王偉風(fēng)

（安徽省淮北市實(shí)驗(yàn)高級(jí)中學(xué) 安徽淮北 235000）

淺談高中物理有效學(xué)習(xí)的思維方法

王偉風(fēng)

（安徽省淮北市實(shí)驗(yàn)高級(jí)中學(xué) 安徽淮北 235000）

該文比較詳細(xì)的從理論上總結(jié)了高中物理常用的思維方法，對(duì)高中師生相對(duì)系統(tǒng)的了解高中物理學(xué)科的特點(diǎn)和進(jìn)一步有效的學(xué)習(xí)高中物理知識(shí)有一定的借鑒意義。

高中物理 有效學(xué)習(xí) 思維方法

作為一名中學(xué)物理教師，經(jīng)常性的會(huì)聽(tīng)到學(xué)生的抱怨：“高中物理學(xué)科的學(xué)習(xí)難度最大，抽象、靈活、綜合性強(qiáng)，每次考試成績(jī)都不好?！泵柯?tīng)到此都會(huì)有些許感觸和思考，如何幫助這些同學(xué)學(xué)好物理學(xué)科并取得優(yōu)異成績(jī)呢？我們也都知道“授之以魚，不如授之以漁?！?/p>

所以我想不僅要讓學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)親身感知到高中物理學(xué)科的特點(diǎn)還要使其明確高中物理學(xué)習(xí)常用的思維方法。學(xué)生只有理解、掌握了基礎(chǔ)知識(shí)和基本的思維方法，才能比較靈活的遷移運(yùn)用知識(shí)解決物理問(wèn)題，使學(xué)習(xí)更主動(dòng)，效率更高，興趣也更濃；也才能使得學(xué)生改變?cè)瓉?lái)被動(dòng)的學(xué)習(xí)方式、收到事半功倍的效果。［1］

物理作為一門自然科學(xué)，注重實(shí)驗(yàn)探究和邏輯推理，要求學(xué)生理解掌握科學(xué)的知識(shí)，科學(xué)的探究方法，科學(xué)的理論以及科學(xué)的模型建立過(guò)程。學(xué)生在物理學(xué)習(xí)的過(guò)程中要潛移默化，循序漸進(jìn)的加強(qiáng)理解能力、推理能力、分析和綜合的能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、用?shù)學(xué)知識(shí)處理、解決物理問(wèn)題的能力。教學(xué)中要想達(dá)到預(yù)期的目的，教會(huì)學(xué)生掌握科學(xué)的思維方法是必要的，下面就高中物理學(xué)習(xí)中常用的具有代表性的思維方法做些許探討。

一、整體與隔離思維方法

整體思維與隔離思維都是中學(xué)物理分析和解決問(wèn)題的常用方法。整體法是一種把研究對(duì)象放在系統(tǒng)中加以考慮的方法，或?qū)⒖瓷先ゾ哂忻黠@不同性質(zhì)和特點(diǎn)的幾個(gè)物理過(guò)程作為一個(gè)整體過(guò)程來(lái)處理。而隔離法是將研究對(duì)象從系統(tǒng)中隔離出來(lái)，單獨(dú)進(jìn)行分析，找出其運(yùn)動(dòng)規(guī)律的思維方法。［2］

我們根據(jù)已知條件和要求的問(wèn)題，可以把它們作為一個(gè)整體來(lái)處理，也可以把它們的某一部分拿出來(lái)單獨(dú)處理；可以先部分再整體，也可以先整體再部分。整體思維方法強(qiáng)調(diào)從整體上把握問(wèn)題的因果關(guān)聯(lián)，以更高的視角看問(wèn)題，解決問(wèn)題更為全面，透徹，清晰。大大縮短解題時(shí)間，簡(jiǎn)化解題過(guò)程，對(duì)提高學(xué)生的思維品質(zhì)有很大的促進(jìn)作用。但我們?cè)谔幚硐到y(tǒng)內(nèi)部各部分之間的作用時(shí)，還要結(jié)合隔離法才能解決問(wèn)題。這兩種思維方法常常交叉使用，也可單獨(dú)使用，這要據(jù)具體問(wèn)題而定。我們要在平時(shí)的教學(xué)中，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)整體與隔離理解和認(rèn)識(shí)。

這兩種方法廣泛地應(yīng)用在受力分析、動(dòng)量定理、動(dòng)量守恒定律、動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒定律等問(wèn)題中。

二、逆向思維法

在物理學(xué)習(xí)中，逆向思維是對(duì)于某些問(wèn)題，運(yùn)用常規(guī)的思維方法會(huì)十分繁瑣甚至解答不出，而采用逆向思維，即把運(yùn)動(dòng)過(guò)程的“末態(tài)”當(dāng)成“初態(tài)”，反向研究問(wèn)題，可使物理情景更簡(jiǎn)單，物理公式也得以簡(jiǎn)化，從而使問(wèn)題易于解決，能收到事半功倍的效果。比如在處理末速度為零的勻減速直線運(yùn)動(dòng)問(wèn)題中，可以看作是研究對(duì)象做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)的基本公式、推論等解決問(wèn)題，求出未知量。此外，在物理發(fā)展史上，逆向思維曾取得過(guò)重要成就。如奧斯特發(fā)現(xiàn)了電生磁后，法拉第運(yùn)用對(duì)稱性思考和逆向思維堅(jiān)信磁也可以產(chǎn)生電，通過(guò)不懈的努力最終發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)的現(xiàn)象，從而開(kāi)辟了人類的電氣時(shí)代。麥克斯韋用場(chǎng)的觀點(diǎn)，分析了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，得出了變化磁場(chǎng)能產(chǎn)生電場(chǎng)后，運(yùn)用逆向思維得出變化的電場(chǎng)能夠產(chǎn)生磁場(chǎng)的結(jié)論，從而歸納出麥克斯韋方程組，形成嚴(yán)密而完整的電磁理論。

在物理教學(xué)中，合理地應(yīng)用逆向思維，不但能給學(xué)生展示新穎的思想和獨(dú)特的技巧，而且能加深對(duì)物理概念和規(guī)律的認(rèn)識(shí)、理解，提高學(xué)習(xí)效率，對(duì)拓展學(xué)生的思維都很有幫助。

三、對(duì)稱法

對(duì)稱性就是事物在變化時(shí)存在的某種不變性。自然界和自然科學(xué)中，普遍存在著優(yōu)美和諧的對(duì)稱現(xiàn)象。利用對(duì)稱性解題時(shí)有時(shí)可能一眼就看出答案，大大簡(jiǎn)化解題步驟。從科學(xué)思維方法的角度來(lái)講，對(duì)稱性最突出的功能是啟迪和培養(yǎng)學(xué)生的直覺(jué)思維能力。用對(duì)稱法解題的關(guān)鍵是敏銳地看出并抓住事物在某一方面的對(duì)稱性，這些對(duì)稱性往往就是通往答案的徑。

高中物理中也有諸多涉及到對(duì)稱思想的問(wèn)題研究，比如研究對(duì)象的受力分析，簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，天體的運(yùn)動(dòng)，等量同種或異種點(diǎn)電荷周圍空間的電場(chǎng)分布，幾何光學(xué)中的鏡面對(duì)稱等。

四、守恒思想

在物理變化的過(guò)程中，常存在著某些不變的關(guān)系或不變的量，在討論一個(gè)物理變化過(guò)程時(shí)，對(duì)其中的各個(gè)量或量的變化關(guān)系進(jìn)行分析，尋找到整個(gè)過(guò)程中或過(guò)程發(fā)生前后存在著的不變關(guān)系或不變的量，則成為研究這一變化的過(guò)程的中心和關(guān)鍵.這就是物理學(xué)中最常用到的一種思維方法——守恒法。

能量守恒、機(jī)械能守恒、質(zhì)量守恒、動(dòng)量守恒、電荷守恒等守恒定律都集中地反映了自然界所存在的一種本質(zhì)性的規(guī)律——“恒”。在變化復(fù)雜的物理過(guò)程中，“守恒”是自然界所遵循的一條基本規(guī)律，從守恒的角度去研究有關(guān)問(wèn)題，是物理學(xué)研究的基本方法，也是解決問(wèn)題的突破口。

五、數(shù)學(xué)的方法

物理學(xué)的發(fā)展與數(shù)學(xué)密不可分，數(shù)學(xué)對(duì)于物理不僅是一種計(jì)算工具，也是物理學(xué)的思維工具，只有具備較好的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)并掌握物理教學(xué)方法，才能更好地掌握物理概念和定律，才能深入地揭示和描述物理現(xiàn)象、物理過(guò)程的實(shí)質(zhì)。數(shù)學(xué)作為工具學(xué)科，其思想、方法和知識(shí)始終滲透、貫穿于整個(gè)物理學(xué)習(xí)和研究的過(guò)程中，為物理概念、定律的表述提供簡(jiǎn)潔、精確的數(shù)學(xué)語(yǔ)言，為學(xué)生進(jìn)行抽象思維和邏輯推理提供有效的方法，為物理學(xué)中的數(shù)量分析和計(jì)算提供有力工具。

中學(xué)物理《考試大綱》中對(duì)學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)工具解決物理問(wèn)題的能力作出了明確要求，要求考生有“應(yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問(wèn)題的能力”。所謂數(shù)學(xué)方法，就是要把客觀事物的狀態(tài)、關(guān)系和過(guò)程用數(shù)學(xué)語(yǔ)言表達(dá)出來(lái)，并進(jìn)行推導(dǎo)、演算和分析，以形成對(duì)問(wèn)題的判斷、解釋和預(yù)測(cè)?？梢哉f(shuō)，任何物理試題的求解過(guò)程實(shí)質(zhì)上是一個(gè)將物理問(wèn)題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問(wèn)題再經(jīng)過(guò)求解還原為物理結(jié)論的過(guò)程。高考物理試題的解答離不開(kāi)數(shù)學(xué)知識(shí)和方法的應(yīng)用，借助物理知識(shí)考查數(shù)學(xué)能力是高考命題的永恒主題。

其實(shí)，高中物理的思維方法還有很多，例如：極限法、微元法、圖像法、等效替代、類比法、理想實(shí)驗(yàn)、分析與歸納法等。只要教師在教學(xué)中注重引導(dǎo)和歸納，學(xué)生就會(huì)不斷地感悟和總結(jié)，從而在學(xué)習(xí)中加以應(yīng)用，提高學(xué)習(xí)效率，起到事半功倍的作用。

［1］ 鄭墻：《高中物理教學(xué)中滲透物理思想方法的案例研究》，中國(guó)知網(wǎng)http：//epub.cnki.net/kns/brief/default_result.aspx

［2］ 陳紅雷：《高中物理教學(xué)中重視物理思想方法教育》，《中學(xué)生數(shù)理化》2014年第10期