物理思維方法

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上談“物理思維能力"的培養(yǎng)通訊地址：河海大學(xué)常州校區(qū)機(jī)電工程學(xué)院郵編：自我評(píng)分：80摘要：物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，它能培養(yǎng)學(xué)生觀察現(xiàn)象、分析問(wèn)題、討論辨析疑難問(wèn)題、應(yīng)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的綜合能力，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度和研究問(wèn)題的能力以及創(chuàng)新才能。關(guān)鍵詞：物理學(xué)習(xí)；課堂教學(xué)；思維方法。英文翻譯：Abstract: physics is a based on the experiment of natural science, it can cultivate students observe phenomenon, to analyze and

2、discuss the discrimination problems, applied physics knowledge comprehensive ability to solve practical problems, to cultivate students' serious scientific attitude and research ability and innovation ability.Key words: physics learning; Classroom teaching; Thinking method.課堂教學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)是實(shí)施物理教育的重要載體

3、，是物理課堂教學(xué)所不能替代的，是教育教學(xué)進(jìn)行素質(zhì)教育的重要組成部分，應(yīng)引起廣大從事物理教學(xué)工作者的高度重視。因此，教師在物理教學(xué)中應(yīng)重視和改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的研究思維能力，提高物理教學(xué)質(zhì)量。 一、通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的研究性思維能力 教育心理學(xué)家普遍認(rèn)為，物理演示實(shí)驗(yàn)?zāi)転閷W(xué)生提供感性認(rèn)識(shí)素材，并在此基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生探求新的知識(shí)和技能，學(xué)生在觀察的同時(shí)會(huì)有意識(shí)地伴隨教師的演示而積極思考，它是培養(yǎng)學(xué)生研究性思維的重要契機(jī)。所以物理教師應(yīng)善于利用或積極開(kāi)發(fā)，從物理演示實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象中獲取有價(jià)值的感性素材引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思維加工，經(jīng)過(guò)科學(xué)的抽象，嚴(yán)格的辨析、討論，形成物理概念，并進(jìn)一步推理、延伸

4、，從而實(shí)現(xiàn)由感性認(rèn)識(shí)到理性認(rèn)識(shí)質(zhì)的飛躍。學(xué)生的思維活動(dòng)是從他們感到迫切需要解決問(wèn)題時(shí)開(kāi)始的，因此，在物理演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)中還應(yīng)充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)的設(shè)疑作用，并物理的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和所學(xué)的知識(shí)具體化、條理化、問(wèn)題化，具有引導(dǎo)、啟發(fā)作用，激發(fā)學(xué)生強(qiáng)烈的求知欲，使學(xué)生始終處于有效的積極思維狀態(tài)。通過(guò)設(shè)疑問(wèn)題情境，調(diào)動(dòng)學(xué)生動(dòng)手、動(dòng)腦的積極性，提高學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)，培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立的研究性思維能力。 二、通過(guò)設(shè)計(jì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的研究性思維能力 在學(xué)生掌握了一定物理基礎(chǔ)知識(shí)和基本實(shí)驗(yàn)技能的基礎(chǔ)上，教師應(yīng)根據(jù)新課程物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求，有目的、有計(jì)劃地設(shè)計(jì)一部分學(xué)生實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?，根?jù)已學(xué)習(xí)過(guò)的實(shí)驗(yàn)原理和方

5、法，設(shè)計(jì)出符合要求和具有創(chuàng)新思路的實(shí)驗(yàn)，在此過(guò)程中，物理教師應(yīng)對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方案提出具體的指導(dǎo)性要求，這也是對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)思維方法訓(xùn)練，培養(yǎng)實(shí)事求是、獨(dú)立思考、開(kāi)拓創(chuàng)新和研究性思維能力的一種有效途徑。物理是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，掌握自然科學(xué)的基本實(shí)驗(yàn)方案是物理教學(xué)的重要任務(wù)，也是新課程的重要體現(xiàn)，項(xiàng)目繁多的物理學(xué)生實(shí)驗(yàn)，只是前人實(shí)驗(yàn)的總結(jié)，要想培養(yǎng)學(xué)生的探索性研究能力，必須加強(qiáng)和重視設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的最大優(yōu)勢(shì)在于：它體現(xiàn)了以學(xué)生為主體的實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)掌握基本技能的積極性；體現(xiàn)了素質(zhì)教育的新內(nèi)涵，以人為本，自然和諧；體現(xiàn)現(xiàn)代教學(xué)模式下的探究性實(shí)驗(yàn)原則，是一種全新的、

6、具有開(kāi)發(fā)能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的新方法。中學(xué)物理中的力學(xué)原理、光學(xué)原理、電學(xué)、電磁學(xué)、機(jī)械振動(dòng)、壓強(qiáng)及熱力學(xué)等，都能成為學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的最好素材。 三、通過(guò)課外小實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的研究性思維能力 教學(xué)的實(shí)踐使我們深深體會(huì)到，除了課堂教學(xué)要重視學(xué)生的思維訓(xùn)練、提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量外，還要配合新課程物理教材，倡導(dǎo)學(xué)生密切聯(lián)系生產(chǎn)、生活、建設(shè)、服務(wù)、流通等實(shí)際，深入開(kāi)展力所能及的物理小實(shí)驗(yàn)和利用物理知識(shí)解釋社會(huì)生產(chǎn)、生活中的某些物理現(xiàn)象，尤其是要加強(qiáng)物理學(xué)科與其它學(xué)科實(shí)驗(yàn)的橫向聯(lián)系。這樣，一方面，擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面，豐富學(xué)習(xí)內(nèi)容，增大思維培養(yǎng)空間；另一方面，通過(guò)有效的激勵(lì)與擴(kuò)展，使學(xué)生的逆向思維更加趨向創(chuàng)新，達(dá)

7、到課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)所不能達(dá)到的教學(xué)效果，事半功倍。物理知識(shí)中的電機(jī)、輸電、照明、交直流轉(zhuǎn)換是日常生活中十分密切的具體應(yīng)用。教師可以通過(guò)電學(xué)的學(xué)習(xí)組織學(xué)生進(jìn)行安全用電條件下的小發(fā)明、小創(chuàng)造活動(dòng)，通過(guò)自制充電器、高容量直流照明電器、自動(dòng)發(fā)電器等方法，嘗試電動(dòng)車自動(dòng)發(fā)電、節(jié)約電能等方面的技術(shù)研究與改進(jìn)；通過(guò)廢舊電池的利用和鑒別，學(xué)習(xí)電池的原理和鑒別方法，科學(xué)使用和回收廢舊電池，參與到綠色環(huán)保活動(dòng)中來(lái)。通過(guò)課外實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，運(yùn)用物理知識(shí)和物理原理積極開(kāi)展思維活動(dòng)，逐步提高分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，活躍思維，培養(yǎng)逆向思維，帶動(dòng)創(chuàng)新思維的形成，從而實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新性研究思維的培養(yǎng)。思維方法在學(xué)習(xí)物理中注重培養(yǎng)學(xué)生物理思維

8、的方法，可以有效提高學(xué)生的思維能力和掌握正確的學(xué)習(xí)方法，提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)和物理意識(shí)物理的思維方法主要包括理想化的思維方法、類比的思維方法、分析與綜合的思維方法，抽象與概括的思維方法，數(shù)學(xué)方法，等效方法,假設(shè)方法等等。一、理想化的思維方法理想化的思維方法就是把某些科學(xué)研究和科學(xué)實(shí)驗(yàn)建立在理想化的環(huán)境或模型下來(lái)進(jìn)行研究理想化的思維方法需要排除影響事物的次要因素，只研究主要因素在事物變化中所起的作用這種理想化的思維方法是在實(shí)驗(yàn)的條件下進(jìn)行的，現(xiàn)實(shí)中并不存在的一些條件物理學(xué)習(xí)中的很多知識(shí)和內(nèi)容的學(xué)習(xí)和理解都需要這種理想化的思維方法這樣可以更方便科學(xué)的研究以及知識(shí)的分解，讓復(fù)雜的問(wèn)題變得更簡(jiǎn)單在教學(xué)中

9、滲透這種思維方法，可以使學(xué)生認(rèn)識(shí)到理想化模型是把問(wèn)題簡(jiǎn)化的一種重要方法例如，在學(xué)習(xí)“牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律”這一節(jié)時(shí)，牛頓第一定律就是建立在理想化的模式進(jìn)行研究的“牛頓第一定律”又稱為“慣性定律”，指出物體都有保持其慣性的特點(diǎn)，在不受外力的情況下，物體要么靜止，要么就做勻速直線運(yùn)動(dòng)在這里的“不受外力”的條件，準(zhǔn)確來(lái)說(shuō)，地球上的所有事物都不可能不受外力那對(duì)于這種不受外力的狀態(tài)，要如何來(lái)理解和研究呢?其實(shí)在水平方向運(yùn)動(dòng)的物體，同時(shí)也受到重力和支持力的作用，重力和支持力大小相同方向相反，相互抵消，并沒(méi)有使物體在垂直方向上發(fā)生運(yùn)動(dòng)這一對(duì)力的作用在這里可以忽略不計(jì)而水平方向上運(yùn)動(dòng)的物體，肯定受到推力和摩擦力一

10、個(gè)在水平面上靜止的物體，如果沒(méi)有受到水平方向上的力，那么這個(gè)物體將保持靜止如果在水平方向上運(yùn)動(dòng)的物體，如果沒(méi)有受到外力的作用，那么這個(gè)物體將保持原有的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并將一直做勻速直線運(yùn)動(dòng)，因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變需要力的作用“不受外力作用”是一種理想的實(shí)驗(yàn)狀態(tài)，但這種理想化的思維方法是進(jìn)行科學(xué)研究的重要手段，教師一定要在教學(xué)中滲透這種思維方法，盡可能多舉些例子讓學(xué)生深入地理解二、類比的思維方法很多物理知識(shí)和物理規(guī)律的研究都是通過(guò)類比的方法來(lái)進(jìn)行擴(kuò)充和建立的相類似的事物就可能有相類似的特征和性質(zhì)，用類比的思維方法來(lái)對(duì)某些概念和知識(shí)進(jìn)行研究，可以節(jié)省很多時(shí)間和經(jīng)歷，充分利用已有的知識(shí)和現(xiàn)成的經(jīng)驗(yàn)，可以幫助學(xué)

11、生更好地學(xué)習(xí)和掌握新知識(shí)例如，在學(xué)習(xí)功率和電功率的時(shí)候，為了向?qū)W生表達(dá)出做功快慢的情況，就可以采用類比的方法來(lái)進(jìn)行分析如可以跟我們所學(xué)習(xí)的效率的概念來(lái)進(jìn)行比較，功率和電功率與效率在意義上是一樣的，都是反映工作的快慢，效率一般用于人的工作速度的快慢，而功率一般用于物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中做功的快慢，電功率專指電流做功的快慢與效率的概念進(jìn)行比較之后，功率和電功率的概念就容易理解多了三、分析與綜合的思維方法分析與綜合的思維方法是在物理學(xué)習(xí)中常用的一種思維方法，物理現(xiàn)象的多樣性和多變性使我們要把事物在不同階段和不同狀態(tài)下的情況進(jìn)行分析不僅要分析事物的局部，還要學(xué)會(huì)對(duì)分析所得的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行綜合綜合是以分析為前提的

12、，先學(xué)會(huì)了分析才能學(xué)會(huì)綜合在物理學(xué)習(xí)中，學(xué)生要學(xué)會(huì)分析物理現(xiàn)象，再把各種現(xiàn)象綜合起來(lái)形成較完整的知識(shí)提高學(xué)生分析與綜合的思維能力，是中學(xué)物理學(xué)習(xí)中的一個(gè)重要方向例如，在學(xué)習(xí)“歐姆定律”的過(guò)程中，要理解和掌握電流、電壓、電阻這三個(gè)相互關(guān)聯(lián)的物理量之間的關(guān)系，就需要通過(guò)分析和綜合的方法來(lái)進(jìn)行研究先假定其中的某一個(gè)量是固定不變的，然后可以得出另外兩個(gè)量之間的關(guān)系學(xué)生通過(guò)分析和驗(yàn)證，就可以知道“當(dāng)電阻一定時(shí)，電流跟電壓成正比；當(dāng)電壓一定時(shí)，電流跟電阻成反比”在這兩個(gè)結(jié)論的基礎(chǔ)上就可以綜合得出歐姆定律了在學(xué)習(xí)的過(guò)程，要學(xué)會(huì)從多角度進(jìn)行分析問(wèn)題，最后再把全部問(wèn)題綜合起來(lái)全面地研究學(xué)生掌握了這樣一種思維方法

13、，分析、探索和解決問(wèn)題的能力也會(huì)有很大的提高四、抽象與概括的思維方法抽象是通過(guò)現(xiàn)象認(rèn)識(shí)事物本質(zhì)的過(guò)程，在物理的學(xué)習(xí)中，通常要用這種抽象的思維方法把物理現(xiàn)象的本質(zhì)解讀出來(lái)概括就是把這種解讀出來(lái)的個(gè)別事物的本質(zhì)現(xiàn)象推廣到同類事物中去，抽象與概括的思維方法是獲得慨念和理解概念的重要方法例如，在理解慣性這個(gè)概念的時(shí)候，首先可以讓學(xué)生觀察一些能體現(xiàn)慣性的物理現(xiàn)象如，迅速抽出一疊書(shū)的最底層那本，上面的那些書(shū)并不會(huì)跟著下面的那本書(shū)一起被抽出來(lái)，而是保持在原來(lái)的位置又比如說(shuō)在騎自行車的過(guò)程中，如果忽然急剎車，那么人將會(huì)向前傾教師要先引導(dǎo)學(xué)生觀察這種現(xiàn)象，并從現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)事物的本質(zhì)，就是物體具有保持原來(lái)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的

14、性質(zhì)，而這種性質(zhì)就叫做慣性再把這種性質(zhì)概括起來(lái)推廣到同類的現(xiàn)象和事物中去抽象與概括能力的形成和提高有賴于學(xué)生已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，對(duì)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)有著非常重要的作用因此，教師在教學(xué)中一定要重視學(xué)生這方面的能力的提升五、數(shù)學(xué)方法數(shù)學(xué)作為工具學(xué)科，其思想、知識(shí)和技巧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方法為物理學(xué)的數(shù)量分析和計(jì)算提供有力工具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，可以說(shuō)任何物理問(wèn)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)模型，求解再次還原為物理結(jié)論的過(guò)程。物理解題中運(yùn)用的數(shù)學(xué)方法通常包括方

15、程(組)法、比例法、數(shù)列法、函數(shù)法、微元法等。下面就微元法談?wù)勛龇?，近幾年“高考”的命題實(shí)踐來(lái)看，涉及到“微元法”的相應(yīng)試題應(yīng)該被指認(rèn)為是一類“熱點(diǎn)”問(wèn)題?！拔⒃ā痹诒粦?yīng)用于物理解題時(shí)，常可以把題中給出的變化的事物或題中反映的變化的過(guò)程轉(zhuǎn)化為極為簡(jiǎn)單的不變的事物或不變的過(guò)程來(lái)處理。由于一切“變化”都必須在一定的時(shí)間和空間范圍內(nèi)才能得以實(shí)現(xiàn)，“微元法”就是通過(guò)限制“變化”所需的時(shí)間或空間來(lái)把變化的事物或變化的過(guò)程轉(zhuǎn)化為不變的事物或不變的過(guò)程。操作步驟依次為：1.選取元；2.運(yùn)用規(guī)律表達(dá)元；3.疊加元求解全過(guò)程。中學(xué)階段，“微元法”的換元類型主要包括：1.“時(shí)間元”與“空間元”間的相互代換；2.

16、“體元”、“面元”與“線元”間的相互代換；3.“線元”與“角元”間的相互代換。六、等效方法  等效法亦稱“等效替代法”，是科學(xué)研究中常用的思維方法之一.掌握等效方法及應(yīng)用，體會(huì)物理等效思想的內(nèi)涵至關(guān)重要，等效思想和方法作為一種迅速解決物理問(wèn)題的有效手段，經(jīng)常體現(xiàn)于高考命題中。等效方法是在保證某種效果（特性和關(guān)系）相同的前提下，將實(shí)際的、復(fù)雜的物理問(wèn)題和物理過(guò)程轉(zhuǎn)化為等效的、簡(jiǎn)單的、易于研究的物理問(wèn)題和物理過(guò)程來(lái)研究和處理的方法.  運(yùn)用等效方法處理問(wèn)題的一般步驟為： 1.分析原事物（需研究求解的物理問(wèn)題）的本質(zhì)特性和非本質(zhì)特性.  2.尋找適當(dāng)?shù)奶娲铮ㄊ煜さ氖挛铮?，以保留原事物的本質(zhì)特性，拋棄非本質(zhì)特性. 3.研究替代物的特性及規(guī)律. 4.將替代物的規(guī)律遷移到原事物中去.  5.利用替代物遵循的規(guī)律、方法求解，得出結(jié)論.  七、假設(shè)方法常有一些物理過(guò)程，其發(fā)生、發(fā)展以及變化的方向存在著多種可能，在對(duì)這些過(guò)程做出定量分析