淺談高中物理有效學習的思維方法

王偉風

（安徽省淮北市實驗高級中學 安徽淮北 235000）

淺談高中物理有效學習的思維方法

王偉風

（安徽省淮北市實驗高級中學 安徽淮北 235000）

該文比較詳細的從理論上總結了高中物理常用的思維方法，對高中師生相對系統的了解高中物理學科的特點和進一步有效的學習高中物理知識有一定的借鑒意義。

高中物理 有效學習 思維方法

作為一名中學物理教師，經常性的會聽到學生的抱怨：“高中物理學科的學習難度最大，抽象、靈活、綜合性強，每次考試成績都不好。”每聽到此都會有些許感觸和思考，如何幫助這些同學學好物理學科并取得優異成績呢？我們也都知道“授之以魚，不如授之以漁。”

所以我想不僅要讓學生通過學習親身感知到高中物理學科的特點還要使其明確高中物理學習常用的思維方法。學生只有理解、掌握了基礎知識和基本的思維方法，才能比較靈活的遷移運用知識解決物理問題，使學習更主動，效率更高，興趣也更濃；也才能使得學生改變原來被動的學習方式、收到事半功倍的效果。［1］

物理作為一門自然科學，注重實驗探究和邏輯推理，要求學生理解掌握科學的知識，科學的探究方法，科學的理論以及科學的模型建立過程。學生在物理學習的過程中要潛移默化，循序漸進的加強理解能力、推理能力、分析和綜合的能力、實驗能力、用數學知識處理、解決物理問題的能力。教學中要想達到預期的目的，教會學生掌握科學的思維方法是必要的，下面就高中物理學習中常用的具有代表性的思維方法做些許探討。

一、整體與隔離思維方法

整體思維與隔離思維都是中學物理分析和解決問題的常用方法。整體法是一種把研究對象放在系統中加以考慮的方法，或將看上去具有明顯不同性質和特點的幾個物理過程作為一個整體過程來處理。而隔離法是將研究對象從系統中隔離出來，單獨進行分析，找出其運動規律的思維方法。［2］

我們根據已知條件和要求的問題，可以把它們作為一個整體來處理，也可以把它們的某一部分拿出來單獨處理；可以先部分再整體，也可以先整體再部分。整體思維方法強調從整體上把握問題的因果關聯，以更高的視角看問題，解決問題更為全面，透徹，清晰。大大縮短解題時間，簡化解題過程，對提高學生的思維品質有很大的促進作用。但我們在處理系統內部各部分之間的作用時，還要結合隔離法才能解決問題。這兩種思維方法常常交叉使用，也可單獨使用，這要據具體問題而定。我們要在平時的教學中，增強學生對整體與隔離理解和認識。

這兩種方法廣泛地應用在受力分析、動量定理、動量守恒定律、動能定理、機械能守恒定律等問題中。

二、逆向思維法

在物理學習中，逆向思維是對于某些問題，運用常規的思維方法會十分繁瑣甚至解答不出，而采用逆向思維，即把運動過程的“末態”當成“初態”，反向研究問題，可使物理情景更簡單，物理公式也得以簡化，從而使問題易于解決，能收到事半功倍的效果。比如在處理末速度為零的勻減速直線運動問題中，可以看作是研究對象做初速度為零的勻加速直線運動，運用運動學的基本公式、推論等解決問題，求出未知量。此外，在物理發展史上，逆向思維曾取得過重要成就。如奧斯特發現了電生磁后，法拉第運用對稱性思考和逆向思維堅信磁也可以產生電，通過不懈的努力最終發現了電磁感應的現象，從而開辟了人類的電氣時代。麥克斯韋用場的觀點，分析了電磁感應現象，得出了變化磁場能產生電場后，運用逆向思維得出變化的電場能夠產生磁場的結論，從而歸納出麥克斯韋方程組，形成嚴密而完整的電磁理論。

在物理教學中，合理地應用逆向思維，不但能給學生展示新穎的思想和獨特的技巧，而且能加深對物理概念和規律的認識、理解，提高學習效率，對拓展學生的思維都很有幫助。

三、對稱法

對稱性就是事物在變化時存在的某種不變性。自然界和自然科學中，普遍存在著優美和諧的對稱現象。利用對稱性解題時有時可能一眼就看出答案，大大簡化解題步驟。從科學思維方法的角度來講，對稱性最突出的功能是啟迪和培養學生的直覺思維能力。用對稱法解題的關鍵是敏銳地看出并抓住事物在某一方面的對稱性，這些對稱性往往就是通往答案的徑。

高中物理中也有諸多涉及到對稱思想的問題研究，比如研究對象的受力分析，簡諧運動，天體的運動，等量同種或異種點電荷周圍空間的電場分布，幾何光學中的鏡面對稱等。

四、守恒思想

在物理變化的過程中，常存在著某些不變的關系或不變的量，在討論一個物理變化過程時，對其中的各個量或量的變化關系進行分析，尋找到整個過程中或過程發生前后存在著的不變關系或不變的量，則成為研究這一變化的過程的中心和關鍵.這就是物理學中最常用到的一種思維方法——守恒法。

能量守恒、機械能守恒、質量守恒、動量守恒、電荷守恒等守恒定律都集中地反映了自然界所存在的一種本質性的規律——“恒”。在變化復雜的物理過程中，“守恒”是自然界所遵循的一條基本規律，從守恒的角度去研究有關問題，是物理學研究的基本方法，也是解決問題的突破口。

五、數學的方法

物理學的發展與數學密不可分，數學對于物理不僅是一種計算工具，也是物理學的思維工具，只有具備較好的數學基礎并掌握物理教學方法，才能更好地掌握物理概念和定律，才能深入地揭示和描述物理現象、物理過程的實質。數學作為工具學科，其思想、方法和知識始終滲透、貫穿于整個物理學習和研究的過程中，為物理概念、定律的表述提供簡潔、精確的數學語言，為學生進行抽象思維和邏輯推理提供有效的方法，為物理學中的數量分析和計算提供有力工具。

中學物理《考試大綱》中對學生應用數學工具解決物理問題的能力作出了明確要求，要求考生有“應用數學處理物理問題的能力”。所謂數學方法，就是要把客觀事物的狀態、關系和過程用數學語言表達出來，并進行推導、演算和分析，以形成對問題的判斷、解釋和預測。可以說，任何物理試題的求解過程實質上是一個將物理問題轉化為數學問題再經過求解還原為物理結論的過程。高考物理試題的解答離不開數學知識和方法的應用，借助物理知識考查數學能力是高考命題的永恒主題。

其實，高中物理的思維方法還有很多，例如：極限法、微元法、圖像法、等效替代、類比法、理想實驗、分析與歸納法等。只要教師在教學中注重引導和歸納，學生就會不斷地感悟和總結，從而在學習中加以應用，提高學習效率，起到事半功倍的作用。

［1］ 鄭墻：《高中物理教學中滲透物理思想方法的案例研究》，中國知網http：//epub.cnki.net/kns/brief/default_result.aspx

［2］ 陳紅雷：《高中物理教學中重視物理思想方法教育》，《中學生數理化》2014年第10期