如何培養物理學的思維方法

摘要：在物理概念與物理規律教學中，加強對學生進行思維方法培養，對學生整體思維素質的提高將起著十分重要的作用。對于物理這門學科來說，教師應該細心教導學生，培養學生自主學習的意識，發揮學生的主觀能動性，當然這也需要學生的配合。本文通過運用四種方法，達到培養學生思維方法的目的。

關鍵詞：物理教學；思維方法；培養

中圖分類號：G633.7

物理新課標提倡自主學習、合作探究和培養學生的探索精神、實踐能力以及創新意識，那些晦澀難懂的物理原理光憑教師的講解是很難達到理想的效果的，所以要求教師在教學實踐中要注重對學生學習方法的培養，樹立“以學生發展為本”的素質教育理念，真正做到以學生為主體，引導學生進行探究式學習，不斷提高學生學習物理的能力。那么，我們可以著重培養以下幾種物理方法。

一、控制變量法

世間萬物都存在的千絲萬縷的聯系，所以任何事物都不可能只受一個因素的影響，在研究物理問題時，這個原理也同樣存在。某一物理量往往受幾個不同物理量的影響，為了確定各個不同物理量之間的關系，除了要研究的因素，其它因素都人為地控制起來，使其固定不變，改變某一個量，看所研究的物理量與該物理量之間的關系，如何得出結論，綜合起來得出規律，這就是所謂的控制變量法。控制變量法是初中物理實驗中常用的探索問題和分析解決問題的科學方法之一。

例如：關于探究聲是怎樣傳播的實驗中，就開始滲透控制變量的思想。因為固體、液體和氣體都是傳聲的介質，我們逐一研究它們分別可以傳聲時，就必須控制其它兩個因素。如果在進行該實驗時就給學生恰當地點撥，提出：“把兩張課桌緊緊地挨在一起，一個同學輕敲桌面，另一個同學把耳朵貼在另一張桌子上，聽到的敲擊聲為什么就能認為是桌子傳來而不是空氣傳來的？”引導學生去分析比較，就能使學生體驗到控制變量的思想。在接著的探究影響音調、響度等因素的實驗中，把控制變量的思想對學生給予簡要的介紹，就會使學生逐步領悟到控制變量法的實質要領，為以后的探究實驗作好方法上的準備。

還有，研究影響力的作用效果的因素；研究滑動摩檫力與哪些因素有關；物體對支撐面的壓強與壓力、受力面積的關系；物體在液體中所受浮力大小與液體密度、物體排開液體體積的關系；研究決定動能大小的因素；研究決定重力勢能大小的因素；研究影響液體蒸發快慢的因素；研究物體吸熱與物質種類、質量、溫度的關系；研究電流產生的熱量與電流、電阻、時間的關系；研究通電導體在磁場中的受力與哪些因素有關；研究電磁鐵磁性強弱與線圈中電流大小、線圈匝數、有無鐵芯的關系等用的研究方法也都是控制變量法。控制變量法是研究物理問題最常用的方法之一。

二、轉換法

物理學中對于一些看不見摸不著的現象或不易直接測量的物理量，通常用一些非常直觀的現象去認識或用易測量的物理量間接測量，這種研究問題的方法叫轉換法。所謂“轉換法”，主要是指在保證效果相同的前提下，將不可見、不易見的現象轉換成可見、易見的現象；將陌生、復雜的問題轉換成熟悉、簡單的問題；將難以測量或測準的物理量轉換為能夠測量或測準的物理量的方法。

初中物理在研究概念規律和實驗中多處應用了這種方法。在研究電熱的功率與電阻關系的實驗中，電流通過阻值不等的兩根電阻絲產生的熱量無法直接觀測和比較，所以我們可以改變一下我們的思維方式，通過轉換為讓煤油吸熱，觀察煤油溫度變化情況，從而推導出那個電阻放熱多。還有，磁場是不是真的存在呢？它既看不見又摸不著，我們如何證明它是真實存在的呢？有一樣東西是中國的四大發明之一——指南針，所有的人都知道指南針可以指南北，這個不就可以說明磁場是真實存在的的了嗎。光是以什么樣的方式傳播的？這個問題似乎難住了大家，其實我們只需要稍稍懂點腦子，進行一下轉化，那么這個問題就可以迎刃而解了，影子是怎么形成的這個大家都知道，那么只要看一下我們的影子就會發現，光是沿著直線傳播的了。月亮是不是光源呢？它與我們相隔十萬八千里，如何才能弄清楚這個問題呢，我們都知識有一種現象叫月食，由此我們可以發現月亮它自己本身并不是發光源。這樣的例子還有很多，在此就不一一列舉了。

三、類比法

類比法是一種推理方法。最早是由亞里士多德提出的。所謂類比，就是為了把要表述的物理問題說得清楚明白，往往用具體的、有形的、人們熟知的事物來類比要說明的那些抽象的、無形的、陌生的事物。通過類比，使人們對所要提示的事物有一個直接的、具體的、形象的認識，找出類似的規律。類比法能夠幫助我們理解一些抽象、無形、陌生的物理現象和物理知識，在物理學中有較廣泛的應用。比如在研究通電螺線管的磁場的實驗中，為準確記憶通電螺線管的北極與電流方向的關系，以緊握的右拳頭類比為螺線管，四指為線圈并指向電流的方向，則大拇指所指的一端為北極。這樣形象直觀很容易被學生理解記憶牢固。

四、等效替代法

等效替代法是在保證某種效果（特性和關系）相同的前提下，將實際的、復雜的物理問題和物理過程轉化為等效的、簡單的、易于研究的物理問題和物理過程來研究和處理的方法。例如在平面鏡成像的實驗中，我們利用兩個完全相同的蠟燭，驗證物與像的大小相同，因為我們無法真正的測出物與像的大小關系，所以我們利用了一個完全相同的另一根蠟燭來等效替代物體的大小。

五、理想實驗法

理想實驗法（又稱推理法）是在實驗基礎上經過概括、抽象、推理得出規律的一種研究問題的方法。但得出的規律卻又不能用實驗直接驗證，是科學家們為了解決科學理論中的某些難題，以原有的理論知識（如原理、定理、定律等）作為思想實驗的“材料”，提出解決這些難題的設想作為理想實驗的目標，并在想象中給出這些實驗“材料”產生“相互作用”所需要的條件，然后，按照嚴格的邏輯思維操作方法去“處理”這些思想實驗的“材料”，從而得出一系列反映客觀物質規律的新原理，新定律，使科學難題得到解決，推動科學的發展。比如，我們在探究空氣能傳聲的實驗中，逐漸將真空罩內的空氣抽出，聽到罩內的鬧鐘的聲音逐漸變弱，于是我們推理得出將真空罩內的空氣抽完（即真空），就聽不到鬧鐘的聲音了，從而得出空氣能傳聲而真空不能傳聲的結論。這里采用的方法就是理想化，因為無論怎樣抽氣是不可能將真空罩內的空氣抽完的。

從物理學角度出發培養學生的物理思維方法，滲透物理科學方法的教育，授之以漁，才是我們教育的真正目標之所在。以上的一些方法都是物理教學，教師要注重教導學生的運用這些方法，在他們在遇到物理題目時可以熟練的選擇正確的方法解決問題，提高學生自身的科學素養。