注重物理科学方法教育

物理规律揭示有关物理量之间的必然联系，在规律教学过程中，探索物理量之间的关系时，应注重渗透物理科学的研究方法。

任何一个物理规律，都是由一些概念组成的，这些概念通常表现为物理量，可以用一些数字和测量联系起来。物理规律把概念之间的一定关系用语言逻辑或数学逻辑表达出来。在教学过程中，为找到这些相关物理量之间的关系，教师应注意引导学生学会科学的研究方法。

例如，在“牛顿第二定律”教学过程中，应如何通过实验探索得出物体运动的加速度与物体所受的力及物体的质量三个变量之间的定量关系呢？如果三个参量都变化，势必给我们的研究带来困难。在这里采用“控制变量法”来设计实验过程，即控制其中一个参量不变，寻求另外两个参量之间的定量关系。在这里，学生初次使用“控制变量法”来研究变量之间的关系，应让学生充分体会“控制的思想”，控制条件是为了创设理想化的物理环境，可以把次要因素和干扰因素排除，突出反映研究对象本质的主要因素，以便进行有目的的研究。同时还应让学生明确“控制变量法”是科学实验研究常用的一种方法，为学生以后的学习和研究打下良好的方法基础。

例如在学习部分电路“欧姆定律”，研究通过导体的电流与导体两端的电压和导体本身的电阻之间的关系；在向心力公式的教学中，探索向心力大小与物体的质量、物体做圆周运动的半径及物体转动的线速度和角速度之间的关系等实验探究中再次使用了这种实验方法。

在探索物理量之间的关系时，很多情况下需要做出科学的猜想，并根据这一猜想预言某些现象的发生。在这种情况下对培养学生科学猜想与假说的能力具有重要的作用。如牛顿第一定律的教学中，当学生认识到运动的物体之所以会停下来是由于受摩擦阻力的影响，摩擦力越小，物体运动得越远时，需要进一步启发引导学生对摩擦力的影响极小（甚至是在理想的光滑平面）的情况下，对物体运动的结果进行大胆、科学的猜测——运动的物体将保持原来的运动状态一直运动下去。在这里应让学生明确“理想实验法”也是科学研究的一种重要方法，伽利略的“斜面实验”实际是一个假想的理想实验，但它是建立在可靠的实验事实基础之上的，它把可靠事实和理论思维结合起来，抓住主要因素，忽略次要因素，深刻地揭示自然规律。

爱因斯坦所著的《物理学的进化》一书中曾说：伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端。在规律探索教学过程中，有意识地培养学生科学猜想与假说的能力具有比掌握物理规律本身更为深远的意义。(www.xing528.com)

（三）物理规律教学过程中，应注重情感态度价值观教育

一个物理规律的发现都经历一个漫长的历史过程，在规律教学中应尊重史实，渗透人文教育，帮助学生树立正确的人生观和价值观。

物理学史是一部人类的进步史，每一项重大的发现，都联系着社会，联系着人类。许多物理学家的治学态度、研究方法，他们的人格、品行都是我们学习的榜样。因此，物理学史中蕴藏着极其丰富的人文思想。在指导学生学习物理知识的同时，适当进行一些物理知识学史的介绍，就能潜移默化地对学生进行人文教育。

如在进行“自由落体运动”的教学前，教师应当指导学生课前预习；阅读课本上的阅读材料——伽利略对落体运动的研究，还可以阅读伽利略的传记。号召学生不仅要学习伽利略研究自然规律的科学方法，还要学习他身处逆境却始终不屈不挠探求真理的精神，鼓励学生今后走上科学研究之路，为我国的科学技术的发展，为民族的进步贡献自己的青春和热血。同时，教学过程中，教师还应当指导学生正确评价亚里士多德在科学史上的地位：亚里士多德是古希腊的圣人，恩格斯称他是最博学的人。他的著作很多，对西方的哲学和自然科学的发展都有很大的影响。限于当时科技发展的水平，他在物理方面的论述，今天看来很多是不恰当的。但是，在两千多年前他能够通过观察、归纳形成自己的一套理论体系，已经很不简单。这样的例子不胜枚举，每一个规律的发现都联系着一个发人深省的故事，都是极其具体和生动的。每当一项重大的规律被发现，我们可以总结出这样的共同点，那就是许多复杂的问题能得出正确的结论，它通常要求发现者有全面的知识和用批判的非定式思维的方式来推动规律的发现。

（四）物理规律教学过程中，应注重对学生进行美育

物理学常被人誉为“科学之王”，其美是理性美，将物理规律教学与美感教学结合起来，培养学生认识美、追求美、创造美的激情和能力，使他们在良好的心理状态下进行学习，获得怡情益智的效果。

1.对称美

人们总是欣赏和追求对称的事物。哥白尼、开普勒、伽利略、牛顿等科学舞台上的巨匠相信自然界是按照和谐、优美的数学方式设计的。对称美思想启发科学家在发现电生磁后又发现了磁生电；创立了左手定则后又创立了右手定则。在这些物理规律的教学中，应抓住契机适时对学生进行美学教育，启发、鼓励学生根据美学对称原理发现新规律。

2.和谐美

科学的发展是一个积累过程，其中蕴含着无数的和谐之美。开普勒的“行星运动定律”揭示出宇宙在数学方面的和谐。牛顿从行星运动定律中导出了和谐的“万有引力定律”。英国的普利斯特列1767年基于大自然的和谐之美，类比“万有引力定律”，大胆提出猜想：电荷间的相互作用力应与万有引力一样遵循平方反比定律，最终法国科学家库仑通过实验证实了猜想，发现了库仑定律。至于两物体间万有引力和两带电体之间的库仑力遵循的规律为什么会如此的相似，至今仍然是个谜，许多科学家正致力于这方面的研究。再如动量定理与动能定理从内容到形式的和谐统一，机械能守恒、动量守恒、电荷守恒等各种守恒性都给人以和谐的美感。

3.简洁美

科学追求统一、简洁、和谐。把事实的本质概括得越精练、越清晰，越能从整体上把握自然规律。从无序到有序的科学总结——简化，无疑体现了简洁明快之美。牛顿的万有引力定律把地上的物体和天上的星体统一起来，用数学语言准确、简练地描述其运动规律，显示了自然规律的高度统一、简洁之美；牛顿通过实验得出第二定律F=kma后，就着手研究如何使公式的形式更为简洁，经过周密的数学推导运算终于得到最为简洁的表达式：F=ma；麦克斯韦方程组确定了电荷、电流、电场、磁场之间的内在联系，在形式上无不体现简洁、统一与和谐，被誉为“神仙写出的公式”。爱因斯坦说：“我们在寻求一个能把观察到的事实联结在一起的思想体系，它将具有最大可能的简单性，我们所谓的简单性，是指这体系所包含的彼此独立的假设或公理最少。”^[3]