陳甦

【摘要】高中物理知識(shí)難度高、物理題解題流程復(fù)雜，所以在新課改背景下教師要銳意創(chuàng)新，采用微元法這一創(chuàng)新解題教法.本文就參考高中物理人教版（2019年版）中相關(guān)知識(shí)內(nèi)容，重點(diǎn)討論微元法在物理教學(xué)中的實(shí)踐應(yīng)用要點(diǎn)，希望基于此降低高中物理知識(shí)教學(xué)難度，激發(fā)學(xué)生物理學(xué)習(xí)興趣.

【關(guān)鍵詞】微元法；高中物理；解題方法

在高中物理學(xué)科教學(xué)中，學(xué)生的核心素養(yǎng)培養(yǎng)尤為重要.為做到這一點(diǎn)，教師需要在物理課堂教學(xué)與解題指導(dǎo)過程中思考如何創(chuàng)新，保證課堂教學(xué)高效率、高質(zhì)量.當(dāng)下，微元法的實(shí)踐應(yīng)用最為廣泛深入，它能幫助學(xué)生克服物理學(xué)習(xí)過程中的各種困境，為學(xué)生拓展解題思路，不斷提高物理解題效率與準(zhǔn)確性.所以，微元法對(duì)于高中學(xué)生物理思維體系的培養(yǎng)形成幫助很大.

1 關(guān)于微元法

在高中學(xué)科教學(xué)中，師生使用微元法能夠提高解題效率，因?yàn)槭褂梦⒃軌蚍治錾钪懈鞣N物體所發(fā)生的多元化變化.相比于常規(guī)解題方法，微元法的使用會(huì)讓解題思路更明確、解題能力更強(qiáng).如果學(xué)生能夠靈活掌握微元法，解決某些物理問題時(shí)效率會(huì)有顯著提升.所以說，微元法是強(qiáng)調(diào)思維從局部到整體逐漸延伸的，在應(yīng)對(duì)某些復(fù)雜物理題過程中，運(yùn)用微元法效果更突出，它所分析得出的眾多“元過程”也相當(dāng)有趣，值得深入研究［1］.

2 運(yùn)動(dòng)學(xué)問題中的微元法解題實(shí)踐應(yīng)用

“勻變速直線運(yùn)動(dòng)”和“勻加速直線運(yùn)動(dòng)”都是高中物理人教版必修一教材中的重要知識(shí)，二者都屬于運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)范疇.教師在指導(dǎo)學(xué)生解決上述知識(shí)點(diǎn)問題時(shí)可以考慮采用微元法，例如解決勻變速直線運(yùn)動(dòng)相關(guān)問題時(shí)，教師可以為學(xué)生設(shè)計(jì)繪制v-t圖象關(guān)系，然后展開深入研究，這一做法也照顧到了某些物理概念理解能力偏差的學(xué)生，他們?nèi)菀自谇蠼馕锢韱栴}時(shí)產(chǎn)生認(rèn)知偏差而導(dǎo)致解題錯(cuò)誤.就以以下例題為例：

某物體在進(jìn)行勻加速直線運(yùn)動(dòng)過程中，初速度為v0，加速度為a，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t，請(qǐng)推導(dǎo)物體的位移距離x與時(shí)間t之間關(guān)系是：x= v0t+12at2.

這道題目教師首先就采用微元法，主要對(duì)物體的運(yùn)動(dòng)過程進(jìn)行分解解讀.因?yàn)樵谄矫嬷苯亲鴺?biāo)系中，所能分解出的“元過程”要素非常多，例如高度設(shè)計(jì)為t，縱軸長度由于t的縮小而從梯形轉(zhuǎn)變?yōu)殚L方形.在求解題目中某些陰影面積位移情況時(shí)，教師也要借用微元法，對(duì)時(shí)間t與位移之間關(guān)系進(jìn)行調(diào)整，并有必要建立模型，展開模型分析，了解到陰影部分面積應(yīng)當(dāng)為三角形與長方形的面積之和.所以，在微元法指導(dǎo)下，教師就為學(xué)生給出了最后的求解公式：x=S=v0+v2·t，v=v0+at.

這一題目的求解過程在采用微元法以后被完全簡化，其中所呈現(xiàn)的位移問題也比較典型.因?yàn)槲⒃▽?duì)于某物體在勻變速直線運(yùn)動(dòng)過程中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間以及運(yùn)動(dòng)速度變化關(guān)系建立是相當(dāng)直觀且遵循客觀規(guī)律的，也就是說由微元法所建立的物理模型更為成熟，它協(xié)助學(xué)生計(jì)算，深入學(xué)習(xí)數(shù)形結(jié)合知識(shí)，真正了解運(yùn)動(dòng)學(xué)中位移的深層次內(nèi)涵，最終在微元法幫助下完成對(duì)整個(gè)題目的推導(dǎo)論證過程［2］.

3 能量守恒定律問題中的微元法解題實(shí)踐應(yīng)用

在高中物理人教版教材中，能量守恒定律屬于重要知識(shí)點(diǎn)，它所介紹的定律內(nèi)容也是高考必考內(nèi)容.就以這一定律中的變力做功問題為例，教師也可以采用微元法來豐富學(xué)生解題思路，教會(huì)學(xué)生做功與能量轉(zhuǎn)化二者之間關(guān)系.

例如

在解決人以v0初速度豎直向空中上拋m質(zhì)量小球時(shí)，就涉及具體的空氣阻力問題以及球的速率變化問題，二者是能夠呈現(xiàn)出正比例關(guān)系的.在求解m質(zhì)量小球的運(yùn)動(dòng)速率以及時(shí)間變化規(guī)律問題時(shí)，教師可以結(jié)合題意指導(dǎo)學(xué)生套用物理公式解決問題.具體來說，教師要繼續(xù)運(yùn)用微元法來為學(xué)生分解題目中的變量，比如將時(shí)間t設(shè)置為時(shí)間變量，得出Δt，由此也能繼續(xù)得出速度變量為Δv.接下來，教師就能為學(xué)生給出具體公式［3］：Δv=aΔt=－gΔt－kmvΔt.

由此就能進(jìn)一步得出結(jié)論為vΔt=Δh，然后對(duì)公式兩邊進(jìn)行對(duì)等求和處理，最后計(jì)算出m質(zhì)量小球所能上升的最大高度.這一問題非常經(jīng)典，教師在利用微元法將題目中數(shù)據(jù)指標(biāo)進(jìn)行微元切割劃分以后，就能為學(xué)生明確每一個(gè)變量的具體功能作用，進(jìn)而幫助學(xué)生了解何為能量守恒定律.m質(zhì)量小球在被拋向空中并下落的過程是會(huì)發(fā)生速度變化的，伴隨時(shí)間改變，m質(zhì)量小球卻能夠始終遵守能量守恒定律，教師就通過微元法將變化轉(zhuǎn)為恒定，將變速問題轉(zhuǎn)化為能量守恒定律，進(jìn)而為學(xué)生提供準(zhǔn)確解題思路，展現(xiàn)微元法教法的真實(shí)魅力.

4 電磁學(xué)問題中的微元法解題實(shí)踐應(yīng)用

電磁學(xué)屬于高中物理人教版教材中的一大難點(diǎn)問題，因?yàn)殡姶艑W(xué)知識(shí)內(nèi)容本身表現(xiàn)極為抽象，其中相關(guān)題目的解題難度也相當(dāng)之大.但是，學(xué)生必須掌握該類知識(shí)內(nèi)容，以便于在高考過程中順利拿分.教師依然要利用微元法配合典型例題幫助學(xué)生解題，使其掌握微元法，并利用技巧，提高物理解題能力素養(yǎng)［4］.

在圓環(huán)問題中，圍繞圓環(huán)外部的一個(gè)點(diǎn)電荷就能了解到帶電荷量應(yīng)該為＋q，且其中圓環(huán)處于垂直狀態(tài).在計(jì)算點(diǎn)電荷過程中，需要計(jì)算它與圓心之間的距離L，最后求解點(diǎn)電荷所受到的電場力作用.

若要求解這一題目，微元法是必不可少的，教師需要將圓環(huán)分割為N個(gè)部分，然后引入“元過程”理念，認(rèn)真按照點(diǎn)電荷的庫侖力垂直作用分析其中的分量相互抵消情況，最后計(jì)算出點(diǎn)電荷即可［5］.

5 結(jié)語

高中物理課堂教學(xué)活動(dòng)本身涉及諸多難點(diǎn)問題，教師所要做的就是創(chuàng)新教法，通過創(chuàng)新教法為學(xué)生分解難題內(nèi)容，指導(dǎo)給出全新解題思路，幫助學(xué)生掌握創(chuàng)新方法應(yīng)用技巧，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)自身物理學(xué)科核心素養(yǎng)的有效培養(yǎng).

參考文獻(xiàn)：

［1］辛亞.高中物理解題中微元法的應(yīng)用［J］.數(shù)理天地（高中版），2023（10）：13-15.

［2］李衡斌.高中物理解題中微元法的應(yīng)用［J］.高中數(shù)理化，2021（16）：30-31.

［3］陳世福.高中物理解題中微元法的應(yīng)用研究［J］.數(shù)理化解題研究，2021（25）：81-82.

［4］張立強(qiáng).“微元法”在高中物理解題中的應(yīng)用探索［J］.數(shù)理化解題研究，2022（21）：73-75.

［5］周霽.“微元法”在高中物理教學(xué)解題中的應(yīng)用［J］.數(shù)理天地（高中版），2022（10）：80-82.