高中物理学习中的一般思想方法，本文主要内容关键词为：高中物理论文,思想论文,方法论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
高中物理学习过程是一个思维能力培养的过程。物理学区别于其他学科的明显待征就是给人的感觉特别难学，这也许是绝大多数高中生对物理这一学科的最直接、最原始的印象。造成物理学科学习困难的原因是很多的，而学习方法和思想方法又是两个非常重要的因素。在此，笔者主要谈谈高中物理学习中的一般思想方法。
一、极限法
极限思维法是一种科学的思维方法。假若某物理量在某一区间内是单调连续变化的，我们可以将该物理量或它的变化过程和现象外推到该区域内的极限情况（或极端值），使物理问题的本质迅速暴露出来，再根据已知的经验事实很快得出规律性的认识或正确的判断。这种思维方法称为极限思维法。
极限法在物理学研究中有广泛的应用。开尔文把查理定律外推到零压强这一极限情况，而引入了热力学温标，使气体实验定律的表述大大简化。伽利略在研究自由落体运动规律时，先证明从斜面上滚下的小球做匀变速运动，后又把结论外推到斜面倾角增大到90°的极限情况——小球自由下落，从而用极限思维法间接证明了自己对自由落体运动规律的论断是正确的。
极限法（又称极端法）在物理解题中有比较广泛的应用。若将貌似复杂的问题推到极端状态或极限值条件下进行分析，问题往往变得十分简单。利用极限法可以将倾角变化的斜面转化成平面或竖直面。可将复杂电路变成简单电路，可将运动物体视为静止物体，可将变量转化成特殊的恒定值，可将非理想物理模型转化成理想物理模型，从而避免不必要的详尽的物理过程分析和烦琐的数学推导运算，使问题的隐含条件暴露，陌生结果变得熟悉，难以判断的结论变得一目了然。
极限法常见的方法有三种：极限假设法、特殊值分析法和临界状态分析法。
例1：物体A可在倾角为θ的斜面上运动，若A的初速度为
，它与斜面间的动摩擦因数为μ。在相同情况下，A上滑与下滑的加速度大小之比为：
A.（sinθ-μcosθ）/（μcosθ-sinθ）。
B.（sinθ+μcosθ）/（sinθ-μcosθ）。
C.μ+tanθ。
D.μcosθ/（sinθ-μcosθ）。
本题的常规解法，是先对A进行受力分析，再应用牛顿第二定律，分别求A上滑和下滑时的加速度表达式，最后求二者之比。这样做，费时费力，容易出错。用极限假设法求解则能迅速、准确得出正确结论。
假设斜面倾角为90°，即斜面变成竖直面，A物体的上滑和下滑，就等同于竖直上抛和自由落体。上滑、下滑加速度都是g，比值为1。对照四个供选答案，将θ=90°代入检查，只有B答案能符合假设的要求。
点评：将斜面改成竖直面（即θ=90°）并未改变上滑减速、下滑加速这一运动性质。这样的极端假设是合理的。若将斜面改成水平面（即θ=0°），无论上滑还是下滑都变成减速运动，就改变了题目中约定的运动性质。这种假设就是不合理的，当然也得不出正确结果。
对本题我们还可以做这样的极端假设：
认为斜面是光滑的（即μ=0），同样可得到正确结果B。
二、隔离法
除前面提到的对物体系统进行隔离的例子，还有对问题的过程或问题性质进行隔离的思想方法问题。例如，我们把电源隔离成无阻理想电源和电阻串联的两部分；把碰撞问题分隔成纯粹碰撞阶段和纯粹运动阶段——很多教师说“碰撞瞬间完成，还没来得及运动，忽略其位移”，其实这话不严密，不是没位移，而是位移成分（哪怕很微小的位移）在运动阶段中体现了。再如，在讨论卫星运行中的变轨问题时，往往分隔成变速、变轨，再变速、稳定在另一轨道等等几个理想段，实际中这些过程并不是界限分明分阶段进行的，而是交融在一起、伴随在一起的。隔离法的运用，不是忽略了什么，也不是允许了什么误差，而是思维的一种方法与技巧。运用这种方法，研究的结果是精确的。
三、忽略次要因素思想
很多学生在讨论问题时，有两个误区：一是看问题不全面，例如，电路中的功率等于电压与电流二者的积，电压增大为原来二倍时，有的学生就说功率就变为原来二倍；二是不知道多个因素影响中，需要忽略无穷小的和次要的因素。例如，随温度的增加导体的电阻究竟增加还是减小？再如在研究光学的成像时不用考虑色散，在研究干涉问题时不考虑衍射影响，在研究声速时不考虑温度影响等。
对此，应该让学生归纳出理性化的思绪：第一，精确度方面。例如，研究铁球的自由落体运动，不做精确测量时，不考虑空气阻力。但要进行精确研究，即便下落的是铁球，也要考虑空气阻力。第二，在关注点方面。例如，还是铁球下落，看你关注的是什么。如果你关注的是空气阻力影响，就不能忽略空气阻力。再如一个物体既有平动又有转动，当关注平动时就忽略转动，当关注转动时就忽略平动。第三，为了思维推演的简化，认可一定的误差存在。例如，在研究理想气体时，忽略分子体积。
四、单位制中的思想方法
单位制统一，也存在思想方法问题。例如，教师可以大讲特讲以前的单位制多么的混乱、讲讲各个国家及各个地区用的单位的不同有多麻烦、说说我们国家以前的教材“力”和“质量”单位都用“千克”给学生的学习带来多大的困惑，讲一下美国1999年发射的火星探测器失踪就是因为单位换算错误造成的，讲讲为了避免麻烦，国际上多次开会进行单位制的统一等。让学生换位思维，你是世界知名科学家你感觉是否有必要统一单位制？
在这些渲染和铺垫下，再展开国际单位制的概念，其中有主单位，有大大小小的换算单位，有几个基本单位，有几十、几百个的导出单位等。甚至给学生渗透点“量纲”的内容也未尝不可。
五、理想化模型
高中物理的重要特点就是理想模型用得多。对理想模型的概念，要让学生明确三点：概念、特点、目的。如质点，概念：有质量的几何点；特点：有质量，无尺寸，现实中不存在，假想的，虚构的；目的：用它代替现实中的实际物体，使问题难度降低和容易表述。对于学生，某一理想模型定义的本身并不重要，而人们之所以要引入它的目的却十分重要。如无内阻的理想电源、理想气体、光滑表面、点电荷、磁感线等等，在教学的应用中要经常让学生体会和感受它的目的性，更要让学生知道，这种思维方法是简捷的、高明的。对理想模型运用的意义有二。第一，是抽象思维训练的重要方法。这种训练，有个循序渐进的过程，就像语文课上背诗词一样，是个逐渐熏陶而成的过程。第二，是解决实际问题的基础。实际问题是复杂烦琐的，不能直接研究，必须先从理想模型入手，再向实际问题过渡。例如，研究理想气体是研究真实气体的第一步。也有一些物理量，是从理想模型角度引入的。例如，磁通量的引入，纯粹是为了思维上的方便而先入为主引入的，不免有些理想模型的味道。再如平均速度、电压有效值等等一些概念的引入，完全是为了人的主观思维需要，而且是理想化了的模型。
六、代换法
力的分解与合成、交流电的有效值、理想无阻电源与内阻的串联等，是用到了代换法思维。用质点代替实际物体、把平抛用两个直线运动代替、用一个字母代替一个表达式，也都是用到代换法。电学的画等效电路图、把摄氏温标转换成开氏温标、用圆周运动的射影代替简谐振动，也体现了代换法思想。从简单到复杂，代换法渗透在高中物理的各个角落。
七、比值定义法
小学就学除法，但高中大多数学生对除法的意义以及意义的延伸，却很少去问津。很多小学生都知道“去书店买书，算一下每本书的单价”，而高中学生却轻视了这里面思想方法的问题，而加深了对速度、加速度等概念的理解难度。
以上思想方法是我们在高中物理学习和教学实践中总结出来的一点成果，不当之处还请各位同行不吝指正。实际上高中物理学习的思想方法有很多，我们在以后的工作中还会注意多加总结，并把这种思想贯穿在学习和教学实践中。
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