物理典型课型

第五章物理教学的典型课型

物理教学的主要内容包括：物理现象、物理事实、物理概念、物理规律及其应用。这些内容的教学主要是通过课堂教学的形式进行的，因此，物理课堂教学是进行物理教学的主阵地和主渠道。我们从实用性和典型性出发，提出物理概念课教学、物理规律课教学、物理实验课教学、物理习题课教学、物理复习课教学等5种物理教学的典型课型，对于每一种课型主要从教学要求、教学程序及注意问题等方面进行细致分析和阐述，供大家参考。

第一节物理概念课教学

物理概念是构成物理知识体系的基本要素，它是物理学最重要的基础。纵观物理学内容，它可以分为物理现象、事实、概念和规律。其中物理概念是物理规律的基础。如果没有一系列的物理概念作基础，就无法形成物理学的体系。例如，若没有电路、电流、电压、电阻等一系列概念，就不可能形成电学内容体系；同样，若没有光源、光线、实像、虚像等一系列概念，也无法形成几何光学。

物理概念是物理教学的关键。如果不能形成正确的概念，不仅会影响到学生对有关物理规律的理解、掌握，而且还会直接影响到整个物理学科的学习质量。因此，在中学物理教学中，首要的就是让学生掌握物理概念。

一、物理概念及其特点

物理概念是反映物理现象和物理过程本质属性的一种思维方式，是物理事实的抽象，它是在大量的观察、实验的基础上，运用逻辑思维的方法，把一些事物本质的共同特征集中起来加以概括而形成的。它有内涵和外延两个重要方面，包括：概念的定义是什么，物理量的定义式怎么样，决定它的条件是什么，它反映了客观事物的什么本质属性，其物理意义是什么，单位是什么，是否为矢量。

物理概念的内涵就是我们平常所说的物理概念的物理意义，例如，速度的物理意义可表述为：速度是反映物体运动快慢的一个物理量。物理概念的外延就是我们平常所说的物理概念所指的事物的总体或概念的适用范围，例如，“力”这一概念的外延包括重力、弹力、摩擦力、磁场对电流的作用力……。

物理概念具有以下两个特点：

(1)物理概念是观察、实验与科学思维相结合的产物

一个概念的建立，通常是在观察和分析一系列事实或实验的基础上，抽象概括一系列具体现象的共同特征，进而判断在共同特征中，哪些因素和我们研究的问题有关，哪些因素无关，抓住的特征是不是共同的本质特征。对于所做出的判断，还要通过实践（实验）

跟其它概念联系起来加以检验。一些复杂的概念的形成过程还往往要经过一个推理过程。例如，我们观察到下列一些现象：天体在运动、车辆在前进、机器在运转、人在行走等等。尽管这些现象的具体形象不同，但是撇开它们的具体形象，经过分析比较，就会发现其共同特征，即一个物体相对于另一个物体的位置随时间在改变。于是，我们把这一系列具体现象共同的特征抽象概括出来，叫做机械运动。

(2)大量物理概念具有定量的性质

物理概念大体可分为两种：一种是只有质的规定性的概念，如机械运动、简谐运动、干涉、偏振等；另一种是既有质的规定性又有量的规定性的概念，如速度、加速度、电场强度、磁感应强度等，这种概念就是所谓的物理量。物理概念大多具有定量的性质，总是与数学和测量联系在一起。

不过，只有质的规定性的概念，我们在表述和研究它们时，往往也离不开定量的描述。例如，机械运动这个概念，实际上表示物体在空间的位置随时间的变动，这里归根结底仍然涉及位置与时间的函数关系。

二、物理概念课的教学程序

物理概念课教学的程序一般可划分为概念的引入、概念的形成和概念的巩固深化三个阶段。

1．概念的引入

概念引入是概念教学中的一个重要环节。在物理概念的教学中，必须首先给学生创造一个适应教学要求，借以引导学生发现问题、思考问题、探索事物本质属性的物理环境，从而使学生明确为什么要引入这个概念，引入它有什么作用，这样才能把教学目的转化为学生的学习目的，激起学生的学习兴趣和求知欲望。

概念的引入常采用以下方法：

(1)从学生已有的生活经验引入新概念

学生在日常生活中，观察和接触过许许多多物理现象和应用物理知识的事例。善于恰当地利用学生已有的生活经验，能创设良好的物理环境。这种引入方法易使学生感到亲切，容易接受，同时从生活经验引入概念，也有助于培养学生注意观察、勤于思考、善于分析问题的能力，符合让学生在“生活世界中学物理而不是在科学世界中学物理”的现代教育理念。如力的概念就可以从马拉车、人提桶等日常生活中常见的现象引入；速度的概念可以从日常生活中所见到的物体运动快慢不同的现象引入。采用这种方法时要注意：事例要恰当和典型，语言要简练生动，所举的事例必须是学生确已熟知的，否则会使学生感到不

(2)运用实验引入新概念

有些概念所涉及到的物理现象和物理过程并不是学生在日常生活中常见的，因此，在学生的头脑中尚没有形成观念，例如自感、互感等，这类物理概念的引入可以借助实验。运用实验来展示有关的物理现象和过程，不但可以使学生对物理现象、物理过程获得必要的感性认识，还容易集中学生的注意力，激发学生学习的兴趣，而且实验愈新颖生动，就愈能引起学生的兴趣和积极主动的思考；同时实验也有助于学生认识物理学以实验为基础的学科特征。例如，讲“振幅”（动能势能转换）时，可从天花板用粗绳吊一大石块或铁块，演示时，教师把重物拉离平衡位置到自己的鼻尖，放手后，教师站在原地不动，不少学生为教师捏着一把汗，唯恐重物摆回来会碰伤教师，但是，重物摆回来后教师却安然无恙，学生就有了探索原因的强烈愿望，他们迫切要求解释这个“意外”的实验结果，这时教师再提出问题，让学生带着这个问题听课、探索，自然会更加细致认真。需要注意的是：运用实验来创设学习概念的环境，既要有利于激发学生的求知欲望，更要引导学生把注意力集中到被研究的对象和现象上来，注意观察它的变化及其产生条件，以便从中发现它的本质属性。

(3)从复习旧知识引入新概念

新概念往往与已学过的概念、规律之间存在着有机的联系，抓住新旧知识间的联系，从已有知识出发，通过逻辑展开，把新概念自然地引申出来，也可以创设学习新概念的良好物理环境。例如，由电势能的改变量qU和重力势能的改变量Gh

mgh →电势差U和高度差h→电场中的标准位置和地面上的标准位置→高度→电势。像这样步步深入地引出电势，可以使学生认识到引入新概念的客观性和必要性，使知识系统连贯，便于学生理解、掌握和不断深化，也有利于发展学生的逻辑思维能力。

(4)利用物理学史资料或故事引入新概念

运用物理学史资料中的典型事例引入物理概念，也是一种重要的引入方法。例如，利用阿基米德鉴别皇冠的故事引入“密度”（在引入密度概念时，应该围绕如何鉴别物质这一核心），在引入“大气压”时，可介绍马德堡半球实验的故事，在引入“磁场”概念时，可讲述我国古代四大发明之一的“指南针”的故事。这一引入概念的方法，既生动活泼，引人入胜，又有助于启发学生科学思维。

此外，还有诸如通过问题、物理现象引入概念，应用类比法引入概念等方法。总之，引入新概念的方法多种多样，要根据具体情况，采用最恰当的引入方法，才能产生较好的

物理概念的引入过程，一方面能引起学生的注意，明确概念学习的目的；另一方面能激发学习兴趣，引发学习动机；再一方面还能起到承前启后，建立知识联系的作用。

2．概念的正确形成

(1)揭示事物的本质属性与特征

物理概念是对物理现象、过程等感性材料进行科学抽象的产物。在概念教学中，若只向学生提供形成概念的感性材料，而不让学生参与思维加工活动，尽管教师在做出概念的文字或数学表达时讲得很清楚，但对学生来说，表面联系和内在联系、感性认识和理性认识、生活概念和科学概念仍处在分离状态。从某种意义上讲，概念形成的过程就是剔除学习对象中那些次要的非本质的因素而把其本质属性突出出来的思维过程。学生在感知基础上形成的观念是从感性知觉到概念的过渡，它一方面保留了感性知觉对事物表面现象的认识；另一方面又抛弃了某些次要的特征，而把比较重要的特征保留下来，为形成概念提供了有利的条件。值得注意的是，这些“比较重要的特征”并不就是事物的本质特点，所以事物的观念与概念之间还有质的差别。因此，要使学生形成正确的概念，就必须在概念引入以后，按照物理学的研究方法，引导学生运用比较、分析、综合、抽象、概括、判断、归纳、演绎等思维方法，对感性材料进行思维加工，进而抽象概括出事物的本质属性，使学生形成清晰的认识。

例如，为引入加速度概念，教师在列举了炮弹发射时在炮筒内的运动速度和汽车进站时速度的一系列测量值后，就要引导学生分析炮弹速度增大和汽车速度减小的特点，得出炮弹速度的增加量与所用时间的比值大，汽车速度的减小量与所用时间的比值小。经过比较得到：速度的变化量与所用时间的比值越大，即单位时间内的速度变化越大，表示速度变化得越快，速度的变化量与所用时间的比值越小，即单位时间内的速度变化越小，表示速度变化得越慢。这样，不仅揭示出了加速度这个概念的本质属性，并且也使学生认识到了引入新的物理量的必要性。

(2)给概念下定义

每个物理概念形成之后，都需要用简洁的语言把它确切地表达出来，这是给概念下定义。对概念下定义，要掌握在适当的时候进行。一般经过对比分析，揭露事物的本质属性后，教师要因势利导，马上转移到定义概念这一环节上。例如，在得出加速度的本质属性“速度的变化量与所用时间的比值的大小，表示速度变化的快慢”后，最好是在教师的点拨下，要求学生用准确的语言完整地表达出“加速度”这一概念，并用数学式t

v v a t 0-=

做

出正确的表达，教师要对学生定义概念时出现的问题及时加以纠正，最后教师准确陈述并板书概念及其数学表达式。

学生在学习物理概念上的很多片面认识，都反映在如何对待概念定义的问题上。有的学生认为，能一字不漏地将概念的定义背诵下来，就算掌握了概念。那么在教学中，怎样正确对待物理概念的定义呢？

第一，在条件成熟时，提出概念的定义。课本上概念的定义，经过前人仔细地研究和斟酌，十分明确，但是仅仅背诵概念的定义并不等于就掌握了概念。为了使学生真正理解、掌握某个物理概念，仍然需要让他们经过从感性认识上升到理性认识的过程，而不能把概念简单地教给学生。

物理概念的定义法有以下几种。

①直接定义法：根据物理现象直接下定义，如力是物体对物体的作用；物体所含物质的多少叫质量。 ②比值定义法：物理概念的定义式是一个比值。如密度（V m =

ρ）、速度（t s v =）、电阻（I

U R =）。这类概念一般是利用某一比值的大小从某个侧面反映事物的特性，这些特性是由事物本身的属性所决定的，而与比例式中各量的数值大小无关。

③乘积定义法：物理概念的定义式是几个物理量的积。如电功（UIt W =）、电功率（UI P =），对这类物理概念应从它所能产生的效果去认识它的特性。

④差值定义法：物理概念的定义式是几个物理量的差。如位移（12x x s -=）、电势差（b a ab U U U -=）。

⑤和值定义法：物理概念的定义式是几个物理量的和。如合力（21F F F +=）、总功（21W W W +=）。

⑥极限思维定义法：物理概念的定义式是几个物理量的数学极限表达式。如瞬时速度（t s v t ??=→?0lim ）、瞬时加速度（t

v a t ??=→?0lim ）。 ⑦函数定义法：物理量的概念的定义式是物理量的函数表达式，如正弦式电流（t I i m ωsin =）。

第二，叙述概念的定义必须确切，要突出定义的科学性和逻辑性，对定义中的关键词要讲解清楚。

第三，明确概念定义的局限性。概念的定义与概念的本质并不完全相同，概念的本质

是事物所固有的，而概念的定义则是根据新旧概念的内在联系和事物的特点来反映新概念的本质。定义仅仅是反映了本质的主要特征，而不能以定义来代替本质的全部。

第四，以概念的定义为基础，全面掌握与此概念有密切关联的其它知识。概念的定义揭示了这个概念所反映的事物的本质，把事物的最主要的特征表达出来了，所以搞清概念的定义是概念教学中的重要一环。但不能以了解定义、熟记定义为满足，而应当以定义为基础，使学生进一步全面掌握与此概念相关的其它知识，使认识逐步完善。

(3)讨论概念的物理意义和使用范围

学生只有通过比较、分析理解了概念的定义式是怎样从质和量两个方面反映物理概念的物理意义及适用范围，才能掌握概念。例如，对于密度这一概念，学生只有从V m =ρ认识到对于同种物质ρ不随m 、V 的变化而变化，ρ既不与m 成正比，也不与V 成反比，是恒量；V

m =ρ只不过是一种量度的方法，而不表示各量之间的函数关系，密度是表示物质特性的物理量；不能把物质的密度说成物体的密度，这样才能说学生初步形成了密度这一概念。

3．物理概念的巩固、深化

当学生初步形成概念后，必须及时给他们提供运用概念的机会，让他们将抽象的概念“返回”到具体的物理现实中去，使他们在运用概念解释或解决实际问题的过程中，巩固、深化和活化概念。学生看到自己在学习中的收获，会激起进一步学习的兴趣和主动性。同时要特别注意逐步教给学生正确运用概念去分析、处理和解决物理问题的思路和方法。引导他们在运用已有的概念去面对新的物理现象时，勇于提出问题，勤于思考，扩大认识范围，逐步提高他们分析、解决物理问题的实际能力。所以说要想真正掌握物理概念，还必须经过运用进行巩固、深化的过程。

(1)要强调概念中的关键字、词、句。在强调时要尽可能配合实例加以说明。如在“密度”教学中可设计如下实例：有一长方形铁块，长、宽、高分别为ａ、ｂ、ｃ，其密度为ρ，若将其分成三等份，每一份的密度为多少？用以强调“同一物质”和“定值”等关键词句。

(2)运用概念解释某些常见现象。这样既可巩固概念，又可使学生感到抽象的概念实际上并不抽象，从而引起学生的兴趣。例如，为了巩固加速度的概念，可提出这样的思考题：“一个向西运动的物体会不会有一个向东的加速度？”、“一个物体的加速度越来越小，是不是它的速度也越来越小？”

(3)对易混概念进行辨析，进一步理解它们之间的区别和联系。有比较，才能鉴别。把一些容易混淆的概念加以对比、辨析，明确它们之间的区别与联系，是帮助学生纠正错误，理解、巩固、深化概念最有力的措施。例如，运动和力、惯性和力、功和能、力和能、温度和热量、压力和压强、浮力和浮沉等，都是易混的概念，可以用对比、辨析的方法达到巩固、深化的目的。

(4)通过练习巩固、深化概念。例如，?揭示做功的两个因素后，教师必须列举两要素同时具备，或缺少一个要素及力与移动的距离相垂直等一系列实例，让学生分析、判断，才能使“功”这个概念牢固地纳入学生的认知结构中。

三、物理概念教学中应注意的问题

1．知道影响中学生建立正确概念的因素

学生在形成物理概念时，往往由于种种内在因素或客观因素的影响，妨碍了正确物理概念的建立。在教学中以下几种情况值得注意。

(1)生活经验中形成的错误的前科学概念的干扰

前科学概念是学生在学习新概念以前的生活实际中，由于对各种物理现象和过程有了自己的经验和认识，而形成的比较固定的看法。前科学概念有正确的，也有错误的。正确的前科学概念是学生形成物理概念的基础，而错误的前科学概念是形成物理概念的障碍，在概念教学中应注意消除学生的错误的前科学概念。

(2)把外部的、非本质的属性作为依据来理解物理概念

各种不同事物之间存在着各种各样的联系，在这些联系中，有的是本质的、必然联系；有的是非本质联系。不论是事物中的本质联系，还是非本质联系对我们的感官都有一定的刺激作用，而其中刺激强的往往掩盖弱的，若把握不住思维的方向，就会受到非本质联系的迷惑或干扰，误入歧途得出错误的结果。因而在物理概念教学中，应引导学生从形形色色的联系中，排除各种非本质的联系，透过表面现象，抓住它的本质。

(3)感性认识不足，已有概念不清造成概念混淆

学生学习物理概念时，往往将事物的一般属性与事物本身等同起来，与事物的状态或事物变化的规律等同起来，因而不能形成正确的物理概念。例如，学生在形成惯性的概念时，往往把惯性与惯性定律混为一谈。另外，学生对某些互有联系或相似的概念，往往因为不了解它们的本质而混淆。例如，有些学生分不清速度的变化和速度的变化率，磁通量的变化和磁通量的变化率。

(4)错误地用公式中的数学关系来替代物理意义

学生在没有完全理解物理概念的情况下，往往借助数学关系来理解物理概念，以致得出了错误的认识。例如，从公式I

U R

推出“导体的电阻与其两端的电压成正比，与通过它的电流强度成反比”。

2．让学生经历概念的建立过程，弄清概念的“来龙去脉”

不仅让学生明确物理概念的意义，能够运用概念去分析、解释物理现象和解决物理问题，而且应该让学生明白为什么要引入这个概念，引入概念的事实是什么，形成概念的过程和方法如何。

3．安排适量的有针对性的练习

为了加深对概念的理解，恰当安排一些练习题是必要的。但是，过多的练习题，又容易冲淡对物理概念意义的理解和记忆，所以练习的题型与内容应多样化，而且要贴近学生的日常生活，符合学生的认知水平。

4．遵循循序渐进的教学原则

学生形成概念是一个循序渐进的过程，根据认知规律，学生不可能一次就对一个概念达到深刻理解的目的，而是有一个逐渐加深理解的过程，因此，概念教学具有阶段性，不要企望毕其功于一役。

第二节 物理规律课教学

物理规律是物理理论的基础，它与相关的物理概念一起构成逻辑上和谐的知识结构体系，即形成物理理论。因此，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。物理规律的教学，也是开发学生智力、培养学生能力的重要途径。在探索发现物理规律的过程中，可以激发学生的学习动机，发展科学探索的兴趣，培养科学探究能力，使其逐步形成科学态度与科学精神。我们应当在概念教学的基础上，切实抓好重要物理规律的教学。

一、物理规律及其分类

物理规律反映了物理现象、物理过程在一定条件下必然发生、发展和变化的规律。它反映了运动变化的各个因素之间的本质联系，揭露了事物本质属性之间的内在联系。在一定意义上说，物理规律揭示了在一定条件下某些物理量间内在的、必然的联系。

物理规律包括物理定律、定理、原理、法则、公式和方程等。物理定律一般是在物理实验观察的基础上，经过归纳推理和判断等思维方法所获得的结论，如欧姆定律、电磁感应定律、牛顿第二定律、折射定律与反射定律、库仑定律等；物理定理一般是指从已知命题出发，用演绎推理等思维方法推导出来的结论，如动量定理、动能定理、理想气体状态

方程、洛仑兹公式、叠加原理等。

二、物理规律的特点

1．物理规律是观察、实验、思维、想象和数学推理相结合的产物

物理规律是客观存在的，它不以人们的主观意志为转移。人们只能通过生产实践和观察实验去发现规律，而不能凭主观意志去创造规律。物理学规律揭示了物质结构和物质运动的规律，因此必然与人们认识物理世界的途径有关，即都与观察、实验、抽象思维、数学推理有密切的联系。例如，楞次定律是建立在实验基础上，通过观察、分析实验现象，归纳总结出来的；牛顿第一定律的建立虽然以实验为基础，但这一定律不能直接用实验加以验证，它是实验、推理和想象相结合的产物。

2．物理规律反映有关物理概念之间的必然联系

物理规律实质上是揭示物理概念之间的关系，因此物理规律的掌握是物理概念形成基础上的理性认识过程。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。

例如，动量定理把冲量（过程量）与动量（状态量）联系起来；动能定理把功（过程量）与动能（状态量）联系起来；热力学第一定律把热量（过程量）、功（过程量）与内能（状态量）联系起来；而欧姆定律则反映了电流、电压、电阻之间的关系。

3．物理规律具有近似性和局限性

由于物理学研究的对象和过程，往往不是处于自然状态的实际客体和实际现象，而是采用科学抽象的方法适当简化之后建立的理想模型和理想过程；又由于在观察和实验中，限于当时仪器的精密程度、操作技术的准确程度，不可避免地会出现误差。因此物理规律只能在一定精度范围内足够真实但又是近似地反映客观世界。

例如，在牛顿第一定律的教学中，要引导学生通过在不同表面上做小车沿斜面下滑的实验，发现平面越光滑，摩擦阻力越小，小车滑得越远。如果推理到平面光滑、没有摩擦阻力的情况下，小车则将永远运动下去，且速度不变，做匀速直线运动，从而总结出牛顿第一定律。现实世界中不可能有这种理想的情况，因此它只能近似地反映客观世界。

三、物理规律课的教学程序

学习物理规律是一个复杂的认识过程，它是感性认识与理性认识、特殊认识与一般认识反复结合、相互作用的发展过程。学生学习物理规律首先要在具体感知的基础上，通过抽象概括，得出结论；然后将得出的结论运用于实际，使知识从弄懂到会用。物理规律的教学过程就是帮助学生完成上述复杂的认识过程。基于上述掌握物理规律的认知过程，物理规律课的教学一般要经过提出问题、探索规律、讨论规律和运用规律四个阶段。

1．创设便于发现问题、探索规律的物理环境

要使学生掌握物理规律，首先要引导学生在物理世界中发现问题。因此，在教学的开始阶段，要创设好便于发现问题的物理环境。在中学物理教学中，创设物理环境最常用的方法是联系学生生活中最熟悉的物理现象（如影响蒸发快慢的因素的教学）或借助于演示实验（如玻意耳定律的教学），也可以让学生亲自做实验（如牛顿第二定律的教学），使他们置身于物理世界中，获得探索物理规律所必要的感性知识，提供进一步思考问题的线索和依据，为研究问题提供必要的知识准备等等。在这一阶段的教学中需要注意的问题是：创设的物理环境既要能提供探索物理规律的感性材料，又要有助于激发学生的学习兴趣和求知欲望。

例如，在欧姆定律的教学中，我们用分步实验法来研究电压、电流强度和电阻之间关系。①保持电阻R不变，研究电流强度和电压的关系。为此使R两端的电压成整数倍增加，记下每次的电压值和电流强度值。②保持电压U不变，研究电流强度和电阻的关系。为此，改变电阻值，记下每次电阻值和电流强度值。这些实验结果是学生进行科学抽象的素材。至此，教师便创设了良好的探索物理规律的课堂情境。

2．思维加工，建立规律

在已有的概念和实验数据的基础上，教师要引导学生进行科学思维，即运用比较、分类、分析、综合、归纳、演绎、判断、推理和想象等方法，抓住物理现象和过程的本质特征和内在联系，摒弃非本质的、偶然的东西。具体地说，在中学阶段主要是运用实验归纳法和理论分析法，或者把两者结合起来进行。

(1)运用实验总结规律的方法

第一，由对日常经验或实验现象的分析归纳得出结论。如电磁现象中的左、右手定则，力的平行四边形法则，楞次定律等的教学就可以运用这种方法。

第二，由大量实验数据，经归纳和必要的数学处理，得到结论。如力矩的平衡条件、光的反射定律等的教学就可以运用这种方法。

第三，先从实验现象或对实例的分析中得出定性的结论，再进一步通过实验寻求严格的定量关系，得出定量的结论。如牛顿第二定律、光的折射定律等的教学就可以运用这种方法。

第四，在通过实验研究几个物理量的关系时，先分别固定某些物理量，研究其中两个物理量的关系，然后加以综合，得出几个量的关系。如欧姆定律、焦耳定律等的教学就可以运用这种方法。

第五，限于实验条件，先介绍前人通过实验得出的结果，再通过对实验结果的分析，得出结论。如库仑定律等的教学就可以运用这种方法。

(2)运用已有知识，通过理论推导，得出新的物理规律的方法

第一，先用实验或实例做定性研究，再运用理论推导得出结论。如动量守恒定律等的教学就可以运用这种方法。

第二，在观察和日常经验的基础上，研究理想实验，通过推理、想象，得出结论。如牛顿第一定律等的教学就可以运用这种方法。

第三，运用已有的数学知识，进行演绎推理，得出结论。如气态方程、万有引力定律等的教学就可以运用这种方法。

第四，运用物理量的定义式或函数图像，导出物理规律的公式。如由加速度a 的定义式导出at v v t +=0等。

(3)提出假说，检验和修正假说，得出结论

对有些物理规律的研究，可以先引导学生在观察实验或分析的基础上进行猜想，提出假说，然后再运用实验或理论加以检验，修正假说，得出科学的结论。如阿基米德定律、楞次定律等的教学可以采用这种教法。

无论采用哪种方法，都要在探索的基础上，得到物理规律的文字表述和数学表达（初中阶段有些规律只要求用文字表述）。

3．引导学生对物理规律进行讨论，加深理解

对物理规律的讨论一般从以下几个方面进行：

(1)规律的物理意义。物理规律通常是用公式来表示的，明确公式的物理意义是应用物理公式的基础。所以，在进行物理规律的教学时，要特别注意搞清楚公式或图像的物理意义。例如，)(12t t cm Q -=反映的是在热传递过程中物体吸收和放出热量所遵循的规律。

(2)强调规律表述中的关键词语及公式中各字母的物理意义。规律中的关键语句是学生理解规律和运用规律的关键。在教学中应加以强调，并解释清楚。如阿基米德原理中的“排开”二字应予以强调，因为学生往往会把物体的体积跟排开液体的体积混为一谈。

(3)指明公式中各个字母所代表的物理量及其单位。

(4)明确规律的适用条件和范围。物理规律都是在一定条件下、一定范围内总结出来的。如果不考虑规律的适用范围乱套公式，就会导致应用上的错误。因此，在讲解规律时，要指导学生明确规律的适用范围。例如，玻意耳定律的适用范围是“理想气体”、“一定质量”和“等温过程”；牛顿第二定律的应用条件是“质点”，而运用范围是“宏观物体的低

速运动”。

(5)明确这一规律与有关的概念、规律、公式间的关系，以便更深入地理解物理规律。如动量守恒定律与牛顿第三定律的关系；动能定理、动量定理跟牛顿第二定律的关系。

4．引导学生运用规律解决问题，加深对物理规律的理解和掌握

在讨论的基础上安排一些典型的例题和习题，有助于学生进一步深刻地理解规律，并且还能训练学生运用知识解决实际问题的能力。在这一过程中，一方面要用典型的问题通过教师的示范和师生共同讨论，使学生结合对实际问题的讨论，深化、活化对物理规律的理解，逐渐领会分析、处理和解决问题的思路和方法；另一方面，更主要的是组织学生进行运用规律的练习。要引导和训练学生善于联系日常生活中的实际问题学习物理规律，经常用学过的规律科学地说明和解释有关的现象，通过训练，使学生逐步学会逻辑地说理和表达。对于运用物理规律分析和解决实际问题，要逐步训练学生运用规律分析、解决问题的思路和方法，使学生学会正确地运用数学解决物理问题，还应当鼓励学生运用学过的规律独立地进行观察和实验，自己动手、动脑进行小设计和小制作，创造性地解决一些简单的实际问题。要帮助和引导学生在练习的基础上，逐步总结出在解决问题中一些带有规律性的思路和方法，逐步提高各种思维品质的水平。如学生学了阿基米德原理后，用阿基米德原理测物体的密度，有些学生往往会感到困难，不会利用浮力求体积。因此教师在讲述规律之后，还应提出一些有代表性的问题和习题，让学生进行练习，然后针对学生在练习中暴露出来的问题，再加以纠正和强调。除习题训练外，还可适当安排一些小设计、小制作活动等。

总之，学生掌握物理规律的认知过程是一个十分复杂的过程。首先应该让学生获得必要的感性认识；然后在感性认识的基础上，引导学生运用“科学的抽象”来概括归纳出规律；再后要使学生理解规律的物理意义；最后还要使学生在运用规律的过程中，从定性与定量方面不断加深对规律的理解。

四、物理规律教学中应注意的问题

1．处理好教学严谨与突出重点的关系

在规律教学中不能出现科学性的错误，教学应力求严谨，但教学严谨有个把握分寸的问题。中学物理教学与大学物理教学以及物理学研究有不同的特点和规律。中学物理的规律教学主要是使学生理解规律的物理意义和核心内容，而对一些细枝末节问题不必过分追求严谨，不应超越中学阶段的教学要求，否则会因“严谨”而冲淡了重点，效果不好。

例如，进行初中欧姆定律的教学时，需要用实验得出，在电阻一定时电压增大几倍电

流也增大几倍的关系。在做实验时一定会出现误差，使得电流与电压并非是严格的正比关系。如果从科学和严谨的角度出发，应向学生揭示误差，并进行分析。这样做确实严谨了，但对初中学生学习欧姆定律反而是无益的。

2．了解物理规律的发现过程，培养学生的科学素养

在物理规律教学中，如果学生不清楚为什么要学习这个规律，不了解前人为得出这个规律所经历的曲折道路和付出的艰苦劳动，不知道这个规律在物理学中的地位和作用，不知道这个规律对进一步学习物理的必要性，那么学生在学习这个规律时就必然带有盲目性，学习就是被动的，往往只是为了考试而学，学习效果就受到影响。因此，在规律教学中，应让学生了解建立这个规律的简要的历史过程，并知道这个规律所起的重要作用。例如，学习电磁感应现象时，让学生了解法拉第发现电磁感应现象的曲折历程和他不畏艰难的进取精神、科学态度，会对提高学生的科学素养起到潜移默化的作用。

3．有效组织学生探究物理规律，培养学生的科学探究能力

多数物理规律的教学，适合开展科学探究活动，让学生亲历探究物理规律的过程。这就要求教师一方面为学生创造机会，使其经历完整的科学探究过程；另一方面，应根据所学物理规律的特点，只涉及突出的科学探究要素，重点发展学生科学探究能力的某一方面。例如，在阿基米德定律的教学中，可以着重培养学生设计实验方案的能力；在电磁感应现象和楞次定律的教学中，教师可以设计并演示多个实验，为学生呈现多变的物理现象，要求学生对实验现象进行分析，抽象出各种现象共同的本质的东西，培养学生分析现象、得出结论的能力；在牛顿第二定律和玻意耳定律的探究过程中，可以重点要求学生参与设计实验方案这一环节，让学生明确研究3个变量的关系时，通常采用“控制变量”的方法。总之，教师应该根据具体的物理规律教学内容和学生的特点，在教学中让学生经历科学探究的过程。

4．让学生主动建构物理规律，培养学生自主学习的能力

在物理规律教学中，教师应为学生创设便于发现问题、探索规律的物理环境。但是，对于问题的提出、猜想与假设以及探索规律的实验方案的设计，应由学生自主完成，教师只给予适当的引导，而不应由教师包办代替。对于规律的得出，教师应鼓励学生分析实验数据或现象，交流讨论得出结论，对学生不完善的结论教师要引导学生完善。

5．精心设计练习，加深对物理规律的理解

首先，应该针对学生对物理规律理解的模糊点、难点设计练习题，而不应搞题海战术，增加学生的负担。其次，设计的练习应贴近学生的学习生活与社会生活，力求增强练习的

趣味性。再次，练习题型应多样化，不能仅重视计算题，还应设计定性解释学生日常生活中常见物理现象的题目。

6．掌握物理规律要根据学生的实际，注意阶段性

与物理概念教学一样，学生学习物理规律也有一个由浅入深、逐步理解掌握的过程，因此物理规律教学过程也要注意阶段性。否则，如果企图通过一、二节课的教学，就要使学生对某些物理规律完全掌握的做法，往往既加重了学生的负担，又不能取得良好的教学效果。

第三节物理实验课教学

物理实验是根据一定的研究目的，运用科学仪器、设备，人为地控制、创造或纯化某些物理过程，使之按预期的进程发展，同时在尽可能减少干扰的情况下进行定性的或定量的观察和研究，以探求物理现象、物理过程变化规律的一种科学活动，也是检验物理学理论是否正确的标准。它不仅是物理学研究的基础，而且是物理教学的重要手段，是中学物理教学的重要内容。

一、物理实验教学的意义

实验教学是物理教学的有机组成部分，无论从物理教学的目的任务，还是从物理学科特点以及学生的年龄特征等诸多方面考虑，实验教学在物理教学中都占据着极其重要的地位，对提高物理教学质量，培养创造性人才具有极其重要作用。

1．实验教学能为学习物理概念与规律提供符合认识规律的环境

理性认识是在感性认识的基础上形成的，要形成感性认识，就必须让学生看到、摸到、听到、接触到各种现象。所以说，在物理教学中，要使学生形成概念、认识规律，教师必须想方设法创造一种以学生为主体的学习物理的环境，让学生在物理环境中通过各种活动去认识物理世界。而观察、实验则是创设物理环境的最主要方法，是获取物理知识的源泉。物理现象的观察，仅靠直接观察与生活实践是不够的，因为直接观察与生活实践提供的物理事实，往往是各种复杂的运动形态或各种物理现象交织在一起，本质的和非本质的因素交融在一起，有时反映本质的现象还会被其它现象所掩盖。另外，自然界中的许多物理现象，往往受时间、环境、条件等方面的限制。例如日、月食、虹、原子弹爆炸等现象，并非随时都能观察到。更何况有些现象，在自然界和生活中难以观察到，如光电效应，正、负电子。而物理实验则可以运用仪器、设备提供精心选择的、简化的和纯化的素材使物理现象反复再现，从而有目的地进行观察研究，使学生对物理事实获得明确、具体的认识，以最有效的方式迅速掌握前人已经认识的真理，通过最简捷的思维活动形成概念、建立规

律。例如，通过对电动机的观察很难清楚地获得“电流在磁场中受力”这一规律的感性认识，而通过一根通电导线在U形磁铁形成的磁场中运动来建立“电流在磁场中受力”的规律则是轻而易举的事。

2．实验教学能激发学生学习物理的兴趣与求知欲望

“激发学习兴趣”是中学物理教学目的任务之一，实验教学是“激发学习兴趣”的最有效方法。因为物理实验真实、形象、生动，对中学生有很强的吸引力，极易唤起他们的直觉兴趣。例如，“煮金鱼”、“猎猴”等实验出乎学生意料之外的结果，可使学生的注意力高度集中，并唤起他们的好奇心，激发他们的求知欲望。另一方面，由于实验是一种有目的性的操作行为，所以，学生在观察的基础上，很自然地会产生一种自己操作的欲望。如果教师善于观察学生的表现并因势利导，容易使学生的好奇心、直接兴趣逐渐转化为探求科学知识的持久兴趣和饱满热情。

3．实验教学是发展学生能力和技能的重要途径

实验是手、脑并用的实践活动。在实验过程中，通过阅读实验资料、操作实验仪器、观察实验现象、排除实验故障、记录实验数据、分析实验结果等活动，使学生的阅读能力、思维能力、操作技能和手、脑并用能力以及语言和文字表达能力都能得到锻炼。并且，由于实践与思维、动手与动脑的相互联系，使学生的实际技能以及创造能力都能得到发展。所以说，做实验的过程是一种综合能力的培养过程。而且，这种综合训练过程，也是创造能力得以产生的基础。

4．实验教学有利于使学生掌握科学研究方法

在实验过程中，学生需要运用归纳、演绎、判断、推理、数学、逻辑等多种方法分析问题和解决问题，这样就能够对学生进行各种科学方法训练。

5．实验教学有利于培养学生良好的科学作风和道德素养

实验本身是一个严格的科学过程，要获得实验的成功，必须一丝不苟，来不得半点虚假，这对培养学生实事求是的态度和严谨的科学作风是十分有益的。此外，实验对磨炼学生的意志、培养学生遵守纪律、爱护公物的优良品德也都具有十分重要的作用。

综上所述，实验教学在中学物理教学中占有相当重要的地位，不能仅仅把它理解为直观教学的一种手段，要充分发挥它的各种作用。

二、物理实验课教学的指导思想

1．用物理学的理论、思想和方法指导物理实验教学

（1）用物理学的理论鉴别实验的科学性

保证正确无误是教学实验的起码要求。一般说来，教学中容易出现的错误有两种：一是原理上的错误，例如，往水中滴入墨水演示分子的扩散，有的教师为了提高速度，给水加热，这种做法就有科学性问题，因为这样一来对流起着重要作用；二是解释上的错误，例如，用伏安法测定发光电珠灯丝的电阻，发现在低于额定电压下测得的电阻小于正常发光时的电阻，若解释为灯丝的电阻随电压变化，则是错误的。因为电阻变化的原因是电珠的电阻随温度变化。

（2）用物理学的理论和方法选择实验教学的方法和手段

首先，要根据物理现象的不同特性来进行实验方法的设计。例如，力学实验必须围绕时间、空间、质量和力的测量来设计；波动实验离不开干涉和衍射；场的实验常常是通过试探元所受作用力来研究；粒子实验则是利用碰撞或捕捉径迹等。其次，对同一个物理量，根据不同的原理可以有多种测量方法，哪种方法适合于所教内容，也必须用物理学的理论、思想、方法进行分析和判断。例如，时间测量有滴水法、打点法、秒表法、节拍法等；伏安法测电阻有内接法和外接法；什么时候采用什么方法必须依据物理学原理和方法来选择。

（3）用物理学的思想和方法分析实验成功的关键，?解决教学中的难点

任何一个实验要获得成功，总有其关键问题。例如，要获得力学实验的成功，关键在于减小摩擦和提高计时定位精度；静电实验电压高电量少，成功的关键是绝缘问题；全电路欧姆定律实验欲使效果明显，关键在于增大电源内阻等。所有这些关键问题，都包含着其明显的物理意义。一项成功的实验设计，往往就在于抓住了实验中的关键。所以，物理思想是设计实验和评价实验的重要依据。同时，让学生明确实验中的物理思想，也是对学生进行科学方法教育的极好途径.

2．用教学论的思想指导中学物理实验教学

(1)根据教学目的，确定实验方案

物理实验教学是物理教学的一部分，因此，物理实验教学内容、类型、次数以及时间安排都必须依据物理课程标准来确定。从教学目的来分析，有的实验侧重于掌握知识，有的侧重于训练技能，有的侧重于学习研究方法，有的需要达到综合要求；从教学环节分析，有的实验是为了引入课题，有的为了突出教学重点，有的为了突破教学难点；从掌握知识的要求来看，有获得知识、深化知识和应用知识三个不同层次。实验的设计必须根据不同的目的要求确定不同的方案。

(2)根据突出实验原理的需要，展现物理过程

在实验中展现物理过程、突出实验原理有利于学生建立清晰的概念和掌握物理规律。例如，用示波器演示交流电路中电流与电压的相位差，其物理过程就不如用超低频交流电源和演示电流计演示所得效果明显，让学生直接从两个电流计上观察电流与电压的相位关系，直接展现物理过程效果好。

(3)根据实验类型，提出不同的要求

各类实验的教学目的和进行方式不同，设计要求也不相同。例如，演示实验主要以建立概念、总结规律为目的，特点是全体学生集体观察，因而应力求明显、直观、简单、可靠、富有启发性。学生分组实验以训练学生的实验技能为主要目的，同时注意培养实验素养，特点是以个别操作和定量研究为主，因而应突出实验研究的探索方法，加强实验技能训练，要有一定的测量误差要求，并注意安全。

3．根据中学生的心理特点，加强实验素质教育

中学生好奇、好问、好动、求知欲强，在实验教学中要遵循其智力发展的规律，因势利导地开发其非智力因素，并积极创造条件让学生自己动手以培养其能力。中学生的兴趣往往带有情绪色彩，在实验中，有时会因某些有趣因素而忘记观察重点，此时教师必须注意进行观察指导。中学生正处于发展阶段，可塑性强，教师要在实验教学中引导他们养成认真做实验的好习惯，培养他们实事求是的科学态度、坚韧不拔的顽强精神以及遵守纪律、爱护仪器的道德素养。

三、自制教具和简易仪器，开发低成本实验，完善实验教学体系

早在五十年代，江苏师范学院（今苏州大学）朱正元教授就曾积极倡导“坛坛罐罐当仪器，拼拼凑凑做实验”。我国人口众多，教育事业发展迅速，特别是中等学校量大面广，由于国家财力有限，教育经费必然难以应付教育事业发展的需要，也就势必带来仪器经费缺乏，造成实验仪器设备的不足。虽然随着经济实力的增长，教育经费将不断有所增加，但是在短时间内完全满足实验教学的需要，解决教学仪器的不足，尚有一定的困难。因此，因陋就简自制教具和简易仪器，开发低成本实验，是完善实验教学体系的有效方法。当然，自制教具和简易仪器的意义并不仅在于此。自制教具和简易仪器亲切生动、形象直观、易于突出事物本质的联系，富于创造性、启发性，而且教具的制作和完善、开发和应用，需要物理思想的指导以及实验技能和工艺技术的革新，需要吸取现代科学技术的精华，可以有效地提高教育者和受教育者的素质，充分体现现代教育思想与原理，这些作用是其它教学环节所不能代替的。所以说，重视自制教具和开发低成本实验的作用也是实验教学的一条重要指导思想。

自制教具设计实验的步骤没有，这有利于学生科学探究能力的培养。

四、物理实验课教学的基本形式和主要内容

一切以实验为主题的课统称为实验课。从不同角度，可以将物理实验课进行不同的分类，按照教学形式分，中学物理实验教学可分为演示实验、学生分组实验、边教边实验以及课外实验与制作等。

1．演示实验

演示实验是以教师为主要操作者的表演示范实验，通过表演示范把要研究的物理现象展现在学生面前，引导学生观察思考，并配合讲授或穿插讨论等方式把知识传授给学生，完成教学任务。演示实验的优点是能够充分发挥教师的主导作用，并为学生独立进行实验创造条件。一些成功的演示实验，不仅使课堂气氛活跃，获得很好的教学效果，而且常常给学生留下难以磨灭的鲜明印象，激起他们学习物理的浓厚兴趣，奠定其献身科学技术事业的信心。

演示实验在课堂教学过程的不同阶段所起的作用是不同的，在引入新课、巩固新课或阐述概念、导出规律时，可以安排不同类型的演示实验。在引入课题时，可以选择一些生动有趣、新奇和使学生感到意外的实验，创造一个愉快的物理学习环境，激发学生的求知欲望；在新课教学过程中，提供丰富的、必要的感性素材，展示物理现象和物理过程，特别是日常生活中难以见到的或者与学生经验抵触的现象和过程，形成鲜明的表象，使一些抽象的物理概念和规律为学生所接受；演示实验不仅可以在形成知识的过程中发挥作用，而且可以有意识地选择、设计、控制实验内容，进行观察思维训练，并在应用知识的教学过程中发挥作用；演示实验还可以学生技能训练提供示范，并在示范过程中用教师的感情、思维方法、操作技能以及科学作风等影响学生，潜移默化地培养学生的科学态度和作风。所以说，演示实验对传授物理知识、培养学生科学态度、教给学生思想方法以及开发学生智力、发展学生能力都有很重要的作用。

演示实验教学的基本要求有以下五点：

①要有明确目的

演示实验的选用与设计都必须从教学目的出发。引入课题时运用演示实验，目的往往侧重于引导学生对所研究的问题产生兴趣，或者是提出问题，唤起学生的思考。因此要求这类实验尽可能新奇、生动、有趣。在概念形成和规律的建立过程中运用演示实验，目的往往在于提供必要的感性素材，引导学生思维活动的发展。因此这类实验要求能够突出本质的联系，使学生建立正确、清晰的物理图景。如果运用演示实验来巩固、深化、应用物

理知识，就必须注意突出实验的思考性以及理论联系实际的要求。

②要明显、直观

因为演示实验是一人表演，众人观察，必须使现象明显。因此仪器尺寸要足够大，仪表的刻度线应适当粗，并充分考虑仪器背景色彩对比、放置高低以及物体运动方向，必要时应借助机械放大、光放大、电放大等手段。同时，要考虑调动学生视觉、听觉、嗅觉、触觉等多种感官协同作用，以强化有用信息的刺激。为了使学生在感知基础上顺利地进行抽象思维活动，演示实验还应力求仪器简单、过程明了，突出物理原理，排除非本质因素的干扰，尽可能直观，少转弯抹角。所以要提倡随手取材、自制简易教具进行演示实验。

③要安全可靠、确保成功

首先，教师在课前要做充分的准备，熟悉仪器的使用性能，了解实验的准确程度，估计实验所用时间，考虑教室的实验环境，以免课堂实验时失败；课堂教学时间十分宝贵，因此要求尽可能做到一次成功。课堂演示时，教师一定要严格遵守操作规程，认真仔细，确保人身和仪器设备安全，存在不安全因素的实验，不要让学生上台操作，要由教师自己进行。要正确对待实验中的失误，一旦失败，要尽快查找原因，迅速排除故障，万一不能及时排除故障，也不能搪塞、编造数据、弄虚作假，要以负责的精神和科学的态度向学生说明情况。

④要有启发性

在设计和编制演示程序时，要在启发性上下功夫。首先，以趣激疑，将认知矛盾转化为思维的动力，之后，在演示实验过程中不断引导思维，调动学生把观察和思维紧密结合起来积极思考，使学生的认识由表及里逐步深化。

⑤配合讲解，引导观察思考

在演示实验之前，要明确观察目的，做好观察准备；在实验过程中，要设法创造条件，突出观察对象，排除次要因素干扰，并教给学生观察方法，引导学生从整体到局部、再从局部到整体进行观察思考，进行思维训练，培养学生正确的观察思路与思维方法；同时采用纵、横对比，正、反对比的方法，指导学生透过表面现象把握事物本质。

2．学生分组实验

学生分组实验是学生在教师的指导下，利用整节课的时间在实验室里分组进行实验的教学形式。它要求学生自己动手使用仪器、观察测量、记录数据，并分析总结实验过程，进行数据处理，是学生在教师指导下独立地获得物理知识与实验技能的活动，也是学生手和脑、知识和能力、经验和创造获得综合性基本训练和培养良好道德素养的重要环节。在

学生分组实验过程中，教师要善于启发学生实验的主动性和积极性，要求学生对实验的每一步骤、每一观察和测定都认真思考，以发展学生的思维能力，培养学生的实验能力以及独立分析解决实际问题的能力。

从教学目的的侧重点划分，学生分组实验大体可以分为研究性实验、验证性实验、测定性实验、基本练习性实验。研究性实验又称探索性实验，主要目的是让学生通过观察、归纳，认识物理规律、训练实验技能；验证性实验的主要目的是通过实验来验证由已知理论推导出的新结论的正确性，以加深对新知识的理解，并训练实验技能；测定性实验通过物理量或物理常数的测定，帮助学生理解物理概念以及物理量的意义，应用物理规律，训练实验技能，并学一点间接测量的思想方法；基本练习性实验的目的是使学生认识某种仪器并训练使用方法或者是学习某种装配技术。

学生分组实验一般分为以下三个阶段：

①准备阶段

准备阶段主要目的是使学生明确实验目的，理解实验原理、方法，认识实验仪器，做好操作与记录的准备。在准备阶段，教师要引导学生认真阅读实验教材，并根据实验的重点、难点、成败关键、在原理上或实验技能上可能遇到的困难、实验中可能会发生的错误以及不恰当的方法、可能发生的故障等提出一些问题帮助学生思考，使学生认真理解实验方案。同时，让学生学习一点科学构思的方法。

②操作阶段

操作阶段是把实验方案变为实践的阶段。在这个阶段中，学生的主要任务是：安装调试仪器，控制实验条件变化，观察测量，记录数据，并排除可能出现的故障。教师的主要活动是进行指导，巡视检查，严格要求学生遵守操作规则和程序，了解学生在实验中遇到的困难和问题，启发学生思考，培养学生以思维为指导、手和脑并用、有条不紊以及认真细心观察的良好习惯，并注意避免可能出现的事故和协助学生排除故障。

操作阶段一般可以分为三步：

第一步，安装调试：仪器的安装与使用都要满足一定的条件。例如，底座是否处于水平，电路连接是否正确，仪表是否需要重新调零，电子仪器的预热、辉度、聚焦的调节等。

第二步，操作观察：严格按操作规程行事，否则，不仅会造成很大的实验误差，使实验失败，而且可能损坏仪器，甚至造成人身事故。例如，温度计不能当搅拌器用，不允许用导线短接电源试探，不允许用手摸光学镜头，读数应根据仪表的精密度、准确度和被测对象来确定有效数字等。