例談理想化思維方法在物理教學中的運用

裴濟中

〔關鍵詞〕 物理教學；理想化思維

方法；運用

〔中圖分類號〕 G633.7

〔文獻標識碼〕 C

〔文章編號〕 1004—0463（2014）

06—0082—01

“理想化思維”是科學抽象的一種方法，通過“理想化思維”建立物理模型和設計物理實驗，然后在實驗的基礎上通過推理得出物理規律，可以把復雜的問題簡單化，把抽象的問題具體化，這是研究物理問題的一種方法。在教學中，教師若能結合教材滲透這一方法，可以幫助學生深刻理解物理概念和規律。

一、“光線”物理模型的建立

光束是客觀存在的，而“光線”則是一種在“理想化思維”下建立的物理模型，是人們用來表示光的傳播路線的一種方法，因此畫光線時必須用箭頭標明光的傳播方向。如果是學生第一次接觸“理想化思維”，教師就應告訴學生，通過“理想化思維”建立模型是物理學研究問題的一種方法。通過建立“光線”的模型，可以更方便地研究光的直線傳播、光的反射定律以及平面鏡成像的特點，使我們對光現象的描述及其規律的研究形象化、簡單化。

二、變速運動中平均速度的問題

在物體的實際運動中很少有單純的直線運動、勻速運動、圓周運動，大多數是變速運動。我們求變速運動中的平均速度v=■，就是利用“理想化思維”，即把變速運動這一比較復雜的運動當作簡單的勻速直線運動來處理。要向學生指出，平均速度公式雖然也是v=■，但和勻速直線運動中的速度v=■的含義并不完全相同，因為對變速運動來說，每一段時間內（或每一段路程上）的平均速度是不相同的。應使學生體會到，通過理想化思維，將復雜問題簡化，是研究問題的一種方法。

三、對牛頓第一定律中“物體不受外力作用”的理解

牛頓第一定律的表述是：一切物體在沒有受到力的作用時，總保持靜止狀態或勻速直線運動狀態。關于“物體不受到外力作用”有兩層含義，一是物體受到平衡力的作用；二是物體不受任何外力。由于不受外力作用的物體是不存在的，所以這一點是理想化的，這種狀態不可能實現，也無法用實驗來確定，是牛頓等科學家通過理想化思維方法概括出來的，但存在著廣泛的、可靠的事實基礎，并不是憑空想象。

四、關于“功的原理”的理解

功的原理的內容是：使用機械時，人們所做的功，都不會少于不用機械時所做的功。其中“不會少于”即“大于等于”，教學中要給學生指明“等于”是有條件的，即不計機械自重及一切摩擦，這也是一種“理想化思維”，因為摩擦力是不可避免的，機械的自重是客觀存在的，人們都必須多做功，即做額外功。明白了這一點，對“機械效率”的教學也大有幫助，機械效率在一般情況下是小于1的，因為要克服摩擦和機械自重做額外功；若在理想化的條件下，機械效率η=■×100%=1，因為理想化的條件下沒有額外功（W額=0）。

五、對于“熱值”這一物理概念的理解

“熱值”的定義告訴我們：“1千克的某種燃料完全燃燒時放出的熱量，就是這種燃料的熱值”。在這個定義中，“完全燃燒”的意思是燃料通過100%的燃燒完全變成了另外一些物質，這在實際中是很難達到的，因為生活中沒有純凈的氧，燃料就不可能100%燃燒。完全燃燒是人們通過“理想化思維”而創設的“理想情境”。

總之，這些模型都屬于理想化模型，理想化模型是“理想化思維”的產物，只要我們引導學生大膽地去猜想，通過理想化思維方法建立物理模型，往往能使復雜的問題簡單化、明了化，抽象的問題形象化、具體化，同時還有助于培養學生的思維能力和解題能力。

編輯：張 昀endprint

〔關鍵詞〕 物理教學；理想化思維

方法；運用

〔中圖分類號〕 G633.7

〔文獻標識碼〕 C

〔文章編號〕 1004—0463（2014）

06—0082—01

“理想化思維”是科學抽象的一種方法，通過“理想化思維”建立物理模型和設計物理實驗，然后在實驗的基礎上通過推理得出物理規律，可以把復雜的問題簡單化，把抽象的問題具體化，這是研究物理問題的一種方法。在教學中，教師若能結合教材滲透這一方法，可以幫助學生深刻理解物理概念和規律。

一、“光線”物理模型的建立

光束是客觀存在的，而“光線”則是一種在“理想化思維”下建立的物理模型，是人們用來表示光的傳播路線的一種方法，因此畫光線時必須用箭頭標明光的傳播方向。如果是學生第一次接觸“理想化思維”，教師就應告訴學生，通過“理想化思維”建立模型是物理學研究問題的一種方法。通過建立“光線”的模型，可以更方便地研究光的直線傳播、光的反射定律以及平面鏡成像的特點，使我們對光現象的描述及其規律的研究形象化、簡單化。

二、變速運動中平均速度的問題

在物體的實際運動中很少有單純的直線運動、勻速運動、圓周運動，大多數是變速運動。我們求變速運動中的平均速度v=■，就是利用“理想化思維”，即把變速運動這一比較復雜的運動當作簡單的勻速直線運動來處理。要向學生指出，平均速度公式雖然也是v=■，但和勻速直線運動中的速度v=■的含義并不完全相同，因為對變速運動來說，每一段時間內（或每一段路程上）的平均速度是不相同的。應使學生體會到，通過理想化思維，將復雜問題簡化，是研究問題的一種方法。

三、對牛頓第一定律中“物體不受外力作用”的理解

牛頓第一定律的表述是：一切物體在沒有受到力的作用時，總保持靜止狀態或勻速直線運動狀態。關于“物體不受到外力作用”有兩層含義，一是物體受到平衡力的作用；二是物體不受任何外力。由于不受外力作用的物體是不存在的，所以這一點是理想化的，這種狀態不可能實現，也無法用實驗來確定，是牛頓等科學家通過理想化思維方法概括出來的，但存在著廣泛的、可靠的事實基礎，并不是憑空想象。

四、關于“功的原理”的理解

功的原理的內容是：使用機械時，人們所做的功，都不會少于不用機械時所做的功。其中“不會少于”即“大于等于”，教學中要給學生指明“等于”是有條件的，即不計機械自重及一切摩擦，這也是一種“理想化思維”，因為摩擦力是不可避免的，機械的自重是客觀存在的，人們都必須多做功，即做額外功。明白了這一點，對“機械效率”的教學也大有幫助，機械效率在一般情況下是小于1的，因為要克服摩擦和機械自重做額外功；若在理想化的條件下，機械效率η=■×100%=1，因為理想化的條件下沒有額外功（W額=0）。

五、對于“熱值”這一物理概念的理解

“熱值”的定義告訴我們：“1千克的某種燃料完全燃燒時放出的熱量，就是這種燃料的熱值”。在這個定義中，“完全燃燒”的意思是燃料通過100%的燃燒完全變成了另外一些物質，這在實際中是很難達到的，因為生活中沒有純凈的氧，燃料就不可能100%燃燒。完全燃燒是人們通過“理想化思維”而創設的“理想情境”。

總之，這些模型都屬于理想化模型，理想化模型是“理想化思維”的產物，只要我們引導學生大膽地去猜想，通過理想化思維方法建立物理模型，往往能使復雜的問題簡單化、明了化，抽象的問題形象化、具體化，同時還有助于培養學生的思維能力和解題能力。

編輯：張 昀endprint

〔關鍵詞〕 物理教學；理想化思維

方法；運用

〔中圖分類號〕 G633.7

〔文獻標識碼〕 C

〔文章編號〕 1004—0463（2014）

06—0082—01

“理想化思維”是科學抽象的一種方法，通過“理想化思維”建立物理模型和設計物理實驗，然后在實驗的基礎上通過推理得出物理規律，可以把復雜的問題簡單化，把抽象的問題具體化，這是研究物理問題的一種方法。在教學中，教師若能結合教材滲透這一方法，可以幫助學生深刻理解物理概念和規律。

一、“光線”物理模型的建立

光束是客觀存在的，而“光線”則是一種在“理想化思維”下建立的物理模型，是人們用來表示光的傳播路線的一種方法，因此畫光線時必須用箭頭標明光的傳播方向。如果是學生第一次接觸“理想化思維”，教師就應告訴學生，通過“理想化思維”建立模型是物理學研究問題的一種方法。通過建立“光線”的模型，可以更方便地研究光的直線傳播、光的反射定律以及平面鏡成像的特點，使我們對光現象的描述及其規律的研究形象化、簡單化。

二、變速運動中平均速度的問題

在物體的實際運動中很少有單純的直線運動、勻速運動、圓周運動，大多數是變速運動。我們求變速運動中的平均速度v=■，就是利用“理想化思維”，即把變速運動這一比較復雜的運動當作簡單的勻速直線運動來處理。要向學生指出，平均速度公式雖然也是v=■，但和勻速直線運動中的速度v=■的含義并不完全相同，因為對變速運動來說，每一段時間內（或每一段路程上）的平均速度是不相同的。應使學生體會到，通過理想化思維，將復雜問題簡化，是研究問題的一種方法。

三、對牛頓第一定律中“物體不受外力作用”的理解

牛頓第一定律的表述是：一切物體在沒有受到力的作用時，總保持靜止狀態或勻速直線運動狀態。關于“物體不受到外力作用”有兩層含義，一是物體受到平衡力的作用；二是物體不受任何外力。由于不受外力作用的物體是不存在的，所以這一點是理想化的，這種狀態不可能實現，也無法用實驗來確定，是牛頓等科學家通過理想化思維方法概括出來的，但存在著廣泛的、可靠的事實基礎，并不是憑空想象。

四、關于“功的原理”的理解

功的原理的內容是：使用機械時，人們所做的功，都不會少于不用機械時所做的功。其中“不會少于”即“大于等于”，教學中要給學生指明“等于”是有條件的，即不計機械自重及一切摩擦，這也是一種“理想化思維”，因為摩擦力是不可避免的，機械的自重是客觀存在的，人們都必須多做功，即做額外功。明白了這一點，對“機械效率”的教學也大有幫助，機械效率在一般情況下是小于1的，因為要克服摩擦和機械自重做額外功；若在理想化的條件下，機械效率η=■×100%=1，因為理想化的條件下沒有額外功（W額=0）。

五、對于“熱值”這一物理概念的理解

“熱值”的定義告訴我們：“1千克的某種燃料完全燃燒時放出的熱量，就是這種燃料的熱值”。在這個定義中，“完全燃燒”的意思是燃料通過100%的燃燒完全變成了另外一些物質，這在實際中是很難達到的，因為生活中沒有純凈的氧，燃料就不可能100%燃燒。完全燃燒是人們通過“理想化思維”而創設的“理想情境”。

總之，這些模型都屬于理想化模型，理想化模型是“理想化思維”的產物，只要我們引導學生大膽地去猜想，通過理想化思維方法建立物理模型，往往能使復雜的問題簡單化、明了化，抽象的問題形象化、具體化，同時還有助于培養學生的思維能力和解題能力。

編輯：張 昀endprint