教学设计 第五章.ppt

第五章 物理规律教学的课堂教学设计 第一节 概述 一、物理规律的特点 二、物理规律教学 第二节 案例与评析 第一节 概述 物理规律反映物理运动中诸要素之间内在的必然联系，表现为某物理状态下或某物理过程中相关物理概念之间在一定条件下所遵从的关系。如物理定律、定理、原理等。 一、物理规律的特点 1.物理规律是通过科学探究过程而得出的 一般来说，我们可以把得出物理规律的过程大致分为两类：实验探索法和理论探索法。 实验探索法 实验探索法是从一定的科学信念或假设出发，通过对事物、现象多次观察、实验，对取得的大量资料进行分析、综合、归纳，发现在一定条件下有关物理量之间的必然联系，从而得出规律的方法。通常把采用这种方法发现的规律命名为定律，如牛顿运动定律、动量守恒定律、机械能守恒定律、万有引力定律、热力学第一定律、库仑定律、欧姆定律、楞次定律、法拉第电磁感应定律，以及光的反射、折射定律，等等。 理论探索法 理论探索法是从已知的规律或物理理论出发，对某特定事物或现象进行演绎、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，最后通过实践检验而建立规律的方法。采用这种方法发现的规律，一般叫做定理或原理。定理、原理这两个术语表明，它们不再仅仅是对经验事实的概括，而是成为科学理论系统本身的出发点，如动量定理、动能定理、动量矩定理、功的原理、波的叠加原理、光路可逆原理，等等。 另外，有些物理规律，从它形成的历史来看，是由实验探索法得出的，称之为定律是恰当的。但随着人们的认识逐渐深入，按物理现象内在联系来划分，把它作为某些基本规律的推论则更为合适，从而也可以把它叫做定、原理。例如：阿基米德定律和帕斯卡定律的内容，实际上它们可作为静止液体压强分布规律的两个推论，从而通常也叫做阿基米德原理和帕斯卡原理。有些物理规律，特别是带有普遍性的，可作为其它规律基础的一些规律，并没有给予定律或定理的名称，而以方成、方程组来命名，如运动方程、状态方程、麦克斯韦方程组等。 2.物理规律用物理概念之间的关系来表述 任何一个物理规律，都是由一些概念所组成的，都可以用一些数字，和测量联系起来。物理规律把有关概念之间的一定关系用语言逻辑或数字逻辑表达出来。 3.物理规律具有近似性、局限性 物理规律总是有它的适用范围和适用条件。例如，牛顿第一定律仅适用于质点，且受到参照物的限制——只适用于惯性系。又如，动量守恒定律，这是自然界中普遍适用的定律，无论宏观物体、微观粒子，高速或低速运动的情况都适用。然而，动量守恒也是有条件的，这个条件就是研究对象（系统）所受的合外力必须等于零。当然，在运用中，当合外力远小于内力时，可以把合外力忽略不计，实际上这是一种近似处理。 二、物理规律教学 物理规律教学不单是使学生掌握物理规律，而且要使学生掌握科学的研究方法，提高观察与实验能力、思维能力和运用规律分析、解决问题的能力，还要激发学生进行科学探究的积极情感。 1．创设情境，形成问题 在“创设情境，形成问题”阶段，一般应注意以下几点： （1）要基于学生熟悉的生活、生产和社会环境来创设情境，物理情境要真实、可感，能激发学生的好奇心和求知欲。 （2）要尽力促成学社概念对情境的感知，如布置课前观察，安排课上演示实验和学生实验，借助多媒体设备展示难以在课堂上实际呈现的现象，给学生交流与表达的机会等，使学生实质性地感受情境，切实意识到所要探究的问题。 （3）问题的提出应采取灵活的方式，或由教师基于现象或理论提出，或由教师启发学生提出。提出的问题要聚焦于与物理规律主题一致的科学问题上。 2．实施探究、促进建构 在形成恰当的科学问题之后，规律教学就进入对问题的探究环节。引导学生探究科学问题，目的是促进学生的自主建构，即要引导他们探求科学问题所涉及的物理量之间的关系，还要让他们在解决问题的过程中体验、感悟建立物理规律的科学方法、科学思想。 例如，“阿基米德原理”的教学，一般采用“实验探索法”，但也经常结合使用“理论探索法”。在实验探究“阿基米德原理”时，可以适当引导学生按照科学探究的思路展开，如让学生对“浸在液体中的物体受到液体的浮力与哪些因素有关，有怎样的关系”这一焦点问题做出预测，制订相应的检验计划以及实验方案，操作完成实验并取得数据，分析数据得出结论，对过程与结论进行反思与评价等。探究过程应该先从定性研究入手，由若干生活观察或实验现象，确定影响浮力的相关因素及其定性关系，进行充分交流；然后进一步选择典型实验，深入探究其定量关系。只有让学生亲自经历再现生活经验、明确科学问题、动手操作实验、测量相关变量、处理数据并建构关系等过程，才能使学生真正形成对物理规律的认识。 在探究过程中，要注意把握以下几点： （1）对科学问题的研究要重视定性探讨，这对学生深刻理解规律的物理意义是十分重要的。因此，对问